DE69017853T2

DE69017853T2 - Blitzschutzvorrichtung für Hochspannungsturm.

Info

Publication number: DE69017853T2
Application number: DE69017853T
Authority: DE
Inventors: Kazuya Ooishi; Jun Ozawa; Shingo Shirakawa; Syuichi Terakado
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-12-07
Filing date: 1990-12-03
Publication date: 1995-07-06
Anticipated expiration: 2010-12-04
Also published as: AU626205B2; CN1052392A; EP0431528A2; KR0160970B1; EP0431528A3; DE69017853D1; EP0431528B1; US5283709A; AU6765590A; CN1072830C; KR910013644A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Blitzableitereinheit, die für eine Hochspannungsleitung vorhanden ist, damit eine Isolatorenkette, die die Hochspannungsleitung an einem Mast hält, nicht durch einen Blitzschlag beschädigt wird.
Ein bekannter Blitzableiter dieser Art ist aus der Offenbarung von z.B. JP-A-61-260506 bekannt und ist in Fig. 1 dargestellt. Gemäß Fig. 1, die eine Vorderansicht dieses bekannten Blitzableiters ist, ist eine Aufhängungsisolatorenkette 32, die aus mehreren Aufhängungsisolatoren besteht, an ihrem oberen Ende an der Unterseite eines Mastauslegers 4 aufgehängt und hält an ihrem unteren Ende eine Hochspannungsleitung 3. Eine Blitzableitereinheit 10 ist an ihrem oberen Ende mit einem freien Ende 33A einer Armatur 33 befestigt, die am anderen Ende am Mastausleger 4 befestigt ist, und eine Serien-Luftstrecke 37 ist zwischen einer am unteren Ende der Blitzableitereinheit 10 befestigten Entladungselektrode 38 und einer an der Aufhängungsisolatorenkette 32 auf der Seite der Hochspannungsleitung 3 befestigten Entladungselektrode 36 ausgebildet.
So ist beim bekannten Blitzableiter für die Hochspannungsleitung 3 die Reihenverbindung aus der Blitzableitereinheit 10 und der Serien-Luftstrecke 37 in elektrisch paralleler Beziehung zur Aufhängungsisolatorenkette 32 angeordnet. Daher erfolgt, wenn ein Spannungsstoß aufgrund eines Blitzschlags auf die Hochspannungsleitung 3 einwirkt, eine Entladung über die Serien-Luftstrecke 37 und die Blitzableitereinheit 10 unterbricht den Stromfluß mit kleiner Stromstärke, so daß ein Überschlag über die Aufhängungsisolatorenkette 32 verhindert wird.
Jedoch ist bei der bekannten Blitzableitereinheit an einem Mast, wie sie vorstehend beschrieben ist, diese Blitzablei-5 tereinheit 10 an ihrer Erdseite direkt über die Armatur 33 mit dem Mastausleger 4 mit Erdpotential verbunden und die geerdete Seite der Blitzableitereinheit 10 und der Armatur 33 haben dasselbe Erdpotential. Wegen der vorstehend genannten Anordnung kann die Schutzwirkung der Blitzableiterein-10 heit 10 vom Gesichtspunkt der Sicherstellung der Funktion der Blitzableitereinheit 10, wobei ein Ausfall der Blitzableitereinheit 10 im Fall des Auftretens eines Unfalls usw. angezeigt wird, nicht vollständig erfaßt werden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Hauptaufgabe der Erfindung, einen Blitzableiter für eine Hochspannungsleitung zu schaffen, der den Blitzableiterbetrieb einer Blitzableitereinheit und einen zufälligen Ausfall der Blitzableitereinheit genau erfassen kann, um es zu vereinfachen, die Schutzwirkung der Blitzableitereinheit zu erkennen.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Blitzableitereinheit dadurch zu schützen, daß eine Erkennungsvorrichtung vorgesehen wird, die den von der Erdseite der Blitzableitereinheit ausfließenden Blitzstrom mißt, wenn ein Blitzschlag einwirkt.
Noch eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Blitzableiter kleiner Größe dadurch zu schaffen, daß mehrere Betriebserkennungseinrichtungen in kompakter Beziehung in der Nähe der Blitzableitereinheit angeordnet werden.
Die Erfindung, die die obigen Ziele erreicht, schafft einen Blitzableiter für eine Hochspannungsleitung, der dadurch gekennzeichnet ist, daß eine auf ihrer Erdseite elektrisch isolierte Blitzableitereinheit von einer an einem Mastausleger befestigten Armatur fest gehalten wird und ein Gerät zum Erfassen des Blitzableiterbetriebs zwischen die geerdete Seite der Blitzableitereinheit und die Armatur geschaltet ist. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist im beigefügten Anspruch 2 definiert.
