DE1161634B

DE1161634B - Surge arresters

Info

Publication number: DE1161634B
Application number: DEW30958A
Authority: DE
Inventors: Billy B Sorrow; Ned T Kunkle
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1960-11-14
Filing date: 1961-10-27
Publication date: 1964-01-23

Description

Überspannungsableiter Die Erfindung befaßt sich mit überspannungsableitern, insbesondere mit Ableitern der Ventiltype für Hochspannung. Überspannungsableiter der Ventiltype bestehen im wesentlichen aus Funkenstrecken und Widerstandsblöcken, die in einem Gehäuse angeordnet und in Reihe geschaltet sind. Die Funkenstrecke isoliert normalerweise den Ableiter von der Leitung, an die er angeschlossen ist. Unter dem Einfluß einer Überspannung, z. B. bei Gewitterüberspannungen, wird die Funkenstrecke durchschlagen, so daß die Ladung durch die nicht linearen Widerstände nach Erde abfließen kann. Die Widerstände haben unter Überspannung nur einen geringen Widerstand. Nach dem Ableitvorgang vermindern die Widerstände wegen ihrer Ventileigenschaften den Folgestrom auf einen kleinen Wert, der durch die Reihenfunkenstrecken leicht unterbrochen werden kann.Surge arrester The invention is concerned with surge arresters, especially with arresters of the valve type for high voltage. Surge arresters the valve type essentially consists of spark gaps and resistor blocks, which are arranged in a housing and connected in series. The spark gap normally isolates the arrester from the line to which it is connected. Under the influence of an overvoltage, e.g. B. in thunderstorm overvoltages, the The spark gap breaks down, so that the charge passes through the non-linear resistances can drain to earth. The resistors have only a low level under overvoltage Resistance. After the discharge process, the resistances decrease due to their valve properties the follow current to a small value, which is slightly due to the series spark gaps can be interrupted.

überspannungsableiter der vorbeschriebenen Art sind normalerweise dicht abgeschlossen, um Feuchtigkeit auszuschließen, die einen sehr störenden Einfluß auf die elektrischen Eigenschaften der Widerstandsblöcke und der Funkenstrecken haben kann. Gelegentlich kommt es jedoch vor, daß der überspannungsableiter nicht in der Lage ist, den Folgestrom zu unterbrechen. In diesem Fall fließt der volle Kurzschlußstrom des Netzes gegen Erde durch den Ableiter. Die halbleitenden, nicht linearen Widerstandsblöcke werden durchschlagen, so daß ein Kurzschluß von der Leitung nach Erde entsteht. Der über diesen Kurzschluß fließende Strom entwickelt große Mengen Gas aus dem Widerstandsmaterial. Da das Ableitergehäuse, wie erwähnt, üblicherweise dicht abgeschlossen ist, baut sich ein sehr großer Gasdruck auf. Dieser Druck kann das Zersprengen oder Zerplatzen des Porzellangehäuses zur Folge haben, wenn er nicht schnell abgebaut und die weitere Gasentwicklung unterbunden bzw. verlangsamt wird. Das Zersprengen kann mit explosionsartiger Wucht erfolgen, wobei Gehäuseteile mit großer Gewalt umhergeschleudert werden und angrenzende Geräte sowie Personen in der Nachbarschaft gefährden können. Die Stärke der Explosionen schwankt mit der Größe des möglichen Kurzschlußstromes.Surge arresters of the type described above are normally tightly sealed to exclude moisture, which is a very disruptive influence on the electrical properties of the resistor blocks and the spark gaps may have. Occasionally, however, it happens that the surge arrester fails is able to interrupt the follow current. In this case, the full flows Short-circuit current of the network to earth through the arrester. The semiconducting ones, don't linear resistor blocks will break down, causing a short circuit from the line after earth arises. The current flowing through this short-circuit develops large amounts Amounts of gas from the resistor material. Since the arrester housing, as mentioned, usually is tightly sealed, a very high gas pressure builds up. This pressure can cause the porcelain housing to shatter or burst if it does not rapidly degraded and the further development of gas is prevented or slowed down. The shattering can take place with explosive force, with housing parts with violent force and adjacent equipment and people in endanger the neighborhood. The strength of the explosions varies with the Size of the possible short-circuit current.

