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Österreichische PATENTSCHRIFT Nr 18419.
GIOVANNI GOLA IN GENUA.
BlitzschutzvorrichtungfürLuftleitungen.
Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet eine Blitzschutzvorrichtung für elektrische Luftleitungen. Die Erfindung gründet sich auf die Eigenschaft der statischen Elektrizität bozw. der Wechselströme höherer Frequenz, sich an der Oberfläche der Leiter zu sammeln bezw. fortzupflanzen ; auf die Tatsache, dass ein elektrisches Stromelement durch ein zu demselben senkrechtes Magnetfeld normal zu der durch das Stromelement und die magnetischen Kraftlinien gelegten Ebene abgelenkt wird ; auf die Impedanz (virtueller Widerstand) der aus magnetischem Material bestehenden Körper ;
auf die bekannte Eigenschaft der Spitzen und endlich die Schwierigkeit, die atmosphärische Elektrizität plötzlich von ihrer Fortpflanzungsrichtung abzulenken, insbesonders dann, wenn sie zugleich von einem eine grössere äussere Oberfläche aufweisenden Körper auf einen Körper übergehen soll, der ihr eine kleinere äussere Oberfläche und einen kleineren Querschnitt bietet.
Fig. 1 der umstehenden Zeichnung veranschaulicht eine beispielsweise Ausführungsform der Blitzschutzvorrichtung. Der wesentliche Teil derselben besteht aus einem Hohlkörper A, der im Vergleich zu einer gleich langen Strecke der zu entladenden Leitung eine sehr
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Gusseisen, Stahl u. s. w. ) und ist mit einer Schichte nicht magnetischen Metalles (Zinn, Zink n. s. w.) überzogen. Diese nicht magnetische Schichte ist. insoferne von Vorteil, als dieselbe für den Betriebsstrom einen besseren Weg bietet.
Die Anwendung des magnetischen Mntoria) es für den eigentlichen Blitzabieiter trägt dazu bei, die atmosphärische Elektrizität von der Abzweigleitung zu den Maschinen u. s. w. fernzuhalten, denn die atmosphärische Elektrizität kann in diesem Falle auf die zu schützende Abzweigleitung nicht übergehen,
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verschliessen die den kleinsten Querschnitt besitzenden Enden des Hohlkörpers. Die KohlenblÖcke werden durch ein T-förmiges eisernes Tragstück B zusammengehalten, dessen dritter Schenkel in einem Röhrchon F aus isolierendem Materiale (Porzellan, Glas) durch eine gleichfalls mit Isoliermaterial K ausgekleidete Öffnung des Hohlkörpers hindurchgeführt ist und den letzteren leitend mit der an F' angeschlossenen Abzweigleitung verbindet.
Der Hohlkörper A wird mit der zu schützenden Linienleitung derart in Reihe geschaltet, dass
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in a anschliesst, während das Tragstück B den Hohlkörper mit der zu schützenden Abzweigleitung verbindet, wobei die beiden Kohlenblöcke E gegenüber von Leitern C angeordnet sind, die im Vergleich zum Tragstücke B einen sehr grossen Querschnitt und eine sehr ausgedehnte äussere Oberfläche bieten und durch Kabel H in guter leitender. Verbindung mit der Erde stehen. Die Köpfe C der Erdleitung H bestehen aus je einem Bündel Kohlenstäbe, von denen jeder einzelne Kohlenstab mit einer dünnen Schicht von fein verteiltem Kupfer überzogen ist.
Die Anwendung von Kohlenstäben hat den Zweck, ein etwaiges Zu- samn1l'nschmelzen der aufeinander liegenden Teile beim Durchschlagen einer Entladung zu vermeiden, denn sonst könnten sie durch Metallstücke ersetzt werden.
Unter dem Hohlkörper. 4 ist eine Spule D derart angeordnet, dass das erzeugte magnetische Fold senkrecht zu der durch die Linie y-y gehenden Horizontalebene ge-
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richtet ist und den Hohlkörper magnetisiert. Die Spule D kann durch einen von einer besonderen Stromquelle gelieferten Strom oder von dem, Bötriebsstrom gespeist werden, gleichgiltig ob derselbe ein Gleichstrom oder ein Wechselstrom ist, da es belanglos ist, in welcher Richtung die Kraftlinien die Spule bezw. den Hohlkörper durchsetzen ; es genügt, dass die magnetischen Kraftlinien senkrecht zur Funkenstrecke verlaufen.