Da der erfindungsgemäße Blitzableiter die vorstehend angegebene Struktur aufweist, kann der von der geerdeten Seite der Blitzableitereinheit zur Armatur fließende Strom durch das Betriebserfassungsgerät erfaßt werden, das z.B. ein Ausfalldetektor, ein Betriebsaufzeichnungsgerät oder ein Betriebsanzeigegerät ist, so daß die Schutzwirkung der Blitzableitereinheit erfaßt werden kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es werden nun bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung im einzelnen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer bekannten Blitzableitereinheit an einem Mast für eine Hochspannungsleitung ist;
Fig. 2 ein Modelldiagramm ist, das das Grundprinzip des erfindungsgemäßen Blitzableiters zeigt, der für eine Hochspannungsleitung vorhanden ist;
Fig. 3 und 4 eine Draufsicht bzw. eine Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Blitzableiters sind, und Fig. 5 eine Vorderansicht ist, die den Zustand der Vorrichtung nach einem Vorgang ausgehend vom in Fig. 4 dargestellten Zustand zeigt;
Fig. 6 ein Querschnitt ist, der die Struktur eines Betriebsanzeigegeräts 6A zeigt, wie es beim ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird;
Fig. 7 eine Vorderansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Blitzableiters ist und Fig. 8 eine Vorderansicht ist, die den Zustand der Vorrichtung nach einem Vorgang ausgehend von dem in Fig. 7 dargestellten Zu-10 stand zeigt;
Fig. 9 und 10 eine Draufsicht bzw. eine Vorderansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Blitzableiters sind;
Fig. 11 und 12 eine Draufsicht bzw. eine Vorderansicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Blitzableiters sind;
Fig. 13 eine Vorderansicht eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Blitzableiters ist;
Fig. 14 eine Vorderansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Blitzableiters ist;
Fig. 15 und 16 eine Draufsicht bzw. eine Vorderansicht eines siebten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Blitzableiters sind;
Fig. 17 eine Vorderansicht eines achten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Blitzableiters ist;
Fig. 18 eine Vorderansicht eines neunten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Blitzableiters ist;
Fig. 19 und 20 eine Draufsicht bzw. eine Vorderansicht eines zehnten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Blitzableiters sind;
Fig. 21 und 22 eine Draufsicht bzw. eine Vorderansicht eines elften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Blitzableiters sind;
Fig. 23 eine Tabelle ist, die die Merkmale und Arten einer Ausfallerkennung durch die Betriebsanzeigegeräte 6A, 6B, 6D, 6F, das Überschlaganzeigegerät 6C und das Betriebsaufzeichnungsgerät 6E, wie bei der Erfindung verwendet, zeigt; und
Fig. 24 ein Längsschnitt ist, der detailliert eine praxisgerechte Struktur der im Modelldiagramm von Fig. 2, das das Grundprinzip der Erfindung veranschaulicht, dargestellten Blitzableitereinheit zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen sind dieselben Bezugszahlen dazu verwendet, dieselben oder entsprechende Teile zu kennzeichnnen.
Fig. 2 ist ein Modelldiagramm, das das Grundprinzip des erfindungsgemäßen aufgehängten Blitzableiters für eine Hochspannungsleitung zeigt. Gemäß Fig. 2 wird eine Armatur 8, die sich im wesentlichen horizontal in im wesentlichen paralleler Beziehung zu einer Spannungsversorgungsleitung 3 erstreckt, zusammen mit einem Ende einer Aufhängungsisolatorenkette 32 durch einen Ausleger 4 eines (nicht dargestellten) Nasts gehalten und die Hochspannungsleitung 3 wird vom anderen oder unteren Ende der Aufhängungsiolatorenkette 32 gehalten. Elektroden 2a und 2b sind mit dem oberen bzw. unteren Ende der Aufhängungsisolatorenkette 32 verbunden, um einen Bogentrichter (eine Luftstrecke) 12 zu bilden, die sich parallel zur Aufhängungsisolatorenkette 32 erstreckt. Der Bogentrichter 12 muß nicht vorhanden sein. Die Armatur 8 ist an ihrem in Längsrichtung gesehen mittleren Punkt mit dem Mastausleger 4 verbunden, und ein Ausgleichsgewicht 34 und eine Blitzableitereinheit 10 werden vom linken bzw. rechten Ende der Armatur 8 abgestützt. Genauer gesagt, ist ein Erdleiter 7 mit seinem linken Ende am rechten Ende der Armatur 8 elektrisch isoliert von dieser durch ein Bauteil 9 aus einem elektrischen Isolator befestigt, und die Blitzableitereinheit 10 ist an ihrer geerdeten Seite am rechten Ende des Erdleiters 7 angebracht. Eine Entladungselektrode 13a ist mit der Hochspannungsseite der Blitzableitereinrichtung 10 verbunden, um zwischen sich und einer Entladungselektrode 13b, die mit der Aufhängungsisolatorenkette 32 auf der Seite der Hochspannungsleitung 3 verbunden ist, eine Serien-Luftstrecke 11 zu bilden. Ein Erdungsleiter 5 steht von der Armatur 8 hoch und ist über ein Betriebserfassungsgerät 6 in Reihe zum Erdleiter 7 geschaltet.
Daher erfolgt, wenn ein Blitzschlag auf die Hochspannungsleitung 3 einwirkt, wodurch auf diese eine Blitzschlag-Überspannung gegeben wird, eine Entladung in der Serien-Luftstrecke 11 und der dynamische Strom wird durch die Blitzableitereinheit 10 unterbrochen. In diesem Fall fließt ein Strom i durch den Weg, der von der Blitzableitereinheit 10 durch den Erdleiter 7 T das Betriebserfassungsgerät 6 T den Erdungsleiter 5 T die Armatur 8 zum Mastausleger 4 führt, wie in Fig. 2 dargestellt. Wenn der Strom i über den obigen Weg fließt, arbeitet das Betriebserfassungsgerät 6 so, daß es den Betrieb der Blitzableitereinheit 10 aufzeichnet und einen Mangel im richtigen Betrieb der Blitzableitereinheit 10 aufzeichnet, falls ein solcher Mangel auftritt.
