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Überspannungsableiter für Hochspannung mit verringerter Bauhöhe Überspannungsableiter für Hochspannung sind in den verschiedensten Ausführungsfcrmen bekannt und bestehen grundsätzlich aus einem spannungsabhängigen Widerstand, der mit, einer Löbchfupkenstrecke in Serie zwischen der zu schützenden Leitung und Erde geschaltet ist. Der spannungsabhängige Widerstand besteht in der Regel aus mehreren zylindrisch geformten Widerstandselementen, die dann in einem rohrförmigen Isolierkörper bzw. Prozellanhohlisolator übereinander gestapelt und elektrisch in Serie geschaltet sind. Je höher die Ableiternennspannung, umso mehr Widerstandselemente und Elemente der Löschfunkenstrecke sind dann erforderlich.
Somit ergibt sich die Bauhöhe eines Überspannungsableiters einer bestimmten Nennspannung aus der erforderlichen Anzahl der Widerstandselemente und deren Bauhöhe, sowie der Löschfunkenstrecken.
Für hohe Nennspannungen werden Bauhöhen der Ableiter aber sehr gross, so itgss bei hängender Ausführung sehr hohe Gerüste erforderlich sind und bei stehender Anordnung der Ableiter eine Befestigung mittels Fussflansch nicht mehr ausreicht und deswegen zusätzliche Stützkonstruktionen angebracht werden müssen. Um die grosse Bauhöhe bei Überspannungsableitern hoher Nennspannung herabzusetzen, wurden Teilableiter in Zick-Zack-Anordnung oder in Treppenform bekannt. Alle diese bekannten Ausführungformen bedingen jedoch einen erhöhten Aufwand an mechanischen Befestigungskonstruktionen und damit auch einen hohen Kostenaufwand.
Um einen mechanisch stabilen Ableiter zu erhalten, darf daher seine Bauhöhe im Verhältnis zum Durchmesser gewisse Grenzen nicht überschreiten. In dem Bestreben, mechanisch stabile Ableiter zu schaffen. wurden Ausführungen bekannt, bei welchen kreisringförmige Widerstandselemente übereinander gestapelt und elektrisch in Serie geschaltet in einem Hohlisolator eingebaut wurden. In dem freien, in der Mitte des Ableiters vorhandenen zylindrischen Raum wurden die Löschfunkenstrecken angeordnet. Durch diese Konstruktionen wurde eine um die Löschfunkenstrecken verringerte Bauhöhe des Überspannungsableiters erreicht.
Eine andere bekannte Ableiterausführung zeigt zwei oder mehrere Widerstandssäulen, bestehend aus übereinander gestapelten zylindrischen Widerstandselementen mit eingefügten Löschfunkenstrecken parallel zur Gehäuseachse im Isolatorhohlraum angeordnet. Die einzelnen Widerstandselemente werden nach einem bestimmten System elektrisch in Serie geschaltet. Dieser Anordnung steht bei dem Vorteil der relativ geringen Bauhöhe des Überspannungsableiters der Nachteil einer schlechten Raumausnützung im Prozellanhohlisolator und des damit verbundenen hohen Gesamtkostenaufwandes gegenüber.
Weiters wurden auch Überspannungsableiter insbesondere für hohe Nennspannungen bekannt, bei denen übereinander gestapelte Widerstandsscheiben in einem besonderen Isoliergehäuse untergebracht und zu einer Säule zusammengefasst sind, wobei diese Widerstandssäulen dann quer zur Ableiterachse angeordnet werden. Die einzelnen Widerstandssäulen können in Richtung der Ableiterachse übereinander gestapelt oder auch kreuzweise übereinander gelegt sein. Die elektrische Durchflussrichtung in den Widerstandssäulen ist senkrecht zur Ableiterachse, bei direkt übereinander angeordneten Widerstandssäulen ergibt sich eine bifilare Stromführung. Eine solche Konstruktion wurde beispielsweise in der deutschen Patentschrift Nr. 905509 beschrieben.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Überspannungsableiter mit übereinander unter Zwischenlage von Isolierplatten angeordneten Ableitwiderständen, wobei ober- oder unterhalb der Ableiterwider-
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stände die Löschfunkenstrecke und eventuelle Steuerwiderstände vorgesehen sind, und die Ableiterwiderstände bifilar stromführend in horizontaler Richtung. also senkrecht zur Achse des Überspannungsable. iters, in einem Hohlisolator untergebracht sind. Die Ableitwiderstände besitzen viereckige Plattenform und werden in Richtung parallel zur Erstreckung der Widerstandsplatten vom Strom durchflossen.
Die spannungsabhängigen Widerstandselemente bestehen meistens aus Siliziumkarbid, das, mit einem keramischen Bindemittel versetzt, bei hohen Temperaturen gebrannt wird und der elektrische Widerstandswert der Elemente annähernd mit der dritten bis vierten Potenz der angelegten Spannung abnimmt. Die Form der Widerstandselemente kann verschieden sein, bekannt wurden Widerstandselemente mit kreisförmigen, halbkreisförmigen oder kreisringförmigem Querschnitt. Die erfindungsgemässen Ableiterelemente besitzen, wie bereits erwähnt, rechteckigen oder im besonderen quadratischen Querschnitt, wobei in der Schnittebene senkrecht zllr Stromdurchflussrichtung und damit auch senkrecht zur Richtung der Plattenerstreckung das Verhältnis der Dicke der Widerstandsplatte zur andern Schnittkante etwa 1 : 3 - 1 : 6 beträgt.