Um ein Zersprengen der Ableitergehäuse zu vermeiden, ist es bekannt, die Gehäuse mit sogenannten Sollbruchstellen zu versehen. Dies sind z. B. von Druckentlastungsmembranen gebildete Wandteile geringerer Festigkeit als das übrige Gehäuse. Es ist aber sehr schwierig, diese Sollbruchstellen so zu gestalten, daß sie bei allen möglichen überlastungsfällen einwandfrei wirken, d. h. mit ausreichender Schnelligkeit eine genügend große Öffnung freigeben. Deshalb hat man bei einem Ableiter ferner einen Dorn vorgesehen, gegen den eine flexible Druckentlastungsmembran durch einen Überdruck im Gehäuseinneren derart gepreßt wird, daß die Membran vom Dorn durchstoßen wird. Nachteilig ist hierbei, daß die Membran eine sehr große Flexibilität aufweisen muß. Sie bewegt sich deshalb auch bei kleinen Druckänderungen, die von Luftdruck- oder Temperaturschwankungen herrühren. Diese ständigen Bewegungen können zu einer gefährlichen Ermüdung des Membranmaterials führen, wenn nicht ein sehr hochwertiger und damit teurer Werkstoff verwendet wird. Außerdem kann es bei dem bekannten Ableiter vorkommen, daß die Membran bei einem verhältnismäßig geringen überdruck nur in einer nicht ohne weiteres feststellbaren Weise eingerissen wird. In diesem Fall würde der Ableiter in Betrieb bleiben, obwohl das Gehäuse undicht ist, so daß sich die Eigenschaften der Ableiterelemente, wie Funkenstrecken, Widerstandsscheiben usw. durch Feuchtigkeitseinflüsse stark verschlechtern können. Im Gegensatz zu dem zuletzt genannten bekannten Ableiter ist bei einem überspannungsableiter, dessen Ableiterelemente, wie Widerstandsscheiben, Funkenstrecken usw., in einem geschlossenen Gehäuse untergebracht sind, das aus einem Isolierstoffrohr mit metallischen Armaturen an den Stirnseiten besteht, erfindungsgemäß im Gehäuseinneren im Bereich der einen Armatur ein Isolierstoffrohr vorgesehen, das auf der der Armatur zugekehrten Seite durch einen mit seiner Spitze gegen die Membran gerichteten Dorn verschlossen ist, und im Inneren des Rohres ist ein Schmelzleiter untergebracht, der in an sich bekannter Weise mit den Ableiterelementen elektrisch in Reihe liegt.In order to prevent the arrester housing from bursting, it is known to to provide the housing with so-called predetermined breaking points. These are e.g. B. of pressure relief membranes formed wall parts of lower strength than the rest of the housing. But it is very difficult to make these breaking points so that they are in all possible overload cases work properly, d. H. a sufficiently large opening with sufficient speed release. Therefore, a spike has also been provided for an arrester, against a flexible pressure relief membrane through an overpressure inside the housing is pressed in such a way that the membrane is pierced by the mandrel. The disadvantage here is that the membrane must have a very great flexibility. It therefore moves even with small pressure changes caused by air pressure or temperature fluctuations originate. These constant movements can cause dangerous fatigue of the Membrane material lead, if not a very high quality and therefore expensive material is used. In addition, it can happen with the known arrester that the membrane at a relatively low overpressure only in one that cannot easily be determined Way is torn. In that case the arrester would stay on, though the housing is leaking, so that the properties of the arrester elements, such as Spark gaps, resistance disks, etc. deteriorate significantly due to the influence of moisture can. In contrast to the last mentioned known arrester is in the case of a surge arrester whose arrester elements, such as resistance disks, Spark gaps, etc., are housed in a closed housing that consists of an insulating tube with metallic fittings on the end faces, according to the invention an insulating tube is provided in the interior of the housing in the area of one of the fittings, that on the side facing the fitting by one with its tip against the Membrane-directed mandrel is closed, and inside the tube is a fuse element housed, the electrical in a known manner with the arrester elements is in series.

