-
Ventilableiter Die Erfindung betrifft Ventilableiter mit mehreren
hohlen keramischen Gehäuseteilen, welche die Widerstände und Funkenstrecken umgeben.
Sie bezieht sich insbesondere auf solche Ventilableiter, die an Stellen verwendet
werden, wo das Ventilableitergehäuse atmosphärischen Verunreinigungen ausgesetzt
ist.
-
Es ist in der Technik der Ventilableiter bekannt, daß an Stellen,
wo der Ableiter atmosphärischen Verunreinigungen ausgesetzt ist, die Anwendung von
aus mehreren Einheiten bestehenden Ableitern sehr begrenzt ist. Dies ist hauptsächlich
der Tatsache zuzuschreiben, daß es beii aus mehreren Einheiten bestehenden Ventilalyleitern
unbedingt erforderlich ist, die angelegten Spannungen und Ulerspannungen gleichmäßig
auf die einzelnen Einheiten der Ventilableiter aufzuteilen, um die Unterbrechungsfähigkeit,
welche die Ableiter unter normalen Betriebsbedingungen besitzen, ausnutzen zu können.
Wenn in derartigen Ventilableitern eines oder mehrere der Ventilahleitergehäuse
in solchem Ausmaß verunreinigt werden, daß ein bestimmter Leiterstrorn zwischen
den Enden dieser Einheit fließt, ist die gleichmäßige oder gewünschte Spannungsverteilung
zwischen den Ventilahleitereinheiten aufgehoben, so daß auf einige der Ableiterelemente
größere Spannungen entfallen als auf die anderen. In der Folge werden die Ableiterelemente
mit höheren Spannungsanteilen schon bei einer relativ geringeren Gesamtspannung
überschlagen, und die Unterbrechungsfähigkeit der gesamten Ventilableitergruppe
ist wesentlich vermindert.
-
Es ist bereits eine Lösung für dieses Problem vorgeschlagen worden,
wobei nichtlineare Widerstände zwischen den Endanschlüssen mehrerer Ableiterei,nheiten
eines aus mehreren Einheiten bestehenden Ventilableiters eingeschaltet werden. Die
Verunreinigung des Gehäuses eines der Ableitereinheiten bewirkt so wegen der nichtlinearen
Charakteristik des Widerstandes eine Steigerung des Ausgleichsstromes der übrigen
Ableiterelemente derart, daß die Spannungsverteilung zwisQh.en den Ableiterelementen
wesentlich besser aufrechterhalten wird, als es sonst der Fall wäre. jedoch sind
selbst solche Ventilableiterkonstruktionen wegen des vermehrten Vorherrschens hoher
Verschmutzungsgrade Störungen unterworfen.
-
Eine wiinschenswerte Lösung dieses Problems wäre erreichbar, wenn
es möglich wäre, einen Ventilableiter zu bauen, der ein einstückiges Gehäuse von
solIcher Länge besitzt, daß alle notwendigen Ableiterelemente in einer einzigen
Säule zwischen den beiden Endanschlüssen dts Ventilableiters zusammengestellt werden
könnten; es würden auf diese Weise keine exponierten Zwischenglieder vorhanden sein
und keine Möglichkeit bestehen, daß ein die Spannungsverteilung störender Kriechstrom
außen am Gehäuse fließt. Solche Anordnungen wurden jedoch bisher wegen der erforderlichen
Länge des Gehäuses nicht als ausführbar erachtet. Diese ist aber notwendig, um eine
ausreichende Isolierung bei den hohen Spannungen, für welche solche Ableiter gebraucht
werden, zu gewährleisten. Es ist bisher nicht möglich, einen einzigen einheitlichen
keramischen Körper von dieser Länge herzustellen.
-
Gegens,tand der Erfindung ist ein neuer Ventilableiter, der die oben
angeführten Nachteile vermeidet und darüber hinaus alle Vorteile besitzt, welche
sich bei der Anwendung eines einstÜckigen kerantischen Gehäuses ergeben würden.
Dies ist gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die kerarnischen Gehäuseteile
an ihren Endflächen durch eine Haftverhindunmiteinander verbunden sind, wobei die
Verbindung durch außerhalb der keramischen Gehäuseteile liegende Metallarmaturen
unter Druck gehalten ist.
