DE1438235A1 - UEberspannungsableiter - Google Patents

UEberspannungsableiter

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DE1438235A1
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arrester
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housing
insulating tube
surge
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Sorrow Billy B
Innis Robert T
Kunkle Ned T
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CBS Corp
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Westinghouse Electric Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T1/00Details of spark gaps
    • H01T1/14Means structurally associated with spark gap for protecting it against overload or for disconnecting it in case of failure

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  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

% estiagköuse _ .
Electric Corporation i438235
East Pittsburgh
61/8024
Überspannungsableiter
I1Ur diese Anmeldung wM die Priorität der entsprechenden USA-Patentanmeldung Serial-No. 69 087 vom 14- 11. I960 beansprucht
Die Erfindung befaßt sich mit Uberspannungsableitera, insbesondere mit Ableitern der Ventiltype für Hochspannung. Überspannungsableiter der Ventiltype bestehen im wesentlichen aus !Funkenstrecken und Widerstandsbiöcken, die in einem Gehäuse angeordnet und in Reihe geschaltet sind. Die !Funkenstrecke isoliert normalerweise den Ableiter von der Leitung, an die er angeschlossen ist. unter dem Ein fluß einer Überspannung,
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ζ. B. bei Gewitterüberspannungen, wird die Funkenstrecke durchschlagen, so daß die Ladung 'durch die nicht linearen Widerstände nach Erde abfließen kann. Die Widerstände haben unter Überspannung nur einen geringen Widerstand. Nach dem Ableitvorgang vermindern die Widerstände wegen ihrer Ventileigenschaften den Folgestroro auf einen kleinen Wert, der durch die Reihenfunkenstreeken leicht unterbrochen werden kann. , ·
Überspannungsableiter der vorbeschriebenen Art sind normalerweise dicht abgeschlossen, um Feuchtigkeit auszuschließen, die einen sehr störenden Einfluß auf die elektrischen Sigen-^ schäften der Widerstandsblöeke und der Sunkenstrecken haben kann. Gelegentlich kommt es jedoch vor, daß der Überspannungsableiter .nicht in der Lage ist, den Folgestrom zu unterbrechen. In diesem Fall fließt der volle Kurzschlußstrom des Netzes gegen Erde durch den Ableiter. Die halbleitenden, nicht linearen Y/iderstanösbloeke werden durchschlagen, so daß ein Kurzschluß von der leitung nach Erde entsteht. Der über diesen Kurzschluß fließende Strom entwickelt große. Mengen Gas aus dem Widerstandsmaterial. Da das Able it er gehäuse, wie erwähnt, üblicherweise dicht abgeschlossen ist, baut sich ein sehr großer Gasdruck auf. Dieser Druck kann das Zersprengen oder Zerplatzen des Porzellangehäuses zur Folge haben, wenn er nicht schnell abgebaut und die weitere Gasentwicklung unterbunden bzw. verlangsamt wird. Das Zersprengen kann mit explosionsartiger Wucht erfolgen, wobei Gehäuseteile mit großer Gewalt umhergesehleudert γ/erden und angrenzende Geräte sowie Personen in der 8098Q8/Ö4t0
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Kachbarschaft gefährden können. Die Stärke der Explosionen schwankt mit der Größe des möglichen Rurzsehlußstromes.
Der Kurzschluß im Ableiter tritt auf, wenn die Widerstandsblöcke beschädigt werden. An sich gestattet ein geringer Widerstand der Blöcke einen nahezu unbehinderten Stromfluß. Der lang andauernde Fehlerstrom durch die Widerstandsblöcke verursacht jedoch eine Sublimation des Widerstandsmaterials. Durch diese Sublimation wird der größte Teil des Grases erzeugt, der zu dem vorgenannten Oberdruck führt. Bei großen Fehlerströmen kann es sogar zur Explosion des Ableiters kommen, obwohl Druckentlastungsmembranen geöffnet sind. Das durch Sublimation entstehende Gasvolumen kann so groß sein, daß auch ein Ableitergehäuse mit vollständig geöffneten Enden explodiert, wenn der Fehlerstrom über die erste Halbwelle hinaus andauern kann.
