CH693916A5 - Trenneinrichtung fuer Ableiter. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Verbinden und alsdann dem Trennen und Unterbrechen eines Ableiters. Ein solcher Ableiter kann zwischen einer Starkstromleitung und der Erde angeordnet sein. Der Ableiter wird getrennt und unterbrochen auf Grund eines Ausfalls. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Einrichtung, welche ein Paar von elektrischen Anschlussblocks, die durch einen Widerstand verbunden sind, eine Entladeweite, einen Abstandhalter und eine explosive Patrone umfasst.

Blitz oder Überspannungsableiter sind typischerweise mit Starkstromleitungen verbunden, um elektrische Stossströme in die Erde zu übertragen und schützen somit Beschädigungen von Leitungen und Ausrüstungen, die mit den Ableitern verbunden sind. Ableiter bieten einen hohen Widerstand für normale Spannung zwischen Starkstromleitungen, bieten aber einen geringen Widerstand für Stossströme, die durch plötzliche Hochspannungsbedingungen bewirkt werden, zum Beispiel durch Blitzschläge, Schalten von Stossströmen oder temporären Überspannungen. Nach dem Stromstoss wird die Spannung abfallen und der Ableiter sollte normalerweise auf einen hohen Widerstandsstatus zurückkehren. Jedoch wird auf Grund einer Störung oder eines Fehlers des Ableiters der hohe Widerstandsstatus nicht wieder aufgenommen, und der Ableiter liefert weiterhin einen elektrischen Pfad von der Starkstromleitung zur Erde. Schliesslich wird die Leitung verursacht durch einen Kurzschluss oder Zusammenbruch der Verteiltransformer ausfallen, und es wird erforderlich sein, den Ableiter zu ersetzen.

Um einen Leitungsausfall zu vermeiden, werden üblicherweise in Verbindung mit Ableitern Unterbrecher verwendet, um einen schlecht funktionierenden Ableiter vom Stromkreis zu trennen und um eine visuelle Anzeige des Ableiterausfalls zu liefern. Konventionelle Unterbrecher haben eine explosive Ladung zur Zerstörung des Stromkreispfades und zur physikalischen Trennung der elektrischen Anschlussblöcke. Beispiele von solchen bekannten Unterbrechereinrichtungen sind in den US-Patentschriften Nr. 5 057 810 und Nr. 5 113 167 (Raudabaugh) sowie durch das US-Patent Nr. 5 434 550 (Putt) und das US-Patent Nr. 4 471 402 (Cunningham) offenbart, deren Gegenstände durch die Referenzangabe hiermit zum Inhalt dieser Anmeldung gehören.

Diese konventionellen Unterbrechervorrichtungen weisen jedoch eine relativ grosse Anzahl von komplizierten Teilen auf, deren Herstellung und Zusammensetzung relativ teuer ist. Zusätzlich haben deren Konfigurationen relativ hohe Reaktionszeiten für die Detonation wegen der begrenzten Exposition der Patrone.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung vorzusehen, die zuverlässig und schnell reagiert, um einen schlecht funktionierenden Ableiter vom Grund zu unterbrechen.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen, mit welcher ein Ableiter zwischen einer Starkstromleitung und der Erde zu verbinden und alsdann zu trennen und zu unterbrechen, der dauerhaft und effizient arbeitet und einfach und günstig herzustellen und zusammenzusetzen ist.

Die oben genannten Ziele werden durch eine Einrichtung zur Verbindung und danach dem Trennen und Unterbrechen eines Ableiters erreicht, welcher ein nicht leitendes Gehäuse, erste und zweite elektrische Anschlussblöcke, einen Widerstand, eine Patrone und einen Abstandhalter umfasst. Das Gehäuse hat erste und zweite gegenüberliegende Enden, die durch eine innere Kammer getrennt sind. Die ersten und zweiten Anschlussblöcke sind am ersten bzw. am zweiten Ende des Gehäuses befestigt. Der Widerstand ist zwischen dem ersten und zweiten Anschlussblock in der inneren Kammer angeordnet. Die Patrone hat eine explosive Ladung, die in der Kammer benachbart zum Widerstand angebracht ist. Der Abstandhalter umgibt die Patrone, ist benachbart zum zweiten Anschlussblock und ist vom ersten Anschlussblock beabstandet.