Das bei der Erfindung verwendete Betriebserfassungsgerät 6 und verschiedene praxisgerechte Strukturen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nun beschrieben.
Die Fig. 3 und 4 sind eine Draufsicht auf ein bzw. eine Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Blitzableiters für den Fall, daß das Betriebserfassungsgerät 6 in Form eines Betriebsanzeigegeräts 6A vorliegt. Fig. 4 ist eine Ansicht für den Fall, daß die Vorrichtung entlang der Linie IV-IV in Fig. 3 betrachtet wird.
Gemäß den Fig. 3 und 4 verfügt die Armatur 8 über einen Querschnitt in Form eines umgekehrten U's und der Masseleiter 7 verfügt ebenfalls über einen Querschnitt in Form eines umgekehrten U's. Das linke Ende des Erdleiters 7 liegt dem rechten Ende der Armatur 8 vertikal gegenüber und ein Distanzstück 40 mit einem H-förmigen Querschnitt ist zwischen die Armatur 8 und den Erdleiter 7 eingefügt, um für einen gewünschten Zwischenraum oder Abstand L zwischen diesen zu sorgen. Dieses Distanzstück 40 ist mechanisch sowohl mit dem Erdleiter 7 als auch der Armatur 8 auf solche Weise verschraubt, daß mindestens ein Ende des Distanzstücks 40 elektrisch durch elektrische Isolatorteile 9 isoliert ist. Die Blitzableitereinheit 10 mit bekannter Struktur ist elektrisch und mechanisch über einen elektrischen Leiter 42 an ihrer geerdeten Seite mit dem Erdleiter 7 verbunden. Der Erdungsleiter 5 steht von der Armatur 8 hoch und zwischen diesen Erdungsleiter 5 und den Erdleiter 7 ist das Betriebsanzeigegerät 6A geschaltet, das Anschlußdrähte 39 aufweist, die von seinen beiden Enden abstehen. Dieses Betriebsanzeigegerät 6A entspricht dem in Fig. 2 dargestellten Betriebsermittlungsgerät 6. Daher ist der aus dem Erdleiter 7 T dem Distanzstück 40 T der Armatur 8 bestehende Strompfad durch die Isolatorteile 9 unterbrochen und der aus dem Erdleiter 7 T einem der Zuleitungsdrähte 39 T dem Betriebsanzeigegerät 6A T dem anderen Zuleitungsdraht 39 T dem Erdungsleiter 5 T der Armatur 8 bestehende Strompfad ip ist nun errichtet.
Das Betriebsanzeigegerät 6A ist von bekanntem Typ, mit einem Zündpulver in einem Behälter, und es arbeitet nicht auf einen Blitzüberstrom hin. Dieses Anzeigegerät 6A arbeitet nur auf einen Kurzschlußstrom hin, wie er induziert wird, wenn die Elemente der Blitzableitereinheit 10 kurzgeschlossen werden. D.h., daß dieses Betriebsanzeigegerät 6A so konzipiert ist, daß es erst dann arbeitet, wenn ein solcher Kurzschlußstrom für eine vorgegebene Zeitspanne aufrechterhalten wird. Nachdem das Betriebsanzeigegerät 6A gearbeitet hat, ist der Zustand des Blitzableiters in den in Fig. 5 dargestellten Zustand übergewechselt. Daher kann ein Ausfall der Blitzableitereinheit 10 visuell dadurch erkannt werden, daß das zerstörte Betriebsanzeigegerät 6A betrachtet wird.
Fig. 6 ist ein Querschnitt, der die Struktur des in den Fig. 3 bis 5 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels des in der Erfindung verwendeten Betriebsanzeigegeräts 6A zeigt.
Gemäß Fig. 6 liegt eine Schutzfunkenstrecke 62 parallel zu einer stromleitenden Spule 61. Wenn ein Blitzüberstrom zugeführt wird, erfolgt eine Entladung über die Schutzfunkenstrecke 62 und der Strom umgeht die Spule 61. Andererseits führt, nur wenn ein Wechselfehlstrom fließt, die von der Spule 61 erzeugte Wärme zur Explosion des Zündpulvers 63 und das Ausfallanzeigegerät 6A wird durch die Explosionskraft des Zündpulvers 63 durchgeschlagen, so daß der Ausfall der Blitzableitereinheit 10 erkannt werden kann.
Die Fig. 7 und 8 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem ein Betriebserfassungsgerät 6 in Form eines Betriebsanzeigegeräts 6B verwendet wird, das als KugelÜberschlaganzeigegerät bekannt ist. Da dieses zweite Ausführungsbeispiel mit dem ersten Ausführungsbeispiel hinsichtlich des Grundprinzips übereinstimmt, sind dieselben Bezugszahlen verwendet, um entsprechende Teile, wie sie in Fig. 4 auftreten, zu kennzeichnen, und es wird nur der Unterschied beschrieben.