Man hat bereits versucht, Ableiter dadurch gegen solche Zerstörungen zu schützen, daß die Ableiterelemente, wie Funkenstrecken, Widerstandsscheiben usw, bei einer Überlastung überbrückt werden. Hierzu hat man z. B. Bimetalle verwendet, die bei Erwärmung entweder selbst oder über Hilfsglieder einen Kurzschluß der Ableiterelemente bewirken. Solche Anordnungen sind aber mechanisch verhältnismäßig aufwendig und mithin teuer. Für Hochspannungsabieiter kommen sie außerdem deshalb nicht infrage» weil· die zu überbrückenden Entfernungen zu groß sind.
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Ferner hat man bei einem Gasentladungsüberspannungsableiter eine Elektrode hohl ausgebildet und mit einer Flüssigkeit gefüllt, die sich bei 'Erwärmung ausdehnt. Durch die Ausdehnung soll ebenfalls ein Kurzsphließen des Ableiters erfolgen. Eine solche Anordnung besitzt aber die gleichen Nachteile wie die vorstehend genannten Ableiter mit Bimetallen.
Es ist ferner bekannt, im Inneren eines Ableitergehäuses eine Trennsicherung unterzubringen, die bei Überlastung ansprechen und den Ableiterstromkreis auftrennen soll. Bei dieser Anordnung dauert aber die Gasentwicklung aus den überlasteten Ableiterelementen solange an, bis der Strom durch die Reihen-' trennstrecke vollständig abgeschaltet ist. Da außerdem beim Ansprechen der Trennsicherung zunächst zusätzliche Gasmengen entstehen, ist auf diese Weise kein sicherer Schutz gegen eine Zerstörung des Ableitergehäuses au erreichen.
Das wesentliche Ziel der Erfindung besteht darin, einen Überspannungsableiter zu schaffen, bei dem die Gefahr einer Explosion bei einem Versagen. V-t^H -a ■■;.*· ^i >* r \* gegenüber den bekannten Ableitern verringert ist. Die Erfindung geht mithin aus von einem .Überspannungsableiter, dessen Ableiterelemente, wie Widerstandsscheiben, Funkenstrecken usw., in einem geschlossenen Gehäuse untergebracht sind und bei Überlastung kurz geschlossen werden, wobei das geschlossene Gehäuse aus einem Isolieisfcoffrohr mit metallischen Armaturen an den Stirnseiten besteht, an denen der Anschluß des Ableiters erfolgt. Erfin-809808/0Λ10
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dungsgemäß ist zwischen den metallischen Armaturen räumlich parallel zu den Ableiterelementen ein Isolierstoffrohr angeordnet. Im Rohrinneren ist ein Schmelzleiter untergebracht, der mit den Ableiterelementen in an sich bekannter Weise elektrisch in Reihe liegt.
Durch die Erfindung wird ein Überspannungsableiter geschaffen, der eine schnell wirkende Einrichtung zur Kommutierung des Fehlerstromes aufweist. Die Einrichtung ist so ausgebildet, daß der gehlerstrom von den Ableiterelementen und anderem gaserzeugenden Material auf.Teile übergeleitet wird, die wenig oder kein Gas entwickeln können.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispielesuan Hand der Zeichnung. Dabei zeigt
figur 1 eine Seitenansicht zum Teil im Schnitt.
ligur 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Überspannungsableiter s gemäß der Erfindung, wobei das äußere Gehäuse weggelassen wurde.
Figur 3 ist ein Teilschnitt in vergrößertem Maßstab. Ir zeigt die Einrichtung zur Kommutierung des Pehlerstromee.
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Figur 4 ist eine Draufsicht auf einen unteren Einsatz einer Überspannungaableitereinheit.
