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Überspannungsableiter mit spannungsabhängigem Begrenzungswiderstand und Löschfunkenstrecke mit verringerter Bauhöhe Die Bauhöhe eines Überspannungsab- leiters mit spannungsabhängigem Begrenzungswiderstand und Löschfunkenstrecke, der nach dem üblichen Prinzip aufgebaut ist, d. h. bei dem, auch räumlich, in Serie mit einer fein unterteilten Löschfunkenstrecke ein Stapel spannungsabhängiger Begrenzungswiderstände folgt, ist im wesentlichen gegeben durch die Höhe der Löschfunken- strecke und die des Begrenzungswiderstandes.
Die sich bei solchen Ableitern praktisch ergebenden Bauhöhen sind im Verhältnis zu der Bauhöhe vergleichbarer Hochspannungsgeräte gleicher Nennspannung, etwa von Stützisolatoren, unverhältnismässig gross, so dass der Platzbedarf dieser Ableiter gross ist und unter Umständen zusätzliche Stützkonstruktionen erforderlich werden.
Es sind daher schon verschiedentlich Sonderkonstruktionen vorgeschlagen worden, um die Bauhöhe von Überspannungs- ableitern für hohe Nennspannung zu vermindern. So hat man schon für Ableiter hoher Nennspannung, bei denen sowohl die Lösch- funkenstrecke als auch die Begrenzungswiderstände je für sich geschlossen angeordnet sind, die Höhe des Stapels der Begrenzungswiderstände dadurch reduziert, dass man diese Stapel in einzelne Teilstapel auflöst und in Isolierschalen eingebaut hat, wo- bei die Teilstapel in Zickzackform nebeneinander mit der Fortschrittrichtung in Richtung der Ableiterbauhöhe angeordnet werden.
Dieser Zickzackstapel wird dann seinerseits in ein zylindrisches Ableiterge- häuse, meist aus keramischem Isolierstoff, eingebaut.
Wohl wird durch diese Bauform eine Reduzierung der Höhe des Widerstandsstapels erreicht, der Aufwand für die zusätzlichen Isolierschalen ist aber recht gross, anderseits ist die Raumausnützung des äussern Ableitergehäuses sehr ungünstig, so dass der gesamte Ableiter teuer wird.
Eine andere Lösung, bei der es sich ebenfalls um einen Überspannungsableiter hoher Nennspannung handelt, der aber aus Teilableitern zusammengebaut. wird, d. h. aus für sich kompletten Überspannungsableitern relativ kleiner Nennspannung, z. B. 20 kV, sieht etwa folgendermassen aus: Die Teilableiter werden für sich in zylindrische, mit einem Zwischenboden versehene, also zweiseitig offene Isoliergehäuse eingebaut, wobei der Zwischenboden und ein Teil der jeweils anschliessenden Zylinderwände mit einem metallischen $ondensatorbelag versehen werden.
Ausgehend von einem kompletten Teilableiter wird dann über dessen kopfseitiges Ende ein solches Zwischengehäuse gestülpt
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und der nächste Teilableiter mit seinem untern Ende in das gleiche Zwischengehäuse hineingestellt. Dieser Aufbau wird bis zu einer bestimmten Gliedzahl fortgesetzt. Die auf diese Weise gebildete Ableitersäule besteht zunächst aus kapazitiv gekoppelten Teilableitern.
Neben die erste Säule wird eine zweite, gleich aufgebaute Ableitersäule gestellt und deren Ableiter mit denen der erstgenannten im Zickzack in Serie geschaltet und der so gebildete Ableiter wieder in ein rundes äu- sseres Ableitergehäuse eingebaut.
Bei dieser Bauform ergibt sich wohl eine Reduzierung der Bauhöhe auf etwa mehr als die Hälfte des ursprünglichen Ableiters; durch die teuren Zwischengehäuse und die schlechte Raumausnützung wird auch dieser Ableiter recht teuer.
