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Druckentlastungsanordnung in einem Ventilableiter
Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Entlastungsanordnung bei Überdruck in Voutilab- leitern für Hochspannungsanlagen. Bei gewissen Störungen ist ein Ventilableiter nicht imstande, den. Fulgestrom zu unterbrechen. Ein Kurzschlussstrom fliesst dann durch den Ableiter, was zur Folge hat, dass die Ableiterelemente überhitzt werden, und dass im Ableiter Kurzschlusslichtbogen gebildet werden. Eine solche Überhitzung und Lichtbogenbildung ergibt eine Entwicklung von Gasen in dem Inneren des Gehäu- ses, und da die Ableiterelemente gewöhnlich in einem vollständig geschlossenen Gehäuse eingesetztsind, steigt der Druck in dem Gehäuse schnell in einem Ausmass, das von der Grösse des Kurzschlussstromes bestimmt ist.
Unter solchen Umständen explodiert der Ableiter, sofern nicht Massnahmen ergriffen werden, um die Bildung eines zu hohen Druckes zu verhindern.
Um solche Explosionenzuvermeiden, ist vorgeschlagen worden, Organe fürden Transport der Gase indem Gehäuse in Richtung auf seine Enden hin und Membranen an seinen Enden anzuordnen, die eventuell gebildete Gase ins Freie ableiten. Bei dem Anordnen von solchen Transport- und Membrananoninungen. sind gewisse Schwierigkeiten entstanden, und die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen im Hinblick auf derartige Entlastungsmittel bei Überdruck.
Eine der Schwierigkeiten liegt darin, effektive Transportanordnungen in Ventllableitem mit einer beträchtlichen Länge zu erhalten. Die Ursache dafür ist, dass der Raum zwischen dem äusseren Porzellan und dem Innenteil wegen der grossen erzeugten Gasmenge und des langen Strömungsweges gross gemacht werden muss. Deswegen hat der Innenteil keine seitliche Stütze gegen das Gehäuse. Der Federdruck, der normalerweise axial auf den Innenteil ausgeübt wird, könnte ihn nicht daran hindern, sich seitlich zu bewegen, wenn der Ableiter kräftigen Stössen beim Transport oder bei Montage ausgesetzt wird. Der Innenteil kann dann während dieser Stösse verschoben werden.
Nach der Erfindung weicht die Innenkontur des Porzellangehäuses von der Kreisform in solcher Weise ab, dass das Gehäuse an mindestens drei Stellen sich an die Peripherie des Innenteils anschmiegt und diesen zentiert. Zwischen diesen Stellen sind Längskanäle zwischen dem Innenteil und dem Gehäuse für den Transport des Gases auf die Enden zu gebildet. Diese
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durch Pressen über einen nicht runden Dorn geformt wird.
Eine andere frühere Schwierigkeit bezieht sich auf die Dichtungsanordnungen an den Enden des Gehäuses.
An den Enden muss es teils ein stützendes Glied geben, das den Innenteil in axialer Richtung festhält-.
Gleichzeitig muss es jedoch einen nachgiebigen Teil geben, der dem inneren Überdruck nachgibt. Nach der Erfindung werden diese beiden Funktionen durch eine einzige Konstruktion in der Weise zusammen führt, dass das Gehäuse mit einer Verschlusseinrichtung weigstens an einem Gehäuseende versehen ist, welche Verschlusseinrichtung einen Halterungsteil enthält, der mit seinem am Umfang (eines Kreises) mit
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versehenen zentralendes Porzellangehäuses in Längsrichtung stützt, wobei die zentrierenden Teile des Gehäuses in die Auslassöff- nungen des Halterungsteiles hineinragen, so dass Stege des Halterungsteiles. die sichzwischen seinem zentralen Teil und seiner Peripherie befinden,
in denkanälen des Gehäuses liegen und dass ausserhalb des zentralen Teiles eine mit der Peripherie des Halterungsteiles gasdicht verbundene Membran die Auslassöffnungen überdeckt.
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Die Erfahrung bei der Entwicklung von Ventilableitem hat gelehrt, dass der innere Überdruck in gewissen Fällen nicht geuügt, um die Membrane zu brechen und dadurch die Gase ins Freie zu lassen. Dies kann darauf beruhen, dass ein innerer Kurzschlussbagen durch eine Schaltuberspannung im Hochspannungnetz unterbrochen wird. Dann erlischt der Bogen. Die richtige Funktion der Membrane hängt auch von der Grösse der Kurzschlussströme ab. Die Membranen können bei Strömen von einer Grössenordnung vOll 15000Amp. richtigarbeiten,aberbeiKurzschlussströmenvoneinerGrössenordnungvon5000Amp.ganz unwirksam sein. In solchen Fällen kann noch ein innerer Überdruck im Ableiter vorhanden sein, was zu einem Unglücksfall führen kann.
