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In einem Isoliergehäuse untergebrachte Überspannungsableitereinheit Die Erfindung befasst sich mit einer in einem Isoliergehäuse untergebrachten überspannungsablei- tereinheit. Solche Einheiten werden bekanntlich als Ableiter für hohe Spannungen zu einer Säule zusammengesetzt. Um dabei nicht zu grosse Bauhöhen zu erreichen, die in mechanischer Hinsicht und wegen der elektrischen Steuerung Schwierigkeiten bereiten, hat man die Ableiterelemente einer Ableitereinheit in Form von mehreren Säulen nebeneinander angeordnet. Zumeist ist dabei jede der in einem Isoliergehäuse untergebrachten Säulen von einem Isolierrohr umgeben.
Die bisher übliche Bauweise solcher Ableiter ist aufwendig, da die Säulen mit Hilfe einer grossen Zahl Abstützungen und Zwischenlagen zusammengesetzt sind. Dadurch wird die Herstellung der Ableiterein- heit verteuert und die Montage erschwert. Zum Beispiel werden bei einer bekannten Ableitereinheit die Ableiterelemente in Isolierkörpern untergebracht, die ineinandergeschachtelt werden, so dass sich die Iso- lierkörper zum Teil überlappen. Sie müssen daher kostspielig mit grosser Genauigkeit hergestellt werden. Ausserdem können die Ableiterelemente erst beim Zusammenbau in die Isolierkörper eingelegt werden.
Daher ist der Aufbau der Ableitereinheit aus den vielen erforderlichen kleinen Einzelelementen sehr umständlich und zeitraubend.
Erfindungsgemäss werden dagegen die Säulen zwischen zwei Kappen aus Isoliermaterial angeordnet. In den Kappen sind Kammern vorgesehen, in die die Säulen eingesetzt sind. Zur Erleichterung des Zusammenbaues können die Kammern in den Kappen konisch ausgebildet sein. Durch die Kappen werden die Isolierrohre in der gewünschten Lage gehalten. Sie können daher als Ganzes in das Gehäuse eines Ableiters eingesetzt werden. Ausserdem sind die einzelnen Säulen durch die als Barrieren wirkenden Kap- pen aus Isoliermaterial so voneinander getrennt, dass keine Überschläge im Inneren des Ableiters auftreten können.
In den Kammern kann man eine Nut vorsehen, in die stromführende Teile eingelegt sind, von welchen einzelne als Anschlussstücke und die übrigen als leitende Verbindungsorgane zwischen den Säulen dienen. Die eingelegten Teile können federnd ausgebildet sein, wodurch Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden.
Die Kappen einer Ableitereinheit können durch Stangen miteinander verbunden werden, wobei die Stangen mit Vorteil an federnden Platten an den Enden der Ableitereinheit angreifen können. Die federnden Platten tragen zugleich zur gleichmässigen Verteilung der Spannung bei.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines überspannungsableiters gemäss der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine Ableitereinheit gemäss der Erfindung.
Fig. 2 zeigt teilweise im Schnitt eine Abwicklung der Überspannungsableitereinheit ohne Gehäuse nach Fig. 1, und Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine Endkappe, die der Lagerung der einzelnen Säulen dient.
Wie bereits erwähnt wurde, betrifft die Erfindung eine überspannungsableitereinheit, die insbesondere für die Verwendung bei überspannungsableitern für Hochspannungsstationen geeignet ist, die aber, wie ohne weiteres zu erkennen ist, einen vollständigen überspannungsableiter darstellt und als solcher verwendet werden kann. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Ableitereinheit in einem zylindrischen Porzellangehäuse 1 angeordnet. Das Gehäuse 1 kann auch aus einem anderen wetterbeständigen Isoliermaterial hergestellt sein.