Das Betriebsanzeigegerät 6B ist an seinem einen Ende mit dem Erdleiter 7 verbunden und eine Funkenstrecke 25 ist zwischen dem anderen Ende des Betriebsanzeigegeräts 6B und dem Erdungsleiter 5 ausgebildet. Dieses Betriebsanzeigegerät 6B beinhaltet eine Sicherung in einem kugelförmigen Behälter aus Kunststoff, wie es im Stand der Technik wohlbekannt ist, und beide Enden dieser Sicherung sind als Anschlüsse herausgeführt.
Auch dieses Betriebsanzeigegerät 6B erlaubt ein freies Fließen eines Blitzüberstroms wie beim ersten Ausführungsbeispiel. Wenn jedoch die Elemente der Blitzableitereinheit 10 kurzgeschlossen werden und der sich ergebende Kurzschlußstrom zugeführt wird, wird das Betriebsanzeigegerät 6B zerstört und fällt von der montierten Position herunter, wie in Fig. 8 dargestellt, so daß der Ausfall der Blitzableitereinheit 10 leicht durch visuelle Betrachtung von außen erkannt werden kann. Bei einem herkömmlichen Blitzableiter, der mit einer Serien-Luftstrecke 11 auf der Seite der Seite der Hochspannungsleitung 3 versehen ist, wird die über die Hochspannungsleitung 3 übertragene Spannung durch die elektrostatische Kapazität der Elemente der Blitzableitereinheit 10 und die elektrostatische Kapazität der Serien-Luftstrecke 11 aufgeteilt und ungefähr 30% bis 40% der Leitungsspannung werden an die Blitzableitereinheit 10 angelegt, mit dem Ergebnis, daß die Elemente der Blitzableitereinheit 10 durch wiederholtes Anlegen der Teilspannung beeinträchtigt werden können. Dieser nachteilige Effekt kann jedoch durch die Ausbildung der Funkenstrecke 25 auf der geerdeten Seite der Blitzableitereinheit 10 beseitigt werden. Diese Funkenstrekke 25 kann auch beim in Fig. 4 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel verwendet werden.
Die Fig. 9 und 10 sind eine Draufsicht auf ein bzw. eine Vorderansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Blitzableiters, bei dem ein Überschlaganzeigegerät 6C, ein Betriebsanzeigegerät 6D und ein Betriebsaufzeichnungsgerät 6E als Ausfallerfassungsgerät 6 vorhanden sind.
Die Struktur dieses dritten Ausführungsbeispiels ist im wesentlichen dieselbe wie die des in Fig. 4 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels, und zwar dahingehend, daß der Erdleiter 7 elektrisch isoliert mit der Armatur 8 verbunden ist. Der Erdungsleiter 5 steht von der Armatur 8 hoch und ein Stromtransformator, der diesen Erdungsleiter 5 umgibt, um den durch den Erdungsleiter 5 fließenden Strom zu messen, arbeitet als Ausfallanzeigegerät 6D. Das Überschlaganzeigegerät 6C liegt in der Nähe des Erdungsleiters 5, um den Betrieb der Blitzableitereinheit 10 anzuzeigen. Das Betriebsaufzeichnungsgerät 6E liegt zwischen dem Erdungsleiter 5 und dem Erdleiter 7. D.h., daß das Betriebsaufzeichnungsgerät 6E von solchem Typ ist, daß ein Magnetband 17 unter einem Leiter 16 angeordnet ist, der den Erdungsleiter 5 und den Erdleiter 7 mit Anschlüssen 15a bzw. 15b verbindet, wobei der Magnetf luß, wie er durch den durch den Leiter 16 fließenden Strom erzeugt wird, auf dem Magnetband 17 aufgezeichnet wird.
Gemäß diesem dritten Ausführungsbeispiel kann der Spitzenwert des durch die Blitzableitereinheit 10 fließenden Blitzüberstroms durch das Betriebsaufzeichnungsgerät 6E auf dem Magnetband 17 aufgezeichnet werden. Ferner können das Überschlaganzeigegerät 6C und das Betriebsanzeigegerät 6D den Betrieb der Blitzableitereinheit 10 bzw. den Ausfall der Blitzableitereinheit 10 auf Grundlage des Stroms erfassen, der durch die Elemente der Blitzableitereinheit 10 fließt.
Bei jedem der in den Fig. 3 bis 10 dargestellten Ausführungsbeispiele ist das Distanzstück 40 zwischen der Armatur 8 und dem Erdleiter 7 angeordnet. Daher kann selbst ein Fall leicht gehandhabt werden, bei dem die axiale Länge der Blitzableitereinheit 10 oder die Funkenstreckenlänge der Serien-Luftstrecke 11 geändert werden, und zwar durch Ändern der axialen Länge des Distanzstücks 40.
Die Fig. 11 und 12 sind eine Draufsicht auf ein bzw. eine Vorderansicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Blitzableiters, bei dem die Aufhängungsisolatorenkette 32 über kleine axiale Länge verfügt und die Serien-Luftstrecke 11 eine kleine Funkenstreckenlänge aufweist.
