DE1588771A1 - UEberspannungsableiter - Google Patents

Description

AKTIENGESELLSCHAFT ■ Berlin und München

BLA 67/0106

2 2. SEP. 1967

tJbersOannungsableit er

Es ist bekannt, Überspannungsableiter mit einer Abschält- ■ einrichtung auszurüsten, die den über den Ableiter führenden^ ^troir-kreis unterbricht, wenn der Ableiter schadhaft ist (vgl. VDS 0675 § 19). Hierdurch soll unter ariderem ein Zersprengen des Ableit.ergehäuses verhindert werden.

Die Abschaltvorrichtung besitzt üblicherweise ein stromempfindliches Halteglied im Stromkreis zwischen den Anschluß- , kleirmen, die an Ableitergehäuse befestigt sind. Wenn der Strom über den Ableiter bestimmte Werte erreicht, spricht das stromempfindlicheHalteglied an, und die eine Anschlußklemme wird

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Vom Ableiter elektrisch abgetrennt, so daß der Stromkreis unterbrochen ist. .

Bas Halteglied kann mit einer lötstelle versehen sein, die zwei im Ableiterstrockreis liegende Teile, z.B. eine Platte und einen in eijne Bohrung der Platte greifenden Bolzen, miteinander verbindet. Wird die Lötverbindung durch den über den Ableiter fließenden Strom genügend erwärmt, so wird die V erbindung gelöst»- Der eine Teil kann sich dann vom anderen unter der Wirkung seines eigenen Gewichtes,allein oder zusätzlich durch eine Feder beschleunigt entfernen. Hierdurch v/ird eine !rennstrecke geschaffen. .

Es ist ferner gekannt, als Halteglied einen Sehmelzdraht einzusetzen, der ejie Anschlußklemme mit den Ableiterelementen verbindet und von einer Feder "zerrissen wird, wenn der Stron bestimmte Werte erreicht. ·

Die Erfindung hat eine Verbesserung der vorgenannten Ableiter zum Ziel. Sie ist mithin auf einen Überspannungsableiter mit einer Abschaltvorrichtung gerichtet, die mit Hilfe eines stron;-enpfindlichen fältegliedes die elektrische Abtrennung einer Anschlußklemme vom Ableiter bewirkt, wenn der Strom über den Ableiter bestir.m|e Werte erreicht. Gemäß der Erfindung weist das Halteglied sowohl eine Lötstelle als auch einen Sehmelzdraht

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auf, und der Mindestansprechstrom des Schmelzdrahtes liegt über dem der Lötstelle. Dadurch wird eine vorteilhafte Vergrößerung -des Arbeitsbereiches der Abschalteinrichtung erhalten, wie später noch näher erläutert wird.

Mit Kindestansprechstrom ist der kleinste Strom bezeichnet, der noch zum Ansprechen führt, wenn die Zeit beliebig verlängert wird.

Vorzugsweise besteht der Schmelzdraht aus einem Material mit einem höheren spezifischen Widerstand als Kupfer. Der Schmelzdraht kann dann einen verhältniEcäßig großen Querschnitt erholten, so daß er im Gegensatz zu bisher üblichen Schmelzleitern mechanisch wenig empfindlich ist. Besonders bewährt hat sich einbandförmiger Schoelzdraht· Damit ist gemeint, daß das Widerstsndr.aterial bei einer Breite von mehreren Millimetern r.ur eine Stärke von wenigen Zehntelmiliimetern aufweist.

Ler Schmelräraht kann mit einem Anschlußstück größeren Querschnittes versehen sein, das die eine Komponente der Lötstelle bildet. Dies ergibt einen einfachen Aufbau, ohne daß sich die 51 eine nt e unerwünscht beeinflussen können. Die Verbindung zwischen Sch Heizdraht und Anschlußstück kann als Quetschverbindung ausgeführt sein. Diese Verbindung läßt sich verhältnismäßig einfach herstellen. Sie ergibt darüber hinaus große Übergangs-*

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flächen nit einem kleinen Übergangswiderstand, so daß die Toleranzen die Kennwerte des Schmelzdrahtes kaum beeinflussen. In der gleichen Weise kann auch ein zweites Anschlußstück an dem der Lötstelle abgekehrten Ende des Schmelzdrahtes befestigt werden, das mit einer als Federteller wirkenden Kappe fest verbunden ist.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben.