Bei der Erfindung wird keine flexible Membran benötigt, da nicht die Membran gegen einen feststehenden Dorn, sondern der Dorn gegen die Membran bewegt wird. Ferner ist bei der Erfindung eine unzureichende Wirkung des Dornes ausgeschlossen, da eine Bewegung des Dornes nur zustande kommt, wenn der im Isolierstoffrohr vorgesehene Schmelzleiter anspricht.In the invention, no flexible membrane is required, since not the Diaphragm against a stationary mandrel, but the mandrel moves against the diaphragm will. Furthermore, an insufficient effect of the mandrel is excluded in the invention, since a movement of the mandrel only comes about when the one provided in the insulating tube Fusible link responds.

Das bei der Erfindung vorgesehene Isolierstoffrohr kann mit Vorteil zu einer Einrichtung zur Kommutierung des über die Ableiterelemente fließenden Fehlerstromes weitergebildet werden, durch die ein Lichtbogenpfad parallel zu den Ableiterelementen geschaffen wird.The insulating tube provided in the invention can be advantageous to a device for commutating the fault current flowing through the arrester elements be developed, through which an arc path parallel to the arrester elements is created.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zu F i g. 1 eine Seitenansicht zum Teil im Schnitt, in der ein überspannungsableiter gemäß der Erfindung dargestellt ist; F i g. 2 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Überspannungsableiter ohne das äußere Gehäuse; F i g. 3 ist ein Teilschnitt in vergrößertem Maßstab, aus dem die bei dem Ableiter vorgesehene Einrichtung zur Kommutierung des Fehlerstromes im einzelnen zu ersehen ist; F i g. 4 ist eine Draufsicht auf den unteren Einsatz einer im Gehäuse untergebrachten Ableiterelementengruppe: F i g. 5 zeigt in einer Draufsicht die Befestigung des Dornes am oberen Ende des Ableiters.Exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawings shown, namely to F i g. 1 is a side view, partly in section, in which a surge arrester according to the invention is shown; F i g. 2 shows in perspective view of a surge arrester without the outer housing; F. i g. Fig. 3 is a partial section, on an enlarged scale, showing the in the trap intended device for commutation of the fault current can be seen in detail is; F i g. Figure 4 is a top plan view of the lower insert of one housed in the housing Arrester element group: F i g. 5 shows in a plan view the attachment of the Thorn at the upper end of the arrester.

Zur Erläuterung der Erfindung ist die Einrichtung zur Kommutierung des Fehlerstromes bei einem Überspannungsableiter dargestellt, wie er in der amerikanischen Patentschrift 2 858 476 angegeben ist. Der überspannungsableiter besteht aus einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse 1, vorzugsweise aus Porzellan oder einem anderen wetterfesten Isolierstoff, das an jeder Stirnseite mit metallischen Armaturen 2 versehen ist. Beim Ausführungsbeispiel sind die Armaturen 2 mit Zement 3 aufgekittet. Die Enden des Gehäuses 1 sind mit Metallmembranen 4 verschlossen, die mit den Armaturen 2 z. B. durch nicht dargestellte Bolzen verbunden sind. Zwischen jeder Membran 4 und dem Gehäuse 1 ist eine Dichtung 5 vorgesehen. Es ist jedoch festzuhalten, daß für die Ausbildung der Armatur und der Abdeckung des Gehäuses auch andere geeignete Formen gewählt werden können, die die elektrische und mechanische Verbindung der Ableitereinheit zu einer Säule gleicher Einheiten gestatten. Jede Armatur 2 ist mit einer Blasöffnung 2' versehen. Die Öffnungen der beiden Armaturen einer Einheit sind zu einem später beschriebenen Zweck gegeneinandergerichtet.The device for commutation is to explain the invention of the fault current in a surge arrester, as shown in the American U.S. Patent 2,858,476 is indicated. The surge arrester consists of one substantially cylindrical housing 1, preferably made of porcelain or another weatherproof insulating material, which is fitted with metallic fittings on each face 2 is provided. In the exemplary embodiment, the fittings 2 are cemented on with cement 3. The ends of the housing 1 are closed with metal membranes 4, which are connected to the fittings 2 z. B. are connected by bolts, not shown. Between each membrane 4 and the housing 1 is provided with a seal 5. It should be noted, however, that other suitable ones for the design of the valve and the cover of the housing Shapes can be chosen that define the electrical and mechanical connection of the Allow arrester unit to a column of the same units. Each fitting 2 is provided with a blow opening 2 '. The openings of the two fittings of a unit are directed against each other for a purpose described later.