Zahlreiche Versuche haben ergeben, dass die auf dem Hohlkörper sich ausbreitende Elektrizitätsmenge durch die Spule nach einer bestimmten Richtung hin gedrängt werden kann, z. B. gegen die Enden E hin, so dass der Lichtbogen sich dort sicher bilden kann. Die Erklärung hiefür dürfte folgende sein : Eine atmosphärische Entladung wird sich in der Luftleitung fortpflanzen und bei G (Fig. 3) angelangt, sich von diesem Punkte aus nach allen Richtungen hin in unzähligen radial zu G verlaufenden Strombahnen über den Hohlkörper ausbreiten. Das Magnetfeld wirkt nun auf diese Strombahnen in der Weise ein, dass dieselben senkrocht zu der durch dieselben und die Richtung der Kraftlinien gelegten Ebene abgelenkt werden.
Es werden demnach jene Strombahnen, die mehr oder weniger senkrecht zur Richtung der Längsachse y-y des Hohlkörpers verlaufen, gegen die spitzen Enden E des letzteren hingedrängt, während die übrigen Strombahnen, also die, welche mehr oder weniger in der Richtung der Längsachse verlaufen, zunächst eine Ablenkung senkrecht zur letzteren erleiden. Dadurch Wird jede dieser letztgenannten Strombahnen gleichsam in unzählige Strom-
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Hohlkörpers verlaufen und die dann durch das magnetische Kraftfeld der Spule D ebenfalls gegen die Enden des Hohlkörpers hin gedrängt werden (vgl.
Fig. 3, in welcher der Hohlkörper im Grundriss veranschaulicht und diese Wirkungsweise schematisch dargestellt ist, wobei die eingezeichneten Pfeile die Ablenkungsrichtung der Stromlinien bedeuten und das Kraftfeld senkrecht zur Zeichenebene gelegen ist).
Bei einer derartigen Anordnung können die gewöhnlichen Betriebsströme unbehindert über A in die Leitung B und umgekehrt gelangen, während die atmosphärischen Entladungen, welche die den Leitern C gegenüberstehenden Teile des Hohlkörpers A erreicht haben, durch das Dielektrikum auf C übergehen, anstatt sich nach B fortzupflanzen, weil sie dabei eine plötzliche Richtungsablenlung erleiden und infolge der magnetischen Eigenschaften der zu durchfliessonden Materialien eine grössere Impedanz zu überwinden hätten.
Handelt es sich um längere Luftlinien, aus welchen die atmosphärische Elektrizität nicht nur an den Enden, sondern auch in Zwischenpunkten entladen werden soll, so hat man zu beachten, dass beide Leitungsstrecken a, b (Fig. 2) getroffen werden können, weshalb man zwei aneinander liegende Hohlkörper A anordnet, deren Aussenseiten sich an je eine der Linienstrecken a, b anschliessen, während die inneren Flächen durch einen Leiter c miteinander in Verbindung stehen. Den beiden Enden jedes der Hohlkörper A stehen Erdleitungen H mit zugespitztem Kopf C gegenüber.
Vorteilhaft wird der Hohlkörper derart ausgestaltet, dass er an den verschiedenen Punkten seiner Oberfläche verschiedene Krümmungen aufweist, wobei die Stellen, an welchen die Krümmungshalbmesser einen Minimalwert haben, den Erdleitungen gegenüber angeordnet sind, während andere Teile der Oberfläche mit Spitzen zur Entladung der statischen Elektrizität in die Luft versehen sein können.
Der beschriebene Apparat ist nicht nur zum Schutze der elektrischen Luftleitungen im engeren Sinne, sondern auch zur Entladung der atmosphärischen Elektrizität aus anderen Drahtleitungen, z. B. aus Aufhängedrähten bei elektrischen Bahnen anwendbar.
PATE'T-AN SPRÜCHE :
1. Blitzschutzvorrichtung für Luftleitungen, gekennzeichnet durch einen mit der Luft- leitung in Reihe geschalteten Hohlkörper von grosser Oberfläche, der an der Aussenseite eine Klemme zum Anschluss an die den atmosphärischen Entladungen ausgesetzte Luft- leitung trägt und im Innern ein aus magnetischem Materiale bestehendes T-förmiges, mit dem einen Schenkel aus dem Hohlkörper heraustretendes Tragstück für die zu schützende
Abzweigleitung enthält, zu dem Zwecke, die atmosphärische Elektrizität dadurch, dass sie von einem Körper mit grosser Oberfläche auf einen Körper mit kleinerer Oberfläche über- gehen und plötzliche Richtungsänderungen im Stromweg ausführen müsste,
an dem Ein- dringen in die zu schützende Abzweigleitung zu verhindern und dieselbe durch gegenüber den beiden Enden des Hohlkörpers angeordnete Saugplatten zur Erde abzuleiten.