An
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den Enden des Gehäuses 1 sind metallische Kappen 2 vorgesehen, die an den Stellen 3 durch Zement oder auf eine andere geeignete Weise an diesem befestigt sind. Die Enden des Gehäuses 1 werden durch Membranen 4 aus Metall verschlossen, die an den End- kappen 2 in beliebiger Weise befestigt sind, z. B. angeschraubt. Zwischen dem Gehäuse und der Membran 4 ist eine Dichtung 5 vorgesehen, um das Innere des Gehäuses gasdicht zu verschliessen. Die Endkap- pen und die das Gehäuse verschliessenden Mittel können hierbei jede beliebige Gestalt annehmen.
Durch die Endkappen wird in an sich bekannter Weise die elektrische und mechanische Verbindung zwischen gleichartigen Ableitereinheiten eines Ableiters hergestellt.
Die im Inneren des Gehäuses 1 angeordnete Ableitereinheit besteht im wesentlichen aus drei Säulen 6, 7 und 8, die nebeneinander angeordnet sind. Jede Säule enthält Funkenstreckenelemente oder Ventilelemente oder beides. Wie Fig. 2 zeigt, sind die Säulen 6 und 8 gleich ausgebildet, und jede enthält eine aus Funkenstreckenelementen 11 bestehende Funkenstreckenanordnung 9 und mehrere Ventilelemente 10, die in Reihe geschaltet sind, während die Säule 7 nur Ventilelemente 10 enthält. Die Säulen können jede gewünschte Kombination von Funkenstreckenelementen und Ventilelementen enthalten .
Die Funkenstreckenanordnung 9 besteht aus mehreren Funkenstreckenelementen 11, die in einem Porzellangehäuse 12 angeordnet sind. Das Funkenstrek- kenelement 11 kann jede hierfür geeignete Ausbildungsform besitzen. Jedes Funkenstreckenelement 11 besteht insbesondere aus einer flachen Elektrode 13 und einer Elektrode 14, die eine ringförmige Ausbuchtung besitzt und zusammen mit der Elektrode 13 einen ringförmigen Lichtbogenraum bildet. Die Elektroden 13 und 14 werden durch ein ringförmiges Isolierstück aus einem Material hohen Widerstandes voneinander getrennt.
Ein ringförmiger permanenter Magnet 16 ist in dem durch die Ausbuchtung der benachbarten Teile der Elektrode 14 gebildeten Raum angeordnet und erzeugt in dem Lichtbogenraum ein Magnetfeld, das eine Wanderung des Lichtbogens bewirkt, wodurch die Löschung desselben erleichtert wird.
Die Anzahl der Funkenstreckenelemente 11 wird durch die gewünschte Spannung bestimmt. Die einzelnen Funkenstreckenelemente sind in dem Rohr 12 so angeordnet, dass sie eine senkrechte Säule bilden. Wenn erforderlich, können am Kopf und am Fuss der Säule leitende Zwischenstücke 17 vorgesehen werden. Die Enden des Porzellanrohrs 12 werden durch metallische Endkappen 18 verschlossen, die mit dem Porzellanrohr in jeder hierfür geeigneten Form verbunden sind, z. B. durch Anlöten an eine auf dem Porzellanrohr an der mit 19 bezeichneten Stelle vorgesehene metallische Glasur.
Eine feste, leitende Verbindung der Funkenstreckenelemente untereinander und mit den Endkappen 18 wird durch federnde Platten 20 erzielt, so dass die zwischen den Endplatten 18 gelegenen Funkenstreckenelemente 11 in Reihe geschaltet sind. Die Endkappen 18 dienen als Kontaktmittel für die Funkenstreckenanordnung 9.
Die Ventilelemente 10 bestehen aus hierfür geeigneten Ventilen oder nichtlinearen Widerständen, die vorzugsweise aus körnigem Siliziumkarbid hergestellt sind, das mit einem Bindemittel aus kieselsaurem Natrium gemischt ist und zuerst geformt und hiernach gebacken wird, wodurch ein Widerstand der bekannten Art entsteht.