Solche Fehler werden durch ein besonderes Organ vermieden, das ausserhalb der Explosionsmembrane angeordnet und dazu vorgesehen ist, diese zu durchlöchein, wenn sie bei einem mässigen inneren Überdruck nach aussen gebogen wird.
Die Erfindung wird im folgenden unter Hinweis auf die Zeichnung beispielsweise beschrieben, in welcher Fig. l ein vertikaler Schnitt durch den Ableiter ist, Fig. 2 ist ein Querschnitt, der das Ableitergehäuse und einen Ventilwiderstand entlang der Schnittlinie 2-2 in Fig. l zeigt, und Fig. 3 ist eine Ansicht des Ableiters nach Fig. l, von unten gesehen, wobei der Bodenteil entfernt ist und hauptsächlich die Konstruktion des Halterungsteiles gezeigt wird.
Nach Fig. 1 enthält der Ableiter 10 ein langgestrecktes, hohles Porzellangehäuse 11, das eine innere
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Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die Innenkontur des Gehäuses 11 mit in der Hauptsache dreieckigenAushöh- lungen 20,21 und 22 versehen, die sich von den nach innen gerichteten Stellen 23,24 unu 25 nach aussen strecken. Diese nach innen gerichteten Stellen sind dazu bestimmt, den Innenteil, nämlich die Ableiterelemente 14,15 und 16, in ihrer Lage zu halten. Mit Hilfe dieser Konstruktion können beträchtliche Gasmengen leicht zu den Enden des Gehäuses transportiert werden, unabhängig davon, an welcher Stelle die Gasentwicklung stattfindet.
Gemäss Fig. 1 enthält die Verschlusseinrichtung 19 einer Halterungsteil 26, der quer über dem unteren Ende des Gehäuses 11 liegt. Ein Teil 27 des Halterungsteiles erstreckt sich nach oben an der Aussenseite des Gehäuses und ist dort in Eingriff mit einer Vertiefung, wodurch er eine feste Verbindung bildet. Der Halterungsteil 26 hat eine ringförmige Rinne 28, die die Dichtung 29 aufnimmt, welche Dichtung an dem unteren Ende des Gehäuses 11 anliegt und die Peripherie des Halterungsteiles gegen das Gehäuse abdichtet.
Wie femeraus Fig. 3 hervorgeht, ist der Halterungsteil 26 mit drei längs einer Zirkellinie verteilten Öffnungen 30,31 und 32 und mit einem nach innen gerichteten zentralen Teil 34 versehen. Die Teile 35, 36 und 37 zwischen diesen Öffnungen verbinden den zentralen Teil des Halterungsteiles mit seiner Peripherie. Der Halterungsteil 26 und das Gehäuse 11 sind so im Verhältnis zu einander montiert, dass diese Teile 35,36 und 37 in den Aushöhlungen 20,21 und 22 liegen und dass die nach innen ragenden Teile des Gehäuse 23,24 und 25 in den Öffnungen 30,31 und 32 liegen. Wie aus Fig. l ersichtlich, wird der Teil 35 des Halterungsteiles von der Aushöhlung 20 eingenommen, während der herausragende Teil 24zwischen den Aushöhlungen 21 und 22 in die Öffnung 31 des Halterungsteiles hineinragt.
Bei dieser Anordnung reicht also der zentrale Teil 34 in die Öffnung 12 und stützt den Innenteil, während die Gase um den untersten Ventilblock herum und durch die Öffnungen 30. 31 und 32 ausströmen können. Wie aus Fig. l und teilweise aus Fig. 3 hervorgeht, erstreckt sich eine Membrane 38 aber den Halterungsteil 26 einschliesslich seiner Öffnungen 30,31 und 32 und ist an der Aussenseite der Rinne 28 an3elötet oder in einer andern Weise befestigt. Die Membrane 38 ist in den Raum hinein aufwärtsgebogen, der durch den gehobenen zentralen Teil 34 des Halterungsteiles gebildet wird, und ist, wie bei 39 gezeigt, gewellt, um eine Ermüdung des Metalls zu vermeiden, die bei Temperatur- und Druckveränderungen entstehen kann. Diese Membrane dichtet den Innenraum gegen die Aussenluft ab.
Das Innere des Ableiters wird geleert und durch eine klei1J. e öffnung in dem gewellten Teil 39 der Membrane mit Stickstoff gefüllt, wonach die Öffnung mit einem Lötmittel verschlossen wird.
Ein Bodenteil 40, der den unteren Teil des Gehäuses 11 und den Halterungsteil 26 umgibt, erstreckt sich nach oben über den Teil 27 des Halterungsteiles und längs des verstärkten Endes des Gehäuses. Der Raum zwischen dem Bodenteil 40 und der Gehäusewand 25 ist mit Zement 41 gefüllt, um den Bodenteil an dem Gehäuse zu befestigen. Eine ringförmige Dichtung 42 zwischen dem Bodenteil 40 und der äusseren Ecke des Halterungsteiles 26 verschliesst und trennt den Zement enthaltenden Raum von dem Raum zwischen dem Bodenteil und der Membrane.