Eine weitere Lösung zur Reduzierung der Ableiterbauhöhe besteht darin, dass der Stapel der spannungsabhängigen Begrenzungswiderstände aus zylindrischen Ringen mit einer Bohrung aufgebaut wird, wobei letztere so gross ist, dass im Innern die Löschfunken- strecke, die ja mit dem Stapel in Serie geschaltet wird, untergebracht und der nötige Isolationsabstand zwischen Löschfunken- strecke und Begrenzungswiderstand eingehalten werden kann.
Dadurch ergibt sich zwar ein axialsymmetrischer Aufbau des Ableiters, aber gleichzeitig auch ein grosser Platzbedarf wegen des erheblichen Isolationsabstandes zwischen Löschfunkenstrecke und Innenwand des spannungsabhängigen Begrenzungswiderstandes.
In Fig. 1 ist der normale Aufbau eines Überspannungsableiters mit spannungsabhängigem Begrenzungswiderstand, Löschfunkenstrecke und zusätzlichem Steuerwiderstand parallel zur Löschfunkenstrecke wiedergegeben. Es handelt sich dabei um die Darstellung eines Teilableiters, aus dem Ableiter höherer Nennspannung durch axialen Zusammenbau gebildet werden.
Der Stapel des spannungsabhängigen Begrenzungswiderstandes ist mit 1 gekennzeichnet, mit 2 ist die in Serie liegende Lösch- funkenstrecke, mit 3 der sie zylindrisch umschliessende Steuerwiderstand bezeichnet, 4 stellt das äussere Ableitergehäuse dar, das meist aus keramischem Isolierstoff besteht, 5 und 6 sind die obere und untere Verschlusskappe des Ableiters, 7 ist eine Kontaktfeder, die den Kontakt zwischen dem aktiven Teil des Ableiters und der obern Verschlusshaube 5 herstellt, S ist ein Abschirmteller zwischen Widerstandsstapel 1 und dem Steuerzylinder 3, 9 und 10 sind die obere und untere Anschlusshaube der gekapselten Löschfunken- strecke 2.
Das Ableitergehäuse 4 ist hier in seinem Innendurchmesser gerade so gross gemacht, dass der Widerstandsstapel 1 noch bequem eingebaut werden kann, es ist daher sehr gut ausgenützt, da der Widerstandsstapel 1 meist aus runden Scheiben aus spannungsabhängigem Widerstandsmaterial gebildet wird. Diese Scheiben werden im allgemeinen durch eine auf die Zylinderfläche aufgebrachte Schicht eines Einbrennlackes mechanisch zu einem Klotz zusammengefasst.
Der Aufbau dieses Ableiters ist insofern sehr einfach, als der Widerstandsstapel 1 einfach auf den Steuerzylinder 3 bzw. die Lösch- funkenstrecke 2 aufgesetzt wird, zusätzliche Schaltverbindungen und zusätzliche Isolationsteile sind im Innern des Ableiters nicht erforderlich.
Gemäss der Erfindung kann zum Aufbau eines Ableiters reduzierter Bauhöhe der eben beschriebene, sehr einfache Aufbau grundsätzlich beibehalten werden. Die Reduktion der Ableiterhöhe wird dadurch erzielt, dass der Stapel spannungsabhängiger Begrenzungswiderstände aus scheibenförmigen Teilwiderständen aufgebaut wird, wobei aber die einzelne Scheibe aus zwei in Serie geschalteten Begrenzungswiderständen besteht. In Fig. 2 ist beispielsweise eine solche Scheibe im Schnitt und in Fig. 3 im Grundriss dargestellt. Wie ersichtlich, handelt es sich um eine runde, zylindrische Scheibe, die aber in der Mitte eine Bohrung besitzt.
Elektrisch besteht diese Scheibe aus zwei getrennten, etwa halbmondförmigen spannungsabhängi-
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gen Widerständen, die auf den Kontaktflächen mit einer aufgespritzten metallischen Kontaktschicht versehen sind. Diese in Fig. 3 sichtbare metallgespritzte Kontaktfläche besitzt dabei etwa die gleiche Halbmondform wie die erwähnten Widerstandshälften aus spannungsabhängigem Material. Der Querschnitt durch diese beiden Hälften ist in Fig. 2 mit 12 bezeichnet.