Der in der Figur in einem Schnitt dargestellte überspannungsableiter besitzt ein Isolierstoffgehäuse 1, das aus Gießharz besteht. In das Gehäuse ist eine Flatte 2 eingegossen, an der ein Gewindebolzen 3 befestigt ist. Der-Gewindebolzen 3 bildet die eine Anschlußklemme des Ableiters.

Die Platte 2 weist einen abgewinkelten Hand 5 auf, an dem eine Kupferscheibe 6 anliegt. Die Kupferscheibe bildet die eine Killenelektrode einer Löschfunkenstrecke, wie an sich bekannt ist. Sie stützt sich über einen Isolierstoffring 7 gegen eine gleiche, spiegelbilolich angeordnete Slektrodenscheibe δ ab.

Die Slektrodenscheibe 8 liegt auf einer Viiderstandsscheibe 10 ' auf. Die Scheibe 10 ist ein Zylinder mit dem aus der'Figur ersichtlichen Querschnitt, Sie besteht aus Siliciumcarbid (SiC). Ihr Widerstandswert hängt von der Höhe der anliegenden Spannung ab.

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Die Elektrodenscheiben 6 und 8 und die Widerstandsscheibe 10 sind von einer' Isolierstoffhülse 12 eingefaßt. Die Hülse 12 sorgt, dafür, daß ein vergießbares Ableiterelement entsteht, bei dem das Gießharz nicht in die Funkenstrecke 14 zwischen den Elektroden 6, 8 eindringt. Der Raum zwischen den Elektroden 6, 8 kann durch die gestrichelt angedeutete Bohrung 15 im Gewindebolzen 3 evakuiert und/oder mit einem inerten Gas, z.B« Stickstoff, gefüllt werden.

Die Widerstandsreheibe 10 liegt, wie. man sieht, auf einer 'Kupferscheibe 17 auf«, Die Scheibe 17 besitzt eine zentrale Bohrung, in die ein Kupferbolzen 18 eingelötet ist. Die Lötstelle 20 ist das eine stromempfindliche Element eines Haltegliedes, das zu einer als Ganzes mit 21 bezeichneten Abschalteinrichtung gehört. Der Bolzen 18 stellt zugleich ein Anschlußstück dar, das von der lötstelle 20 zu einem Schmelzdraht 23 führt. " ; .- ·

Der SchmelzÖraht 23 ist das zweite ^tromempfindliche Element| des Halt■ alliedes. Sr besteht aus eimern Chrom-Hickel-Stahl, !. dessen spezifischer Widerstand wesentlich höher als der spezifische -Widerstand von Kupfer ist. Beim Ausfuhrungsbeispiel ist der Schmelzdraht ein Stab, der in eine nicht gezeichnete Bohrung des Bolzens 18 eingelassen und dort durGh eine-. Quetschverbindung-festgelegt ist. Die gleiche Quetschverbindung ist'

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zwischen dem Schmelzdraht 23 und einem zweiten Anschlußstück 25 vorgesehen, da3 mit einer Kappe 26 mechanisch und elektrisch fest verbünden ist.

Die Kappe 26 bildet einen Federteller für eine von ihr umschlossene Druckfeder 2"]. Außerdem ist sie ein Teil des Strompfades über den Ableiter, da sie den Strom su der Anschlußklemme 28 führt. Zu diesem Zweck wird sie von dem aus den Teilen 25, 23, 16, 20 und 17 bestehenden Halteglied entgegen der Wirkung der Feder 27 an den Teil 30 gepreßt, nit dem die Anschlußklemme 28 an ihrem oberen Ende in das Gießharzgehäuse 1 eingelassen ist. Lurch einen Isolierstoffring 31 wird dabei der gewünschte Abstand zu der Scheibe 17 beigestellt.

Ea Ableiter bekanntlich die Aufgabe habe,n, eine Überspannungen verursachende elektrische Ladung von einer Leitung nach Erde abzuführen, wird die Anschlußklemme 3 an der zu schützenden elektrischen Leitung angebracht. Die Anschlußklemme 28 wird mit Erde verbunden. ·

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Bei einer Überspannung zwischen der Leitung und Erde wird die Funkenstrecke 1$ zwischen den Elektrodenscheiben β und 8 durch» schlagen, so dsjß ein Stromkreis über die Widerstandssebeibe

und die Abschabt einrichtung 21 zustandeikorijnts die zur Erd- klemme 28 führf'. In diesen Stronkreia kfcnnen StoietrÖs5e voi,

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mehreren Kiloampere auftreten. Hierbei darf die Abschaltein-. richtung. 21 nicht ansprechen. .