Bei diesem vierten Ausführungsbeispiel ist das mit dem oberen Ende der Blitzableitereinheit 10 verbundene linke Ende eines Leiters 42 vertikal dem rechten Ende der Armatur 8, die den Querschnitt eines umgekehrten U's aufweist, gegenüberliegend angeordnet und der Leiter 42 und die Armatur 8 sind mechanisch und elektrisch isoliert mit den Isolatorteilen 9 verbunden, ohne daß das Distanzstück 40 dazwischen liegt, abweichend von der in Fig. 4 dargestellten Anordnung. Ein L-förmiger Leiter 18 ist elektrisch und mechanisch an seinem rechten Ende mit dem linken Ende des Leiters 42 verbunden. Das linke Ende dieses L-förmigen Leiters 18 ist über den von der Armatur 8 hochstehenden Erdungsleiter 5 mit der Armatur 8 elektrisch verbunden und mechanisch an dieser befestigt. Daher sind die Armatur 8 und der Leiter 18 durch den Abstand voneinander getrennt, der durch die axiale Länge der Isolatorteile 9 festgelegt ist. In diesem Raum ist das Betriebsanzeigegerät 6D in Form des den Erdungsleiter 5 umgebenden Stromtransformators zusammen mit dem Überschlaganzeigegerät 6C angeordnet, das dem Leiter 18 gegenüberliegt.
Fig. 13 ist eine Vorderansicht eines fünften Ausführungsbei-Spiels der Erfindung, das eine Verbesserung des in den Fig. 11 und 12 dargestellten Ausführungsbeispiels ist und bei dem das Überschlaganzeigegerät 6C und ein Betriebsanzeigegerät 6F als Betriebserfassungsgerät 6 vorhanden sind. Dieses fünfte Ausführungsbeispiel stimmt im wesentlichen dahingehend mit dem in den Fig. 11 und 12 dargestellten vierten Ausführungsbeispiel überein, daß der Erdleiter 7 elektrisch isoliert mit der Armatur 8 verbunden ist.
Gemäß Fig. 13 ist das Betriebsanzeigegerät 6F elektrisch und mechanisch zwischen den von der Armatur 8 hochstehenden Erdungsleiter 5 und den L-förmigen Leiter 18 geschaltet. Das Betriebsanzeigegerät 6F ist von bekanntem Typ, mit einem Zündpulver in einem Behälter, und es arbeitet nicht auf einen Blitzüberstrom hin, sondern es arbeitet nur auf einen Kurschlußstrom hin, wie er hervorgerufen wird, wenn die Elemente der Blitzableitereinheit 10 kurzgeschlossen werden. Dadurch kann ein Ausfall der Blitzableitereinheit 10 visuell durch Betrachten des Betriebsanzeigegeräts 6F erkannt werden. Das Überschlaganzeigegerät 6C ist am L-förmigen Leiter 18 angebracht.
Fig. 14 ist eine Vorderansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Blitzableiters, bei dem eine die Hochspannungsleitung 3 haltende Isolatoranordnung 27 anstelle der in Fig. 13 dargestellten Aufhängungsisolatorenkette 32 verwendet wird.
Gemäß Fig. 14 ist die Entladungselektrode 13b mit dem unteren Ende der die Hochspannungsleitung 3 haltenden Leitungsträger-Isolatoranordnung 27 verbunden, und die Entladungselektrode 13a ist mit dem unteren Ende der Blitzableitereinheit 10 verbunden, so daß zwischen diesen Entladungselektroden 13a und 13b eine horizontale Serien-Luftstrecke 11 ausgebildet ist. Der obere Leiter 42 der Blitzableitereinheit 10 ist mechanisch mit der Armatur 8 verbunden, elektrisch isoliert durch die Isolatorteile 9. Der L-förmige Leiter 18 ist an seinem rechten Ende mit dem linken Ende des Leiters 42 verbunden und das Betriebsanzeigegerät 6F ist elektrisch und mechanisch zwischen das linke Ende des L-förmigen Leiters 18 und den von der Armatur 8 hochstehenden Erdungsleiter 5 geschaltet. Das Überschlaganzeigegerät 6C ist auf dem Leiter 18 vorhanden. Die Funktionen des Betriebsanzeigegeräts 6F und des Überschlaganzeigegeräts 6C sind dieselben, wie sie bereits unter Bezugnahme auf Fig. 13 beschrieben wurden.
Die Fig. 15 und 16 sind eine Draufsicht auf ein bzw. eine Vorderansicht eines siebten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Blitzableiters, bei dem anstelle der Aufhängungsisolatorenkette 32 auch eine gespannte Isolatorenanordnung 27 verwendet ist.
