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Ventilableiter Ventilableiter mit Funkenstrecken und hiermit in Reihe
geschalteten, spannungsabhängigen Widerständen erhalten für hohe Spannungen eine
mit Rücksicht auf Winddruck und andere mechanische Beanspruchungen unzulässig große
Bauhöhe. Es läge nahe, die Bauhöhe des Ableiters durch Aufteilung des Ableiters
in mehrere nebeneinander angeordnete und in Reihe geschaltete Stapel herabzusetzen.
Man erhält aber dann einen zu großen Spannungsunterschied zwischen den Stapeln und
außerdem eine sehr ungünstige Spannungsverteilung längs des Ableiters.
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Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist vorgeschlagen worden, die Funkenstrecken
in einem gesonderten Stapel und die Widerstände in zwei neben diesem angeordneten
Stapeln unterzubringen, die Stapel in mehrere Teile durch isolierende Zwischenlagen
aufzuteilen und durch besondere Verbindungsleitungen und durch auf den isolierenden
Zwischenlagen angebrachte leitende Beläge die Teile des Ableiters zu einer zusammenhängenden
und abwechselnd aus Funkenstreckengruppen und Widerständen bestehenden Kette zu
vereinigen. Die isolierenden Zwischenlagen mit ihren Belägen dienen dabei als Kondensatoren,
die eine zur erstgenannten parallele Kette bilden. Ein Mangel dieser Anordnung ist,
daß die einzelnen Stapel ungleich lang sind und die Anordnung der Funkenstrecken
umständlich wird.
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Es ist weiter ein in einzelne Stapel aufgeteilter Ventilableiter bekannt,
bei dem die einzelnen Stapel abwechselnd Funkenstrecken und spannungsabhängige Widerstände
enthalten und die leitenden Beläge durch gesonderte Verbindungsleitungen zwischen
den Stapeln so verbunden sind, daß die durch die Zwischenlagen getrennten Teile
der Stapel miteinander zu einer abwechselnd aus Teilen aller Stapel und abwechselnd
aus Funkenstreckengruppen und Widerständen bestehenden zusammenhängenden Kette vereinigt
sind. Ein Mangel dieser bekannten Ableiter ist, daß die als Kondensatoren wirkenden
leitenden Beläge keine zusammenhängende und ausschließlich aus Kondensatoren bestehende
Kette bilden, die zu der aus Widerständen und Funkenstrecken gebildeten Kette parallel
geschaltet ist. Bei der bekannten Anordnung sind einzelne ableitende Widerstände
nicht durch Kondensatoren überbrückt und die Kondensatoren selbst mit Widerständen
in Reihe geschaltet. Der über die Kondensatoren fließende Stoßstrom erzeugt also
in den Widerständen einen Spannungsabfall, der den auf die Widerstände entfallenden
Spannungsanteil vermindert. Das bewirkt, daß die Zündung der Funkenstrecken erst
bei einer höheren Zündspannung eintritt. Das ist unerwünscht, weil hierdurch die
Schutzwirkung des Ableiters herabgesetzt wird.
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Die Erfindung geht von einem Ventilableiter der zuletzt beschriebenen
Art aus, also von einem aus einer Kette von spannungsabhängigen Widerständen und
Funkenstrecken bestehender Ventilableiter, dessen Kettenglieder, nämlich Widerstände
und Funkenstrecken, räumlich zu mehreren Stapeln zusammengefaßt sind, von denen
jeder Widerstände und Funkenstrecken enthält und jeder durch isolierende, an beiden
Seiten leitende Beläge tragende und so Kondensatoren bildende Zwischenlagen in Gruppen
unterteilt ist.
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Erfindungsgemäß ist dieser Ableiter so ausgebildet, daß jede durch
Zwischenlagen begrenzte Gruppe jedes Stapels Widerstände und Funkenstrecken enthält
und der leitende Belag an einem Ende einer Gruppe eines Stapels jeweils mit dem
an einem Ende einer Gruppe eines anderen Stapels liegenden Belag verbunden ist,
so daß in der aus Widerständen und Funkenstrecke bestehenden Kette auf die vollständige
Gruppe eines Stapels eine vollständige Gruppe eines benachbarten Stapels folgt,
mindestens eine ganze Gruppe durch einen Kondensator überbrückt ist und die Kondensatoren
aller Gruppen unmittelbar in Reihe geschaltet sind.
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Hiermit ist der Vorteil erreicht, daß die Zündungsspannung der bekannten
Ventilableiter herabgesetzt wird. die aus Stapeln in gleicher Höhe bestehen und
in jedem Stapel abwechselnd Funkenstrecken und spannungsabhängige Widerstände enthalten.
Weiter
kann der Ableiter aus nur zwei Stapeln bestehen und so bei
einer bestimmten Spannung und bei den bisher bekannten spannungsabhängigen Widerständen
die beste Übereinstimmung zwischen der Länge der Stapel und der Überschlagslänge
eines die Stapel umfassenden Isolationszylinders erreicht werden. Ein weiterer `'orteil
ist, daß sämtliche isolierenden Zwischenlagen als verhältnismäßig einfache Rotationskörper
ausgeführt werden können. Das ist besonders in dem Falle von Bedeutung, wenn sie
aus Porzellan oder einem gleichartigen Material hergestellt werden. Vor allen Dingen
ergibt die Möglichkeit, die aus den Zwischenlagen mit ihren Belägen gebildeten Kondensatoren
zu einer oder mehreren nur aus Kondensatoren bestehenden und zusammenhängenden Kondensatorenketten
zu vereinigen. den Vorteil. daß keiner der Widerstände von dem Kapazitätsstrom durchflossen
wird.