Auf diese Art definieren die Patrone, der Abstandhalter und Widerstand den Spalt, welcher die Detonationscharakteristiken des Unterbrechers gibt. Der Abstandhalter ist der Endpunkt für den Bogen und schützt die Patrone während korrekter Arbeitsweise des Ableiters (d.h. wenn der Ableiter nicht fehlerhaft funktioniert.

Die einzelnen Teile der vorliegenden Erfindung können leicht gebildet und leicht zusammengesetzt werden, um die Einrichtung zu bilden. Dadurch werden die Kosten zur Herstellung der Teile und die Zusammensetzung der Teile zur Bildung der Einrichtung reduziert.

Die vorliegende Erfindung erlaubt auch, dass die Patrone senkrecht zu der Achse des Gehäuses und der elektrischen Anschlussblocks angeordnet wird. Diese Ausrichtung der Patrone erlaubt, mehr Energie vom Bogen, gebildet als Resultat einer fehlerhaften Bedingung, zu der Patrone zu übertragen, was bewirkt, dass die Patrone schneller detoniert. Eine bessere Koordination mit Schmelzbögen kann durch Variieren des Spaltes und der Masse des Abstandhalters in der Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erreicht werden.

Weitere Ziele, Vorteile und hervorspringende Merkmale der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung, welche, in Verbindung gesetzt mit den angefügten Zeichnungen, bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zeigen.

In den Zeichnungen, welche einen Teil dieser Offenbarung bilden, zeigt: Fig. 1 eine Seitenansicht im Schnitt einer Einrichtung gemäss einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 2 eine Grundrissansicht im Schnitt entlang Linie ll-ll gemäss Fig. 1; Fig. 3 eine Seitenansicht im Schnitt einer Einrichtung gemäss einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 4 eine Teildraufsicht im Schnitt entlang Linie IV-IV gemäss Fig. 3; Fig. 5 eine teilweise seitliche Ansicht im Schnitt entlang Linie V-V gemäss Fig. 4; Fig. 6 eine Seitenansicht im Schnitt einer Einrichtung gemäss einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und Fig. 7 eine Grundrissansicht im Schnitt entlang Linie Vll-Vll gemäss Fig. 6.

Gemäss den Fig. 1 und 2 umfasst eine Trenn-Unterbrechungsbaugruppe oder Einrichtung 10, die eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bilden, einen ersten oberen elektrischen Anschlussblock 12, der elektrisch mit dem Ableiter 14 verbunden ist, einem zweiten unteren elektrischen Anschlussblock 16, der elektrisch mit der Erde 18 verbunden ist. Der Ableiter 14 ist elektrisch mit der Starkstromleitung 20 verbunden, welche repräsentativ ist für ein Starkstromsystem. Die Anschlussblöcke 12 und 16 sind mechanisch und elektrisch miteinander verbunden.

Der Ableiter 14 ist ein konventioneller Ableiter und demzufolge wird er nicht im Detail beschrieben. Der Ableiter kann gemäss dem US-Patent Nr. 4 656 555 ausgebildet sein, dessen Gegenstand hierdurch durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist.

Die Anschlussblöcke 12 und 16 sind mechanisch miteinander verbunden durch ein hohles, nicht leitendes Gehäuse 22. Das Gehäuse 22 kann durch irgendein gängiges stark isolierendes Material gebildet sein, wie beispielsweise Kunststoff. Das hohle Innere des Gehäuses definiert eine innere Kammer 24, welche sich zwischen den gegenüberliegenden Enden 26 und 28 des Gehäuses 22 erstreckt. Die Kammer 24 ist mit dem oberen Ende 26 durch eine zylindrische Bohrung 30 verbunden. Das untere Ende der Kammer 24 ist mit dem Ende 28 durch eine abgestufte untere Kammer 32 verbunden. Die untere Kammer wird durch Bereiche von unterschiedlichen Durchmessern gebildet, wobei jeder dieser Durchmesser grösser ist als der konstante Durchmesser der inneren Kammer 24.

Zwischen den Kammern 24 und 32 weist das Gehäuse eine radial einwärts vorstehende untere Schulter 34 auf, welche einen ringförmigen Aufbau hat. Eine obere Schulter 36 erstreckt sich radial von der Fläche der inneren Kammer 24 zur oberen Bohrung 30.

