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Gerät zum Schutz gegen atmosphärische Entladungen für elektrische
Leitungen, bei denen zwischen Isolator und Leitung Distanzrohre vorgesehen sind
Schutzeinrichtungen zum Unschädlichmachen elektrischer Erscheinungen, wie sie in
Gestalt von Wolken ionisierter Gase auftreten und z. B. bei Blitzeinschlägen entstehen
und an Freileitungen entlang wandern, sind bekannt. Solche etwa als indirekte Folge
einer Blitzentladung auftretenden Erscheinungen «erden gelegentlich auch mit »Wirbelblitzen«
bezeichnet. Diese Schutzeinrichtungen, durch die die genannten Erscheinungen unschädlich
gemacht werden, sind an den Aufhänge- oder Abspannisolatoren der elektrischen Leitungen
angebracht.
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Diese bekannten, gelegentlich auch als »Blitzscliutzeinrichtungen«
bezeichneten Schutzgeräte der genannten Art bestehen aus einer äußeren schirm- oder
plattenförmigen Elektrode, die gegenüber Erde isoliert ist, und einer inneren schirm-
oder plattenförmigen Elektrode, die geerdet ist und im wesentlichen parallel zu
der äußeren Elektrode steht. Bisher war bei derartigen Anlagen die zu schützende
Leitung unmittelbar an das »Blitzschutzgerät« angehängt, und die Plattenelektroden
waren rechtwinklig zum Leiter angeordnet, um jede Wolke ionisierter Gase (»Wirbelblitzwolke«),
die von der einen oder von der anderen Seite längs der Leitung ankommen könnte,
aufzuhalten und zu neutralisieren und auf diese Weise am Isolator einen Überschlag
des Betriebsstromes zur Erde zu vermeiden.
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Es mag noch bemerkt werden, daß auch Schutzeinrichtungen für elektrische
Freileitungen bekannt sind, bei denen eine mit dem Leiter verbundene und eine parallel
zu ihr stehende geerdete Elektrode in Form durchbrochener Schutzringe verwendet
werden. Diese Schutzeinrichtungen sind aber nicht geeignet, die genannten Wolken
ionisierter Gase, wie sie z. B. infolge von Blitzeinschlägen entstehen und an den
Freileitungen entlang treiben, abzufangen. Im Gegensatz dazu bezieht sich die Erfindung
auf die eingangs genannten Schutzeinrichtungen, bei denen die einander gegenüberstehenden
Elektroden plattenförmig ausgebildet sind und die sogenannten »Wirbelblitzwolken«
schirmartig auffangen und am Eindringen in den Raum zwischen den Elektroden hindern.
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Die Erfindung betrifft nun Schutzeinrichtungen für elektrische Leitungen,
bei denen die Leitung nicht unmittelbar an dem Schutzgerät bzw. Isolator befestigt
oder angehängt ist, sondern durch ein Distanzrohr in einer gewissen Entfernung von
diesem gehalten wird, z. B. Fahrleitungen elektrischer Bahnen. Um nun auch in diesem
Falle gleichfalls ein Auffangen und Unschädlichmachen der Wolken ionisierter Gase,
die sich längs der Leitung bewegen, zu erreichen, wird erfindungsgemäß die Anordnung
so getroffen, daß die Oberflächen der Schirmelektroden des am Isolator angebrachten
Schutzgerätes gegenüber der Leitung eine gewisse Neigung erhalten, derart, daß sie,
unter Abschirmung des zwischen den Elektroden liegenden Raumes, einen spitzen Winkel
mit der Leitungsrichtung bilden.
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Am besten wird das Abfangen der ionisierten Luftwolke erreicht, wenn
jede Schirmelektrode senkrecht zu der Tangente liegt, die im Schnittpunkt der mittleren
(d. h. durchschnittlich auftretenden) Zuglinie einer auf die Schirmelektroden zu
getriebenen bzw. von der geerdeten Elektrode angezogenen ionisierten Luftwolke mit
der betreffenden Schirmelektrodenfläche an die genannte Zuglinie gelegt ist.
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Gemäß einer besonderen Ausführungsform können die Schirmelektroden
aus kegelstuinpfförmigen Flächenteilen bestehen.
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Weitere Einzelheiten und Erfindungsmerkmale ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung an Hand der Zeichnungen, in denen schematisch drei Ausführungsformen
der Erfindung gezeigt sind, und zwar in Anwendung auf Isolatoren für die Oberleitungen
(Fahrdrähte) zur Stromversorgung einer elektrischen Eisenbahnlinie. Es stellt dar
Fig. 1 eine Aufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Schutzgerätes nach der
Erfindung, Fig. 2 eine Seitenansicht desselben Gerätes,
Fig. 3 eine
Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform eines Schutzgerätes nach der Erfindung,
Fig. 4 die entsprechende Seitenansicht, Fig. 5 eine Aufsicht auf eine dritte Ausführungsform
und Fig. 6 eine Stirnansicht dieser dritten Ausführungsform, gesehen in Richtung
des Pfeiles VI der Fig. 5, wobei der Fahrdraht ausgelassen ist.
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Bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 2 wird die Oberleitung
1 (Fahrdraht) durch ein Distanzrohr 2, das gegenüber dem Fahrdraht entweder isoliert
oder nicht isoliert ist, über der Schienenachse gehalten. Das Rohr 2 trägt einen
»Rohr- oder Kappen«-Isolator 3, 10, und die ganze aus Rohr und Isolator bestehende
Anordnung kann in einer vertikalen Ebene um einen Achszapfen 4 schwingen, der auf
einem mit der Erde verbundenen Träger 5 angebracht ist, z. B. einem Leitungsmast.