Zur Erläuterung der Erfindung ist die Einrichtung zur Kommutierung des lehleistromes bei einem überspannungsableiter dargestellt, wie er in der amerikanischen Patentschrift 2 858 476 angegeben ist. Der Überspannungsableiter besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse 1, vorzugsweise aus Porzellan oder einem anderen wetterfesten Isolierstoff, das an jeder Stirnseite mit metallischen Armaturen 2 versehen ist. Beim Ausführungsbeispiel sind die Armaturen 2 mit Zement 3 auf gekittet. Die Enden des Gehäuses 1 sind mit I/feballmembranen 4 verschlossen, die mit den Armaturen 2 z. B. durch nicht dargestellte Bolzen verbunden sind. Zwischen jeder Membran 4 und dem Gehäuse 1 ist eine Dichtung 5 vorgesehen. Es ist jedoch festzuhalten, daß für die Ausbildung der Armatur und der Abdeckung des Gehäuses auch andere geeignete Formen gewählt werden können, die die elektrische und mechanische Verbindung der Ableitereinheit zu einer Säule gleicher Einheiten gestatten. Jede Armatur 2 ist mit einer Blasöffnung 2' versehen. Die Öffnungen der beiden Armaturen einer Einheit sind zu einem später beschriebenen Zweck gegeneinandergeriehtet.
Die Ableitereinheit besteht aus zwei übereinandergestapelten Ableitergruppen, einer oberen 6 und einer unteren 8. Die Abreitergruppen 6 und 8 sind gleich aufgebaut. Infolgedessen wird nur eine der beiden beschrieben.
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Jede Ableitergruppe, die in dem Gehäuse 1 untergebracht ist, beBteht aus drei Säulen 10, 12 und 14 aus Ableiterelementen, die in Reihe geschaltet und nebeneinander in einer dreieckigen Aufstellung im Gehäuse untergebracht sind. Zu den Ableiterelementen gehören Funkenstrecken 16 und nicht lineare Widerstandsblöcke 18 der üblichen Art. Jede- der Säulen kann aus einer Kombination von Funkenstrecken und Widerstandsblöcken aufgebaut sein, die in Reihenschaltung tibereinandergestapelt sind. Die Funkenstrecke 16 kann z. B. mit der Anordnung nach der amerikanischen Patentschrift 2 858 476 übereinstimmen. Die Anzahl der Funkenstreckenelemente hängt von der Spannung ab. Die Elemente sind in einem Isolierstoffrohr 20 als vertikale Säule übereinandergestapelt. Me Enden des Rohres 20 sind durc h metallische Endkappen 22 verschlossen, die an dem Rohr z. B. durch eine Lötverbindung 11 befestigt sind. Die Endkappen 22 dienen als Kontaktstttcke für den Anschluß der funkenstrecke 16.
Die Widerstandsblöcke 18 bestehen aus nicht linearem Widerstandmaterial, vorzugsweise aus körnigem Siliziumkarbid, das mit einem Binder aus Natriumsilikat geform t und gebacken wurde.
Jede der Säulen 10, 12 und 14 kann z. B. aus einer Funkenstreckenanordnung 16 und Widerstandsblöcken 18 zusammengesetzt sein, die in einem Rohr 24 aus einem mechanisch festen Isolierstoff übereinandergestapelt sind. Es können aber auch davon abweichende Anordnungen getroffen werden, z. B. so, daß S09808/CH10
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. ein Rohr nur Funkenstrecken oder nur Widerstandsblöcke enthält. Ferner kann jedes der Rohre mit unterschiedlichen Anordnungen gefüllt sein. Die drei Säulen 10, 12 und 14 der Ableiterelemente sind Seite an Seite zu einem Dreieck angeordnet, wie in den Figuren 1 und 4 dargestellt ist. Sie werden von Isolierstoff einsätzen 26 und 30 gehalten. Die Einsätze 26 und 30 besitzen, wie Figur 2 zeigt, eine kleeblattähnliche Form mit einem Flanschten 3.2. Durch Rippen 34 entstehen im Zusammenwirken mit dem Flansch 32 drei verhältnismäßig tiefe Ausnehmungen 36, die mit gleichem Abstand voneinander angeordnet sind und die Säulen der Ableiterelemente aufnehmen. Die •Isolierstoff einsät ze besitzen Vorsprünge 38, die mit Ausnehmungen 40' zur Aufnahme von Zugstangen 43 aus Isoliermaterial versehen sind. ' .
In den Einsätzen 26 und 30 sind Ansehlußstücke vorgesehen, durch die die'Ableiterelemente in Reihe geschaltet werden. Z. B. weist der Einsatz 30 einen Kupferetreifen 42 auf, der am Boden von zwei nebeneinanderliegenden Ausnehmungen 36 vorgesehen ist. Die Enden des Kupferstreifens sind so gebogen, daß sie mit den Kontaktflächen der beiden in den Ausnehmungen untergebrachten Ableitersäulen zusammenwirken und diese in Reihe schalten. Die dritte Ausnehmung 36 besitzt ein Anschlußstück 46. Das Anschluß3tück 46 weist einen Streifen 48 auf, der durch einen Schlitz 50 aus dem. Einsatz herausgeführt ist.