Wie Fig. 2 zeigt, entspricht der Aufbau der Säule 6 dem der Säule B. Die Säule 8 ist aber - bezogen auf die Säule 6 - entgegengesetzt angeordnet. Jede Säule besteht aus einer Funkenstreckenanordnung 9 und zwei Ventilelementen 10, die von einem Rohr 21 umgeben sind, das aus einem festen Isoliermaterial hergestellt ist. Das eine Ende des Rohres 21 wird durch eine Kappe 22 aus Isoliermaterial verschlossen. Die Kappe 22 wird durch Stifte 23 in ihrer Lage gehalten, die sich durch die Wand des Rohres 21 erstrecken und in eine Aussparung der Kappe 22 hineinragen. In der Mitte der Kappe 22 ist eine Aussparung 24 vorgesehen, in welcher eine Feder 25 angeordnet ist. Ein Kontaktstift 26 erstreckt sich durch die Kappe 22 und wird durch die Feder 25 nach aussen gedrückt.
An der Kappe 22 ist eine federnde Platte 27 angebracht, gegen die sich die Feder 25 legt, so dass die federnde Platte 27 gegen die aus Funkenstreckenelementen und Ventilelementen gebildete Säule gedrückt wird. Wenn die überspannungsableitereinheit, wie später noch beschrieben werden soll, zusammengebaut ist, ist die Säule aus Ableiterelementen in einem Isolierrohr so gelagert, dass die Federn 25 und 27 die Ableiterele- mente in leitender Verbindung zueinander halten. Der Kontaktstift 26 und die äussere Endkappe 18 der Funkenstreckenanordnung 9 bilden die Kontaktmittel für die Säule aus Ableiterelementen.
Die Säule 7 besteht aus vier Ventilelementen 10, die in einem Isolierrohr 21 zwischen Endkappen 22 angeordnet sind. Um der Säule aus den Ventilelementen 10 die gewünschte Höhe zu geben, ist zwischen den Ventilelementen ein leitendes Abstandsstück 28 vorgesehen. Federn 25 und 27 sowie Kontaktstifte 26 sind sowohl am Kopf als auch am Fuss der Säule vorgesehen, um die Ventilelemente 10 fest an ihrem Platz zu halten und die leitende Verbindung zwischen den Ventilelementen herzustellen. Die Funkenstrek- kenelemente und die Ventilelemente können beliebig ausgebildet werden, und jede der drei Säulen kann entweder Funkenstreckenelemente oder Ventilelemente oder beides enthalten.
Die drei Säulen 6, 7 und 8 sind in dem Gehäuse 1 in den Ecken eines Dreiecks angeordnet (Fig. 1 und 3) und sind in Endkappen 29 und 30 aus Isoliermaterial gelagert. Jede Endkappe ist kreisförmig ausgebildet und besitzt einen Flansch 31 und ein dickeres Mittelstück 32, das zur Versteifung mit Rippen 33 versehen ist. In dem mittleren Teil 32 jeder
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Endkappe sind drei verhältnismässig tiefe Kammern 34 vorgesehen, die gleich weit voneinander entfernt sind (Fig. 3). In den Kammern 34 sind die aus Ableiterelementen gebildeten Säulen gelagert. Der Flansch 31 hat drei Öffnungen 35, die Stangen 36 (Fig. 1) mit quadratrischem Querschnitt aufnehmen.
Die Stangen 36 können auch einen anders geformten Querschnitt haben, so dass dann die Öffnungen 35, um die Stangen aufnehmen zu können, entsprechend ausgebildet werden müssen.
In die Endkappen 29 und 30 sind stromführende "Teile eingelegt, die die leitende Verbindung zwischen den einzelnen Säulen aus Ableiterelementen herstellen und mit deren Hilfe diese in Reihe geschaltet werden. Bei dem Ausführungsbeispiel ist bei der in der Fig.3 dargestellten unteren Endkappe 30 ein Band 37 aus Kupfer vorgesehen, das am Boden von zwei Kammern 34 eingelegt ist und sich durch eine in den Wänden dieser beiden Kammern vorgesehene Nut 38 erstreckt. Das Kupferband 37 ist in die beiden Kammern 34 so eingelegt, dass es die stromführenden Teile der beiden Säulen aus Ableiterelemen- ten berührt, wodurch diese miteinander leitend verbunden werden.
