DE714920C - UEberspannungsableiter - Google Patents

UEberspannungsableiter

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Publication number
DE714920C
DE714920C DES138563D DES0138563D DE714920C DE 714920 C DE714920 C DE 714920C DE S138563 D DES138563 D DE S138563D DE S0138563 D DES0138563 D DE S0138563D DE 714920 C DE714920 C DE 714920C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
arrester
voltage
weatherproof housing
housing
spark gap
Prior art date
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Expired
Application number
DES138563D
Other languages
English (en)
Inventor
Frederick B Johnson
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Application granted granted Critical
Publication of DE714920C publication Critical patent/DE714920C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/16Overvoltage arresters using spark gaps having a plurality of gaps arranged in series
    • H01T4/20Arrangements for improving potential distribution

Landscapes

  • Thermistors And Varistors (AREA)

Description

  • Überspannungsableiter . Die Erfindung bezieht sich auf üb:erspannungsableiter mit einer Mehrzahl übereinander angeordneter Ableiterelemente in Gestalt von F 1 unkenstrecken und spannungsabliii an, gigen Körpern, die in :einem etwa rohrförmigen Wetterschutzgehäuse untergebracht sind. Es wurde gefunden, daß bei den bisher üblichen Anordnungen mit gleichmäßigen Abständen zwischen den Elektroden der Reihenfunkenstrecken bei. Benetzung des Wetterschutzgehäuses auf der Außenseite Veränderungen in der Wirkungsweise des Gerätes eintreten können, die unter Umständen von Nachteil sind. Es kann sich nämlich die Feldverteilung längs der Ableitersäule erheblich ändern, so daß in Abhängigkeit von der Witterung unerwünschte Überschläge und Ungenauigkeiten des Ansprechens vorkommen können. Es ist bereits bekannt, die Feldverteilung künstlich -durch besondere äußere elektrostatische Schirme zu beeinflussen und so den gewünschten Gradienten herzustellen. Es sind auch bereits überspannungsableiter mit einer Mehrzahl in verschiedenen Abständen übereinander angeordneter Ableiterelemente in Gestalt von Funkenstrecken bekannt. Die Erfindung besteht darin, die Elektrodenabstände auf Grund der eingangs geschilderten Erkenntnis derart verschieden zu wählen, daß nachteilige Wirkungen der durch Feuchtigkeit auf der Außenfläche des wetterfesten Gehäuses entstehenden zusätzlichen Beeinflussung der Feldverteilung tunlichst vermieden werden.
  • Iin folgenden seien die Merkmale der Er= findung an Hand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele beschrieben und erläutert.
  • Fig. i zeigt einen überspannungsableiter nach der Erfindung mit einem Wetterschutzgehäuse 2 aus Porzellan, das mit einer Anzahl Schirmringen 4. versehen ist. Es ist uni oberen Ende mit einer wasserdicht aufgekitteten Metallkappe 6 versehen. Am unteren Ende ist eine Abschlußarmatur i o angekettet, die mit einer Sicherungsplatte 12 mit einer bei unzulässiger Erhi:zung erweichenden, die Flaue 12 freigebenden Lö@verbindung-14 versehen ist.
  • In dem Gehäuse befindet sich eine Funkenstreckenre'he 18 und ein ventilartig wirkender, spannungsabhängiger Ableiterkörper 2o. Diese Elemente werden durch eine Druckfeder 21 gegeneinandergepreßt. Der spannungsabhängige Teil beateht aus den Blöcken 3o und dem Block 26. Der Raum zwischen den Blöcken 3o und dem Gehäuse ist mit einer Wachsschicht 28 ausgefüllt. Der Block 26 ist durch eine Federplatte 24 mit den Blöcken 3o verbunden. Für die spannungsabhängigen Blöcke werden vorzugsweise gepreßte, poröse Blöcke aus gekörntem Siliciumcarbid mit Wasserglasbindung verwendet.