Der obere elektrische Anschlussblock 12 weist einen konventionellen Aufbau auf, und hat einen Kopfteil 38, der in der inneren Kammer 24 angeordnet ist und an die obere Schulter 36 anstösst. Ein mit einem Aussengewinde versehener Schaftteil 40 erstreckt sich vom Kopfbereich durch die obere Bohrung 30, sodass der Schaftteil 40 mindestens teilweise aus dem Gehäuse 22 herausragt. Somit ist die Kopfbereichoberfläche 42 an der oberen Schulter 36 anliegend, während die Kopfbereichoberfläche 44 im Inneren der inneren Kammer 24 liegt.

Eine metallische Feder 46 ist in der inneren Kammer 24 angeordnet und stösst an der Oberfläche 44 des Kopfbereiches 38 des Anschlussblockes an. Die Feder 46 weist eine Vorspannkraft auf, um den elekt-rischen oder physikalischen Kontakt der Komponenten innerhalb der inneren Kammer 24 aufrechtzuerhalten und den Anschlussblock 12 mit dem Anschlussblock 16 durch den Widerstand nach dem Zusammenbau elektrisch zu verbinden.

Der zweite Anschlussblock 16 ist ebenfalls konventionell und weist einen Kopfbereich 48 und einen mit einem Gewinde versehenen Schaftteil 50 auf. Der Kopfbereich 48 hat eine obere Oberfläche 52, die in die Kammer 24 gerichtet ist und an die untere Schulter 34 des Gehäuses anstösst. Die gegenüberliegende Oberfläche 54 des Kopfbereiches 48 ist abgestuft. Der Anschlussblock 16 wird in Position im Gehäuse 22 gehalten, indem der Kopfbereich in die untere Schulter 34 des Gehäuses eingreift und durch einen geeigneten Kleber 56 die Kopfbereichoberfläche 54 und die abgestufte untere Kammer 32 des Gehäuses 22 verbindet.

Ein fester zylindrischer Widerstand 58 ist in der inneren Kammer 34 gehalten und erstreckt sich zwischen der Feder 46 und dem Kopfbereich 48 des zweiten Anschlussblockes 16 und bildet eine elektrische Widerstandsverbindung zwischen den beiden Anschlussblöcken. Der Widerstand 58 ist aus Karbon, Keramik oder Polymer gebildet. Derartige Resistoren sind einfacher und weniger teuer herzustellen als ringförmige Resistoren des Typs, wie sie in konventionellen Isolatoren verwendet werden.

Eine Patrone 60 mit einer explosiven Ladung ist in der inneren Kammer 24 benachbart zum Widerstand 58 angebracht. Die Patrone ist längs einer Patronenachse ausgerichtet, welche im Wesentlichen senkrecht zu der longitudinalen Achse der Anschlussblöcke 12 und 16 des Gehäuses 22 steht. Die Konfiguration der Patrone ist im Allgemeinen zylindrisch mit einem kegeligen Ende. Das seitliche Äussere der Patrone ist im Wesentlichen durch einen Abstandhalter bedeckt oder umgeben. Der Abstandhalter umfasst einen leitenden Teil 62, der aus einem lang gestreckten Leiter gebildet ist, der schraubenförmig um eine zylindrische Oberfläche der Patrone 60 gewickelt ist, und einen kreisförmigen zylindrischen Büchsenteil 64 aus einem elektrisch isolierenden Material. Der leitende Teil kann wahlweise ein metallischer Zylinder sein. Der leitende Teil 62 und der isolierte Büchsenbereich 64 sind axial mit Zwischenraum entlang der Patronenachse angeordnet. Das Ende des Büchsenbereichs 64, das vom leitenden Teil 62 abgewandt ist, ist durch den Endbereich 66 des Büchsenbereiches abgeschlossen. Die Patrone 60, mit den umgebenden Abstandhaltern 62 und 64 ist einer äusseren Oberfläche des Widerstands 58 benachbart. Insbesondere sind die Patrone und Abstandhalter senkrecht zu der longitudinalen Achse des Widerstands und tangential zur äusseren Oberfläche des Widerstands.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, ist der Raum in der inneren Kammer 24 zwischen dem Abstandhalter 62 und 64 und der Feder 46 ein Funkenspalt 68.

