CH239697A - Uberspannungsableiter. - Google Patents

Description

  Über     spannungsableiter.       Das Hauptpatent bezieht sich auf einen       Überspannungsableiter    mit spannungsabhän  gigem Widerstand und einer     Löschfunken-          streckenanordnung    für erhöhtes     Ableitver-          mögen    und insbesondere für höhere Betriebs  spannungen. Dabei enthält die     Löschfunken-          streckenanordnung    mehrere in Reihe geschal  tete Löschröhre mit selbst erzeugtem Druck  gas, von denen jedes nur für einen Bruchteil  der     Betriebsspannung    des zu schützenden       Anlageteils    bemessen ist.

   Dabei können noch  zusätzliche Mittel zur Potentialsteuerung  mindestens zwischen den als Löschrohren aus  gebildeten Teilen der     Löschfunkenstrecken-          anordnung    vorgesehen sein, um zu erreichen,  dass die Löschrohre bei Betriebsfrequenz etwa  gleiche Spannungsanteile, bei den für einen  Spannungsstoss massgebenden hohen Fre  quenzen jedoch möglichst stark verschiedene  Spannungsanteile erhalten.  



  Bei der Ausführung der dazu erforder  lichen     frequenzabhängig    wirkenden     Potential-          5teuerung        zwischen    den Löschrohren ist es    zweckmässig, mit möglichst wenig     zusItzli-          chen    Mitteln auszukommen und baulich ein  fache Lösungen zu bevorzugen.

   Ferner sollten  jedoch die dazu benutzten Mittel,     wie    Kapa  zitäten und     Ohmsche    Widerstände, derart an  geordnet und     ausgebildet    werden, dass sie  möglichst nur die     Potentialverteilung    zwi  schen den Löschrohren     untereinander    bestim  men, nicht aber einen schädlichen Einfluss  auf die Potentialverteilung längs eines     Lösch-          rohres    selbst verursachen.  



  Diese     Anforderungen    werden nun nach  der vorliegenden     Erfindung    bei einem Über  spannungsableiter nach dem Patentanspruch       und    Unteranspruch 1 des     Hauptpatentes    da  durch erfüllt, dass als zusätzliche Mittel zur  Potentialsteuerung zwischen den Löschrohren,  mit diesen verbundene     kapazitiv    wirkende  Steuerschirme vorgesehen sind, von welchen  mindestens einer aus einem     elektrisch        höchstens     halbleitenden Material gebildet     ist.     



  Bei dem in der     Zeichnung        schematisch     dargestellten     Ausführungsbeispiel    sind nur      zwei in Reihe geschaltete     Löschröhre    7 und  9 angegeben. Die     Löschrohrelektroden    6. 8,  10 sind mit Steuerschirmen 4, 12,     lt.    aus  gerüstet, welche vorzugsweise zur Achse der       Löschrohre    konzentrisch angeordnet sind,  gleiche Durchmesser     besitzen        und    voneinan  der dieselben     achsialen    Abstände haben.

   Die  Steuerschirme erhalten dabei mit Vorteil eine  schalenförmige Form, deren     Offnung    nach       h    unten gerichtet ist. In Reihe mit den     Lösch-          rohren    liegt noch der spannungsabhängige  Widerstand, der in einem mit     Metallkappen     5 und ?1 versehenen     Isoliergehäuse    ? unter  gebracht ist. Die Anschlüsse an Erde und an       i    die zu schützende     Leitung    werden an die  untere Metallkappe 21     bezw.    an die obere       Löschrohrelektrode    6 belegt.

   Eine besondere       Ansprechfunkenstrecke    ist nicht unbedingt  erforderlich; gegebenenfalls kann sie jedoch  1 noch im Gehäuse     \?    untergebracht werden.  Das Isoliergehäuse ? und die Löschrohre 7, 9  sind in Ansicht     wieder--e--eben,    während die  Steuerschirme 4,     lt,    12 im Schnitt. dar  gestellt sind.  