Die Ableitereinheit besteht aus zwei übereinandergestapelten Ableitergruppen, einer oberen 6 und einer unteren B. Die Ableitergruppen 6 und 8 sind gleich aufgebaut. Infolgedessen wird nur eine der beiden beschrieben.The arrester unit consists of two arrester groups stacked on top of each other, an upper 6 and a lower B. The arrester groups 6 and 8 have the same structure. As a result, only one of the two will be described.

Jede Ableitergruppe, die in dem Gehäuse 1 untergebracht ist, besteht aus drei Säulen 10, 12 und 14 aus Ableiterelementen, die in Reihe geschaltet und nebeneinander in einer dreieckigen Aufstellung im Gehäuse untergebracht sind. Zu den Ableiterelementen gehören Funkenstrecken 16 und nicht lineare Widerstandsblöcke 18 der üblichen Art. Jede der Säulen kann aus einer Kombination von Funkenstrecken und Widerstandsblöcken aufgebaut sein, die in Reihenschaltung übereinandergestapelt sind. Die Anzahl der Funkenstreckenelemente hängt von der Spannung ab. Die Elemente sind in einem Isolierstoffrohr 20 als vertikale Säule übereinandergestapelt. Die Enden des Rohres 20 sind durch metallische Endkappen 22 verschlossen, die an dem Rohr 20 z. B. durch eine Lotverbindung 11 befestigt sind. Die Endkappen 22 dienen als Kontaktstücke für den Anschluß der Funkenstrecke 16.Each arrester group, which is accommodated in the housing 1 , consists of three columns 10, 12 and 14 of arrester elements, which are connected in series and placed next to one another in a triangular arrangement in the housing. The arrester elements include spark gaps 16 and non-linear resistor blocks 18 of the usual type. Each of the pillars can be constructed from a combination of spark gaps and resistor blocks stacked one on top of the other in series. The number of spark gap elements depends on the voltage. The elements are stacked in an insulating tube 20 as a vertical column. The ends of the tube 20 are closed by metallic end caps 22 which are attached to the tube 20, for. B. are attached by a solder joint 11. The end caps 22 serve as contact pieces for connecting the spark gap 16.

Jede der Säulen 10, 12 und 14 kann z. B. aus einer Funkenstreckenanordnung 16 und Widerstandsblökken 18 zusammengesetzt sein, die in einem Rohr 24 aus einem mechanisch festen Isolierstoff übereinandergestapelt sind. Es können aber auch davon abweichende Anordnungen getroffen werden, z. B. so, daß ein Rohr nur Funkenstrecken oder nur Widerstandsblöcke enthält. Die drei Säulen 10, 12 und 14 der Ableiterelemente sind Seite an Seite zu einem xDreieck angeordnet, wie in den F i g. 1 und 4 dargestellt ist. Sie werden von Isolierstoffeinsätzen 26 und 30 gehalten. Die Einsätze 26 und 30 besitzen, wie F i g. 2 zeigt, eine kleeblattähnliche Form mit einem Flanschteil 32. Durch Rippen 34 entstehen im Zusammenwirken mit dem Flansch 32 drei verhältnismäßig tiefe Ausnehmungen 36, die mit gleichem Abstand voneinander angeordnet sind und die Säulen der Ableiterelemente aufnehmen. Die Isolierstoffeinsätze besitzen Vorsprünge 38, die mit Ausnehmungen 40 zur Aufnahme von Zugstangen 43 aus Isoliermaterial versehen sind.Each of the columns 10, 12 and 14 can e.g. B. be composed of a spark gap arrangement 16 and resistance blocks 18, which are stacked in a tube 24 made of a mechanically strong insulating material. But it can also be made different arrangements, z. B. so that a pipe contains only spark gaps or only resistor blocks. The three pillars 10, 12 and 14 of the diverter elements are arranged side by side to form an x triangle, as shown in FIGS. 1 and 4 is shown. They are held in place by insulating inserts 26 and 30. The inserts 26 and 30 have, as shown in FIG. 2 shows a cloverleaf-like shape with a flange part 32. By means of ribs 34 , in cooperation with the flange 32, three relatively deep recesses 36 are created, which are arranged at the same distance from one another and accommodate the columns of the discharge elements. The insulating material inserts have projections 38 which are provided with recesses 40 for receiving tie rods 43 made of insulating material.