Der obere Einsatz 26 kann mit dem unteren Einsatz vollkommen · 809808/0410
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übereinstimmen* Bei der Montage wird er dann gegenüber dem unteren Einsätζ so verdreht, daß die drei Ableitersäulen in Reihe geschaltet sind. Der Stromkreis verläuft in diesem !•all von dem Streifen 48 zum Anschlußstück 46 des unteren Einsatzes 30, duroh die Ableitersäulen 10 zum Anschlußstück des oberen Einsatzes 26. Von diesem Anschlußstück verläuft der Stromkreis zur benachbarten Ableitersäule 12, zum unteren Anschlußetück 42 des Einsatzes 30, das die Verbindung mit der Ableitersäule 14 herstellt. Das obere Ende der Säule H steht in Ba?ührung mit dem Anschlußstück 46 des oberen Einsatzes 26. .
Die Ableitergruppen 6 und 8 sind übereinander angeordnet-Zwischen ihnen ist ein Federring 54 vorgesehen. Die Ansätze 38 der Einsätze 26 und 30 ergeben den gewünschten Abstand zwischen den Ableitergruppen 6 und 8.
Bei der Montage des Ableiters werden die Ableitersäulen in die Ausnehmungen der Einsätze 26 und 30 eingeführt. Dann werden Zugstangen 43 durch Öffnungen 53 des Federringes 54 und Ausnehmungen 40 der Vorsprünge 38 gesteckt. Mit diesen Zugstangen wird die Ableitereinheit verspannt.
Der komplette Ableiter wird im Gehäuse 1 vorzugsweise von Federn getragen, die dafür sorgen, daß mechanische Stöße beim Transport vermieden werden. Zu diesem Zweck besitzt die Membran 40 an den Enden des Gehäuses 1 eine Anzahl aus 809808/0A10 _ g .
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einem Stück mit ihr bestehender VorSprünge 6Q, die sich in das GrehMuseinnere erstrecken. Die. Vorsprünge enden in.Stiften 61 kleineren Durchmessers,, so daß Schultern 63 entstehen. Von den-Schultern 63 der Vorsprünge 60 der.oberen und unteren Membran wird ein metallischer Federring 56 a bzw- 56 fr gehalten. Die Pederringe 56a und 56b besitzen öffnungen 57» die über den Stift 61 der Vorsprünge 60 greifen. Auf die Enden der Zugstangen 42 sind aus leitendem Material bestehende Endstücke 58 aufgeschraubt, mit deren Hilfe die Ableitereinheiten zusammengeklemmt sind. Die Enstücke vermitteln außerdem den elektrischen Kontakt zwischen den Pe.derringen 54 a ; und 56 a sowie zwischen den Federringen 54 b und; $6 b. Die Enden "der Zugstangen sitzen in .Öffnungen der Feder.ringe,. 56, r; zwischen den Öffnungen 57» in die die Vorsprünger 6,1 Mithin ist die Ableiteranordnung mitHilfederelastisch befestigt. Die Endstücke 58 stehen in enger rung mit den Pe der ringen 54 a und 56 a.sowie54 b.und .56;_^jai^ so daß eine elektrische. Verbindung vorhanden ist..;, ... .-. v ^aio
Um eine fortgesetzte Gasentwicklung zu unterbinden, wenn die; ... Widerstandsblöcke bei einem Versagen des Ableiters durchschlagen sind, ist eine Einrichtung zur Kommutierung des JPehlerstromes weg von den Widerstandsblöcken vorgesehen. Diese.Einr richtung geht aus den figuren 2 und 3 iiervor. In jedem der. 'Eins^tze^ 26 und 30 der Al)IeItergruppen 6 und 8 ist eine zen-.,-trische öffnung vorgesehen., Di.e Öffnungen dienen zur Aufnahme . stromempfindlicher Elemente, die in der Mittelachse der Ab let-.· 809808/041 0 ^ w\
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tereinheit angeordnet sind. Die Öffnungen liegen in Längsrichtung übereinander auf einer Geraden, die mitten durch die Ableitereinheit führt und außerhalb der Ableitersäulen 10, 12, H liegt. Jede Einrichtung zur Kommutierung des 2?ehlerstromes umfaßt ein Paar obere und untere stromempfindliche Elemente 62 und 64 sowie ein mittleres Element 66. Die oberen und untejren Elemente 62 bzw. 64 sind identisch, so daß zu ihrer Erläuterung nur das obere Element im folgenden näher beuohrieben wird.