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Das Schutzgerät besteht aus zwei Schirmelektroden: Die eine ist gegenüber
Erde isoliert und besteht aus zwei Blechen 6, die beide einander überlappend starr
am Rohr 2 gehalten sind durch zwei Halbmanschetten 7, die an dem Rohr 2 durch vier
Bolzen angeklemmt sind.
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Die zweite Schirmelektrode 9, die geerdet ist, ist befestigt an der
Kappe 10 des Isolators 3 mittels zweier Halbmanschetten, die durch die Schraubbolzen
11 zusammengezogen sind. Die Ränder der Schirme 6 und 9 sind vorteilhaft umgebogen,
wie es bei 12 und 13 angegeben ist.
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Die Elektrodenoberflächen in n und p q bzw. }n n und p'
q' sind paarweise parallel, und die Flächen sra n und rri n müssen für jede
Art von in Betracht kommende Freileitung eine bestimmte Gestaltung erfahren unter
Berücksichtigung des Abstandes d (Feg. 1), derart, daß diese Flächen oder Ebenen
in mi und in' n senkrecht liegen zu den Tangenten y x und y' x', die in den
Auftreffpunkten auf die Schirme 6 an die Zuglinie oder Laufbahn f' bzw. f'
l des Schwerpunktes der zu neutralisierenden Wolke ionisierter Luft gelegt
sind, wobei diese Wolke entweder im Sinne des Pfeiles f oder im Sinne des Pfeiles
f 1 von der einen oder anderen Seite der Leitung ankommen kann und dabei längs der
Zug- oder Laufbahn f' oder f' l abgelenkt wird durch die Anziehung, die auf
sie ausgeübt wird durch den geerdeten Schirm 9.
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Das so ausgestaltete Schutzgerät arbeitet wie folgt: Die ionisierten
Atome der sogenannten Wirbelblitzwolke wenden sich, geführt durch die von der Wolke
ausgesandten hochfrequenten Wellen, auf den Schirm 9 und dem Mast 5 zu, um zur Erde
abzufließen. Sie werden aufgefangen durch das schirmbildende Blech 6. neutralisieren
sich augenblicklich unter Aussendung eines Bogenlichtes und werden isolierend. Sie
können also nicht mehr eine Entladung des Betriebsstromes zur Erde hin einleiten
und können infolgedessen auch nicht mehr durch Stoßwellen einen 'Nachfolgestrom
hervorrufen.
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Der Schirm 6 kann mit der Leitung 1 verbunden sein, oder er kann von
ihr durch eine schwache Isolierung getrennt sein, beispielsweise im Falle von Kettenaufhängung,
dadurch, daß zwischen die Leitung l und das dasselbe gegen seitliche Schwingungen
sichernde Distanzrohr 2 eine doppelte Isolierung geringen Widerstandes gesetzt wird,
die trotzdem die Zerstörung der-Wolke veranlaßt.
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Die Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 entspricht größtenfalls
derjenigen nach den Fig. 1 und 2, und alle gleichgebliebenen Teile sind auch mit
denselben Bezugsziffern bezeichnet. Es genügt also, im folgenden die von der ersten
Ausführungsform abweichenden Merkmale dieser zweiten Ausführungsforrn nach den Fig.
3 und 4 zu beschreiben.
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Das Rohr 2, das die Schirme 6 trägt, ist durch eine Lasche 15 und
ringartige Muffen 16 an einem Querisolator 17 befestigt, der seinerseits durch ringartige
Muffen 18 an der Stütze 5 gehalten wird. Die Muffen 18 tragen die Schirme 9, die
den Schirmen 6 zugewendet sind.
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Die Arbeitsweise dieses Schutzgerätes ist dieselbe wie die des vorangehenden
Beispiels.
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Die Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 schließlich betrifft eine
Anordnung der Schutzeinrichtung bei auf Zug arbeitende »Rohr- oder Kappen«-Isolatoren
3 und 19. Der Isolator 3 ist an dem mit der Freileitung verbundenen Rohr 2 befestigt,
während der Isolator 19 an der Stütze 15 angehängt ist.
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In diesem Falle werden die Schirme 20, die gegen Erde isoliert
und durch Arme 21 an dem Rohr 2 befestigt sind, und ebenso die Schirme 22, die geerdet
und durch Arme 23 an dem Isolator 19 befestigt sind, durch kegelstumpfförmige Flächenteile
gebildet, die in einem gewissen Abstand voneinander jeweils vor der mittleren Vertikalebene
enden, damit die Durchbiegung der Isolatoren 3 und 19 nicht zu einer Verstellung
und Strömung der gegenseitigen Lage dieser beiden Schirmgruppen zueinander führen
kann.
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Diese Gestalt ist vorteilhaft für das Aufhalten der ionisierten Luftwolke,
wenn diese nicht genau längs der Leitung 1 ankommt, sondern beispielweise über oder
unter dieser Leitung, was besonders eintreten kann, wenn die betreffende Fahrleitung
auf ihrer Länge von einem anderen parallelen Leiter begleitet ist.
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Die Tangentenebene an den kegelstumpfförmigen Elektroden 20 und 22
in irgendeinem Punkte liegt stets rechtwinklig zu den Richtungen, in denen die mittlere
Laufbahn f' und f' l der ionisierten Luftwolke verläuft, die entweder
aus der Richtung f oder aus der Richtung f 1 ankommt.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen und dargestellten
Ausführungsformen beschränkt, sondern kann auch durch andere nach denselben Grundsätzen
aufgebaute Geräte verkörpert werden.