In einer alternativen Anordnung der Ausführungsform gemäss Fig. 1 kann ein Abstandhalter aus Gummi in der inneren Kammer 24 eingeschlossen werden, um die Hülse vom Bewegen in der inneren Kammer abzuhalten. Dieser Abstandhalter kann auch eine polymere Dichtung sein, welche die Patrone an ihrem dem Abstandhalter gegenüberliegenden Ende der Patronenanordnung festhält. Auch der Abstandhalter aus Gummi kann grösser sein und die ganze Patrone abdecken mit einer Öffnung über dem Abstandhalter als Durchlass für den Funken.

Die Ausgestaltung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erlaubt es, dass die Patroneneinheit an der Innenseite des Isolators festgehalten wird, beispielsweise durch die Verwendung eines Abstandhalters, oder sie kann auch ohne solchen Abstandhalter verwendet werden, wodurch die Patroneneinheit im Unterbrechergehäuse 22 sich bewegen kann. Dieses Zulassen von Bewegung kann aber bewirken, dass die Einheit klappert, was in gewissen Umgebungen als nicht wünschbar betrachtet werden kann.

Durch ein derartiges Ausbilden des Unterbrechers kann dieser in einem integralen Teil des Ableiterstützträgers eingesetzt werden oder kann als separater Unterbrecher ausgebildet sein. Der Spalt zwischen der Feder 46 und dem Abstandhalter 62 und 64 ergibt die Detonationscharakteristik des Unterbrechers. Die Grösse des Spaltes ist im Aufbau durch die Höhe des Widerstandes und die Höhe des Abstandhalters festgelegt. Der Abstandhalter ist der Endpunkt für den Bogen und schützt die Patrone vor einer Detonation, während der Ableiter korrekt funktioniert.

Die senkrechte Ausrichtung der Patrone relativ zu den longitudinalen Achsen der Anschlussblöcke erlaubt es, mehr Energie eines Bogens, erzeugt unter Fehlerbedingungen, zur Patrone zu übertragen. Diese grössere Energieübertragung bewirkt eine schnellere Detonation der Patrone. Eine Einstellung des Spalts und der Masse des Abstandhalters der Ausstattung erleichtert eine Koordination mit den Schmelzkurven und liefert wie gewünscht korrekte Ablaufcharakteristiken.

Die Anordnung der Teile erleichtert den Zusammenbau, indem es möglich ist, die Teile einfach und leicht in die innere Ausnehmung des Gehäuses fallen zu lassen. Der erste Anschlussblock 12 wird durch die Bohrung 30 eingeführt. Die Feder, der Widerstand und die Patrone mit dem umgebenden Abstandhalter werden dann in die Ausnehmung über dem Anschlussblock 12 eingesetzt. Die innere Ausnehmung 24 wird dann durch den Anschlussblock 16 verschlossen und wird durch einen Kleber 56 gesichert, um den Zusammenbau zu vollenden.

Während einer normalen fehlerfreien Arbeitsweise des Ableiters strömt wenig oder kein Strom durch den Unterbrecher wegen dem hohen Widerstand des Ableiters. Wenn er einem Blitzschlag oder Stromstössen ausgesetzt ist, erfährt der Ableiter hohe Stromimpulse, welche durch den Ableiter und den Unterbrecher gehen. Im Unterbrecher wird der Strom über einen Bogen zwischen der Feder 46 und dem leitenden Teil 62 des Abstandhalters geleitet, wodurch eine Verbindung vom Anschlussblock 16 zur Erde 18 erhalten wird.

Wenn der Ableiter korrekt funktioniert, springt der Funken über für hohen Strom, kurz dauernde Impulse, welche weniger als 100 msek. dauern für Blitzschläge und weniger als einige msek. für Schaltströme. Für solch kurze Funkensprünge wird ungenügend Energie erzeugt, um die Patrone zu aktivieren oder anzuzeigen. Wenn jedoch der Blitzableiter den Spannungen nicht widerstehen kann, werden die Bogen über eine genügend lange Zeitperiode erzeugt, um die entschärfte Patrone zu aktivieren, was eine Explosion bewirkt, welche die Anschlussblöcke mechanisch voneinander trennt. Die Kraft der explodierenden Ladung zwingt mindestens einer der Anschlussblöcke, üblicherweise den zweiten Anschlussblock 16 aus dem Gehäuse. Durch diesen Vorgang wird der Ableiter vom System elektrisch getrennt und gibt eine visuelle Anzeige an, dass der Ableiter ersetzt werden muss.