Die elektrische Trennung der beiden Widerstandshälften erfolgt durch einen durch die Scheibe hindurchgehenden Steg aus Isoliermaterial (Teil 13), wobei die Bohrung der Widerstandsscheibe mit einem dünnen Ring 14 des gleichen Isoliermaterials ausgekleidet ist.
Im allgemeinen bestehen diese spannungsabhängigen Begrenzungswiderstände (Teil 12, Fig.2) aus Siliziumkarbid, das mit einem keramischen Binder versetzt bei hohen Temperaturen gebrannt wird. Zweckmässig werden der Isoliersteg 13 und der Isolierring 14 mit etwa dem gleichen Binder, aber einem nicht leitenden Füllmittel zusammen gemischt und nach gemeinsamer Pressung der kompletten Scheibe bei entsprechender Temperatur gemeinsam gesintert. Es ist dabei darauf zu achten, dass die Brenn- und Ausdehnungsverhältnisse sowohl für das Widerstands- als auch das Isoliermaterial möglichst genau einander entsprechen.
Das kann etwa dadurch erreicht werden, dass für das Isoliermaterial als Füllmittel ein hochreines, d. h. nahezu nicht leitendes Siliziumkarbid Verwendung findet, und zwar in der gleichen Kornzusammensetzung wie für das Widerstandsmaterial. Das Siliziumkarbid des letzteren besitzt allerdings eine sehr grosse Leitfähigkeit.
Die Reihenschaltung der beiden Widerstandshälften einer solchen neuen Scheibe, die im folgenden als Verbundscheibe bezeichnet wird, erfolgt nach Fig. 2 und Fig. 3 durch ein durch die Bohrung geführtes Metallband 15 (Serienband), das auf die entsprechenden Kontaktschichten der beiden spannungsabhängigen Widerstandshälften entweder aufgelötet oder auch gleich bei der Metalli- sierung mit eingespritzt wird. Es kann dabei zweckmässig sein, die Serienbänder zweier aufeinanderfolgender Scheiben einseitig aus der Mitte zu versetzen, damit beim Zusammenstapeln der Verbundscheiben keine übermässige Verdickung an den Serienbändern auftritt. Da diese Serienbänder leicht angebracht werden können, stellen sie keinen ins Gewicht fallenden zusätzlichen Aufwand dar.
Der Stapel der spannungsabhängigen Begrenzungswiderstände wird nun gemäss Fig. 4 so gebildet, dass auf einer metallischen Grundplatte 16, deren äusserer Rand etwas abgerundet ist und die den gleichen Durchmesser besitzt wie die Verbundscheiben, eine runde Isolierscheibe aus möglichst hitzebeständigem Material, etwa Glimmer oder Heizmi- kanit 17, aufgebracht wird, die ebenfalls den gleichen Durchmesser wie die Verbundscheiben besitzt.
Diese Isolierscheibe ist in Fig._5 separat herausgezeichnet. Die Isolierscheibe enthält, etwa im Schwerpunkt einer Kontaktfläche der Verbundscheiben, einen Schlitz 19, durch den ein Kontaktband 20 so durchgesteckt ist, dass über die beiden Schenkel eines etwa U-förmigen Gebildes die Verbundscheibe 21 von Fig. 4 mit der Grundplatte 16 in elektrisch leitender Verbindung ist. Zwischen der Verbundscheibe 21 in Fig. 4 und der folgenden Verbundscheibe 22 ist wieder eine Isolierscheibe 17 mit dem Kontaktband 20 vorgesehen, wodurch auch die Verbundscheiben 21 und 22 beide miteinander verbunden, d. h. in Serie geschaltet sind.
Der weitere Aufbau des Widerstandsstapels entspricht genau dem für das untere Ende dargestellten Aufbau, der obere Abschluss des Widerstandsstapels wird durch eine obere metallische Abschlussplatte 23 gebildet. Die einzelnen Teilwiderstände der Verbundscheiben sind demzufolge über die U-förmigen, die Isolierscheiben durchstossenden Kontaktbänder und die Serienbänder alle in Reihe geschaltet.