Gemäß den Fig. 15 und 16 ist die Entladungselektrode 13b mit dem unteren Ende der die Hochspannungsleitung 3 haltenden Isolatoranordnung 27 verbunden und die Entladungselektrode 13a ist mit dem unteren Ende der Blitzableitereinheit 10 verbunden, so daß zwischen diesen Entladungselektroden 13a und 13b die horizontale Serien-Luftstrecke 11 ausgebildet ist. Der obere Leiter 42 der Blitzableitereinheit 10 ist elektrisch isoliert durch mehrere Teile 9a und 9b eines elektrischen Isolators an der Armatur 8 in Form eines umgekehrten U's befestigt. Diese Armatur 8 erstreckt sich horizontal, wobei sie an ihrem rechten Ende fest am Mastausleger 4 gehalten wird und sie die Blitzableitereinheit 10 an ihrem freien Ende hält. Der Erdleiter 7, der durch die Isolatorteile 9a und 9b elektrisch von der Armatur 8 isoliert ist, ist an seinem linken Ende mit der geerdeten Seite der Blitzableitereinheit 10 verbunden. Der durch die Isolatorteile 9a und 9b elektrisch von der Armatur 8 isolierte Erdleiter 7 ist an seinem rechten Ende elektrisch über Schrauben mit dem L-förmigen Leiter 18 verbunden. Dieser Leiter 18 ist horizontal über der Armatur 8 angeordnet und mit dieser elektrisch isoliert über mehrere Isolatorteile 9c, 9d und 9e verbunden. Der Leiter 18 ist über das in Fig. 4 dargestellte Betriebsanzeigegerät 6A mit dem von der Armatur 8 hochstehenden Erdungsleiter 5 verbunden und das Überschlaganzeigegerät 6C ist unter dem Leiter 18 angeordnet.
So ist die geerdete Seite der Blitzableitereinheit 10 durch den Weg verbunden, der vom Leiter 42 T Erdleiter 7 T Betriebsanzeigegerät 6A T Erdungsleiter 5 T Armatur 8 zum Ausleger 4 führt.
Das Betriebsanzeigegerät 6A kann zwischen den Erdleiter 7 und die Armatur 8 geschaltet sein und das Überschlaganzeigegerät 6C kann nahe am Erdungsleiter 7 angeordnet sein. Wegen des Vorhandenseins des Leiters 18 können jedoch das Betriebsanzeigegerät 6A und das Überschlaganzeigegerät 6C über der Armatur 8 angeordnet sein, so daß die Überprüfung dieser Anzeigegeräte erleichtert ist.
Die Fig. 17 und 18 zeigen ein achtes bzw. neuntes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Blitzableiters, wobei in jedem die hängende Isolatoranordnung 27 für die Hochspannungsleitung verwendet ist. In Fig. 17 ist das in Fig. 16 dargestellte Betriebsanzeigegerät 6A durch das in Fig. 7 dargestellte Ausfallanzeigegerät 6B ersetzt, das als KugelÜberschlaganzeigegerät bekannt ist. In Fig. 18 ist das in
Fig. 16 dargestellte Isolatorteil 9e entfernt und der Leiter 18 und die Armatur 8 sind über den von der Armatur 8 hochstehenden Erdungsleiter 5 verbunden. In Fig. 18 ist das Betriebsanzeigegerät 6D auch durch einen den Erdungsleiter 5 umgebenden Stromtransformator gebildet. So sind die Wirkungen dieser Ausführungsbeispiele ähnlich wie diejenigen, die sich bei den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen zeigen.
Die vorstehende Beschreibung ist auf einen aufgehängten erfindungsgemäßen Blitzableiter gerichtet.
Die Fig. 19 und 20 sind eine Draufsicht auf ein bzw. eine Teilvorderansicht eines zehnten Ausführungsbeispiels der Erfindung, bei dem es sich um einen gespannten Blitzableiter handelt.
Gemäß den Fig. 19 und 20 sind Armaturen 8a und 8b an der Innenseite des Auslegers 4 eines (nicht dargestellten) Masts befestigt und der mit der geerdeten Seite der Blitzableitereinheit 10 verbundene Leiter 42 wird elektrisch isoliert durch die Isolatorteile 9 fest an diesen Armaturen 8a und 8b abgestützt. Der Erdleiter 7 ist elektrisch mit dem Leiter 42 verbunden und ein Erdungsleiter 30 ist elektrisch mit der Armatur 8b verbunden. Das Ausfallanzeigegerät 6B und die Funkenstrecke 25, wie in Fig. 7 dargestellt, sind zwischen dem Erdleiter 7 und dem Erdungsleiter 30 vorhanden.
Die vorstehend genannte Anordnung ist dahingehend von Vorteil, daß die Blitzableitereinheit 10 durch die am Ausleger 4 befestigten Armaturen 8a und 8b fest abgestützt werden kann und daß die Gesamtabmessung der Vorrichtung einschließlich des Betriebsanzeigegeräts 6B klein und kompakt gemacht werden kann.
Die Fig. 21 und 22 zeigen ein elftes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem eine Verbesserung ausgehend von der in den Fig. 19 und 20 dargestellten Struktur vorgenommen ist.
Gemäß den Fig. 21 und 22 ist ein Halteteil 23 an der Armatur 8b befestigt, um einen ersten Anschluß 7a des Erdleiters 7 auf elektrisch isolierte Weise zu halten. Ein zweiter Anschluß 7b liegt dem ersten Anschluß 7a gegenüber und zwischen diesen zwei Anschlüssen 7a und 7b ist ein Betriebsaufzeichnungsgerät 6E vorhanden. Wie bereits beschrieben, besteht dieses Betriebsaufzeichnungsgerät 6E aus einem zwischen die Anschlüsse 7a und 7b geschalteten Leiter, einem Magnetband zum Aufzeichnen des durch diesen Leiter fließenden magnetischen Flusses usw. Das rechte Ende des L-förmigen Leiters 18 ist elektrisch mit dem zweiten Anschluß 7b verbunden. Der L-förmige Leiter 18 liegt über der Blitzableitereinheit 10 und ist durch den fest auf der Armatur 8a abgestützten Erdungsleiter 5 elektrisch mit der Armatur 8a verbunden und mechanisch an dieser befestigt. Der L-förmige Leiter 18 wird an seinem rechten Ende über den Anschluß 7b und das Halteteil 43 an der Armatur 8b gehalten. Ein den Erdungsleiter 5 umgebender Stromtransformator bildet das Betriebsanzeigegerät 6D und das Überschlaganzeigegerät 6C, das den Betrieb der Blitzableitereinheit 10 erfaßt, ist unter dem L-förmigen Leiter 18 angeordnet.