  Von den Steuerschirmen 4, 12, 11 ist nun  wenigstens einer aus einem     elektri#zeh     höchstens halbleitenden Material hergestellt.  Nimmt man beispielsweise an, die     frequenz-          abhängige    Potentialsteuerung sei so auszu  führen. dass das Löschrohr 7 bei einem  Spannungsstoss anfänglich den grössten Span  nungsanteil erhalten soll, so ist die eine Elek  trode 6 desselben mit dem Schirm 4     :

  nis     höchstens halbleitendem     Material    zu     ver-          i    sehen. -Man kann den Schirm 4 aber auch aus  einem isolierenden Material herstellen und  ihn auf wenigstens einer Seite mit einer     hall-,-          leitenden        Z@'iderstandsschiclit        versehen.    die  mit der Elektrode 6 in Verbindung steht.     Die     beiden andern     Steuerschirme    11 und 12  können     aus    Metall bestehen.

   An Stelle eines       Metalles    dürfen die Steuerschirme 11, 12 aber  ebenfalls aus einem elektrisch halbleitenden       Material    oder aus einem Isolierstoff bestehen,       i    wobei die Schirme auf wenigstens einer Seite  vollständig mit einer elektrisch gut     leitenden     Metallschicht bedeckt sind. Die halbleitenden  oder gut leitenden Beläge auf den Steuer-         elektroden    werden jedoch     vorzugsweise    nur  auf der innern, das heisst untern Schalenseite  der Steuerschirme angebracht, so dass sie       gegen    Witterungseinflüsse besser geschützt  sind.     tber    diese Beläge kann man ausserdem  noch einen Schutzanstrich legen.

    



  Die Wirkung der beschriebenen Poten  tialsteuerung ist nun die folgende: Die Ka  pazität zwischen den Schirmen 11, 12 ist für  alle Frequenzen dieselbe, da sie auf ihrer  ganzen     innern    Schalenseite mit einem     Metall-          lelag    bedeckt sind oder selbst aus     Metall    be  stehen. Die Leitfähigkeit des Materials des  obern Schirmes 4 ist nun so gewählt. dass in  radialer Richtung des Schirmes für die Netz  frequenz kein wesentlicher Spannungsabfall  entsteht. Für die Netzfrequenz wirkt also die       gesamte    Fläche des Schirmes 4 als Kapazi  tätsbelag, und es sind daher die auf die       Löschrohre    7 und 9 entfallenden Spannungs  anteile bei Netzfrequenz etwa gleich gross.

    Bei dem für einen Spannungsstoss massgeben  den hohen Frequenzen ist jedoch vorwiegend  der     kapazitive    Leitwert der Kapazität     :ler     Elektroden 6 und 8 sowie der unmittelbar an  schliessenden zentralen Partien des Schirmes  4 massgebend. Die äussern Schirmpartien er  halten stark abweichende Spannungen     gegen-          iiber    den zentralen Partien des Schirmes 4,  und es entsteht     hei    hohen Frequenzen in ra  dialer Richtung ein starkes Spannungsgefälle  auf dem Schirm 4.

   Die bei hohen Frequenzen       wirksame    Kapazität zwischen den Löschrohr  elektroden 6, 8 ist also bedeutend geringer als  bei Netzfrequenz, so dass bei einem Span  nungsstoss der am     Löschrohr    7 anliegende  Spannungsanteil entsprechend grösser ist als  am     Löschrohr    9. Das Löschrohr 7 zündet       cleinnaeh    zuerst. Nach der     Zündeng    des       Löschrohres    7 liegt praktisch der gesamte  Spannungsstoss am     Löschrohr    9, welches dann  unmittelbar ebenfalls zündet und den Ab  leiter zum Ansprechen bringt.  



  Bei der beschriebenen     frequenzabhängigen     Potentialsteuerung zwischen den Löschrohren  7 und 9 werden keinerlei Widerstände be  nötigt, die parallel zu den Lösehrohrelektro-      den liegen und aussen auf den Löschrohren als  halbleitende Schichten aufgebracht sind. Die  Potentialverteilung längs der Löschrohre  selbst     wird    daher nicht beeinflusst und eine  schädliche Erhöhung der     Ansprechspannung     kann vermieden werden.