Da die höchste zwischen zwei Verbundscheiben auftretende Spannung zufolge der vielfachen Unterteilung des Widerstandsstapels nur einen kleinen Teil der Nennspan-
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nung des Ableiters bzw. Teilableiters beträgt, kann die Isolierscheibe (Fig. 5) auch relativ dünn gehalten werden im Vergleich zur Höhe einer Verbundscheibe, so dass der Gewinn an Bauhöhe nahezu gleich der Hälfte des seit- herigen Widerstandsstapels ist.
Nach dem Aufschichten eines solchen Stapels aus Verbundscheiben, Widerstandsscheiben und metallischen Endplatten, die alle kreisförmig sind und den gleichen Aussendurchmesser besitzen, wird der Stapel zweckmässig durch eine auf die zylindrische Aussenfläche aufgebrachte Schicht eines elektrisch isolierenden Einbrennlacks oder eines im Flammspritzverfahren aufgebrachten Kunst- stoffüberzuges zu einem mechanisch in sich festen Block zusammengefügt.
Gleichzeitig werden auf diese Weise auch äussere Überschläge verhindert. Gegebenenfalls kann man noch einen Hartpapierzylinder zwischen Widerstandsblock und Ableitergehäuse anordnen.
Um den Überschlagsweg zwischen zwei Verbundscheiben möglichst gross zu machen, werden die Kanten der Verbundscheiben zweckmässig so abgeschrägt, wie es in Fig. 2 und Fig. 4 ersichtlich ist. Gleichzeitig erhält man dann eine gute Haftung des Einbrenn- lacks bzw. des Kunststoffüberzuges.
Ausser den Verbundscheiben erhalten auch die Metallabdeckplatten und die Isolierschei- ben Bohrungen, die aber sehr klein gehalten werden können, damit ein Gasaustausch aus dem Innern des Widerstandsstapels möglich ist. Unter Umständen kann es sich empfehlen, die Isolierscheiben nach Fig. 5 auf der dem Schlitz 19 gegenüberliegenden Seite auf beiden Flächen mit einem metallischen Konden- satorbelag zu versehen, der dann einfach aufgespritzt wird. Diese Kondensatorbeläge lenken sich beim Zusammenbau des Widerstandsstapels automatisch an die entsprechenden Kontaktbeläge der Verbundscheiben an.
Auf diese Weise wird die innere Querkapazität des Widerstandsstapels erhöht, was unter Umständen von günstigem Einfluss auf die Stossansprechspannung des Überspannungsableiters sein kann. Es ist nicht unbedingt notwendig, die beiden Widerstandshälften einer Verbundsc heibe durch einen Steg aus Isoliermaterial zu trennen.
Macht man nämlich den Zwischenraum zwischen den Kontaktbelägen der beiden Widerstandshälften entsprechend gross, dann fliesst über den nicht mit einem Kontaktbelag versehenen Steg in Richtung senkrecht zur Achse der Verbundscheibe kein nennenswerter Strom, da der Spannungsgradient in dieser Richtung sehr klein gehalten werden kann, und da wegen der Spannungsabhängigkeit des Widerstandsmaterials dann die Ströme ausserordentlich klein bleiben. Der innere Ring 14 nach Fig. 3 kann erforderlichenfalls doch aus Isoliermaterial hergestellt werden, oder auch ganz entfallen.
Zur äusserlichen Festlegung der nun nicht mehr axial symmetrischen Verbundscheiben können auf den abgeschrägten Kanten derselben eine oder zwei Markierungen angebracht werden, die auch die Lage der Serienkontaktbänder zwischen den beiden Hälften einer Verbundscheibe kennzeichnen und so gestatten, den gestapelten Klotz auch äusserlich auf seinen richtigen Zusammenbau zu kontrollieren.
Durch die eben dargestellte, den Erfin- dungsgedanken realisierende Konstruktion wird grundsätzlich der einfache Ableiterauf- bau von Fig. 1 beibehalten. Sobald nämlich der Stapel der spannungsabhängigen Begrenzungswiderstände durch den äussern Lack- oder Kunststoffüberzug zu einer kompakten Einheit verbunden wird, erfolgt der Aufbau des gesamten Ableiters grundsätzlich so wie in Fig. 1. Das ist auch aus Fig. 4 ersichtlich, in der 24 die Löschfunkenstrecke des Überspannungsableiters, 25 und 26 die untere und obere Anschlusskappe der Löschfunkenstrecke und 27 der zylindrische Steuerwiderstand ist.
