DE2248117B2

DE2248117B2 - Überspannungsableiter mit einem gasgefüllten Gehäuse

Info

Publication number: DE2248117B2
Application number: DE2248117A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl.-Ing. 1000 Berlin Praetsch
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-09-28
Filing date: 1972-09-28
Publication date: 1975-03-20
Also published as: US3881766A; CH555098A; FR2199214A1; FR2199214B1; DE2248117A1; GB1402064A; SE397612B; JPS4971440A

Description

Die Erfindung betrifft einen Über-pannungsableiter mit einem die wirksamen Elemente umschließenden (iehäuse. das mit einem \on Luft \erschiedenen (Ja¹» lioher Durchschlagfestigkeit gefüllt ist.

Derartige Überspannungsableiter sind durch die I)T-AS 12-41 ")14. die US-PS 27 57 2hl oder die US-I¹S !() 99 770 bekannt.

Die bekannten Überspannun_'s.'ble^;'er. die in elektrisehen Hochspannungsanlagen verwendet werden, bestehen aus funkenstrecke!! und spannungsabhiingigen Widerslanden, die in einem isolierenden Gehäuse angeordnet sind. Der Ableitvorgang beginnt damit, dall bei einer bestimmten Ansprechspannung in den Funk'Mistrecken eine Lichtbogenentladung ge/iindei wird. 1 Jio in Reihe mil den Funkensireckcn geschalteten spannungsabhängigen Widerstände begrenzen den FoI-gestrom derart, dall die Entladung wieder erlischt. I-'ür die Schiit/.wirkung der Überspannungsableiter ist es wesentlich, daß die Ansprechspannung der Funkenstrecke!! während der Lebensdauer des Ablciters möglichst unverändert bleibt. F.s hat sich ge/eigl. dall sich hierfür eine Füllung des gesamten Ableiters mit Stickstoff günstig auswirkt.

Andererseits besteht der Wunsch, auch die Abmessungen von Überspannungsableiter!! /u verkleinern und ihre Leistungsfähigkeit /u erhöhen. Dies kann /um Teil thirch eine Füllung des Übcrspannimgsableiters mit einem C'.as hoher Durchschlagfestigkeit. /. B. einem elektronegativen das. wie Schwefelhexafluorid, erreicht werden (US-PS 27 57 261). Es hat sich jedoch gezeigt, dall sich das gewünschte Ansprech\erhalten der Funkenstrecke!! in einer Atmosphäre von Schwefelhexafluorid nur .schwur erreichen läßt und dall l.ichtbogcncntladiingcn /wischen den Elektroden der Ftinkensircckcn das Schwefelhexafluorid zersetzen. Die dabei gebildeten Zersetzungsprodukte können Schäden an den Bestandteilen des Überspannungsableiter* hervorrufen.

Schwierigkeiten der beschriebenen Art können /war durch eine Anordnung nach der US-PS 30 99 770 behoben werden, bei der die Funkenstrecke^ eines Ubcr

40 spannungsableiters in einer gesonderten Kapselung untergebracht sind, /ti der das in dem verbleibenden Kaum des Überspannungsableiiers enthaltene Schwel'elhexalluorid keinen Zutritt hat. Die Trennung der (iasräume erfordert aber einen erhöhten Aufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe /ugrunde. einen Überspannungsableiter der eingangs genannten Λ π /ιι schaffen, der einfacher als die bekannten Ableiter aufgebaut ist und trotzdem das hohe Isoliervermögen elcktronegaiiver Gase, insbesondere von Schwefelhexafluorid, auszunutzen gestattet.

Gemäß der Erfindung wird die Aulgabe dadur Ii gelöst, daß als wirksame Elemente lediglich Widerstandskörper auf der Basis von Zinkoxid dienen. Diese Widerstandskörper besitzen im Vergleich mit den für Überspannungsableiter bi.-.her verwendeten Widerstände., eine derart ausgeprägte Spannlingsabhängigkeit, dall keine Funkenstrecke zur Zündung und zur Unterbrechung des Folgesiromes mehr benötigt wird. Der Abbau von Überspannungen vollzieht sich somit als rein elektrischer Leiuingsvorj.-ang ohne ' -'·> ''ildunt um Lichtbogen. Damit können Isoliergase niii hohem Isoliervermögen. z.B. Schwefelhexafluorid, uneingeschränkt für Überspannungsableiter verwendet werden, da eine Zersetzung des Isoliergases nicht mehr zu befürchten ist.

Widerstandskörper auf der Basis von Zinkoxid s,t;.i an Mch beispielsweise durch die DT-OS 17b5iW7. die DT-OS 18 02 452 ode· die DT-AS Ib b j 135 bekannt Es ist ledoch nicht erkannt worden, dall mit Hilfe solcher Widerstandskörper /um Einsatz m Hochspaunungsaniagen geeignete Überspannungsableiter herstellbar sind, die infolge ihrer neuartigen Eigenschaften unerwartete Fortschritte beim Bau metallgekapselier I lochspanniingsanlagen ermöglichen.

Die Widerstandskörper können in einer Säule .in iieordnet sein, wie dies an sich bei Widerstandskön jn> aus Siliziumkarbid bei herkömmlichen Uberspannungsableitern bekannt ist. Diese Säule kann in einem (iehause untergebracht werden, das ebenfalls wie bei herkömmlichen Ableitern beispielswtiie aiii Por/eilan oder einem anderen Isolierstoff bestehen kann. Damit ist tin Überspannungsableiter geschaffen, der äußerlich den bekannten Ableitern ähnelt, jedoch in semer WiekuiiL'sweise und seinen Abemessungen erhebliche Vorteile bietet.