In der dritten Kammer 34 ist ein Kontaktstück 39 vorgesehen, das am Boden dieser Kammer so eingelegt ist, dass es die stromführenden Teile der in dieser Kammer gelagerten Säule berührt. Da3 Kontaktstück 39 besitzt einen bandförmigen Teil 40, der durch eine in der Kammerwand vorgesehene Nut 41 aus der Endkappe herausragt.
Die obere Endkappe 29 ist genau so wie die untere Endkappe 30 ausgebildet und befindet sich, wenn die Ableitereinheit zusammengebaut ist, in bezug auf die untere Endkappe in entgegengesetzter Lage zu dieser (Fig. 1). Die drei Säulen aus Ableiterelemen- ten werden dann von den entsprechenden Kammern der oberen und unteren Endkappe aufgenommen und sind in Reihe Geschaltet. Der Strom fliesst bei der in der Zeichnungsdargestellten Ableitereinheit von dem bandförmigen Teil 40 des der unteren Endkappe 30 zugeordneten Kontaktstückes 39 über die Säule 6 zu dem Kupferband 37 der oberen Endkappe 29 und von hier aus über die benachbarte Säule 7 und das Kupferband 37 der unteren Endkappe 30, das die Säule 7 mit der Säule 8 verbindet.
Das obere Ende der Säule 8 steht mit dem Kontaktstück 39 der oberen Endkappe 29 in leitender Verbindung.
Bei der Montage des Ableiters werden die Säulen 6, 7 und 8 in den entsprechenden Kammern der beiden Endkappen 29 und 30 gelagert und die Stangen 36 in die Öffnungen 35 der Endkappen eingeführt, wodurch die Ableitereinheit zusammengehalten wird. Am Kopf sowie am Fuss jeder Säule ist eine Stahlplatte 42 vorgesehen. Die Platten 42 haben den gleichen Umfang wie die Endkappen 29 und 30, so dass sie sich über die ganze Säule erstrecken. Die Platten 42 werden an dem ausserhalb der Endkappen gelegenen Teil der Stangen 36 befestigt, und zwar so, dass zwischen den Endkappen und der Platte 42 ein Zwischenraum entsteht. Dieser Zwischenraum wird durch isolierende Abstandsstücke erzeugt, die auf die Stangen 36 gesteckt sind.
Der aus den Endkappen herausragende bandförmige Teil 40 des Kontaktstückes 39 ist mit den Platten 42 in beliebiger Weise leitend verbunden, z. B. dadurch, dass er mit Hilfe von Stiftschrauben, die auf den Platten 42 aufgeschweisst sind, angeschraubt wird.
Die ganze Ableitereinheit stützt sich vorzugsweise im Gehäuse 1 über federnde Mittel ab, so dass die Ableitereinheit vor Erschütterungen geschützt ist, denen sie während des Transportes und bei der Montage ausgesetzt ist. Zu diesem Zweck sind die metallischen Membranen 4, die das Gehäuse 1 verschlie- ssen, mit Zapfen versehen, die in das Innere des Gehäuses hineinragen. Die Zapfen bestehen aus den Teilen 45 und 46, wobei der Teil 46 einen kleineren Querschnitt als der Teil 45 besitzt. Jede Membran 4 trägt eine kreisförmige federnde Platte 47 aus Stahl. Die federnde Platte 47 ist mit Öffnungen versehen, in die der obere Teil 46 der Zapfen hineinragt. Auf die mit Gewinde versehenen Enden der Stange 36 sind Kontaktmuttern 48 aufgeschraubt, wodurch die Ableitereinheit zusammengehalten wird.
Ausserdem sind auf das eine Ende der Stange 36 zwischen der Platte 42 und den Kontaktmuttern 48 leitende Abstandsstücke 49 aufgesteckt, um die Höhe der Ableitereinheit der Höhe des Gehäuses 1 anzupassen. Die Enden der Stangen 36 ragen in Öffnungen der federnden Platten 47 hinein, die zwischen den Öffnungen angeordnet sind, durch die sich der Teil 46 der Zapfen erstreckt. Die Ableitereinheit wird somit von den federnden Platten 47 getragen, und infolge der Elastizität der Platten 47 sind die Kontaktmuttern 48 stets mit den federnden Platten 47 fest verbunden, so dass die leitende Verbindung zwischen der Platte 47, der Membran 4 und der Endkappe 2 immer erhaltenbleibt.