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Der Bodenteil 40 hat einen ringförmigen nach inDen ragenden Teil 43, der unter dem Halterungsteil 26 liegt und einen inneren Durchmesser hat, der etwas grösser ist als der äussere Durchmesser der Rinne 28 des Halterungsteiles. Eine Feder 44 ist zwischen der Rinne 28 des Halterungsteiles 26 und dem inneren Teil des ringförmigen Teils 43 des Bodenteils so angebracht, dass die Feder 44 einen konstanten Druck auf den Halterungsteil 26 ausübt.
Die Feder 44 ist mit einer inneren Öffnung 45 versehen, die sich radial im wesentlichen zum Verbindungspunkt der Membrane 38 und der Rinne 28 des Teiles 26 erstreckt. Diese Anordnung ermöglicht, dass die Membrane sich frei nach unten bewegen kann, und die Gase sich schnell ausdehnen und frei vom Gehäuse herausströmen können, wenn sie zerstört wird.
Der Bodenteil40 ist mit einer Endplatte 46 versehen, die sich ganz über das offene Ende des Bodenteils erstreckt. Der Umkreis der Platte 46 wird in einer Vertiefung 47 gehalten und ist am Bodenteil 40 angelötet oder in anderer Weise befestigt. Ein Glied 48, das nach innen gerichtete spitze Enden hat, ist an der Innenseite der Endplatte 46 befestigt und der spitze Endteil dient dazu, die Membran 38 zu durchlöchern, wenn sie durch den inneren Druck nach aussen bewegt wird, der durch die herausströmenden Gase erzeugt wird.
Die Verschlussanordnung 18 am oberen Ende des Ableiters ist in derselben Weise konstruiert wie die Verschlusseinrichtung 19 am unteren Ende des Ableiters, mit der Ausnahme, dass das Organ 45, das die Membran durchlöchert, weggelassen ist.
Die Boden-und Kappenteile 40 una 50 besitzen Flansche, die sich radial erstrecken, z. B. die Flansche, die teilweise bei 51 und 52 gezeigt sind und fUr das Montieren des Ableiters vorgesehen sind.
Im Betrieb erzeugt der Ableiter gewöhnlich keine Gase im Inneren des Gehäuses. Im Fall von Überbelastung oder anderer Umstände, die verursachen, dass die Blöcke ihre strombegrenzende Eigenschaft ver- lieren, können Lichtbögen im Gehäuse auftreten. Solche. Lichtbögen verursachen die Entwicklung von grossen Gasmengen und folglich eine schnelle Druckbildung im Ableiter. Die so gebildeten Gase strömen durch die Aushöhlungen 20,21 und 22 zu den Enden des Ableiters und verursachen eine Deformation und eine Bewegung der Membranen 38 und 53 nach aussen. Da die Druckbildung sehr schnell ansteigt, hat das Durchlöchern der Membrane 38 durch die Spitzen des Organs 48 geringe Wirkung, und entweder eine oder beide Platten 46 und 54 werden nach aussen gedrückt und die Gase strömen ins Freie.
Diese Wirkungsweise liegt bei hohen Fehlerströmen vor, wo die Kurzschlussströme sehr gross sind und daher sehr schnell Gase erzeugen.
Es ist offenbar, dass die Aushöhlungen 20, 21 und 22 eine bedeutende Wirkung auf das Ausströmen der Gase unter solchen Verhältnissen haben.
Die gezeigte Druckentlastungsanordnung ist gleich anwendbar, wenn verhältnismässig niedrige Kurzschlussströme oder wenn Ströme von verhältnismässig kurzer Dauer bei Fehlern in einem Ableiterelement hervorgerufen werden. Wenn unter solchen Umständen die Gasansammlung innerhalb des Ableitergehäuses
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Druckfrüher bekannten Druckentlastungsanordnungen nicht die Gase ins Faite abführen. In der vorliegenden Anordnung bewirkt jedoch die Gasentwicklung in dem Gehäuse auch bei sehr niedrigem Druck und niedrigen Geschwindigkeiten, dass die Membrane 38 sich nach aussen bewegt unddie Spitzen des Organs 48 die Membrane durchlöchern, und das angesammelte Gas strömt durch die Öffnungen in der Platte 46.
Somit wird das Risiko eines Unglüeksfalls unter dem Personal vermieden, das mit einem Ableiter arbeitet, in dem solche Überdrucke vorkommen.
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sitzt und welcher in einem hohlen Porzellangehäuse eingeschlossen ist, wobei ein freier Raum zwischen Innenteil und Gehäuse für den Transport von Gasen bei elektrischen Fehlern im Innenteil zu wenigstens einem Gehäuseende hin angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenkontur des Gehäuses an
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anschmiegtzwischen diesen Stellen Längskanäle zwischen, dem Innenteil und dem Gehäuse gebildet sind.