Bas stromempfindliche Element 62 besteht aus einem Isolierstoffrohr 6Θ mit zwei im wesentlichen zylindrischen Elektroden 70 und 72 an den Enden. Die Elektroden 70 und 72 sind mit einer zentrischen Bohrung versehen. Sie sitzen im Inneren des Isolierstoff rohres 68. Sie können aus Messing oder einem anderen geeigneten leitenden Material bestehen und sind durch einen elektrisch leitenden Draht 74 mit einem verhältnismäßig geringen Durchmesser verbunden. Das Isolierstoffrohr 68 besitzt einen Bereich 76 mit einem kleineren Durchmesser an dem einen Ende. Dort ist eine Metallhtilse 78 mit einer zentrischen öffnung aufgebracht, die mit der Bohrung der Elektrode 72 fluchtet. Die Elektrode 70 ragt aus dem Eohr 68 heraus und wird von einer Ausnehmung des zugehörigen Einsatzes 26 oder 30 aufgenommen. Von der Elektrode 70 und dem Isolierstoffrohr 68 wird eine Schulter 85 gebildet. Diese stützt sich auf die Außenfläche des Einsatzes 26 ab. Das stromempfindliche Element 64 ist mit dem Element 62 identisch. Es liegt jedoch am gegenüber-809808/0410 _ u _
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liegenden Ende der Ab le it er anordnung. Die Federringe 56 a und 56 to aind beide mit einem längs eines Durchmessers verlauf enden Metallstreifen 84 verseilen. Der Streifen 84 kann am federring 56 a ζ. Β· mit Schrauben und Muttern 86 befestigt sein, wie dargestellt ist. Der streifen 84 besitzt eine sentrische öffnung, die die Httlse 78 aufnimmt, mit der der Streifen in elektrischer Verbindung steht. Die stromempfindlichen Elemente 62 und 64 sind mit einem Anschlußbolzen 102. versehen, der von der der Ableitereinheit zugekehrten Elektrode durch das Isolierstoffrohr 76 nach außen führt. Mit diesem Anschlußbolzen ist der Anschlußstreifen 48 des Anschlußstückes 46 verbunden, der sich, wie erwähnt, durch eine Öffnung 50 der Kappe 26 erstreckt. '
Das in der Mitte gelegene stromempfindliche Element 66 weist ein Rohr 94 auf. An den Enden d*es Rohres 94 sind Bereiche mit einem größeren Innendurchmesser vorgesehen, die eine obere Elektrode 96 und eine untere Elektrode 98 aufnehmen. Die Elektroden. 96 bzw, 98 sind im wesentlichen als Hohlzylin&er ausgebildet. An dem einen Ende haben sie einen Bereich größeren Durchmessers, der genau in das Rohr 94 paßt. Die Elektroden 96-und 98 können aus Messing oder einemanderen gut geeigneten Leitermaterial bestehen. Sie sind durch einen Draht 100 mit einem relativ kleinen Durchmesser verbunden. Die vorstehenden< Enden der Elektroden 96 und 98 werden von den Öffnungen in den
, Einsätzen 26 und 30 der Ableitereinheiten aufgeiii:; dem mittleren stromempfindlichen Element 66 sind
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zv/ei Anschlußstücke 104 und 106 verbunden, die sich von der oberen Elektrode 96 bzw. der unteren Elektrode 98 durch das leolierßtoffrohr 94 des stromempfindlichen Elementes nach außen erstrecken. An diese Anschlußbolzen sind die Anschlußfahnen 48 der benachbarten Einsätze 26 und 30 geführt. Auf diese Weise sind die Elemente 62, 64 und 66 mit den Ableiterelementen elektrisch in Reihe geschaltet.
