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Hochspannungsleiter mit Oberzügen zur Verminderung von Glimmverlusten
Die Erfindung betrifft einen Hochspannung sleiter mit Überzügen zur Verminderung
der Glimmverluste.
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Es wurde bereits vorgeschlagen, zur Verminderung von Glimmverlusten
(Korona-oder Sprühverlusten) auf Hochspannungsleitern Überzüge aus Isolierstoffen
aufzubringen. Diese Überzüge bestanden einerseits aus organischen, andererseits
auch aus anorganischen Isolierstoffen. Als Isolierstoffe wurden namentlich Isolierband,
Emaille, Gummi, Schellack, Aluminiumoxvd; Manganoxvd und ähnliche Stoffe vorgeschlagen.
Auch Isolierstoffe, denen im geringen Maße Kohlenstoffteilchen beigefügt wurden,
sind bereits bekanntgeworden.
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Derartige Isolierüberzüge haben jedoch erhebliche Nachteile, da sie
eine nur eng be-W 0,
enzte Lebensdauer haben, weil sie in hohem Maße dem Verschleiß
und Beschädigungen ausgesetzt sind. überdies ist wenigstens ein Teil von ihnen verhältnismäßig
teuer. Diese .Nachteile sind besonders groß bei Leitern für sehr hohe Betriebsspannungen.
bei denen wegen der Abhängigkeit des Leiterdurchmessers von der Koronaanfangspannung
an und für sich größere Leiterdurchmesser angewendet werden müssen. Ein weiterer
\ achteil der bekannten Isolierüberzüge ist der, daß sieh an den mit solchen Überzügen
versehenen Hochspannungsleitern an der Obertläche der Isolierüberzüge Ladungen ansammeln;
die leicht zu einem Durchschlag der Isolierschicht führen. Es wurde zwar schon vorgeschlagen,
diesen L\Tachteilen ,dadurch zu begegnen, daß den Isolierüberzügen z. B. Kohlenstoffteilchen
in geringen Mengen beigemengt werden, so daß sich die an der Isolieroberfläche befindenden
Ladungen durch die Isolierschicht hindurch mit den Ladungen des Hochspannungsleiters
vereinigen können. Es wurde auch schon vorgeschlagen, durch Verstärkung der Isolierschichten
die vorerwähnten Schwierigkeiten zu überwinden. Durch Verstärkung der Isolierschichten
erzielte man jedoch eine derart starke Erhöhung des Gewichtes der Leitungen, daß
die Wirtschaftlichkeit und V'erlegbarkeit derartiger Hochspannungsanlagen in Frage
gesfellt wurde. _ Es sind ferner Anordnungen bekanntgeworden, bei denen Funkenentladungen
längs der Oberfläche von den bei i\Iaschinen und Apparaten verwendeten Hochspannungsleitern
dadurch vermieden werden sollten, claß die Oberfläche der Isolierkörper mit einem
Überzug von einer geringen Leitfähigkeit. entsprechend dem Siliciumkarbid usw.,
belegt wird. Bei diesen Anordnungen handelt es sich lediglich um die Vermeidung
sogenannter Gleitentladungen, Gleitfunken, deren Gesetzmäßigkeiten völlig verschieden
sind von denen der räumlichen Glimmentladungen, beispielsweise Glimmentladungen
an Hochspannungsleitern. Zur Verminderung von Verlusten bei Glimmentladungen der
letztgenannten Art dient die vorliegende Erfindung.
Der Glimmverlust
eines sprühenden Leiters ist abhängig von der Betriebsspannung einerseits und der
sogenannten Anfangsspannung (Einsetzspannung) des Leiters andererseits. Die Glimmverluste
bei Hochspannungsleitern wachsen annähernd mit -dem O_uadrat der Differenz der verschiedenen
Spannungswerte. Je größer die Anfangsspannung des Leiters ist, um so geringer ist
bei gleicher Betriebs-Spannung und unter sonst gleichen Bedingungen der Glimmverlust.
Eine Erhöhung der Anfangsspannung läßt sich dadurch erreichen, daß der Kathodenfall
des Materials, aus dem der Hochspannungsleiter besteht, möglichst groß gewählt wird.