Zwei gegenüberliegende Schmalseiten der Widerstandelemente werden mit einem metallischen Überzug versehen. der auf eineder bekannten Artenat. tfgebracht ist und als Elektrode für den Stromanschluss dient. Diese rechteckigen Widerstandskörper werden unter Zwischenlegung von isolierenden Platten so übereinandergelegt, daft ihre me. allisierten Seiten in Reihe liegen und dann mittels metallischen Verbindungsstücken elektrisch in Serie geschaltet.
Die rechteckige, insbesondere quadratische Form der Widerstandselemente ergibt bei deren Einbau in ein kreisförmiges Isoliergehäuse eine gute Platzausnützung, wobei noch genügend Raum für die seitlich der Widerstandsplatten anzuordnenden Spannbolzen bleibt. Mit Hilfe der Spannbolzen ist ein Zusammenbau der elektrisch aktiven Teile ausserhalb des Porzellanisolators möglich. Damit ergibt sich eine leichte Montage und Kontrolle der Ableiterteile vor deren Einbau in den Porzellanhohlisolator.
Der Einbau von Löschfunkenstrecken ist an beliebigen Stellen zwischen den einzelnen übereinander gestapelten Widerstandsplatten, sowie an den beiden Enden der Widerstandsteile möglich. Die Löschfunkenstrecke selbst, bestehend aus einer Anzahl von Teilfunkenstrecken, ist den quadratischen Widerstandselementen formmässig so angepasst, dass die Metallscheiben für die einzelnen Teilfunkenstrecken rechteckige, insbesondere quadratische Form aufweisen. Um bei Betriebsfrequenz eine gleichmässige Spannungsverteilung entlang der gesamten Funkenstrecke zu erhalten, sind Steuerwiderstände parallel zur Funkenstrecke vorgesehen.
Um eine besonders gute Ausnützung des Rauminhaltes des rohrförmigen Porzellanisolators zu errei- chen, und möglichst viel Widerstandsmaterial unterbringen zu können, werden die Ecken der quadratschen Widerstandskörper vorteilsweise abgeschrägt.
Das fertig zusammengebaute Ableiterpaket, welches durch die aus. Isoliermaterial bestehenden Spannbolzen fest zusammengehalten ist, wird in das Isoliergehäuse, bzw. Prozellanhohlisolator eingesetzt und elektrisch mit dem oberen und unteren metallenen Gehäusedeckel verbunden und das Gehäuse nachher druckdicht verschlossen.
An Hand von drei Figuren wird ein erfindungsgemässer Überspannungsableiter bei Verwendung von quadratischen, an den Ecken abgeschrägten Platten und einer an einem Ende der Widerstandssäule angeordneten Löschfunkenstrecke mit parallel geschalteten Steuerwiderständen beispielsweise beschrieben.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt des Überspannungsableiters. In Fig. 3 ist ein Widerstandselement mit abgeschrägten Ecken perspektivisch dargestellt.
In einem Isoliergehäuse 1 sind die Widerstandselemente 2 unter Zwischenlegung von Isolierplatten 3 übereinander gestapelt. Die Isolierplatten 3 besitzen grössere Abmessungen wie die Widerstandselemente und berühren mit ihren abgeschrägten Eckei1 das Ableitergehäusel. Die Widerstandselemente selbst sind wegen einer guten Raumausnützung quadratisch mit abgeschrägten Ecken ausgeführt. An zwei gegenüberliegenden schmalen Randseiten sind die Widerstandselemente mit einem Metallüberzug E, E versehen. Fig. 3 zeigt ein solches Widerstandselement.
Fig. 1 zeigt auch schematisch eine Löschfunkenstrecke 11, welche zwischen zwei plattenförmigen Steuerwiderständen 12 angeordnet ist. Der eigentliche Ableiter, bestehend aus den Widerstandselementen 2, den Isolierplatten 3, dem Lcschfunkenstreckenpaket 11 mit den Steuerwiderständen 12, ist unter Verwendung von Isolierplatten 5 und 6 und Isolierbolzen 7 zu einer baulichen Einheit zusammengefasst.
Die elektrische Verbindung der Widerstandskörper erfolgt durch die Metallbügel 4. Die einzelnen Widerstandselemente sind bifilar vom elektrischen Strom in Richtung senkrecht zur Ableiterachse durchflossen. Die elektrische Verbindung zwischen dem aktiven Ableiterteil und den metallischen Gehäusedekkeln 9 und 10 wird mittels eines Metallteiles 8 durchgeführt.
In den beiliegenden Zeichnungen ist ein Überspannungsableiter mit plattenförmigen Widerstandsele-
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menten quadratischer Form dargestellt. Es ist aber auch ohne weiteres möglich, bei Wahrung aller Erfindungsmerkmale rechteckige Widerstandselemente in einem Hohlisolator mit rechteckigem oder eliptischem Querschnitt unterzubringen. Weiters besteht die Möglichkeit, die Widerstand. säule aus Lagen mit zwei oder mehreren Widerstandselementen oder auch aus Lagen von Widerstandselementen und Teilfun- kenstrecken aufzubauen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Überspannungsableiter mit übereinander angeordneten spannungsabhängigen Ableitwiderstandselementen, wobei ober-bzw. unterhalb oder zwischen den Ableitwiderstandselementen die Löschfunkenstrecke mit eventuellen parallel geschalteten Steuerwiderständen angeordnet ist, und die Widerstandselemente senkrecht zur Überspannungsableiterachse bifilar stromführend sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstandselemente viereckige Plattenform besitzen, stapelartig mit Isolierzwischenlagen über- einander liegen, an zwei gegenüberliegenden Plattenschmalseiten ganz oder teilweise metallisiert oder mit Metallauflagen versehen und die Widerstandselemente in Richtung der Plattenerstreckung bifilar vom Ableiterstrom durchflossen werden.