-
Der nette Ventilableiter besitzt ein mehrteiliges Gehäuse, so daß
der Stapel der Ableiterelernente nur mit den Endanschlüssen des Ventilableiters
verbunden ist. Eine solche Anordnung ist dadurch erreicht, daß ein aus zwei oder
mehreren rohrförmigen keramischen Teilen bestehendes Gehäuse, das durch eine mehrfache
Verbindung zusammengehalten ist, verwendet wird, wobei die mehrfache Verbindung
aus einer adhäsiven Verbindung zwischen den aneinanderstoß,enden Enden der Teile
und einer diese umgebenden mechanischen Verbindung besteht, welche die keramischen
Teile in aneinanderliegender Lage
unter Druck hält. Die adhäsive
Verbindung verbindet und hält die keramischen Teile des Gehäuses mit ausreichender
Festigkeit, um ein starkes einheitliches Gehäuse zu schaffen. Sie bildet gleichzeitig
eine hermetische Dichtung für das Innere des Gehäuses. Der mechanischen Verbindung
dienen in an sich bekannter Weise zwei Ringflansche, die sich gegen nach außen vorstehende
Ränder abstützen, die längs des Umfanges im Bereich - der aneinanderstoßenden
Flächen der beiden Teile vorgesehen und dazu dienen, jegliche anomalen Beanspruchungen
aufzunehmen, wie sie etwa beim Transport oder der Montage der Ventilableiter vorkommen
können. Die Flansche sind von besonderer Formgebung, um die adhäsive Verbindung
gegen atmosphärische Einflüsse zu schützen, und sollen darüber hinaus die Ansammlung
von Feuchtigkeit an der Verbindung der beiden keramischen Teile verhindern.
-
Die Erfindung, weitere Ausbildungen und Vorteile der Erfindung sind im folgenden
an Hand der Zeichnun- beschrieben; in dieser zeigt Fig. 1 einen vertikalen
Schnitt eines Ventilableiters gemäß der Erfindung, Fig. 2 eine Außenansicht des
Gehäuses und die daran befindliche Flanschverbindung, Fig. 3 einen vertikalen
Schnitt einer geänderten Verbindung gemäß der Erfindung und Fig. 4 eine Außenansicht
der Anordnung nach Fig. 3.
-
Das Gehäuse 11 besteht aus zwei rohrförmigen keramischen. Teilen
15 und 16, deren Öffnungen 17
und 18 zur Aufnahme der
Ableiterelemente und deren äußere. Rippen 19 und 20 zur Vergrößerung der
elektrischen Kriechstrecke entlang der Außenwandung des Gehäuses dienen. Die beiden
keramischen Teile 15
und 16 sind im mittleren Teil des -\"entilahleiters
mittels einer Verbindung zusammengehalten, die im gesamten mit 21 bezeichnet ist
und aus zwei funktionellen Teilen besteht, die nachfolgend beschrieben sind.
-
Die keramischen Teile 15 und 16 sind an den zusammenstoßenden
Enden 22 und 23 radial verdickt ausgebildet, so daß vorstehende Schultern
24 und 25
entstehen. Die beiden keramischen Teile 15 und
16
sind an ihren Endteilen 22 und 23 durch eine Haftverbindung
28 verbunden. Die Endflächen 26 und 27
sind durch Schleifen
oder eine andere spanabhebende Bearbeitung hergestellt, um ein sattes Anliegen der
Oberflächen zu erreichen und so die Festigkeit der Verbindung zu verbessern. Auch
die vergrößerte radiale Erstreckung der Endflächen 24 und 25 bewirkt natürlich
eine Vermehrung der Festigkeit der Verbindung zwischen den Teilen.