Diese sind mit dem Widerstandsstapel genau so zusammengebaut wie die entsprechenden Teile von Fig. 1. Die Kontaktfeder (Teil 28), das Ableitergehäuse (Teil 29) und der obere Boden 30 und der untere Abschlussboden 31 entsprechen voll und ganz den entsprechenden Teilen von Fig. 1.
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Das beschriebene neue Konstruktionsprinzip ist besonders vorteilhaft für Teilableiter, da gerade bei diesem Konstruktionsprinzip, d. h. dann, wenn Ableiter höherer Nennspannung aus einzelnen kompletten Überspannungsableitern kleiner Nennspannung aufgebaut werden, besonders darauf zu achten ist, dass an Bauhöhe gespart wird.
Grundsätzlich werden Ableiter nach diesem System etwas höher als Ableiter nach den Bausystemen, bei denen die Zwischenböden 30 und 31 wegfallen. Anderseits hat das System der Teilableiter aber derart grosse Vorzüge, dass es einen ausserordentlich grossen Platz im Bau von Überspannungsableitern sich erobert hat, der bei einem Aufbau nach dem neuen Bauprinzip noch erheblich sich erweitern wird.
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Surge arrester with voltage-dependent limiting resistor and quenching spark gap with reduced overall height The overall height of a surge arrester with voltage-dependent limiting resistor and quenching spark gap, which is constructed according to the usual principle, i. H. in which a stack of voltage-dependent limiting resistors follows in series with a finely subdivided quenching spark gap, also spatially, is essentially given by the height of the quenching spark gap and that of the limiting resistor.
The overall heights that result in practice with such arresters are disproportionately large in relation to the overall height of comparable high-voltage devices with the same nominal voltage, such as post insulators, so that these arresters take up a lot of space and additional support structures may be required.
Various special designs have therefore already been proposed in order to reduce the overall height of surge arresters for high nominal voltages. For example, for arresters with high nominal voltage, in which both the extinguishing spark gap and the limiting resistors are arranged separately, the height of the stack of limiting resistors has been reduced by breaking up these stacks into individual partial stacks and installing them in insulating shells, whereby the partial stacks are arranged in a zigzag form next to one another with the direction of progress in the direction of the overall height of the arrester.
This zigzag stack is then built into a cylindrical arrester housing, mostly made of ceramic insulating material.
A reduction in the height of the resistor stack is achieved through this design, but the effort for the additional insulating shells is quite high, on the other hand the space utilization of the outer arrester housing is very unfavorable, so that the entire arrester becomes expensive.
Another solution, which is also a surge arrester with a high nominal voltage, but which is assembled from partial arresters. will, d. H. from complete surge arresters with a relatively low nominal voltage, e.g. B. 20 kV, looks roughly as follows: The partial arresters are installed in cylindrical insulating housings with an intermediate floor, i.e. open on both sides, with the intermediate floor and part of the adjacent cylinder walls being provided with a metallic ondensator coating.
Starting from a complete partial arrester, such an intermediate housing is then put over its head end
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and the next partial arrester placed with its lower end in the same intermediate housing. This structure is continued up to a certain number of links. The arrester column formed in this way initially consists of capacitively coupled partial arresters.
Next to the first column, a second, identically structured arrester column is placed and its arresters are connected in series with those of the first mentioned and the arrester formed in this way is again installed in a round outer arrester housing.
With this design there is probably a reduction in height to about more than half of the original arrester; Due to the expensive intermediate housing and the poor use of space, this arrester is also quite expensive.
Another solution for reducing the overall height of the arrester is that the stack of voltage-dependent limiting resistors is built up from cylindrical rings with a hole, the latter being so large that the quenching spark gap, which is connected in series with the stack, is housed inside and the necessary isolation distance between the quenching spark gap and the limiting resistor can be maintained.