In den Fig. 3 bis 6 ist ein Trenn-Unterbrechaufbau oder Einrichtung 110 gemäss einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt, umfassend einen ersten oberen elektrischen Anschlussblock 112, der elektrisch mit dem Ableiter 114 verbunden ist, und einem zweiten unteren elekt-rischen Anschlussblock 116, der elektrisch mit der Erde 118 verbunden ist. Der Ableiter 114 ist elekt-risch mit einer Starkstromleitung 120 verbunden, welche repräsentativ für ein Stromsystem ist. Die Anschlussblöcke 112 und 116 sind mechanisch und elektrisch miteinander verbunden.

Der Ableiter 114 ist ein konventioneller Ableiter wie der Ableiter 14 und wird somit nicht im Detail beschrieben.

Die Anschlussstücke 112 und 116 sind mechanisch miteinander verbunden durch ein hohles, nicht leitendes Gehäuse 122. Das Gehäuse 122 kann aus irgendeinem stark isolierenden Material hergestellt sein, beispielsweise Kunststoff. Das hohle Innere des Gehäuses definiert eine innere Kammer 124, welche sich zwischen den gegenüberliegenden Enden 126 und 128 des Gehäuses 122 erstreckt. Die Kammer 124 ist durch eine zylindrische Bohrung 130 mit dem oberen Ende 126 verbunden. Das untere Ende der Kammer 124 ist mit dem Ende 128 durch eine abgestufte untere Kammer 132 verbunden. Die untere Kammer wird durch Bereiche gebildet, die unterschiedliche Durchmesser aufweisen, wobei jeder derartige Durchmesser grösser ist als der Durchmesser der inneren Kammer 124.

Zwischen den Kammern 124 und 132 weist das Gehäuse eine radial nach innen vorstehende untere Schulter 134 auf, welche eine ringförmige Konfiguration hat. Eine obere Schulter 136 erstreckt sich radial als Zwischenfläche der inneren Kammer 124 und der oberen Bohrung 130.

Der obere elektrische Anschlussblock 112 weist einen konventionellen Aufbau auf und hat einen Kopfbereich, der im Innern der Kammer 124 angeordnet ist und gegen die obere Schulter 136 anstösst. Ein mit einem Aussengewinde versehener Schaftteil 140 erstreckt sich vom Kopfbereich durch die obere Bohrung 130, sodass der Schaftbereich 140 mindestens teilweise aus dem Gehäuse 122 vorsteht. Auf diese Weise greift die Kopfbereichoberfläche 142 in die obere Schulter 136 ein, während die Kopfbereichoberfläche 144 im Innern der inneren Kammer 124 liegt.

Eine metallische Feder 146 ist in der inneren Kammer 124 angeordnet und stösst an die Oberfläche 144 des Kopfbereichs 138 des Anschlussblocks. Die Feder 146 verfügt über eine Vorspannkraft, mit welcher die Komponenten in der inneren Kammer 124 einen elektrischen oder physischen Kontakt haben und den Anschlussblock 112 mit dem Anschlussblock 116 durch den Widerstand 158 nach dem Zusammenbau elektrisch verbinden.

Der zweite Anschlussblock 116 ist ebenfalls konventionell und weist einen Kopfbereich 148 und einen mit einem Gewinde versehenen Schaftbereich 150 auf. Der Kopfbereich 148 weist eine obere Oberfläche 152 auf, die gegen die Kammer 124 gerichtet ist und gegen die untere Schulter 134 des Gehäuses anstösst. Die gegenüberliegende Oberfläche 154 des Kopfbereiches 148 ist abgestuft. Der Anschlussblock 116 wird im Gehäuse 122 in der entsprechenden Position gehalten, indem sein Kopfbereich auf der unteren Schulter 134 aufliegt und durch einen geeigneten Kleber 156 die Kopfbereichoberfläche 154 und die abgestufte untere Kammer 132 des Gehäuses 122 verbunden sind.

Ein hohler zylindrischer Widerstand 158 ist in die innere Kammer 124 eingesetzt und erstreckt sich zwischen der Feder 146 und dem Kopfbereich 148 des zweiten Anschlussblockes 116, eine elektrische Widerstandsverbindung zwischen den beiden Anschlussblöcken bildend. Der Widerstand 158 ist aus Karbon, Keramik oder einem Polymer gebildet.

Im hohlen Innenraum des Widerstands 158 ist eine Patrone 160 mit einer explosiven Ladung untergebracht. Die Patrone 160 weist eine längliche Form auf und erstreckt sich entlang der Patronenachse, die im Wesentlichen senkrecht zu den longitudinalen Achsen der Anschlussblöcke 112 und 116 und des Gehäuses 122 steht.