  • Die Elektroden der Funkenstreckenreihe sind mit 32 und 34. bezeichnet. Sie werden durch Porzellanringe, gegebenenfalls auch noch außerdem durch Zwischenscheiben in dem erforderlichen gegenseitigen Abstand gehalten. Die Elektroden 32 besehen aus einfachen Metallscheiben mit einer z°ntrischen Bohrung; die Elektroden 3.1 sind etwa trichterförmig gezogen; sie besitzen ebenfalls eine zentrische ütfnung, die gegebenenfalls mit Einsätzen aus gepreßtem, gekörntem Siliciumcarbid versehen ist. Die Abstände zwischen den Elektroden einer jeden Funkenstrecke, eine davon ist mit X bezeichnet, sind nun verschieden. groß gewählt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i haben die oberen Funkenstrecken Abstandsringe aus Porzellan 36 von solcher Höhe, äaß d'e Funkenstreckenlänge etwa i,65 mm beträgt. Weiter nach unten hin ändern sich die Funkenstrekkenlängen durch Verwendung von Porzellanringen 3; - mit etwas größerer Höhe auf i,go mm. Noch weiter unten beträgt die Länge der Funkenstrecken 2,15 mm. Hierbei kann z;ir Herstellung des Abstandes zusätzlich eine hupferne Ringscheibe 39 mit einer Stärke von o,5omm verwendet werden. Ganz unten beträgt der Abstand X 2.,1o mm.
  • Für einen Ableiter mit 4.2 kV Nennspannung wurden 14. Funkenstrecken angewendet, deren Abstände bei der obersten i,65 mm, bei der, folgenden acht i,go mm, bei den folgenden sechs 2. i 5 mm und bei den vier letzten 2,40 mm betrugen. Die Art der ?1) stufung ist natürlich den jeweils herrschenden Verhältnissen anzupassen.
  • Fi.g. 2 zeigt einen Ableiter als Ausführungsbeispiel, der aus zwei Teilen zusammengesetzt ist. 5o ist das Wetterschutzgehäuse des einen Teils. Es enthält die Funkenstreckenreihe 52 und eine weitere mit parallel geschalteten Widerständen 5.;. versehene F unkenstreck enreihe. Das Wetterschutzgehäuse des andren Teas ist mit 56 bezeichnet. In ihm befindet sich der ventilartig wirkende Teil des Ableiters. Auch bei diesem Ableiter sind die Elektrodenabstände verschiedenartig abgestuft. Sie betragen beispielsweise in dem lYereich A i,go mm, in dem Bereich L' 1,65 min. in dem Bereich C 1,35 mm, in dem Bereich B. 1,5o min und in dem Bereich E i,go mm, in dem mit Parallehviderständen versehenen Bereich F betragen die Abstände i,65 mm.
  • Der Ableitvorgang spielt sich bei derartigen Anordnungen in der üblichen Weise ab. Beine Auftreffen einer Wanderwelle spricht die Funkenstreckenre'he an, und der Ableiter wird leitend. Der ventilartig wirkende Teil begrenzt dabei den Spannungsabfall auf ein geringes Maß und läßt einen starken Strom zur Erde abfließen, bis die Überspannung im wesentlichen abge'eitet ist. Danach niinint der Widerstand seinen ursprünglichen. hohen Wert an.
  • Die günstige Wirkung der neuen Ausbildung gemäß der Erfindung kann folgendermaßen erklärt werden: In dem unteren Teil des Porzellangehäuses befinden sich Elemente, die auch bei normalem. trockenem Wetter bis zu einem gewissen Grade elektrisch leitend svld. Bei der Anordnung nach Fig. i sind dies die spannungsabhängigen Widerstandsblöcke, bei der Anordnung nach Fig. 2 die Widerstandsblöcke und die zu einem Teil der Funkenstrecken parallel geschalteten Widerstandselemente 5.1. Diese leitenden Teile sind mit der Erde -verbunden. Das obere Ende des Ableiters dagegen besitzt das Potential des zu schützenden Anlagenteils. Durch kapazitive Kopplung zwischen den leitenden Teilen des Ableiters, die sich auf Erdpotential befinden, und der äußeren Oberfläche des Porzellangehäuses erhält die letztere ebenfalls annähernd Erdpotential. Infolgedessen können die unteren Funkenstrecken der gesamten Funkenstreckenreihen weniger leicht überschlagen. Wird nun die Außenfläche des Wetterschutzgehäuses befeuchtet, so entstellt darauf ein leitender Pfad hohen Widerstandes. Der darüberfließ.ende Verluststrom kann so grofä sein, daß er das Potential auf der Außenfläche des Gehäuses maßgebend bestimmt: Dies sei an-Hand von Fit. 3 und rt näher erläutert. Fig.3 zeigt schematisch die Verteilung des elektrostatischen Feldes bei Trokkenheit in der Umgebung eines Ableiters der in Rede stehenden Art, Fig. 4. bei Feuchtigkeit auf der Außenfläche des Ableitergehäuses, so daß auf dieser ein die Feldverteilung steuernder Kriechstrompfad hohen Widerstandet gebildet wird.