Gemäß der vorstehenden Anordnung ist die geerdete Seite der Blitzableitereinheit 10 über den Weg geerdet, der vom Leiter 42 T Erdleiter 7 T Anschluß 7a T Betriebsaufzeichnungsgerät 6E T Anschluß 7b T L-förmiger Leiter 18 T Erdungsleiter 5 T Armatur 8a zum Ausleger 4 führt. Ferner kann die Gesamtgröße der Vorrichtung klein und kompakt gemacht werden, da das Betriebsanzeigegerät 6D, das Betriebsaufzeichnungsgerät 6C und das Überschlaganzeigegerät 6E gemeinsam über und in der Nähe der Blitzableitereinheit 10 angeordnet sind.
Fig. 23 zeigt die Merkmale und Arten der Ausfallerkennung durch die Betriebsanzeigegeräte 6A, 6B, 6D, 6F, das Überschlaganzeigegerät 6C und das Betriebsanzeigegerät 6E, die bei den vorstehend genannten Ausführungsbeispielen der Erfindung als Betriebserfassungsgerät 6 verwendet werden.
Fig. 24 ist ein Längsschnitt, der detailliert eine praxisgemäße Struktur der im Modelldiagramm von Fig. 2, die das Grundprinzip der Erfindung veranschaulicht, dargestellten Blitzableitereinheit 10 zeigt.
Wie in Fig. 24 dargestellt, verfügt die Blitzableitereinheit 10 über eine solche Struktur, daß mehrere Zinkoxidelemente 24 mit ausgezeichneter nichtlinearer Spannung/Stromcharakteristik in Reihe in einem zylindrischen Teil 35 aus einem elektrischen Isolator aufgestapelt sind und über eine Verbindungsplatte 71 mit einer Vorbelastungsfeder 72 zusammengedrückt werden, die zwischen dieser und einem Halteteil 66 angeordnet ist. Wenn ein Blitzüberstrom als Ergebnis einer Entladung zugeführt wird, unterbricht die Blitzableitereinheit 10 den Fluß eines Folgestroms aus dem System.
Da der Blitzableiter für die Hochspannungsleitung an einem Mast angebracht ist, der die Hochspannungsleitung 3 hält, sind insbesondere kleines Gewicht und verbesserte Explosionsfestigkeit im Vergleich gegenüber dem erforderlich, was bei einem Umspannwerk erforderlich ist. Um diesen zwei Bedingungen zu genügen, wird ein Überzug 67 aus Silicongummi statt einer Porzellanabdeckung dazu verwendet, das elektrisch isolierende Zylinderteil 65 abzudecken. Da keine Porzellanabdeckung erforderlich ist, kann die Blitzableitereinheit 10 leicht hergestellt werden und sie kann Wärmeschocks widerstehen.
Wenn jedoch die Zinkoxidelemente 64 lediglich übereinandergestapelt werden, kann die Blitzableitereinheit 10 keinem Anstieg des Innendrucks standhalten, wie er durch einen Erdstrom hervorgerufen wird, wie er fließt, wenn die Zinkoxidelemente 64 durch einen übermäßig großen Stromstoß verbrannt werden. Dieser Effekt kann dadurch verhindert werden, daß das Volumen des Innenraums des Zylinderteils 65 erhöht wird. Gemäß der Erfindung wird ein unerwünschter Anstieg des Innendrucks dadurch minimiert, daß toroidförmige Zinkoxidelemente 64 verwendet werden, wodurch das Innenvolumen dieser Form verwendet wird. Ferner ist eine geeignete Anzahl an Verbindungsplatten 68 mit teilausgeschnittener Toroidform so eingefügt, daß ein Innendruckanstieg gehandhabt wird, der vom Auftreten eines kriechenden Überschlags entlang der Außenseiten der Zinkoxidelemente 64 herrührt. Durch das Vorsehen derartiger Verbindungsplatten 68 wird ein zwischen der Innenseite des Zylinderteils 65 und den Außenseiten der Zinkoxidelemente 64 erzeugter Druck zu den Innenseiten der Zinkoxidelemente 64 geführt, um den Innendruckanstieg zu minimieren. Ein Paar Verbindungsplatten 76 aus Metall ist an beiden Seiten jeder der toroidförmigen Verbindungsplatten 68 angeordnet und sie sind mit den Zinkoxidelementen 64 verbunden. Ein aufgebauter Innendruck zerbricht Druckentladungsplatten 79, die an beiden Enden der Blitzableitereinheit 10 angeordnet sind, und er wird über Druckentladungsöffnungen in Metallteilen 77 entladen, wobei die beiden Enden jeder der Metallteile 77 durch einen Bogen kurzgeschlossen werden, um den Druck zu entladen.