Die oberen und unteren Ableitergruppen 6 und 8 sind durch das mittlere stromempfindliche Element 66 in Reihe geschaltet. Die Anschlußfahnen 48 erstrecken sich durch .Schlitze 50 in den angrenzenden Einsätzen 26 und 30 zum Anschluß an die Elektroden 96 und 98, die ihrerseits durch den Leiter 100 verbunden sind. Der innere Stromkreis durch den Ableiter verläuft mithin von der oberen Endkappe 2 durch die obere Membran 4» den !federring 56 a, die Hülse 58 zum Federring 54 a und dann durch den Streifen 84 zur oberen Elektrode 72 des stromerapfindlichen Elementes 62. Der Stromkreis verläuft dann durch den Leiter 74 und die Elektrode 70 zur Anschlußfahne 48. Von dort verläuft der Stromkreis durch die Ableiterelemente und" das mittlere stromempfindliche Element 64· Von der Elektrode 74 des unteren stromempfindlichen Elementes 64 verläuft der Stromkreis ähnlich, wie für das obere Ende des Ableiters beschrieben wurde, zur unteren Armatur 2.
Wenn der Ableiterstrom bei einem Versagen anwächst, verdampfen die elektrischen Leiter 74 und 100, die in Reihe mit den Ab-809808/0410
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leiterdementen liegen. Es ergibt sich ein Überschlag zwischen . den Elektroden der stronu7*.k«f'* ; .-->>. Elemente. Dieser Überschlag erzeugt ionisierte Gase, die sich mitten durch den Ableiter von dem einen Ende bis zum anderen Ende ausbreiten. Die ionisierten Gase ergeben einen leichten Weg für einen Lichtbogen, der dadurch im Mittelpunkt des Ableitergehäuses entsteht und den Strom von den Siliziumkarbidblöcken übernimmt».. Üblicherweise wird dabei genügend Gas erzeugt, um die Membranen 4 an den Enden des Ableiters aufzureißen und so eine Öffnung*! für den Austritt der Gase aus dem Ab le it er gehäuse zu schaffen. Beim Ausströmen der Gase kann sich eine zweite Kommutierung des Lichtbogens einstellen, bei der der Lichtbogen von der Iiüienseite zur Außenseite des Gehäuses überwechselt. Die Gasöffnungen 2* in den Armaturen 2 richten nämlich die beiden austretenden ionisierten Gasströme in axialer Richtung längs des äußeren Gehäuses gegeneinander. Dadurch wird ein äußerer Lichtbogen zwischen den Armaturen eingeleitet.
Wie sich aus dem.'Vorstehenden ergibt, wurde eine wirksame Einrichtung zur Kommutierung des Fehlerstromes geschaffen, die einen sicheren Schutz gegen die Explosion beschädigter Ableiterr- bietet. Deshalb können höhere Fehlerströme zugelassen werden. Wenn bei einem gelegentlichen Ausfall eines Überspannungsabieiters die halbleitenden Widerstandsblöcke durchschlagen werden; so entsteht ein Kurzschluß von der Leitung nach Erde. Über diesen Kurzschluß fließt der Fehler-• 80 98 08/04Ί0
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strom des Hetaes. Er erzeugt nahezu unverzögert ein sehr großes Gasvolumen. Wenn üqt sich daraus ergebende Gasdruck nicht richtig abgebaut wird und die weitere Gaserzeugung verhindert oder verringert wird, kann der Ableiter explodieren. Im Jfalle großer Ströme kann der Ableiter explodieren, wenn der Strom einige Zeit durch die beschädigten Ableiterblöcke fließt, obwohl die Druckentlastungsmembranen geöffnet sind. Bas Volumen des durch die Verdampfung der Widerstandsblöoke erzeugten Gases Jtefc so groß, daß auch ein Ableiter mit vollständig geöffneten Stirnseiten explodieren kann, wenn, der Strom länger als die erste Halbwelle andauert. Bei der vorliegenden Erfindung wird einer weiteren Gasentwicklung dadurch begegnet, daß der Fehlerstrom weg von den halbleitenden Blöcken kommutiert wird. Die stromempfindlichen Elemente 62, 64 und 66 treiben heiße Gase gegeneinander. Durch diese Gasströme wird ein !lichtbogen längs eines Pfades eingeleitet, auf dem nur wenig Gas erzeugt werden kann.