  • In beiden Fällen befinden sich im Innern des Ableiters das Erdpotential an der untersten Elektrode der Funkenstreckenreihe, die ja unmittelbar geerdet ist. Auf der Außenfläche des Wetterschutzgehäuses dagegen ist zwar bei Trockenheit (Fig. 3) überhaupt kein Einfluß auf den Verlauf der Feldlinie wahrnehmbar, weil in diesem Falle die Gehäusewandung praktisch ebenso wie die umgebende Luft als reiner Isolator wirkt; bei Feuchtigkeit aber (Fig. q.) bewirkt der auf der schwach leitenden Auf?enfläche des Porzellangehäuses vom Verluststrom hervorgerufene, etwa gleichmäßig über die ganze Höhe verteilte Spannungsabfall eine ungefähr gleichmäßige Verteilung der Spannung über die ganze -Höhe des Ableiters. Dadurch entsteht; da im Ableiterinnern die Verhältnisse gegenüber Trokkenheit unverändert geblieben sind, an der Stelle roa eine starke Feldlinienverdichtung.
  • Befinden sich nun, wie es bisher üblich war, die Elektroden der Funkenstreckenreihe in gleichmäßigem Abstand voneinander, so werden bei gleichmäßiger Feldverteilung (Fig.3) alle Funkenstrecken bei einem vorbestimmten Wert der Spannung ansprechen. Wenn aber bei . einer Feldverteilung nach Fig. q. eine oder einige Funkenstrecken überschlagen, so erhöhen sie dadurch das Potential und den Spannungsgradienten an den übrigen Funkenstrecken und lassen sie ebenfalls überschlagen, so daß. schließlich die ganze Spannung an denjenigen Teilen des Ableiters liegt, die bis zu einem gewissen Maße leitend sind, so daß sie der Gefahr der Überhitzung ausgesetzt werden. Praktisch wählte man daher die Abstände aller Funkenstrecken gleichmäßig so, daß auch die am stärksten. beanspruchten Funkenstrecken nicht überschlagen konnten, es sei denn, daß die Gesamtspannung einen solchen Wert annähme, bei dem der Ableiter ohnehin ansprechen soll.
  • Durch das neue hier angegebene Verfahren der Funkenstreckenabstufung bzw. der stellenweisen Vergrößerung der Funkenstrekkenabstände an solchen Stellen, wo bei äußerer Feuchtigkeit erhöhte Überschlagungsmöglichkeit besteht, wird in besonders einfacher Weise ein einwandfreies Arbeiten des Ableiters bei jeder Witterung erzielt. Störende Verschiedenheiten der Stoßansprechspannun;g bei Trockenheit und Feuchtigkeit lassen sich dabei ohne weiteres vermeiden. Auch braucht wegen der Änderung der Elektrodenabstände bei geeigneter "Abstufung derselben die Höhe des Ableiters nicht verändert zu werden. Es kann sich nämlich, wie Fig. 4. zeigt, ergeben, daß die Spannungsbeanspruchung der mittleren Funkenstrecken bei feuchtem Wetter niedriger ist als bei trockenem Wetter. Erfolgt #num :die Wahl der Funkenstreckenabstände für jede Funkenstrecke entsprechend der größtmöglichen Spannungsbeanspruchung, so können beispielsweise die Abstände für die mittleren Funkenstrecken nach den bei trockenem Wetter und die für die unteren Funkenstrecken nach den bei feuchtem Wetter herrschenden Bedingungen gewählt werden.
  • Die Anwendbarkeit d:eser neuen Vorschläge beschränkt sich nicht auf Bauarten, wie sie hier als Ausführungsbeispiele angegeben sind. Diese Vorschläge stellen vielmehr auch unabhängig hiervon für Funkenstreckenreihen, die in Isoliergehäusen untergebracht sind, . allgemein wertvolle Verbesserungen dar.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Überspannungsableiter mit einer Mehrzahl in verschiedenen Abständen übereinandei angeordneter Ableiterelemente in Gestalt von Funkenstrecken und spannungsabhängigen Körpern, die in einem etwa rohrförmigen Wetterschutzgehäuse untergebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenabstände derart verschieden gewählt sind, daßh nachteilige Wirkungen der durch Feuchtigkeit auf der Außenfläche des Wetterschutzgehäuses entstehenden zusätzlichen Beeinflussung der Feldverteilung tunlichst vermieden werden. a. Überspannungsahleiter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenabstände an solchen Stellen, ün denen bei Feuchtigkeit auf der Außenfläche es Wetterschutzgehäuses die überschlagsspannung verringert ist, vergrößert sind.
DES138563D 1938-09-08 1939-09-09 UEberspannungsableiter Expired DE714920C (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US714920XA 1938-09-08 1938-09-08

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ID=22101668

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DES138563D Expired DE714920C (de) 1938-09-08 1939-09-09 UEberspannungsableiter

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