Die Metallteile 77 sind mit Nuten 70 ausgebildet, die so arbeiten, daß sie festen Eingriff der Metallteile 77 in das Zylinderteil 65 gewährleisten, um dadurch die mechanische Festigkeit des Zylinderteils 65 zu erhöhen. So kann eine Blitzableitereinheit 10 mit ausgezeichneter Explosionsfestigkeit erzielt werden. 0-Ringe 69 sind zwischen das Zylinderteil 65 und die Metallteile 77 in der Blitzableitereinheit 10 eingefügt, um die Gasdichtheit des Zylinderteils 65 zu verbessern.
Ein Stopfen 75 für gasdichte Abdichtung wird während des Zusammenbauens der Blitzableitereinheit 10 angebracht und O- Ringe 73 und 74 sind vorhanden, um die gasdichte Abdichtung durch den Stopfen 75 sicherzustellen.
Aus der vorstehenden detaillierten Beschreibung ist erkennbar, daß die Erfindung einen Blitzableiter für eine Hochspannungsleitung schafft, der dadurch gekennzeichnet ist, daß eine an ihrer geerdeten Seite elektrisch isolierte Blitzableitereinheit fest durch eine an einem Mastausleger befestigte Armatur gehalten wird und ein Betriebserfassungsgerät zwischen die geerdete Seite der Blitzableitereinheit und die Armatur geschaltet ist. Wegen der vorstehend genannten Struktur des Blitzableiters kann ein von der geerdeten Seite der Blitzableitereinheit zur Armatur fließender Strom durch das Betriebserfassungsgerät erfaßt werden, so daß die Schutzwirkung der Blitzableitereinheit erfaßt werden kann.

Claims

1. Blitzableiter für eine Hochspannungsleitung, wobei zwi-schen der Hochspannungsleitung (3) und einem Mastausleger (4) eine Blitzableitereinheit (10) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Mastausleger (4) eine Armatur (8) befestigt ist, wobei die geerdete Seite der Blitzableitereinheit (10) elektrisch isoliert an der Armatur (8) fest abgestützt und zwischen der geerdeten Seite der Blitzableitereinheit (10) und der Armatur (8) ein Gerät (6) zur Erfassung des Blitzableiterbetriebs eingeschaltet ist.

2. Blitzableiter für eine Hochspannungsleitung, wobei zwischen der Hochspannungsleitung (3) und einem Mastausleger (4) eine Blitzableitereinheit (10) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Mastausleger (4) eine Armatur (8) im wesentlichen horizontal befestigt ist, daß an der geerdeten Seite der Blitzableitereinheit (10) ein Erdleiter (7) mit seinem einen Ende befestigt ist, dessen anderes Ende der Arnatur (8) vertikal gegenüberliegt, daß zwischen die vertikal einander gegenüberliegenden Teile des Erdleiters (7) und der Armatur (8) ein Distanzstück (40) gegenüber mindestens einem dieser Teile elektrisch isoliert eingefügt ist, und daß zwischen den Erdleiter (7) und die Armatur (8) ein Gerät (6) zur Erfassung des Blitzableiterbetriebs eingeschaltet ist.

3. Blitzableiter nach Anspruch 1, wobei eine vertikale Serien-Luftstrecke (11) zwischen einer an der Hochspannungsseite der Blitzableitereinheit (10) vorgesehenen Entladungselektrode (13a) und einer mit der Hochspannungsleitung (3) verbundenen Entladungselektrode (13b) vorgesehen ist.

4. Blitzableiter nach Anspruch 1, wobei eine horizontale Serien-Luftstrecke (11) zwischen einer an der Hochspannungsseite der Blitzableitereinheit (10) vorgesehenen Entladungselektrode (13a) und einer mit der Hochspannungsleitung (3) verbundenen Entladungselektrode (13b) vorgesehen ist.

5. Blitzableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei als Gerät (6) zur Erfassung des Betriebs ein Betriebs-Anzeigegerät (6A, 6B, 6D, 6F) oder ein Überschlag-Anzeigegerät (6C) oder ein Betriebs-Aufzeichnungsgerät (6E) dient.

6. Blitzableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei an dem von der Blitzableitereinheit (10) abgewandten Ende der Armatur (8) ein Ausgleichselenent (34) vorgesehen ist.

7. Blitzableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem es sich um einen solchen des hängenden oder des gespannten Typs handelt.

8. Blitzableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Blitzableitereinheit (10) ein mit einem Überzug (67) aus Silikonkautschuk versehenes zylindrisches Isolator-Bauteil (65) aufweist, in das mehrere torusförmige Zinkoxidelemente (64) eingebaut sind, die zusammen mit einer geeigneten Anzahl von Verbindungsplatten (68) teilweise ausgeschnittener Torusform übereinander gestapelt sind.

9. Blitzableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Blitzableitereinheit (10) noch zwischen die beiden Enden des zylindrischen Bauteils (65) und jeweilige Metallelemente (77) eingefügte O-Ringe (69) aufweist und jedes der Metallelemente (77) mit Nuten (70) zur Gewährleistung eines sicheren Eingriffs mit dem zylindrischen Bauteil versehen ist.