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Das Wesen der Erfindung geht aus der Zeichnung hervor, in der Fig.
1 und 3 schematisch zwei verschiedene Ausführungen gemäß der Erfindung und Fig.
2 und 4 die entsprechenden Schaltungen für diese zeigen: Fig. 5 und 6 zeigen im
Schnitt bzw. in perspektivischer Darstellung einen Ableiter nach Fig. 1.
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In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Isolierzylinder beispielsweise aus Porzellan,
der oben und unten je durch einen auch als Klemme dienenden Deckel 2 aus Metall
verschlossen ist. Im Zylinder 1 sind zwei Stapel nebeneinander angeordnet, die aus
spannungsabhängigen Widerstandselementen 3 und Funkenstreckenelementen 4 aufgebaut
sind. Die Stapel sind in eine Anzahl Teile durch isolierende Zwischenlagen 5 geteilt.
Diese Zwischenlagen 5 sind auf beiden Seiten mit leitenden Belägen versehen. Die
leitenden Beläge in einem Stapel sind durch besondere Verbindungsleiter 6 mit dem
leitenden Belägen des anderen Stapels so verbunden, daß die durch die Zwischenlagen
5 getrennten Teile des Stapels zu einer von Stapel zu Stapel springenden Kette von
spannungsabhängigen Widerständen 3 und Funkenstrecken 4 vereinigt sind und außerdem
die durch die isolierenden Zwischenlagen 5 und ihre leitenden Beläge gebildeten
Kondensatoren eine mit der zuerst genannten Kette parallel geschaltete zusammenhängende
Kondensatorenkette bilden. Dies geht aus Fig. 2 hervor. Die verschiedenen Teile
der Stapel, die durch die Zwischenisolatoren 5 getrennt sind, sind also durch Metallverbindungen
in Reihe geschaltet, die aus zwischen den Zwischenisolatoren5 und denWiderstandsblöcken
3 eingelegten Metallblechen und biegsamen Leitern bestehen können. Diese Ausführung
der Erfindung ist die denkbar einfachste und hat den Vorteil, daß die Zwischenisolatoren
aus gedrehten Teilen bestehen können. Das ist dann von erheblicher Bedeutung, wenn
sie aus keramischem Werkstoff doppelbeeherförmig ausgebildet werden sollen. Bei
dieser Formgebung verhindern die Seitenwände Überschläge zwischen den Stapeln.
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Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführung sind drei Stapel von Widerstandselementen
und Funkenstreckenelementen nach demselben Prinzip wie in Fig. 1 nebeneinander angeordnet.
Das entsprechende Schaltbild in Fig. 4 zeigt, daß durch diese Anordnung zwei parallel
mit der Widerstands- und Funkenstreckenkette geschaltete kapazitive Spannungsteiler
erzielt sind.
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Fig.5 zeigt im einzelnen die Ausführung der in Fig.1 dargestellten
Anordnung. Hier ist 11 ein Isolierzylinder. vorzugsweise aus Porzellan, der an beiden
Enden- durch Metalldeckel 12 abgeschlossen ist, die gegen Dichtungen 13 durch an
den Flanschen 15 befestigte Federteile 14 gepreßt werden. 12' sind weitere Deckel,
die die Öffnungen in den Flanschen 15 bedecken. Im Zylinder befinden sich zwei Stapel
von Widerstandselementen 16 und Funkenstreckenelementen 17. Die letzteren bestehen
aus Metallplatten 18, die voneinander durch Abstandhalter getrennt sind, die aus
Widerstandsmaterial bestehen können und somit als Potentialsteuerwiderstände dienen.
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20 ist ein Zentrierungsbolzen aus Porzellan oder einem anderen Isolierstoff.
Die Stapel sind in eine Mehrzahl von Teilen durch Zwischenisolatoren 21 aus Porzellan
oder einem anderen keramischen Werkstoff mit hoher Dielektrizitätskonstante unterteilt.
Diese Zwischenisolatoren sind mit ringförmigen Flanschen 22 versehen, die einen
Überschlag zwischen den Stapeln verhindern. Die Widerstandsblöcke 16 und Funkenstreckenelemente
17 sind in Zylinder 23 eingesetzt, vorzugsweise aus Porzellan. Um einen guten Kontakt
zwischen den verschiedenen Teilen der Stapel sicherzustellen, sind Schraubenfedern
24 zwischen diesen angeordnet. Die Verbindungen zwischen den einzelnen Teilen der
Stapel sind durch biegsame Leiter 26 hergestellt, die an Metallplatten oder Scheiben
25 angeschlossen sind, die zwischen den Widerstandselementen und den Zwischenisolatoren
liegen. Um den Kontakt zwischen diesen Metallscheiben 25 und dem isolierenden Material
der Zwischenisolatoren 21 zur Erzielung der höchstmöglichen Kapazität zu verbessern,
kann die Oberfläche der Zwischenisolatoren metallisiert oder mit irgendeiner leitenden
Schicht versehen sein.
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27 ist eine Anschlußklemme zur Verbindung mit einem Zählwerk. Falls
ein solches nicht verwendet wird, ist die Klemme mit Erde verbunden. 28 ist ein
Abstandhalter aus Isolierstoff, um die Stapel an einem oder mehreren Punkten gegeneinander
abzustützen und sie so während des Transportes zu sichern. Wenn der Ableiter zusammengesetzt
ist, wird der Zylinder 11 evakuiert, mit irgendeinem trägen Gas gefüllt und geschlossen,
indem die Öffnung 29 durch Löten oder Schweißen geschlossen wird.
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Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht des unteren Teils des Ableiters
nach Fig. 5, wobei der Zylinder 11 weggenommen und einer der Zwischenisolatoren
21, 22 teilweise weggebrochen ist..