Ein Abstandhalter mit einem leitenden Bereich 162 und einem Hülsenbereich 164 aus isolierendem Material umgibt die Patrone und kann an der oberen Oberfläche 152 des zweiten Anschlussblockkopfbereichs 148 anstossen. Ein elektrisch leitender Bereich 162 wird durch einen spiralförmigen runden Leiter gebildet, der um die Patrone oder einen metallischen Zylinder gewunden ist. Das Ende des Büchsenbereichs 164, das vom leitenden Bereich abgewandt ist, ist durch einen Endteil 166 verschlossen.

Die Patrone und der Abstandhalter erstrecken sich diametral über das zylindrische hohle Innere des Widerstands 158. Während die axiale Länge der Patrone und des Abstandhalters kleiner ist als der Durchmesser des hohlen Inneren des Widerstandes, ist eine Keilplatte 168 kraftschlüssig zwischen das axiale Ende der Patrone 160, das vom Hülsenbereich 164 abgewandt ist, und dem benachbarten inneren Oberflächenbereich des Widerstandes 158 eingesetzt. Die Keilplatte liefert einen festen Sitz für die Patrone und den Abstandhalter, sodass sie sich innerhalb des Widerstands nicht bewegen können.

In der Ausführungsform gemäss Fig. 3 bis 5 ist der Funkenspalt 170 zwischen der Feder 146 und der Patrone und dem Abstandhalter und zwischen dem Abstandhalter und der Oberfläche 152 des zweiten Anschlussblockkopfbereichs 148 vorgesehen. Die Grösse dieses Spaltes kann ferner durch eine positive Anordnung der Patrone und des Abstandhalters im hohlen Innern des Widerstandes 158 justiert werden, was selbst erlaubt, die Patrone und den Abstandhalter über der Oberfläche 152 des zweiten Anschlussblockkopfbereichs 148 mit Abstand anzuordnen.

Der Aufbau des Ableiters der zweiten Ausführungsform ist ähnlich zu demjenigen der ersten Ausführungsform. Jedoch können der Widerstand, die Patrone, der Abstandhalter und die Keilplatte vor dem Einsetzen zusammengebaut werden und als Einheit in die innere Kammer 124 des Gehäuses 122 eingesetzt werden. Ausserdem ist die Funktion der zweiten Ausführungsform die gleiche wie bei der ersten Ausführungsform.

Gemäss den Fig. 6 und 7 umfasst eine Trenn-Unterbrecheinheit oder Einrichtung 210 gemäss einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen ersten oberen elektrischen Anschlussblock 212, der elektrisch mit dem Ableiter 214 verbunden ist, und einen zweiten unteren elektrischen Anschlussblock 216, der elektrisch mit der Erde 218 verbunden ist. Der Ableiter 214 ist elektrisch mit einer Starkstromleitung 220 verbunden, welche repräsentativ ist für ein Stromsystem. Die Anschlussblöcke 212 und 216 sind mechanisch und elektrisch miteinander verbunden.

Der Ableiter 214 ist konventioneller Bauart und wird somit nicht im Detail beschrieben. Der Ableiter kann gemäss dem US-Patent Nr. 4 656 555 (Raudabaugh) ausgebildet sein, dessen Gegenstand durch Referenz hiermit eingeschlossen ist.

Die Anschlussblöcke 212 und 216 sind mechanisch durch ein hohles, nicht leitendes Gehäuse 222 miteinander verbunden. Das Gehäuse 222 ist um die Anschlussblöcke 212 und 216 und die anderen Trennkomponenten aus einem geeigneten stark isolierenden Material, wie Epoxy, gegossen. Ein hohles zylindrisches isolierendes Rohr 223 bildet den hohlen Innenraum des Gehäuses und definiert eine innere Kammer 224, welche sich zwischen den gegenüberliegenden Enden 226 und 228 des Gehäuses 222 und zwischen den Anschlussblöcken erstreckt.