Hierdurch wird eine robuste Anordnung für Überspannungsableiter sehr hoher Spannungen geschaffen. Da die einzelnen Säulen in dem Gehäuse nebeneinander angeordnet sind, wird die Höhe des Überspannungsableiters gegenüber den bekannten Ableiterkonstruktionen erheblich verringert. Die einzelnen Säulen werden von Isolierrohren umgeben und in tiefe Kammern der aus Isoliermaterial hergestellten Endkappen eingesetzt. Hierdurch werden zwischen allen Punkten der benachbarten Säulen, die beim Ableiten einer Überspannung verschiedenes Potential annehmen können, grosse Isolierabstände sowie lange Kriechwege geschaffen.
Es besteht daher keine Gefahr, dass beim Ableiten einer Überspannung im Inneren der Ableitereinheit zwischen benachbarten Säulen Überschläge auftreten, auch dann nicht, wenn der Spannungsunterschied zwischen den entsprechenden Punkten der einzelnen benachbarten Säulen sehr gross wird. Durch die erfindungsgemässe Ausbildung der Ableitereinheit wird eine ausreichende Isolierung sowie eine gute mechanische Festigkeit erzielt, da die einzelnen Säulen der Ableitereinheit in dem aus Isoliermaterial hergestellten Rohr 21 gehalten werden
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und in den tiefen Kammern der Endkappen fest gelagert sind.
Die Platten 42 dienen gleichzeitig zur Verbesserung der Spannungsverteilung zwischen den einzelnen Funkenstreckenanordnungen 9, da sie an den Enden der Ableitereinheit eine Äquipotentialfläche bilden, die dazu dient, das elektrische Feld gleichmässig und symmetrisch zu verteilen, so dass sich eine gleichmässige Aufteilung der Spannung zwischen den Fun- kenstreckenanordnungen ergibt.
Die Platten 42 können, obgleich sie die Wirkungsweise der Ableiterein- heit verbessern, wenn gewünscht, fortgelassen werden, da die Spannungsverteilung bei der überspan- nungsableitereinheit gemäss der Erfindung auch ohne diese Platten bereits ziemlich gleichmässig ist. Die federnde Lagerung der Ableitereinheit in dem Gehäuse ist ebenfalls nicht unbedingt erforderlich, da die Ableitereinheit so ausgeführt ist, dass sie gegen Erschütterungen geschützt ist, die bei anderen Ableitern bereits Beschädigungen hervorrufen würden.
Durch die Erfindung ist also eine Einheit für Überspannungsableiter hoher Spannung geschaffen worden, die gegenüber dem Bekannten erhebliche Vorteile hat. Die neue überspannungsableitereinheit kann sehr robust ausgeführt und in ihrer Höhe gegen- über den bekannten gleicher Spannung erheblich verringert werden. Selbst Ableiter für sehr grosse Spannungen sind nicht so hoch, dass sie nicht freistehend aufgestellt werden können, so dass zusätzliche Abspann- oder Tragmittel nicht mehr erforderlich sind. Ausserdem kann der Überspannungsableiter so ausgebildet werden, dass mit einfachen Mitteln eine gleichmässige Verteilung der Spannung über den gesamten Ableiter erreicht wird.
Die Erfindung ist aber nicht auf das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So können zum Beispiel für sehr hohe Spannungen zwei oder, wenn erforderlich, mehrere überspannungs- ableitereinheiten in einem einzigen Gehäuse vorgesehen werden. Die Stangen 36 erstrecken sich dann durch die beiden Ableitereinheiten, wodurch die einzelnen Ableitereinheiten zu einer Baueinheit vereinigt werden.