This results in an axially symmetrical structure of the arrester, but at the same time it also requires a large amount of space because of the considerable insulation distance between the quenching spark gap and the inner wall of the voltage-dependent limiting resistor.
In Fig. 1 the normal structure of a surge arrester with voltage-dependent limiting resistor, quenching spark gap and additional control resistor parallel to the quenching spark gap is shown. It is a representation of a partial arrester, from which arresters of higher nominal voltage are formed through axial assembly.
The stack of the voltage-dependent limiting resistor is marked with 1, with 2 the extinguishing spark gap in series, with 3 the cylindrical control resistor, 4 represents the outer arrester housing, which is mostly made of ceramic insulating material, 5 and 6 are the upper one and lower closing cap of the arrester, 7 is a contact spring that establishes contact between the active part of the arrester and the upper closing hood 5, S is a shielding plate between the resistor stack 1 and the control cylinder 3, 9 and 10 are the upper and lower connection hoods of the encapsulated Extinguishing spark gap 2.
The internal diameter of the arrester housing 4 is made just large enough that the resistor stack 1 can still be easily installed; it is therefore very well utilized, since the resistor stack 1 is usually formed from round disks made of voltage-dependent resistor material. These disks are generally mechanically combined into a block by a layer of stoving lacquer applied to the cylinder surface.
The structure of this arrester is very simple in that the resistor stack 1 is simply placed on the control cylinder 3 or the extinguishing spark gap 2; additional circuit connections and additional insulation parts are not required inside the arrester.
According to the invention, the very simple structure just described can in principle be retained for the construction of an arrester with a reduced overall height. The reduction in the arrester height is achieved in that the stack of voltage-dependent limiting resistors is built up from disc-shaped partial resistors, but the individual disc consists of two limiting resistors connected in series. In Fig. 2, for example, such a disk is shown in section and in Fig. 3 in plan. As can be seen, it is a round, cylindrical disc, but it has a hole in the middle.
Electrically, this disk consists of two separate, approximately crescent-shaped voltage-dependent
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gen resistors that are provided with a sprayed-on metallic contact layer on the contact surfaces. This metal-sprayed contact surface visible in FIG. 3 has approximately the same crescent shape as the mentioned resistor halves made of voltage-dependent material. The cross section through these two halves is denoted by 12 in FIG.
The electrical separation of the two resistor halves is carried out by a web made of insulating material (part 13) extending through the disk, the bore of the resistor disk being lined with a thin ring 14 of the same insulating material.
In general, these voltage-dependent limiting resistors (part 12, Fig.2) are made of silicon carbide, which is mixed with a ceramic binder and fired at high temperatures. The insulating web 13 and the insulating ring 14 are expediently mixed together with approximately the same binder, but with a non-conductive filler, and, after pressing the entire pane together, sintered together at the appropriate temperature. It is important to ensure that the combustion and expansion conditions for both the resistance and the insulating material correspond to one another as closely as possible.
This can be achieved, for example, by using a highly pure, i. E. H. Virtually non-conductive silicon carbide is used, in the same grain composition as for the resistor material. The silicon carbide of the latter, however, has a very high conductivity.
The series connection of the two resistor halves of such a new disk, which is referred to below as a composite disk, is carried out according to FIGS. 2 and 3 by a metal strip 15 (series strip) passed through the bore and which is either soldered onto the corresponding contact layers of the two voltage-dependent resistor halves or is also injected at the same time as the metallization. It can be useful to offset the series belts of two successive panes on one side from the center so that when the composite panes are stacked together, there is no excessive thickening of the series belts. Since these series tapes can be easily attached, they do not represent any significant additional effort.
The stack of voltage-dependent limiting resistors is now formed according to FIG. 4 in such a way that on a metallic base plate 16, the outer edge of which is slightly rounded and which has the same diameter as the composite disks, a round insulating disk made of as heat-resistant material as possible, such as mica or heating medium. kanit 17, is applied, which also has the same diameter as the composite panes.