In den Einsätzen 26 und 30 sind Anschlußstücke vorgesehen, durch die die Ableiterelemente in Reihe geschaltet werden. Zum Beispiel weist der Einsatz 30 einen Kupferstreifen 42 auf, der am Boden von zwei nebeneinanderliegenden Ausnehmungen 36 vorgesehen ist. Die Enden des Kupferstreifens sind so gebogen, daß sie mit den Kontaktflächen der beiden in den Ausnehmungen untergebrachten Ableitersäulen zusammenwirken und diese in Reihe schalten. Die dritte Ausnehmung 36 besitzt ein Anschlußstück 46. Das Anschlußstück 46 weist einen Streifen 48 auf, der durch einen Schlitz 50 aus dem Einsatz herausgeführt ist.In the inserts 26 and 30 connecting pieces are provided through which the diverter elements are connected in series. For example, the insert 30 has a copper strip 42 which is provided on the bottom of two recesses 36 lying next to one another. The ends of the copper strip are bent in such a way that they interact with the contact surfaces of the two conductor columns housed in the recesses and connect them in series. The third recess 36 has a connecting piece 46. The connecting piece 46 has a strip 48 which extends through a slot 50 from the insert.

Der obere Einsatz 26 kann mit dem unteren Einsatz vollkommen übereinstimmen. Bei der Montage wird er dann gegenüber dem unteren Einsatz so verdreht, daß die drei Ableitersäulen in Reihe geschaltet sind.The upper insert 26 can completely coincide with the lower insert. During assembly, it is then rotated relative to the lower insert so that the three arrester columns are connected in series.

Der komplette Ableiter wird im Gehäuse 1 vorzugsweise von Federn getragen, die dafür sorgen, daß mechanische Stöße beim Transport vermieden werden. Zu diesem Zweck besitzt die Membran 44 an den Enden des Gehäuses 1 eine Anzahl aus einem Stück mit ihr bestehender Vorsprünge 60, die sich in das Gehäuseinnere erstrecken. Die Vorsprünge enden in Stiften 61 kleineren Durchmessers, so daß Schultern 63 entstehen. Von den Schultern 63 der Vorsprünge 60 der oberen und unteren Membran wird ein metallischer Federring 56 a bzw. 56 b gehalten. Die Federringe 56 a und 56 b besitzen Öffnungen 57, die über den Stift 61 der Vorsprünge 60 greifen. Auf die Enden der Zugstangen 42 sind aus leitendem Material bestehende Endstücke 58 aufgeschraubt, mit deren Hilfe die Ableitereinheiten zusammengeklemmt sind. Die Endstücke vermitteln außerdem den elektrischen Kontakt zwischen den Federringen 54 a und 56 a sowie zwischen den Federringen 54b und 56b. Die Enden der Zugstangen sitzen in Öffnungen der Federringe 56 zwischen den Öffnungen 57, in die die Vorsprünge 61 ragen. Mithin ist die Ableiteranordnung mit Hilfe der Federringe 56 elastisch befestigt. Die Endstücke 58 stehen in enger Berührung mit den Federringen 54a und 56a sowie 54 b und 56 b, so daß eine elektrische Verbindung vorhanden ist.The complete arrester is preferably carried in the housing 1 by springs, which ensure that mechanical shocks are avoided during transport. For this purpose, the membrane 44 has at the ends of the housing 1 a number of projections 60 which are integral with it and which extend into the interior of the housing. The projections end in pins 61 of smaller diameter, so that shoulders 63 arise. A metallic spring ring 56 a and 56 b is held by the shoulders 63 of the projections 60 of the upper and lower membrane. The spring washers 56 a and 56 b have openings 57 which engage over the pin 61 of the projections 60. End pieces 58 made of conductive material are screwed onto the ends of the tie rods 42, with the aid of which the arrester units are clamped together. The end pieces also convey the electrical contact between the spring washers 54 a and 56 a and between the spring washers 54 b and 56 b. The ends of the tie rods sit in openings in the spring rings 56 between the openings 57 into which the projections 61 protrude. The arrester arrangement is therefore elastically fastened with the aid of the spring rings 56. The end pieces 58 are in close contact with the spring washers 54a and 56a and 54 b and 56 b, so that an electrical connection is present.

