Verfahren zur Einstellung der Überschlagsspannung längs einer elektrischen Hochspannuugsleitung. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einsi:ellunr" der Überschlagsspannung längs einer elektrischen Hochspannungsleitung und eine Leitung mit nach diesem Verfahren ein gestellter Überschlagsspannung.
Bekanntlich ist .die Übers.chlagsspannung von Isolatorenanordnungen stark abhängig von der Art und Grösse der Armaturen. Schutzarmaturen mit grosser, wenig ge krümmter Oberfläche führen später zu einem Überschlag als Armaturen, welche Spitzen, scharfe Kanten usw. aufweisen oder in son stiger Weise scharf zulaufend ausgebildet sind.Tit andern Worten ist. die Überschlags- spannung bei Wechselspannung im homo genen Feld grösser als im nicht homogenen Feld. Allerdings gibt es eine Ausnahme von dieser Regel. Es wird nämlich bei Anbrin gen sehr scharfer Schneiden auch bei Wech selspannung die Überschlagsspannung etwas erhöht.
Bei Stossspannungen, das heisst bei stoss artig auftretenden Überspannungen, liegen die Verhältnisse nun gerade umgekehrt. Die Ü berschlagsspannung wächst bei Stossspan rungen umso stärker an, je ausgeprägter die Feldspitzen sind, das heisst jeder schärfere Rand an den Schutzelektroden bewirkt eine Erhöhung der Überschlagsspannung. Man spricht dabei von einer Verzögerung, die man unmittelbar in Mikrosekunden ausdrücken kann. Die Verzögerung ist umso grösser, je steiler .der Anstieg der Stossspannung ist und je schneller sie wieder abfällt.
Die praktische Bedeutung dieser Erschei nung liegt im folgenden begründet. Im all gemeinen strebt man an, zwischen der Über schlagsspannung der Freileitungsisolatoren und der Überschlagsspannung der Stations isolatoren ein Verhältnis bestehen zu lassen, das ein Überschlagen der Stationsisolatoren überhaupt vermeidet. Der Grund hierfür ist darin zu suchen, dass bei Überschlägen in der Station meist eine länger andauernde Störung eintritt; denn bei dem Entstehen eines Lei stungslichtbogens in der Station werden fast immer wertvolle Apparate und Vorrichtungen beschädigt werden, während ein Überschlag an Freileitungsisolatoren im allgemeinen den Betrieb nicht unterbricht.
Vielmehr kann nach dem Abreissen, das heisst Erlöschen des Lichtbogens die Leitung ohne weiteres wieder eingeschaltet werden.
Das Bestreben ist daher heute darauf ge richtet, zu erreichen, dass die Überschlags spannung der Freileitungsisolatoren, insbe sondere bei Beanspruchung durch Stossspan nungen, nicht höher, möglichst sogar niedriger als die Überschlagsspannung der Stations isolatoren ist.
Die Erfindung hat nun eine Lösung die ser Ausgabe gebracht und betrifft ein Ver fahren zur Einstellung der 'Grösse der Über schlagsspannung längs einer mit Lichtbogen schutzarmaturen ausgestatteten Leitung. Diese Einstellung erfolgt dadurch, dass die Elektroden der Lichtbogenschutzarmaturen an den der Gegenelektrode zugewandten Sei ten je nach der einzustellenden Grösse der Ü berschlagsspannung verschiedenartig ausge bildet werden.
So kann man zur Erhöhung der Überschlagsspannung die Elektroden ge genüber denjenigen in andern Teilen .der Lei tung bei Beanspruchung durch Stossspannung scharfkantig, zur Herabsetzung der Über seblagsspannung aber mehr oder weniger stark abgerundet ausbilden.
In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel einer zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung geeigneten Schutzbogenarmatur schematisch dargestellt; Fig. 2 bis 6 zeigen je eine Ausführungs form von ringförmigen Schutzelektroden im Querschnitt in grösserem Massstab.
In Fig. 1 ist eine Lichtbogenschutzarma- tur mit zwei Schutzelektroden dargestellt, deren jede aus einem Schutzring<B>S</B> mit läng lichem Querschnitt besteht, wobei die Achse dieses Querschnittes schräg zur Achse des Schutzringes ,S steht. Die Ringe sind über Streben bat mit Klöppelösen K verbunden, v\,elch letztere eine Befestigung der Schutz vorrichtung an Isolator,nanordnungen zum Beispiel der Kappe-Bolzentype gestatten. Eine Anzahl solcher Schutzarmaturen können zu Ketten vereinigt sein.
In den Fig. 2 bis 4 sind besondere Quer schnittsformen des Schutzringes S darge stellt, welche sich bei Beanspruchung durch Stossspannung sämtlich verschieden verhalten. Durch die in Fig. 2 dargestellte, sehr stark abgerundete Kante R. wird nämlich bei einer auftretenden Stossspannung der Überschlag viel eher erfolgen als bei einer nur schwach abgerundeten Kante 1I gemäss Fig. 3.
Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Schutzringes zeigt eine scharfe Schneide D an derjenigen Stelle, an welcher der Lichtbogen zuerst ansetzen wird, so dass mit dieser Ausführungsform die Über schlagsspannung einen Maximalwert bei der Beanspruchung durch Stossspannungen haben wird. Die stark abgerundete Kante R nach Fig. 2 wird vorzugsweise dadurch gebildet, dass ein aus Blech bestehender Schutzring S an dem der Gegenelektrode zugewandten Rand umgebogen oder umgebördelt wird.
Mit Ausnahme der sehr scharfen, in Fig. 4 dar- ,g-estellten Schneide D ist es möglich, durch Umbiegen des Elektrodenbleches Krüm- mungsra.dien mit verschieden starken Ab rundungsgraden zu erreichen. Der Grenz wert, das heisst die schärfste Kante, die ledig lich durch Umbiegen des Bleches gebildet werden kann, ist natürlich von der Stärke des Bleches abhängig.
Die oben beschriebene Art der Herstel lung der Abrundung bietet den Vorteil, dass mehr Material an .diesem der Gegenelektrode zugewandten Rand vorhanden ist, so dass beim Ansetzen des Lichtbogens diese gegen einander ragenden Ränder nicht so leicht an gefressen werden. Will man daher beispiels weise in einem Fall schärfere Kanten vor sehen, als es,die Blechstärke durch Umbiegen herzustellen gestattet, so kann die Zuschär- fung der Kanten in anderer Weise erreicht werden.
In den Fig. 5 und 6 sind ringförmige Schutzelektroden dargestellt, die kreisring- fürmigen Querschnitt haben, also beispiels weise aus einem Rohr L bestehen.
In Fig. 5 ist an derjenigen Seite des Rohres, welche der Gegenelektrode zunächst liegt, ein win- heli'@>@mi@-e_r Rand mit einer scharfen Kante D aiige3etzt, welche auch in diesem Fall den Maximalwert der Überschlagsspannung bei Peanspruchung durch Stossspannung erzielen Ni-irfl. Fig. 6 zeigt demgegenüber am Rohr L einen Rand mit stumpfer Kante,
welche ähn lich wie beim Beispiel nach Fig. 3 die Über- schlagsspannung nur wenig erhöhen wird. In diesem Fall ist der Rand durch eine Leiste E gebildet, die an der der Gegenelek trode zunächst liegenden Seite des hohlen ll,inges L angesetzt ist. Um eine Schutz elektrode zu erhalten, welche den niedrigsten Cberschlagsspannungswert aufweist, wird man vorteilhaft die Kanten der gegeneinan der ragenden Ränder der Elektroden mög lichst rund gestalten.
Aus dem gesagten erhellt, dass die Kan- teii der gegeneinander ragenden Elektroden- iänder um so schärfer ausgebildet werden sollen, je grösser das Verhältnis der zu erzie lenden Übersc-hlagsspannung bei Stossspan- nun" zur normalen Überschlagsspannung ist. Unter Kanten werden im vorstehenden auch solche mit Abrundungen bis höchstens 35 mm Radius verstanden.
Es ist auch möglich zumindest nur eine Elektrode aus Blech und die andere aus ein ieni andern geeigneten Material zum Bei- qiiel einem massiven Stab zu bilden.
Bei elektrischen Hochspannungsleitungen -edlen zur Einstellunb, d"-,r Überschlagsspa.n- nung im Freien zweckmässig Elektroden ver- xendet, deren gegeneinander ragende Ränder gegenüber denjenigen der Schutzarmaturen i n den Stationen verhältnismässig stark ge i undet sind. Der Überschlag an den Stations armaturen wird hierdurch so stark verzögert, dass er nicht liier, sondern eher an den Frei leitungsarmaturen stattfindet.
Die Schutz armaturen sollen natürlich nicht nur dazu dienen, die Ü berschlagsspannung beliebig einzustellen nach der gewünschten Grösse der Verzögerung, sondern sie sollen zur Haupt sache als Lichtbogenschutz überhaupt wir ken, .das heisst wenn ein Lichtbogen über haupt einmal auftritt, soll er zwischen den S ehutzarmaturen überschlagen und den Iso lator oder die Isolatorenanordnungen über haupt nicht in Mitleidenschaft ziehen.
Demnach' sind die beiden Forderungen der Lichtbogensicherung und .der Beeinflus sung der Überschlagsspannung durch das Verfahren nach der Erfindung miteinander vereinigt.
Method for setting the withstand voltage along an electrical high-voltage line. The invention relates to a method for setting the breakdown voltage along an electrical high-voltage line and a line with a breakdown voltage set according to this method.
It is well known that the overrun voltage of isolator arrangements is heavily dependent on the type and size of the fittings. Protective fittings with a large, slightly curved surface later lead to a rollover than fittings which have points, sharp edges, etc. or are designed to taper sharply in other words. the flashover voltage with alternating voltage in a homogeneous field is greater than in a non-homogeneous field. However, there is one exception to this rule. In fact, when attaching very sharp cutting edges, the flashover voltage is slightly increased even with Wech.