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Surge arrester unit accommodated in an insulating housing The invention is concerned with a surge arrester unit accommodated in an insulating housing. Such units are known to be assembled to form a column as arresters for high voltages. In order not to achieve too great heights, which cause difficulties in mechanical terms and because of the electrical control, the arrester elements of an arrester unit have been arranged next to one another in the form of several columns. Usually, each of the columns housed in an insulating housing is surrounded by an insulating tube.
The construction of such arresters, which has been customary up to now, is complex, since the pillars are assembled using a large number of supports and intermediate layers. This makes the production of the arrester unit more expensive and makes assembly more difficult. For example, in a known arrester unit, the arrester elements are accommodated in insulating bodies which are nested inside one another so that the insulating bodies partially overlap. They must therefore be produced with great accuracy, which is expensive. In addition, the arrester elements can only be inserted into the insulating body during assembly.
Therefore, the construction of the arrester unit from the many required small individual elements is very laborious and time-consuming.
According to the invention, however, the columns are arranged between two caps made of insulating material. Chambers are provided in the caps into which the columns are inserted. To facilitate assembly, the chambers in the caps can be conical. The insulating tubes are held in the desired position by the caps. They can therefore be used as a whole in the housing of an arrester. In addition, the individual columns are separated from one another by the caps made of insulating material, which act as barriers, so that no flashovers can occur inside the arrester.
A groove can be provided in the chambers into which current-carrying parts are inserted, some of which serve as connecting pieces and the others as conductive connecting elements between the columns. The inserted parts can be designed to be resilient, whereby manufacturing tolerances are compensated.
The caps of an arrester unit can be connected to one another by rods, the rods advantageously being able to engage resilient plates at the ends of the arrester unit. The resilient plates also contribute to the even distribution of tension.
The drawing shows an embodiment of a surge arrester according to the invention.
Fig. 1 shows a vertical section through an arrester unit according to the invention.
FIG. 2 shows, partially in section, a development of the surge arrester unit without a housing according to FIG. 1, and FIG. 3 shows a plan view of an end cap which is used to mount the individual columns.
As already mentioned, the invention relates to a surge arrester unit which is particularly suitable for use in surge arresters for high-voltage stations, but which, as can be readily seen, represents a complete surge arrester and can be used as such. In the exemplary embodiment shown in the drawing, the arrester unit is arranged in a cylindrical porcelain housing 1. The housing 1 can also be made from another weatherproof insulating material.
On
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the ends of the housing 1 are provided with metallic caps 2 which are fastened to the points 3 by cement or in some other suitable manner. The ends of the housing 1 are closed by membranes 4 made of metal, which are attached to the end caps 2 in any desired manner, e.g. B. screwed. A seal 5 is provided between the housing and the membrane 4 in order to seal the interior of the housing in a gas-tight manner. The end caps and the means closing the housing can here assume any shape.
The electrical and mechanical connection between similar arrester units of an arrester is established by the end caps in a manner known per se.
The arrester unit arranged in the interior of the housing 1 consists essentially of three columns 6, 7 and 8 which are arranged next to one another. Each column contains spark gap elements or valve elements, or both. As shown in FIG. 2, the columns 6 and 8 have the same design, and each contains a spark gap arrangement 9 consisting of spark gap elements 11 and a plurality of valve elements 10 which are connected in series, while the column 7 contains only valve elements 10. The pillars can contain any desired combination of spark gap elements and valve elements.
The spark gap arrangement 9 consists of several spark gap elements 11 which are arranged in a porcelain housing 12. The spark gap element 11 can have any suitable design. Each spark gap element 11 consists in particular of a flat electrode 13 and an electrode 14 which has an annular bulge and together with the electrode 13 forms an annular arc space. The electrodes 13 and 14 are separated from one another by an annular insulating piece made of a high resistance material.
An annular permanent magnet 16 is arranged in the space formed by the bulge of the adjacent parts of the electrode 14 and generates a magnetic field in the arc space which causes the arc to migrate, thereby facilitating its extinction.
The number of spark gap elements 11 is determined by the desired voltage. The individual spark gap elements are arranged in the tube 12 so that they form a vertical column. If necessary, conductive spacers 17 can be provided at the head and foot of the column. The ends of the porcelain tube 12 are closed by metallic end caps 18 which are connected to the porcelain tube in any suitable form, e.g. B. by soldering to a provided on the porcelain tube at the point indicated by 19 metallic glaze.