-
Die beiden keramischen Teile 15 und 16 werden des weiteren
noch durch eine mechanische Verbindung zusammengehalten, welche aus den Flanschen
29 und 30 besteht. Sie dient dazu, die Haftverbindung zwischen den Endflächen
der Teile vor anomalen Beanspr#uchungen zu schützen. Die beiden Flansche
29 und 30 umgeben die keramischen Teile 15 und 16 an
den aneinanderliegenden Enden und sind mit den Schulterteilen derselben durch Zernentschichten
31 und 32 fest verbunden, Die an den Enden der keramischen Rohre vorgesehenen
Schulterteile sind an ihren Außenflächen in an sich bekannter Weise mit rauhen Flächen
33
und 34 versehen. Der Zwischenraum zwischen den Außenflächen der rauhen
Flächen der keratnischen Teile und dem Inneren der Flansche kann in der Größenordnung
von 1,6 bis 3,2 mm bei Ableitern von etwa 203 mm
- Durchmesser -liegen. Die Flansche 29
und 30 sind mittels Kopfschrauben
zusammengespannt.
-
Die Endverschlüsse 12 und 13 sind von der gleichen Konstruktion.
Im folgenden ist der Verschluß 12 beschrieben. Er besteht aus einem ringförmigen
Gußstück 35, das einen nach innen gerichteten Flansch 36
und einen
sich axial erstreckenden zylindrischen Ansatz 37 besitzt, der den Endtei.1
38 des Gehäuseteiles 15
mit Abstand umgibt, und einen Befestigungsflansch
39.
Der Verschluß ist am Gehäuse in an sich bekannter Weise durch eine Zementschicht
40 befestigt, welche zwischen der Seitenwand 37 des Gußstückes und der aufgerauhten
Fläche 41 der Außenwand des Endteiles 38 des Gehäuses angeordnet ist.
-
Das Innere des Gehäuses ist durch eine Platte 42 abgeschlossen, die
am nach innen gerichteten Flansch 36 des Gußstückes 35 befestigt ist,
und durch eine Dichtungskappe 43 und einen Ring 44. Die Dichtungskappe 43 und der
Ring 44 werden durch einen Unterstützungsring 45, eine Feder 46 und einen Federhalter
47 gegen die Endflächen des Gehäuseteiles 15 gepreßt. Das Innere des Ventilableiters
ist so gegen die Außenatmosphäre abgeschlossen und kann in an sich bekannter Weise
mit einem inerten Gas gefüllt werden.
-
Der Stapel 14 von Ableiterelementen umfaßt eine Mehrzahl von Ventilblöcken
50 bis 58 und von dazwischen angeordneten, in Serie geschalteten Funkenstrecken
59 bis 64. Die Ventilblöcke und Funkenstrecken werden durch mehrere ringförmige
keramische Teile 65 unterstützt, welche flache metallische Platten
66 an den gegenüberliegenden Seiten des mittleren Teiles des Isolationsgliedes
tragen, um die Ventilblöcke und Funkenstrecken zu verbinden und um spannungsabhängige
Kondensatoren zu bilden, wie an sich bekannt ist.
-
Die ganze Anordnung von Ventilblöcken, Funkenstrecken, Isolationsgliedern
und Kondensatorplatten ist in gestapelter Lage zwischen den Endverschlüssen 12 und
13 durch Federn 67, 68 und 69 zusammengehalten. Die in der
elektrischen Schaltung letzten Ableiterelemente, z. B. der Ventilblock
50 und die Funkenstrecke 64, sind mit den Endverschlüssen 12 und
13 durch die Feder 68, das metallische Zwischenstück: 70, die
Feder 69 und die metallischen Zwischenstücke 71 und 72 bzw.
die anschließenden Platten 66
verbunden. Die Endverschlüsse 12 und
13 dienen so nicht nur als Verschlüsse für das Gehäuse und mechanische Unterstützungen
für die Ableiterelemente, sondern auch als elektrische Anschlüsse für den Ventilableiter.
-
Die Haftverbindung 28 der Verbindung 21 bildet einerseits eine
hermetische Dichtung zwischeri denkeramischen Gehäuseteilen 15 und
16 und hält andererseits diese Teile zusammen. Sie ist von sch-,veren Beanspruchungen
durch die Flansche 29 und 30 und die Verbindungsschrauben entlastet.