Wenn die als Druckentlastung vorgesehenen Membranen an den Enden geöffnet werden, treten die stark ionisierten Gase nach außen. Palis die Gase in irgendeine beliebige Richtung entweichen könxffen, würde die Möglichkeit bestehen, daß Überschläge an anderen Ableitern, Stutzern oder Transformatordurchführungen auftreten. Aus diesem Grunde sind die Ableiter nach der Erfindung mit gerichteten öffnungen an den Armaturen versehen, wie in Figur 1 deutlich zu sehen ist. Die Ableiter sind so ausgebildet, daß durch die Öffnungen zwei Ströme des ' 809808/0-410
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aus dem beschädigten Ableiter austretenden Gases gegeneinandergerichtet sind* Dadurch entsteht ein ionisierter Pfad an der
Außenseite des Gehäuses. Falls der Fehlerstrom genügend
lange anhält, wird der Strom ein aweites Mal kommutiert.
Dr gelangt von der Innenseite auf die Außenseite des Ableitergehäuses
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß ein Hochspannungs-Überspannungsableiter geschaffen wurde, der viele Vorteile aufweisi. Der neue Ableiter ergibt mit Sicherheit eine Kommutierung des Lichtbogens. Er verhindert die Explosion beschädigter Ableiter. Falls erforderlich, wird der Lichtbogen ein zweites Mal von der einen Seite auf die Außenseite des Ableitergehäuses übergeführt. Durch die im Gehäuse entwickelte^Energie
wird die Membran geöffnet. Als 'Ausfünrungsbeispiel wurde eine spezielle Anordnung zur Erläuterung dargestellt und beschrieben. Es können jedoch im Rahmen der Erfindung verschiedene Abwandlungen vorgenommen werden.
8 Ansprüche
4 Figuren
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Claims (8)

WE-Case 32 919 Patentansprüche
1. ^Überspannungsableiter, dessen Ableiterelemente, wie Widerstandsseheiben, Funkenstrecken usw., in einem geschlossenen Gehäuse untergebracht sind und bei Überlastung kurz geschlossen werden, wobei das geschlossene Gehäuse aus einem Isolierstoffrohr mit metallischen Armaturen an den Stirnseiten besteht, an denen der Anschluß des Ableiters erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den metallischen Armaturen räumlich parallel zu den Ableiterelementen ein Isolierstoffrohr angeordnet ist und daß im Rohrinneren ein Schmelzleiter untergebracht ist, der mit den Ableiterelementen in an sich bekannter Weise elektrisch in Reihe liegt.
2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzleiter an dem einen Ende des Rohres angeordnet und mit ά&τ in diesem Bereich liegenden Armatur ohne Zwischenschaltung voa Ableiterelementen elektrisch verbunden ist.
3. Überspannungsableiter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das an beiden Enden des Isolierstoffrohres ein Schmelzleiter vorgesehen ist.
4. Öberspannungsafeleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB im Ableitergehäuse mehrere, Schmelzleiter enthaltende Isolierstoffrohre in einer Reihe hintereinander angeordnet sind. 8Ö98ÖB/0410
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5. lib er spannungsableiter nach Anspruch 4* dadurch gekennzeichnet, daß im--Bereich der Stoßstelle^ zwischen ( nur ein einziger Schmelzleiter vorgesehen V
6. Überspannungsableiter nach ,Anspruch 1, bei dem die Ableiterelemente in mehreren nebeneinander liegenden Säulen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierstoffrohr in der Mitte zwischen den Säulen angeordnet ist.
7· Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch g-ekennzeiehnet, daß das Isolierstoff rohr aus mehreren ineinandergreifenden Teilen zusammengesetzt ist.
8. überspannungsableiter nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet s daß feile des Rohres mit Isolierstoffeinsätzen zur Führung der Ableitereleiaente baulich vereinigt sind.
B098Oe/(U1Q
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EP0236257B1 (de) * 1986-02-13 1989-12-27 Siemens Aktiengesellschaft Metallgekapselte, gasisolierte Hochspannungsanlage mit einem Überspannungsableiter

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