This insulating washer is shown separately in FIG. The insulating disk contains, approximately in the center of gravity of a contact surface of the composite disks, a slot 19 through which a contact strip 20 is inserted so that the composite disk 21 of FIG. 4 with the base plate 16 is electrically conductive over the two legs of an approximately U-shaped structure Connection is. Between the composite pane 21 in FIG. 4 and the following composite pane 22 an insulating pane 17 with the contact strip 20 is again provided, whereby the composite panes 21 and 22 are both connected to one another, i.e. H. are connected in series.
The further structure of the resistor stack corresponds exactly to the structure shown for the lower end; the upper termination of the resistor stack is formed by an upper metallic termination plate 23. The individual partial resistances of the composite panes are consequently all connected in series via the U-shaped contact strips that pierce the insulating panes and the series strips.
Since the highest voltage occurring between two composite panes is only a small part of the nominal voltage due to the multiple subdivision of the resistor stack.
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If the arrester or partial arrester has a nominal value, the insulating washer (FIG. 5) can also be kept relatively thin compared to the height of a composite pane, so that the gain in overall height is almost equal to half of the previous resistor stack.
After such a stack of composite disks, resistance disks and metallic end plates, all of which are circular and have the same outer diameter, the stack is expediently made into one by a layer of electrically insulating stoving varnish applied to the cylindrical outer surface or a plastic coating applied by flame spraying mechanically solid block joined together.
At the same time, external flashovers are prevented in this way. If necessary, you can also arrange a hard paper cylinder between the resistor block and the arrester housing.
In order to make the rollover path between two composite panes as large as possible, the edges of the composite panes are expediently beveled, as can be seen in FIGS. 2 and 4. At the same time, good adhesion of the stoving lacquer or the plastic coating is obtained.
In addition to the composite panes, the metal cover plates and the insulating panes also have bores, which can, however, be kept very small so that gas exchange from the interior of the resistor stack is possible. Under certain circumstances it may be advisable to provide the insulating washers according to FIG. 5 with a metallic capacitor coating on both surfaces on the side opposite the slot 19, which is then simply sprayed on. These capacitor coatings are automatically linked to the corresponding contact coatings on the composite panes when the resistor stack is assembled.
In this way, the internal transverse capacitance of the resistor stack is increased, which under certain circumstances can have a beneficial effect on the surge voltage of the surge arrester. It is not absolutely necessary to separate the two resistor halves of a composite disk with a bar made of insulating material.
If you make the space between the contact layers of the two resistor halves correspondingly large, then no significant current flows over the web, which is not provided with a contact layer, in the direction perpendicular to the axis of the laminated pane, since the voltage gradient in this direction can be kept very small, and because of that the voltage dependency of the resistance material then the currents remain extremely small. The inner ring 14 according to FIG. 3 can, if necessary, be made of insulating material, or can be omitted entirely.
To externally fix the composite panes, which are no longer axially symmetrical, one or two markings can be made on the beveled edges of the same, which also identify the position of the series contact strips between the two halves of a composite pane and thus allow the stacked blocks to be properly assembled externally check.
The simple arrester structure of FIG. 1 is basically retained by the construction just illustrated and realizing the inventive concept. As soon as the stack of voltage-dependent limiting resistors is connected to a compact unit by the external lacquer or plastic coating, the structure of the entire arrester is basically as in Fig. 1. This can also be seen in Fig. 4, in which 24 the extinguishing spark gap of the Surge arrester, 25 and 26 are the lower and upper connection caps of the extinguishing spark gap and 27 is the cylindrical control resistor.
These are assembled with the resistor stack in exactly the same way as the corresponding parts of FIG. 1. The contact spring (part 28), the arrester housing (part 29) and the upper base 30 and the lower end base 31 correspond completely to the corresponding parts of FIG. 1.
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The described new construction principle is particularly advantageous for partial arresters, since it is precisely with this construction principle, i.e. H. If arresters with a higher nominal voltage are built up from individual complete surge arresters with a lower nominal voltage, particular attention must be paid to the fact that savings are made in terms of height.
Basically, arresters according to this system are slightly higher than arresters according to the construction systems, in which the intermediate floors 30 and 31 are omitted. On the other hand, the system of partial arresters has such great advantages that it has gained an extraordinarily large space in the construction of surge arresters, which will be expanded considerably if the new construction principle is used.