In the case of surge voltages, i.e. sudden surge voltages, the situation is exactly the opposite. In the case of surge voltages, the flashover voltage increases the more pronounced the field peaks are, i.e. each sharper edge on the protective electrodes increases the flashover voltage. One speaks of a delay that can be expressed directly in microseconds. The greater the delay, the steeper the surge voltage is and the faster it falls again.
The practical significance of this phenomenon is based on the following. In general, the aim is to have a ratio between the surge voltage of the overhead line insulators and the surge voltage of the station insulators that avoids flashover of the station insulators at all. The reason for this is to be found in the fact that flashovers in the station usually result in a long-lasting disturbance; because when a power arc arises in the station, valuable apparatus and devices are almost always damaged, while a flashover on overhead line insulators generally does not interrupt operation.
Rather, the line can be switched on again without further ado after the arc has been torn off, that is, it has been extinguished.
The aim today is therefore to ensure that the flashover voltage of the overhead line insulators, especially when exposed to surge voltages, is not higher, and if possible even lower, than the flashover voltage of the station insulators.
The invention has now brought a solution to this issue and relates to a process for setting the 'size of the surge voltage along a line equipped with arc protection fittings. This setting takes place in that the electrodes of the arc protection fittings on the side facing the counter electrode are formed in different ways depending on the size of the flashover voltage to be set.
In order to increase the flashover voltage, the electrodes can be made sharp-edged compared to those in other parts of the line when exposed to surge voltage, but more or less rounded to reduce the flashover voltage.
In Fig. 1 of the drawing an Ausfüh approximately example of a suitable for performing the method according to the invention protective bow fitting is shown schematically; Fig. 2 to 6 each show an embodiment form of annular protective electrodes in cross section on a larger scale.
1 shows an arc protection armature with two protective electrodes, each of which consists of a protective ring S with an elongated cross section, the axis of this cross section being inclined to the axis of the protective ring S. The rings are connected via struts with clapper loops K, the latter allowing attachment of the protective device to the insulator, arrangements for example of the cap-bolt type. A number of such protective fittings can be combined into chains.
In Figs. 2 to 4 special cross-sectional shapes of the protective ring S are Darge provides, which all behave differently when stressed by surge voltage. Because of the very strongly rounded edge R shown in FIG. 2, the rollover will take place much sooner when an impact voltage occurs than with an only slightly rounded edge 1I according to FIG. 3.
The embodiment of a protective ring shown in Fig. 4 shows a sharp cutting edge D at the point where the arc will start first, so that with this embodiment, the surge voltage will have a maximum value when stressed by surge voltages. The strongly rounded edge R according to FIG. 2 is preferably formed in that a protective ring S made of sheet metal is bent or crimped on the edge facing the counter electrode.
With the exception of the very sharp cutting edge D shown in FIG. 4, it is possible to achieve radii of curvature with different degrees of rounding by bending the electrode sheet. The limit value, i.e. the sharpest edge that can only be formed by bending the sheet metal, naturally depends on the thickness of the sheet metal.
The above-described way of producing the rounding offers the advantage that there is more material on this edge facing the counter electrode, so that when the arc is applied, these mutually protruding edges are not so easily eaten away. If, for example, one wants to see sharper edges in one case than the thickness of the sheet can be produced by bending over, the edges can be sharpened in a different way.
In FIGS. 5 and 6, ring-shaped protective electrodes are shown which have a circular cross-section, that is to say, for example, consist of a tube L.
In Fig. 5, on the side of the tube which is the first of the counterelectrodes, there is an edge with a sharp edge D, which also in this case represents the maximum value of the flashover voltage in the event of a surge voltage achieve Ni-irfl. In contrast, Fig. 6 shows an edge with a blunt edge on the tube L,
which, similar to the example according to FIG. 3, will only slightly increase the flashover voltage. In this case, the edge is formed by a bar E, which is attached to the side of the hollow ll, inges L lying next to the counter electrode. In order to obtain a protective electrode which has the lowest flashover voltage value, the edges of the mutually protruding edges of the electrodes will advantageously be made as round as possible.
From what has been said, it is evident that the edges of the mutually protruding electrode edges should be made sharper, the greater the ratio of the surge voltage to be achieved with surge voltage to the normal withstand voltage those with roundings up to a maximum of 35 mm radius.
It is also possible to form at least only one electrode from sheet metal and the other from another suitable material, in addition to a solid rod.
In the case of electrical high-voltage lines, electrodes are expediently used for setting up the rollover voltage in the open air, the edges of which protrude towards one another are relatively tight compared to those of the protective fittings in the stations. The rollover at the station fittings is delayed so much that it does not take place in a relationship, but rather on the overhead line fittings.
The protective fittings should of course not only serve to set the flashover voltage as required according to the desired size of the delay, but they should mainly act as arc protection, i.e. if an arc occurs at all, it should be between the S. Overturn protection fittings and do not damage the isolator or the isolator assemblies at all.
Accordingly, the two requirements of arc protection and the influence of the flashover voltage by the method according to the invention are combined.