A firm, conductive connection of the spark gap elements with one another and with the end caps 18 is achieved by resilient plates 20, so that the spark gap elements 11 located between the end plates 18 are connected in series. The end caps 18 serve as contact means for the spark gap arrangement 9.
The valve elements 10 consist of suitable valves or non-linear resistors, which are preferably made of granular silicon carbide which is mixed with a binding agent of silicic acid and is first shaped and then baked, creating a resistance of the known type.
As FIG. 2 shows, the structure of the column 6 corresponds to that of the column B. However, the column 8 is arranged in the opposite direction - with respect to the column 6. Each column consists of a spark gap arrangement 9 and two valve elements 10, which are surrounded by a tube 21 which is made of a solid insulating material. One end of the tube 21 is closed by a cap 22 made of insulating material. The cap 22 is held in place by pins 23 which extend through the wall of the tube 21 and protrude into a recess in the cap 22. In the middle of the cap 22 there is a recess 24 in which a spring 25 is arranged. A contact pin 26 extends through the cap 22 and is pressed outward by the spring 25.
A resilient plate 27 is attached to the cap 22, against which the spring 25 rests, so that the resilient plate 27 is pressed against the column formed from spark gap elements and valve elements. When the surge arrester unit is assembled, as will be described later, the column of arrester elements is mounted in an insulating tube in such a way that the springs 25 and 27 keep the arrester elements in a conductive connection to one another. The contact pin 26 and the outer end cap 18 of the spark gap arrangement 9 form the contact means for the column of arrester elements.
The column 7 consists of four valve elements 10 which are arranged in an insulating tube 21 between end caps 22. In order to give the column of the valve elements 10 the desired height, a conductive spacer 28 is provided between the valve elements. Springs 25 and 27 and contact pins 26 are provided both at the head and at the foot of the column in order to hold the valve elements 10 firmly in place and to establish the conductive connection between the valve elements. The spark gap elements and the valve elements can be designed in any way, and each of the three pillars can contain either spark gap elements or valve elements or both.
The three columns 6, 7 and 8 are arranged in the housing 1 in the corners of a triangle (FIGS. 1 and 3) and are mounted in end caps 29 and 30 made of insulating material. Each end cap is circular and has a flange 31 and a thicker center piece 32 which is provided with ribs 33 for stiffening. In the middle part 32 each
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End cap there are three relatively deep chambers 34 which are equidistant from one another (FIG. 3). The columns formed from diverter elements are mounted in the chambers 34. The flange 31 has three openings 35 which receive rods 36 (Fig. 1) with a square cross-section.
The rods 36 can also have a differently shaped cross section, so that the openings 35 in order to be able to receive the rods then have to be designed accordingly.
Current-carrying "parts" are inserted into the end caps 29 and 30, which establish the conductive connection between the individual columns of arrester elements and with the aid of which these are connected in series. In the exemplary embodiment, the lower end cap 30 shown in FIG 37 made of copper, which is inserted at the bottom of two chambers 34 and extends through a groove 38 provided in the walls of these two chambers Arrester elements touched, whereby these are conductively connected to each other.
In the third chamber 34, a contact piece 39 is provided, which is inserted at the bottom of this chamber in such a way that it contacts the current-carrying parts of the column mounted in this chamber. Da3 contact piece 39 has a band-shaped part 40 which protrudes from the end cap through a groove 41 provided in the chamber wall.
The upper end cap 29 is designed exactly like the lower end cap 30 and, when the arrester unit is assembled, is in the opposite position with respect to the lower end cap (FIG. 1). The three columns of arrester elements are then received in the corresponding chambers of the upper and lower end caps and are connected in series. In the arrester unit shown in the drawing, the current flows from the band-shaped part 40 of the contact piece 39 assigned to the lower end cap 30 via the column 6 to the copper band 37 of the upper end cap 29 and from here via the adjacent column 7 and the copper band 37 of the lower end cap 30, which connects the column 7 to the column 8.