Der obere elektrische Anschlussblock 212 ist von konventioneller Bauart und weist einen Kopfbereich 238 auf, der im Gehäuse 222 am oberen Ende der Kammer 224 eingelassen ist. Ein mit einem Aussengewinde versehener Schaftbereich 240 erstreckt sich vom Kopfbereich durch das Gehäuse, sodass dieser Schaftbereich 240 mindestens teilweise aus dem Gehäuse 222 herausragt. Dadurch ist der Kopfbereich 238 im Gehäuse gehalten, seine Oberfläche 242 ist durch den Gehäusebereich abgedeckt, während die Kopfbereichoberfläche 244 gegen das Innere der inneren Kammer 224 gerichtet ist und am oberen Ende eines isolierenden Rohres 223 anstösst.

Eine metallische Feder 246 ist in der inneren Kammer 224 und im isolierenden Rohr 223 angeordnet und stösst an die Oberfläche 244 des Anschlussblockkopfbereichs 238 an. Die Feder 246 verfügt über eine Vorspannkraft, um einen elektrischen oder physischen Kontakt der Komponenten in der inneren Kammer 224 aufrechtzuerhalten, und um den Anschlussblock 212 mit dem Anschlussblock 216 über den Widerstand 258 nach dem Zusammenbau elekt-risch zu verbinden.

Der zweite Anschlussblock 216 ist ebenfalls konventionell und hat einen Kopfbereich 248 und einen mit einem Gewinde versehenen Schaftbereich 250. Der Kopfbereich 248 weist eine obere Oberfläche 252 auf, die in die Kammer 224 gerichtet ist und am unteren Ende des isolierenden Rohres 223 anstösst. Die gegenüberliegende Oberfläche 254 des Kopfbereiches 248 ist abgestuft und durch Bereiche des Gehäuses 222 abgedeckt. Der Anschlussblock 216 wird im Gehäuse 222 in Position gehalten, indem sein Kopfbereich in den benachbarten Gehäusebereichen eingreift.

Ein fester zylindrischer Widerstand 258 ist in der inneren Kammer 224 angeordnet und erstreckt sich zwischen der Feder 246 und dem Kopfbereich 248 des zweiten Anschlussblocks 216 und bildet eine elektrische Widerstandsverbindung zwischen den beiden Anschlussblöcken. Der Widerstand 258 ist aus Karbon, Keramik oder einem Polymer aufgebaut. Ein solcher Widerstand ist einfacher und weniger teuer herzustellen als ein ringförmiger Widerstand, wie sie in konventionellen Unterbrechern verwendet werden.

Eine Patrone 260 mit einer explosiven Ladung ist in der inneren Kammer 224 benachbart zum Widerstand 258 befestigt. Die Patrone erstreckt sich längs einer Patronenachse, welche sich im Wesentlichen senkrecht zu der longitudinalen Achse der Anschlussblöcke 212 und 216 und des Gehäuses 222 erstreckt. Die Konfiguration der Patrone ist im Allgemeinen zylindrisch mit einem kegelig geformten Ende. Das seitliche Äussere der Patrone ist im Wesentlichen bedeckt oder umgeben durch einen Abstandhalter. Der Abstandhalter umfasst einen leitenden Bereich 262, gebildet aus einem langen Leiter, der spiralförmig umwunden ist, oder aus einem hohlen metallischen Zylinder, koaxial angeordnet um eine zylindrische Oberfläche der Patrone 260, und einem kreisförmigen zylindrischen Hülsenbereich 264 aus elektrisch isolierendem Material. Der leitende Bereich 262 und der isolierte Hülsenbereich 264 sind axial entlang der Patronenachse und beabstandet davon angeordnet. Das Ende des Hülsenbereichs 264, das dem leitenden Bereich 262 gegenüberliegend ist, ist durch den Endbereich 266 des Hülsenbereichs verschlossen. Die Patrone 260 mit dem umgebenden Abstandhalter 262 und 264 ist benachbart zur äusseren Oberfläche des Widerstandes 258. Die Patrone und der Abstandhalter sind senkrecht zu der longitudinalen Achse und tangentiell zu der äusseren Oberfläche des Widerstands ausgerichtet.

In einer alternativen Anordnung der dritten Ausführungsform kann ein elastischer Halter in die innere Kammer 224 eingesetzt sein, um zu vermeiden, dass die Patrone sich im isolierten Rohr 223 bewegen kann. Der elastische Halter kann aus einer polymeren Platte gebildet sein, welcher die Patrone an ihrem Ende hält, das gegenüberliegend zum Abstandhalter des Patronenaufbaus ist. Der elastische Halter kann auch grösser sein und die ganze Patrone bedecken mit Ausnahme eines Loches über dem Abstandhalter, um einen Bogendurchgang zu ermöglichen.