Unter Kathodenfall ist diejenige Spannung zu verstehen, die zwischen der Kathode
einerseits und dem bis zur Elektrode extrapolierten Wert des linearen Potentialverlaufes
in der Spannungssäule andererseits besteht.
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Der Kathodenfall eines Leitermaterials ist somit ausschlaggebend für
die Anfangsspannung der Korona.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden zur Verminderung der Glimmverluste
von Hochspannungsleitern Überzüge aus leitenden Stoffen verwendet, deren Kathodenfall
größer ist als der Kathodenfall des Hochspannungsleiters selbst. Es können entweder
derartige Überzüge aus leitenden Stoffen unmittelbar auf den Hochspannungsleiter
aufgebracht werden, oder man kann die Hochspannungsleiter mit Stoffen überziehen,
aus denen sich während des Betriebes, d. h. unter der Einwirkung der Glimmerscheinungen
die Stoffe bilden. deren Kathodenfall größer ist als der Kathodenfall des Hochspannungsleiters.
Bei Hochspannung führenden Leitern empfiehlt es sich, insbesondere an den Ansatzpunkten
der Glimmentladungen, d. h. an den Punkten, an denen infolge geringerer Krümmungshalbmesser
(Spitzen, Kanten u. dgl.) eine hohe Feldstärke herrscht, Überzüge der erwähnten
Art zu verwenden.
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Als Werkstoff für derartige Überzüge eignet sich nach der Erfindung
eine große Anzahl von Stoffen, . namentlich gewisse Metalloxyde. Bei der Auswahl
dieser Stoffe ist deren Widerstandsfähigkeit gegen mechanische und chemische Angriffe
besonders zu berücksichtigen. Bei den praktisch am meisten in Betracht kommenden
Fällen, in denen Kupferleiter verwendet werden, emphelilt es sich, den Überzug flus
einer Kupferverbindung, beispielsweise Kupferoxyd (Cu0) herzustellen. Auch Kupfercarbonate
und :ihnliche Kupferverbindungen sind hierfür geeignet. Andere Kupferverbindungen
hinriegen, beispielsweise Kupferoxydul 1Cu_ 0), das nur einen .geringeren Kathodenfall
aufweist, eignet sich als Überzug für Kupferleiter nicht. .
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Die Herstellung derartiger Überzüge auf dein Kupferleiter kann durch
chemische Behandlung des Kupferleiters selbst erfolgen. Zur Herstellung einer festhaftenden
Kupferoxydschicht kann man beispielsweise den Kupferleiter mit einer heißen Lösung
von Natronlauge und K.aliump.ersulfat (K@ SO.5) behandeln. Man. kann zur Herstellung
der Xupferoxydschicht natürlich auch andereVerfahren benutzen.
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.Anstatt den Hochspannungsleiter bei der Fabrikation mit einer Schicht
zu überziehen, deren Kathodenfall größer ist als der des Trägermetalles selbst,
empfiehlt es sich, mitunter auf den Hochspannungsleiter Stoffe aufzubringen, die
erst unter dem Einfluß der während des Betriebes auftretenden Glimmerscheinungen
auf ,der Leiteroberfläche einen Überzug bilden, der die vorerwähnten Eigenschaften
besitzt.
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Anstatt den Leiter vor seiner Verlegung oder Verwendung mit derartigen
Schutzschichten zu versehen, kann man auch in der Weise verfahren, daß man den Leiter
mit Stoffen überzieht, bei denen ,die natürliche Verwitterung, d. h. die Reaktion
zwischen dem Leiter und Bestandteilen der Atmosphäre, die Bildung von Schutzschichten
der vorerwähnten Art beschleunigt. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise den Leiter
mitAlkalicarbonaten, organischen Säuren u. a. behandeln.
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Man kann die Leiter natürlich auch mit Stoffen überziehen, die in
der Lage sind, die natürliche Reaktionsgeschwindigkeit zwischen dem Leiter und Bestandteilen
der Atmosphäre zu beschleunigen, so daß auch dann nach kurzer Zeit auf den Hoch:paririungsleitern
Überzüge vorhanden sind. deren Kathodenfall größer ist als der Kathodenfall des'#%Terkstoffes,
aus dem der Hochspannung-Leiter selbst besteht.