The upper end of the column 8 is in conductive connection with the contact piece 39 of the upper end cap 29.
When assembling the arrester, the columns 6, 7 and 8 are stored in the corresponding chambers of the two end caps 29 and 30 and the rods 36 are inserted into the openings 35 of the end caps, whereby the arrester unit is held together. A steel plate 42 is provided at the head and foot of each column. The plates 42 have the same circumference as the end caps 29 and 30 so that they extend over the entire column. The plates 42 are attached to the part of the rods 36 located outside the end caps in such a way that a gap is created between the end caps and the plate 42. This gap is created by insulating spacers that are pushed onto the rods 36.
The protruding from the end caps band-shaped part 40 of the contact piece 39 is conductively connected to the plates 42 in any desired manner, for. B. in that it is screwed on with the aid of studs which are welded onto the plates 42.
The entire arrester unit is preferably supported in the housing 1 via resilient means, so that the arrester unit is protected from the vibrations to which it is exposed during transport and during assembly. For this purpose, the metallic membranes 4, which close the housing 1, are provided with pegs that protrude into the interior of the housing. The pegs consist of parts 45 and 46, part 46 having a smaller cross section than part 45. Each membrane 4 carries a circular resilient plate 47 made of steel. The resilient plate 47 is provided with openings into which the upper part 46 of the pin protrudes. Contact nuts 48 are screwed onto the threaded ends of the rod 36, whereby the arrester unit is held together.
In addition, conductive spacers 49 are placed on one end of the rod 36 between the plate 42 and the contact nuts 48 in order to adapt the height of the arrester unit to the height of the housing 1. The ends of the rods 36 protrude into openings in the resilient plates 47 located between the openings through which the portion 46 of the pegs extend. The arrester unit is thus carried by the resilient plates 47, and due to the elasticity of the plates 47, the contact nuts 48 are always firmly connected to the resilient plates 47 so that the conductive connection between the plate 47, the membrane 4 and the end cap 2 is always maintained .
This creates a robust arrangement for surge arresters with very high voltages. Since the individual columns are arranged next to one another in the housing, the height of the surge arrester is considerably reduced compared to the known arrester constructions. The individual columns are surrounded by insulating tubes and inserted into deep chambers of the end caps made of insulating material. This creates large insulating distances and long creepage distances between all points on the neighboring columns that can assume different potentials when an overvoltage is discharged.
There is therefore no risk of flashovers occurring between adjacent pillars when an overvoltage is diverted inside the arrester unit, even if the voltage difference between the corresponding points of the individual adjacent pillars is very large. The inventive design of the arrester unit achieves adequate insulation and good mechanical strength, since the individual columns of the arrester unit are held in the tube 21 made of insulating material
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and are firmly stored in the deep chambers of the end caps.
The plates 42 also serve to improve the voltage distribution between the individual spark gap arrangements 9, as they form an equipotential surface at the ends of the arrester unit, which serves to distribute the electric field evenly and symmetrically, so that the voltage is evenly distributed between the fun - results in shortening arrangements.
The plates 42, although they improve the effectiveness of the arrester unit, can be omitted if desired, since the voltage distribution in the surge arrester unit according to the invention is already fairly uniform even without these plates. The resilient mounting of the arrester unit in the housing is also not absolutely necessary, since the arrester unit is designed in such a way that it is protected against vibrations which would already cause damage to other arresters.
The invention thus creates a unit for high-voltage surge arresters which has considerable advantages over the known. The new surge arrester unit can be made very robust and its height can be considerably reduced compared to the known voltage of the same type. Even arresters for very high voltages are not so high that they cannot be set up free-standing, so that additional anchoring or suspension means are no longer required. In addition, the surge arrester can be designed in such a way that a uniform distribution of the voltage over the entire arrester is achieved with simple means.
However, the invention is not limited to the embodiment shown in the drawing. For example, for very high voltages, two or, if necessary, several surge arrester units can be provided in a single housing. The rods 36 then extend through the two arrester units, as a result of which the individual arrester units are combined into one structural unit.