   Es     wird    im Gegen  teil sogar noch möglich, zusätzliche Mass  nahmen zur     Herabsetzung    der     Ansprech-          spannung    der Löschrohre anzuwenden, ohne  dass diese Mittel durch die     frequenzabhängige     Potentialsteuerung     zwischen    den     Löschrohren     in ihrer Wirkung beeinträchtigt werden.  



  Für besondere Zwecke, insbesondere bei  einer     frequenzabhängigen    Steuerung zwi  schen mehr als zwei Löschrohren, kann es  vorteilhaft sein, die Steuerschirme in kon  zentrisch zueinander liegenden Ringgebieten  abwechselnd mit leitenden und halbleitenden  Schichten zu versehen, die aneinander an  grenzen. Dadurch ist es möglich, die Gesetz  mässigkeit des in radialer Richtung auftre  tenden Spannungsabfalles in beliebiger Weise  zu beeinflussen. Besteht der betreffende  Steuerschirm selbst aus einem halbleitenden  Material, so können besondere halbleitende  Schichten zwischen den leitenden Belägen  weggelassen werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Überspannungsableiter mit spannungs abhängigem Widerstand und einer Lösch- funkenstreckenanordnung für erhöhtes Ab leitvermögen und insbesondere für höhere Betriebsspannungen, bei welchem die Lösch- funkenstreckenanordnung eine Mehrzahl in Reihe geschalteter Löschrohre mit selbst er zeugtem Druckgas enthält,

   von denen jedes nur für einen Bruchteil der Betriebsspannung des zu schützenden Anlageteils bemessen ist und ferner zusätzliche Mittel zur Potential steuerung mindestens zwischen den als Lösch- rohren ausgebildeten Teilen der Lösch- funkenanordnung vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass als zusätzliche Mittel zur Potentialsteuerung zwischen den Löschrohren mit diesen verbundene kapazitiv wirkende Steuerschirme vorgesehen sind, von welchen mindestens einer aus einem elektrisch höchstens halbleitenden Material gebildet ist.

   UN TERANSPRüCHE 1. Überspannungsableiter nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass min destens die eine Elektrode desjenigen Lösch- rohres der Reihenschaltung, welches bei einem Spannungsstoss anfänglich den grössten Spannungsanteil erhalten soll, mit einem kapazitiv wirkenden Steuerschirm aus elek trisch höchstens halbleitendem Material ver sehen ist.

   2. Überspannungsableiter nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass wenig stens ein aus einem Isolator bestehender Steuerschirm vorgesehen ist, der wenigstens einseitig mit einer halbleitenden Wider standsschicht versehen ist, die mit der zu geordneten Löschrohrelektrode in Verbindung steht.

   3. Überspannungsableiter nach Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der aus einem Isolator bestehende Steuerschirm in wenigstens einem zur Löschrohrachse kon zentrisch liegenden ringförmigen Gebiet mit einer elektrisch gut leitenden Metallschicht versehen ist, die mit der halbleitenden Wider standsschicht elektrisch verbunden ist.

   4. Überspannungsableiter nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass min destens die eine Elektrode desjenigen Lösch- rohres der Reihenschaltung, welches bei einem Spannungsstoss anfänglich den ge ringsten Spannungsanteil erhalten soll, mit einem Steuerschirm aus einem elektrisch höchstens halbleitenden Material versehen wird, welcher auf wenigstens einer Seite voll ständig mit einer elektrisch gut leitenden lIetallschicht bedeckt ist.

   5. Überspannungsableiter nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die aus einem elektrisch höchstens halbleiten den Material bestehenden, als auch die mit den restlichen Löschrohrelektroden verbun denen Steuerschirme zur Achse der Lösch- rohre konzentrisch angeordnet sind, gleiche Durchmesser haben und voneinander diesel ben achsialen Abstände besitzen.

   6. Überspannunbsableiter nach Unteran- spruch 5, gekennzeichnet durch schalen förmige Steuersehirme mit nach unten be- richteter Offnun-, welche höchstens auf der innern Schalenseite mit zusätzlichen elek- triscli mindestens halbleitenden Belägen ver sehen sind.