Das Gehäuse des Überspannungsableiiers kann aus Metall bestehen und als Bestandteil einer meiallgckapselien I lochspannungsanlage mit dem dalür verwendeten Isoliergas gefüll; sein und kann mit oder ohne gasdichte und druckfeste Durchführung mit den übrigen Teilen der Anlage in Verbindung stehen. Durch ihre geringeren Abmessungen lassen sich die neuen Überspannungsableiter in metallgekapselt!.· I lochspanniingsanlagen besser einfügen und können dadurch auch an Stellen vorgesehen werden, an denen es fur die Sehnt/ wirkung erwünscht ist. aus Gründen ties Plat/bedarfes aber bisher nicht möglich war.

Die Vorteile des neuen Überspannungsahleiiers kommen insbesondere bei I lochspanniingsanlagen zur Geltung, die mit Schwefelhexafluorid gefüllt sind. Wie bereits erwähnt, vollzieht sich der Ablcitvo--gang ohne Lichtbogenbildung und damit ohne zusätzliche Beanspruchung des Isoliergases. Da die Ansprechspannung der neuen Ableiter vom Gasdruck unabhängig ist. bestehen keine Bedenken, im Bereich des Ableitcrs denselben Gasdruck wie in der übrigen Anlage anzuwenden.

22 48 I

Hie l.riuulung wird im folgenden an Mund der im den figuren dargestellten Ausftihrungsheispiele naher er fcuiiert.

Die I" ι g. I und 2 /eigen im Schnitt eine metallgekaplelte Hochspannungsschaltanlage, der in iinierschiedli- s Cher Anordnung ein Überspannungsableiter zugeordnet ist.

Die in Γ i g. 1 gezeigte, fur eine Spannung von beiipielsweise 15OkV bemessene I loehspannungsschaltlinlage umfuBt zwei Saminelsehienenanordnungen t lind 2, die in Gehäusen 3 und 4 untergebracht sind. Oberhalb dieser Gehäuse befinden sich Sammelsehientntrennschalter 5 und 6, an die sich nach rechts ein Stromwandler 7, ein Arbeitserder 10 und ein Leistungsichalter 11 anschließen. Links neben dem oberen Anichluli des Leistungsschalters 11 befinden sich ein weilerer Arbeitserder 12, ein Spannungswandler 13 und ein Erder 14 für den Anschluß 15. An diesen Anschluß kann ein Kabel oder eine Freileitung geführt sein.

F.in Überspannungsableiter 16 mit einer Kapselung .'.0 17 ist neben dem Trennschalter 5 horizontal angeordnet. Inlolge seiner kleinen Abmessungen, die durch den Wegfall der Funkenstrecken und durch die Füllung sowohl der Schaltanlage als auch des Gehäuses des überspannungsableiters mit .Schwefelhexafluorid erreicht >·■ ».erden, kann der Überspannungsableiter in der dargestellten vorteilhaften Stellung montiert werden. Line gasdichte und druckfeste Durchführung zwischen dem überspannungsableiter und der Kapselung tier Schaltanlage isi nicht vorgesehen, da eine Zersetzung des Isohergases durch Lichtbogen in dem Überspannungsableiter nicht zu befürchten ist.

Erweist es sich jedoch für die Montage und the Wartung als zweckmäßig, so kann die Kapselung 17 des I Iberspannungsableiters 16 durch eine Durchführung in üblicher Weise abgeschlossen sein.

Die Schaltanlage gemäß der F i g. 2 hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Schaltanlage gemäß der F i g. 1. Für die übereinstimmenden Teile sind die gleichen Bezugszeichen verwendet. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Überspannungsableiter 16 an dem Anschluß 15 senkrechtstehend angeordnet. Wie zuvor beschrieben, ist eine Durchführung als Trennung des Uberspannungsableiters 16 von der Kapselung der Schaltanlage nicht vorhanden, kann aber im Bedarfsfall vorgesehen sein.

Der gezeigte überspannungsableiter 16 enthalt due Säule von Scheiben aus ZinkoirM mit einem Zusatz \< >n weiteren Metalioxiden. Eine Zusammensetzung \on Metalloxiden, die sich für den vorliegenden Zweck eignet, kann beispielsweise der DT-OS 17 cö 097 entnommen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. LI bo rs ρ ;ui mi η g s :i h I e 11 c r mil einem die wirksamen Elemente umschließenden Gehäuse, das mil S einem von l.iifi verschiedenen (las huller Durchschlagfestigkeit gefüllt ist, dad ure η gekennzeichnet, dall als wirksame Elemente lediglich Widerstandskörper auf der Basis von Zinkoxid dienen.

2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dall die Widerstandskörper in einer Säule angeordnet sind.

3. Überspannungsableiter nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, dall seine Kapselung (17) aus Metall besieht und als Bestandteil einer metallgekapselten I loehspanniingsanlage mit dem dafür verwendeten Isoliergas gefüllt ist und mit oder ohne gasdichte und druckfeste Durchführung mit den übrigen Teilen der Anlage in Verbindung Mehl.

4. Uberspar.nungsablciier nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dall das Isoliergas Schwefelhexafluorid ist