Die Ausgestaltung der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erlaubt es, dass der Patronenaufbau im Innern des Isolators befestigt werden kann, beispielsweise durch die Verwendung eines Abstandhalters, oder kann ohne solch einen Abstandhalter angebracht sein, wodurch dem Patronenaufbau erlaubt wird, sich innerhalb des Isolatorgehäuses 222 zu bewegen. Jedoch kann das Zulassen einer solchen Bewegung bewirken, dass die Anordnung klappert, was in gewissen Umgebungen als unerwünscht betrachtet werden kann.

Die dritte Ausführungsform mit der Anordnung der Teile erleichtert den Zusammenbau, indem es möglich ist, die Anschlussblöcke und die inneren Teile (d.h. das isolierende Rohr, den Widerstand, die Patrone und den Abstandhalter) leicht und einfach im Gehäuse einzugiessen. Zuerst werden die Anschlussblöcke und die inneren Teile in einer geeigneten Form befestigt. Dann wird das Epoxydmaterial in die Form eingegeben und umgibt die Anschlussblöcke und die inneren Teile, wodurch die dargestellte Einheit gebildet wird. Nach dem Aushärten des Epoxyds kann die komplette Unterbrechereinrichtung 210 aus der Form entnommen werden.

Das isolierte Rohr, die Feder, der Widerstand, die Patrone und der Abstandhalter mit oder ohne Keilplatte kann vor dem Einsetzen in eine derartige Form vormontiert werden. Die Funktionsweise der dritten Ausführungsform ist die gleiche wie diejenige der ersten Ausführungsform.

Während verschiedene Ausführungsformen ausgewählt worden sind, um die Erfindung darzulegen, wird es für den Fachmann verständlich sein, dass unterschiedliche Änderungen und Modifikationen darin ausgeführt werden können, ohne dass der Umfang der Erfindung, wie er in den angefügten Ansprüchen definiert ist, verlassen wird.

Claims (10)

1. Einrichtung zum Verbinden und alsdann Trennen und Unterbrechen eines Ableiters (14), umfassend: ein nicht leitendes Gehäuse (22) mit einem ersten und zweiten gegenüberliegenden Ende (26; 28), getrennt durch eine innere Kammer (24); einen ersten elektrischen Anschlussblock (12), angebracht am genannten ersten Ende (26); einen zweiten elekt-rischen Anschlussblock (16), angebracht am genannten zweiten Ende (28); einen Widerstand (58), der zwischen den genannten ersten und zweiten Anschlussblocks (12; 16) in der genannten inneren Kammer (24) angeordnet ist; eine Patrone (60) mit einer explosiven Ladung, die in der genannten Kammer (24) benachbart zum genannten Widerstand (58) angebracht ist; und einen Abstandhalter, der die genannte Patrone (60) umgibt, und der zum genannten zweiten Anschlussblock (16) benachbart und zum genannten ersten Anschlussblock (12) beabstandet angeordnet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Abstandhalter einen elektrisch leitenden ersten Bereich (62) und einen elektrisch nicht leitenden zweiten Bereich (64) aufweist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte erste Bereich (62) einen lang gestreckten Leiter umfasst, der schraubenförmig um einen Bereich der genannten Patrone (60) gewunden ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte zweite Bereich eine Hülse (64) zum Isolieren umfasst, die sich über einen Bereich der genannten Patrone (60) erstreckt.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte zweite Bereich eine isolierende Hülse (64) umfasst, welche sich über einen Bereich der genannten Patrone (60) erstreckt.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Anschlussblöcke (12, 16) und das genannte Gehäuse (22) sich entlang einer Längsachse erstrecken; und dass der genannte Widerstand (58) sich entlang einer Achse erstreckt, die bezüglich der genannten Längsachse seitlich versetzt ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Patrone (60) sich entlang einer Achse erstreckt, die im Wesentlichen senkrecht zur genannten Längsachse steht.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Patrone (60) benachbart zu einer äusseren Oberfläche des genannten Widerstandes (58) ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Widerstand (58) einen hohlen Innenraum aufweist; und dass die genannte Patrone (60) sich diametral zum genannten hohlen Innenraum erstreckt.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der genannten Patrone (60) und dem genannten Widerstand (58) eine Keilplatte (168) eingesetzt ist.