Each dem Ableiten der Überspannung liegt am Ableiter noch die leiter-ärd-Spannung. Der durch sie verursachte Folgestrom wird durch den spannungsabhängigen Widerstand 10 auf einen Wert gedrosselt, den die Funkenstrecke 14 unterbrechen kann.

Gelingt die Unterbrechung nicht, so fließt der Strom weiter. Hierdurch kann der Ableiter überlastet werden,- obwohl der folgest rom nur einen kleinen Bruchteil des zulässigen Stoßet rones beträgt. JDeshalb soll die Abschalteinrichtung 21 wirksam werden. Andererseits kann ein zu großer Stoßstrom oder Folgestren die Widerstandsscheibe zerstören, so daß der volle Erdschlußstrom über den Ableiter fließt. Auch in diesem Fall soll die Abschalteinrichtung 21 den Stromkreis über den Ableiter sicher unterbrechen.

Beim Ausführungsbeispiel besitzt die Abschalteinrichtung 21 ein Halteglied π it. zwei stroneirpfindliehen Elementen. Ss sind dies die Lötstelle 20 und der Schmelzdraht 23. Beide sind durch die Feder 27 vorgespannt und Teil des Strompfades durch den Ableiter,.

Die lötstelle 20 sorgt für die Abschaltung bei verhältnisnäßig kleinen Strömen, die lange andauern. Hierbei führt die

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Wärme, die in der »iderstandsschelbe 10 entwickelt wird, zu einem Erweichen der Lötstelle 20. Die.Feder 27 zieht dann den Bolzen 18 aus der Scheibe 17» so daß der Stromkreis zur Anschlußklemme 28 unterbrochen wird.

Bei den erwähnten großen Strömen ist die Lötstelle 20 jedoch zu träge. Leshalb könnte das Gehäuse 1 durch einen inneren Überdruck zersprengt werden, bevor die Abschalt einrichtung 21 wirksam wird. Bei dem Ableiter nach der Erfindung spricht jedoch in diesem Fall der Schmelzdraht 23 an, obwohl dessen Mindestansprechstrom über dem der Lötstelle liegt. Mit Mindestansprechstrom ist dabei, wie bereits erläutert, der Stromwert gemeint, der nach beliebig langer Zeit gerade noch zum Ansprechen führt.

Die Erfindung ergibt mithin einen verbesserten Schutz des Ableitergeha'üses. ßieser Schutz wird mit geringem Aufwand erreicht. Besonders wesentlich ist es, daß der Schmelzdraht mechanisch stabil· ist, so daß eine einfache Fertigung möglich ist. t '

1 Figur
6 Ansprüche

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Claims (6)

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Jber spannungsableiter mit einer Abscbalteinricbtung, die mit Hilfe eines stromempfindlichen Halteglied es- die elektrische Abtrennung einer Anschlußkleir.ne vom Ableiter bewirkt, wenn'der Strom über den Ableiter bestimmte Werte erreicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Halteglied sowohl eine Lötstelle (20) als auch einen Schmelzdraht (23) aufweist und daß der Mindestansprechstrom des Sehinelzdrahtes über dem der Lötstelle liegt.

2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzdraht (23) aus einem Material mit einem höheren spezifischen Widerstand als Kupfer besteht.»

3. Überspannungsableiter nach Anspruch 1.oder 2, gekennzeichnet durch einen bandförmigen Schnielzdraht.

A. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzdraht mit einem Anschlußstück (18) größeren Querschnittes verseheb ist, das die eine Komponente der Lötstelle (20) bildet.

5·■Überspannungsableiter nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Quetschverbindung zwischeni dem Anschlußstück (18) und eiern Schraelzdraht (23).; . . V * [

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6. überspannungsableiter nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch ein zweites Anschlußstück (25) an dem der Lötstelle abgekehrten Ende des Schmelzdrahtes, das mit einer als Verteiler wirkenden Kappe (26) fest verbunden ist.

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