Die Flansche sind wirksam Beie der Aufnahme großer Biegebeanspruchungen, wie sie
beim Transport oder der Aufstellung der Ventilableiter vorkommen können. Darüber
hinaus ist die Anordnung so, daß bei einem Versagen der Haftverbindung
28 die Lage des Haftmittels einen Ring zwischen den Endflächen
26 und 27 bildet, welcher die hermetische Dichtung aufrechterhält.
So wird der Zustand im Innern des Ventilableiters auch im Falle eines Versagens
der Haftverb-indung aufrechterhalten.
-
Die Konstruktion der- Flansche 29 und 30 ist
so ausgeführt, daß sie zusätzlich zu ihrer Aufgabe als kraftübertragende Glieder
die Haftverbindung schützen, wobei sie jedoch ausreichende Lüftung an d,#-r Außenseite
der Verbindung gewährleistefi, um eine
Ansammlung von Feuchtigkeit
auf oder neben der Verbindung zu verhindern.. Es ist daher der Zwischenraurn
73 zwischen den Flanschen 29 und 30 durch den den Flansch
30 umgebenden Vorsprung 74 des Flansches 29 geschützt. Außerdem besitzt
die Oberfläche 75 des Flansches 30 eine nach unten abgerundete Fläche,
um jede Ansammlung von Kondenswasser zu vermeiden.
-
Die Haftverbindung kann vorteilhafterweise aus jedem bekannten hochpolymeren
Klebernittel, wie beispielsweise solchen aus Epoxyharz, Polyesterharz ,oder Polyurethanharz
sein. Das Harz soll bei etwa 1201 C in einer Zeit von etwa 2 Stunden ausgehärtet
werden oder von etwa 4 oder 5 Tagen bei Raumtemperatur. Die Aushärtung bei
Raumtemperatur ist hauptsächlich bei sehr großen Stücken wünschenswert.
-
Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform der Erfindung sind
die aneinanderstoßenden Enden der beiden keramischen Gehäuseteile 77 und
78 mit Schultern 79 und 80 versehen, welche tragende Flächen
in der Längserstreckung des Gehäuses besitzen. Die mechanische Verbindung
82 weist einen oberen Flansch 83 auf, der den keramischen Gehäuseteil
umgibt und sich auf der Schulter 79 mit einem Ringteil 84 abstützt. Zwei
zusammenwirkende untere Flansche 85 und 86 stützen sich auf der Schulter
80
des unteren keramischen Gehäuseteiles ab; sie werden mittels Schrauben
87 gegen den oberen Flansch 83 gezogen und üben so eine zusammenpressende
Wirkung auf die Schultern 79 und 80 aus.
-
Die aneinanderstoßenden Enden der keramischen Gehäuseteile
77 und 78 sind durch eine Haftverbindung 81 von der gleichen
Art wie die Verbindung 28
der Fig. 1 und 2 verbunden. Die Endflächen
der keramischen Teile sind bearbeitet, um die beste Ausnutzung der Bindekraft des
Klebemittels zu gewährleisten und die notwendige hermetische Dichtung zwischen den
Teilen zu sichern.
-
Der obere Flansch 83 hat einen nach unten und seitwärts vorstehenden
schürzenartigen Teil 88, der sowohl die Haftverbindung schützt, als auch
eine Auflage 89 für die unteren Flansche 85 und 86 bildet.
Da jedoch das Zusammenwirken der unteren Flansche mit der Auflage 89 den
Zwischenraum 90 zwischen den Flanschen vollständig abschließen würde, sind
die unteren Flansche aus zwei Teilen gebildet, wobei die aneinanderliegenden Enden
einen Abstand besitzen, wie bei 91 angedeutet ist, um jegliche Ansammlung
von Feuchtigkeit im Zwischenraum 90 zu verhindern. Der untere Flansch kann
natürlich auch aus mehreren Stücken gebildet sein oder aus einem einzigen Stück
mit geeigneten Öffnungen für den Abfluß der kondensierten Feuchtigkeit bestehen.
-
Der obere Flansch 83 kann ferner auch aus zwei miteinander
verbundenen metallischen Teilen bestehen für solche Fälle, in denen die äußeren
Rippen des Gehäuses einen Zusammenbau vom entgegengesetzten Ende des Gehäuseteiles
nicht gestatten.