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Registriereinrichtung für Ansprechvorgänge von Überspannungsableitern
Für die Beurteilung der Funktion von Überspannungsableitern in Hochspannungsnetzen wäre sehr von
Vorteil, die tatsächlich erfolgten Ansprechvorgänge nachweisen zu können. Alle zu diesem Zweck bisher auf dem Markt befindlichen Geräte (Ansprechzählwerke, Abbildfunkenstrecken) sind einerseits zu wenig empfindlich und erlauben anderseits keine zeitliche Zuordnung der Registrierung.
Die zu geringe Empfindlichkeit bei bekannten Einrichtungen zur Überwachung von Überspannungs- ableitern ist dadurch gegeben, dass ein zwischen Metallelektroden verschiedener Form und in verschiede- ner Anordnung vorhandenes Dielektrikum beim Ansprechvorgang durchschlagen werden muss. Dies gilt sowohl für Abbildfunkenstrecken, welche im übrigen hauptsächlich Rückschlüsse auf den Zustand derElek- troden im Ableiter selbst ermöglichen sollen, als auch für Zahlgeräte, wie sie z. B. nach der österr. Pa- tentschrift Nr. 206503 bekannt sind.
Die nach der letzteren Erfindung ausgeführte Verstärkung durch kleine
Pulververladungen kann zwar noch sehr schwache Entaldungen mit einem Zählwerk registrieren, hat aber auch als erste Voraussetzung ein Durchschlagen der Luftisolation der Funkenstrecke.
Nachdem aber erfahrungsgemäss der Hauptanteil aller Ableitvorgänge geringe Stromstärken aufweist, welche eine zu kleine Spannung an den Funkenstrecken ergeben, um deren Dielektrikum zu durchschla- gen, war eine Registriereinrichtung zu suchen, welche auch im Bereich von Stossströmen unterhalb 100 A anspricht. Erfindungsgemäss besteht nun diese Einrichtung nach Fig. 1 aus zwei parallel zu einem in der
Erdleitung des Ableiters l liegenden spannungsabhängigen Widerstand 2 geschalteten Elektroden 3, welche mit einem Abstand von etwa 20 mm auf einem von einem Uhrwerk Fig. 2, Teil 4, vorbeigezogenen Re- gistrierstreifen 5, mit zumindest halbleitendem Belag, gleiten.
Treten Stossentladungen über den Wider- stand 2 auf, so erfolgt auch eine Entladung zwischen den Elektroden 3 über die aktive Schicht des Re- gistrierstreifens 5, wodurch diese stellenweise sichtbar zerstört wird. Das Gesamtbild der dadurch ent- stehenden Linien lässt einen guten Rückschluss auf die Stromstärke der Stosswelle zu. Trotz der hohen
Empfindlichkeit für kleine Ströme beherrscht die Einrichtung aber auch Stossströme in der Grössenordnung des Ableitvermögens der Ableiter, also bis etwa 5 bzw. 10 kA. Bei hohen Stromstärken entsteht zwischen den Elektroden eine vollständig schichtfreie Stelle, deren Breite der Stromstärke entspricht. Ein Stoss- strom von 1000 A (Normalwelle VDE) verursacht z. B. einen ungefähr 1 cm breiten Streifen, während bei
5000 A die Breite fast 3 cm beträgt.
Überspannungsableiter sind im allgemeinen nicht dazu bestimmt, bei sogenannten inneren Überspan- nungen, also z. B. bei infolge von Schaltvorgängen auftretenden vorübergehenden Steigerungen der betriebs - frequenten Spannung und dieser überlagerten Einschwingvorgängen anzusprechen. Führen solche Vorgänge dennoch zum Ansprechen, so sind die auf dem Registrierstreifen entstehenden Spuren flächenhaft und daher deutlich verschieden von den bei Stossentladungen entstehenden Liniengebilden. Die vorliegende Erfindung gestattet also auch weitgehende Rückschlüsse auf die Ursache der Ansprechvorgänge.
Für die praktische Anwendung (z. B. in einem 3-Phasennetz) erhält das Gerät nach Fig. 2, fünf Elektro- den 3 (j eweils eine Elektrode für die Phasen R, S und T und zwei Elektroden, welche mit den an Erde liegen- den Seiten des Widerstandes 2 verbunden sind) in Reihe auf einer Ordinate des Registrierstreifens 5, wäh - rend die Abszisse durch den Zeitvorschub des Uhrwerkes 4 gegeben ist. Die Vorschubgeschwindigkeit be- stimmt das Auflösungsvermögen aufeinanderfolgender Entladungen und kann dementsprechend gewählt werden.
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Registration device for response processes of surge arresters
For the assessment of the function of surge arresters in high-voltage networks would be very useful
Advantage of being able to prove the actual response processes that have taken place. All devices currently on the market for this purpose (response counters, imaging spark gaps) are, on the one hand, not sensitive enough and, on the other hand, do not allow the registration to be timed.
The insufficient sensitivity of known devices for monitoring surge arresters is due to the fact that a dielectric present between metal electrodes of different shapes and in different arrangements has to be broken down during the response process. This applies both to imaging spark gaps, which, by the way, are mainly intended to enable conclusions to be drawn about the state of the electrodes in the arrester itself, and to payment devices such as those used e.g. B. are known from the Austrian patent specification No. 206503.
The reinforcement carried out according to the latter invention by small
Powder loads can still register very weak deforestations with a counter, but the first prerequisite is that the air insulation of the spark gap is broken through.
However, since experience has shown that the majority of all discharge processes have low currents, which result in too low a voltage at the spark gaps to break through their dielectric, a recording device was to be found that also responds in the range of surge currents below 100 A. According to the invention, this device according to FIG. 1 now consists of two parallel to one in the
Ground line of the arrester 1, voltage-dependent resistor 2, connected electrodes 3, which slide at a distance of about 20 mm on a registration strip 5 with at least semiconducting coating, pulled past by a clockwork, FIG. 2, part 4.
If surge discharges occur via the resistor 2, a discharge also takes place between the electrodes 3 via the active layer of the registration strip 5, whereby this is visibly destroyed in places. The overall appearance of the resulting lines allows a good conclusion about the current strength of the shock wave. Despite the high
Sensitivity to small currents, however, the device can also handle surge currents in the order of magnitude of the discharge capacity of the arrester, i.e. up to about 5 or 10 kA. At high currents, a completely layer-free area is created between the electrodes, the width of which corresponds to the current intensity. A surge current of 1000 A (normal wave VDE) causes z. B. an approximately 1 cm wide strip, while at
5000 A the width is almost 3 cm.
Surge arresters are generally not intended to protect against so-called internal overvoltages, e.g. B. in the event of temporary increases in the operating-frequency voltage that occur as a result of switching processes and these overlaid transient processes. If such processes nevertheless lead to a response, the traces produced on the recording strip are flat and therefore clearly different from the line structures produced by shock discharges. The present invention therefore also allows extensive conclusions to be drawn about the cause of the response processes.
For practical use (e.g. in a 3-phase network) the device according to FIG. 2 has five electrodes 3 (one electrode each for the phases R, S and T and two electrodes which are connected to earth lying sides of the resistor 2 are connected) in series on an ordinate of the registration strip 5, while the abscissa is given by the time advance of the clockwork 4. The feed rate determines the resolving power of successive discharges and can be selected accordingly.