Um eine fortgesetzte Gasentwicklung zu unterbinden, wenn die Widerstandsblöcke bei einem Versagen des Ableiters durchschlagen sind, ist eine Einrichtung zur Kommutierung des Fehlerstromes weg von den Widerstandsblöcken vorgesehen. Diese Einrichtung geht aus den F i g. 2 und 3 hervor. In jedem der Einsätze 26 und 30 der Ableitergruppen 6 und 8 ist eine zentrische Öffnung vorgesehen. Die Öffnungen dienen zur Aufnahme stromempfindlicher Elemente, die in der Mittelachse der Ableitereinheit angeordnet sind. Die Öffnungen liegen in Längsrichtung übereinander auf einer Geraden, die mitten durch die Ableitereinheit führt und außerhalb der Ableitersäulen 10, 12 und 14 liegt. Jede Einrichtung zur Kommutierung des Fehlerstromes umfaßt ein Paar obere und untere stromempfindliche Elemente 62 und 64 sowie ein mittleres Element 66. Die oberen und unteren Elemente 62 bzw. 64 sind identisch, so daß zu ihrer Erläuterung nur das obere Element im folgenden näher beschrieben wird.To prevent continued gas development when the resistor blocks breakdown if the arrester fails is a device for commutation of the fault current away from the resistor blocks. This facility works from FIGS. 2 and 3. In each of the inserts 26 and 30 of the arrester groups 6 and 8 a central opening is provided. The openings are used to accommodate current-sensitive elements, which are arranged in the central axis of the arrester unit are. The openings are in the longitudinal direction one above the other on a straight line that leads through the middle of the arrester unit and outside of the arrester columns 10, 12 and 14 lies. Each device for commutating the fault current comprises a pair of upper ones and lower current sensitive elements 62 and 64 and a middle element 66. The upper and lower members 62 and 64, respectively, are identical so that they are explanatory only the upper element is described in more detail below.

Das stromempfindliche Element 62 besteht aus einem Isoherstoffrohr 68 mit zwei im wesentlichen zylindrischen Elektroden 70 und 72 an den Enden. Die Elektroden 70 und 72 sind mit einer zentrischen Bohrung versehen. Sie sitzen im Inneren des Isolierstoffrohres 68. Sie können aus Messing oder einem anderen geeigneten leitenden Material bestehen und sind durch einen elektrisch leitenden Draht 74 mit einem verhältnismäßig geringen Durchmesser verbunden. Das Isolierstoffrohr 68 besitzt einen Bereich 76 mit einem kleineren Durchmesser an dem einen Ende. Dort ist eine Metallhülse 78 mit einer zentrischen Öffnung aufgebracht, die mit der Bohrung der Elektrode 72 fluchtet. Die Elektrode 70 ragt aus dem Rohr 68 heraus und wird von einer Ausnehmung des zugehörigen Einsatzes 26 oder 30 aufgenommen. Von der Elektrode 70 und dem Isolierstoffrohr 68 wird eine Schulter 85 gebildet. Diese stützt :sich auf die Außenfläche des Einsatzes 26 ab.The current-sensitive element 62 consists of an isoherstoffrohr 68 with two substantially cylindrical electrodes 70 and 72 at the ends. The electrodes 70 and 72 are provided with a central bore. They sit inside the insulating tube 68. They can be made of brass or another suitable conductive material and are connected by an electrically conductive wire 74 with a relatively small diameter. The insulating tube 68 has a region 76 with a smaller diameter at one end. A metal sleeve 78 with a central opening that is aligned with the bore of the electrode 72 is applied there. The electrode 70 protrudes from the tube 68 and is received in a recess in the associated insert 26 or 30. A shoulder 85 is formed by the electrode 70 and the insulating tube 68. This is based on the outer surface of the insert 26.

Auf der Hülse 78 sitzt ein Dorn 80 mit einem konischen äußeren Ende, das in eine scharfe Spitze ausläuft. Der Dorn ist zu diesem Zweck mit einer Ausnehmung 79 versehen. Er kann aus Metall bestehen. Das stromempfindliche Element 64 stimmt mit dem Element 62 überein. Es ist jedoch am gegenüberliegenden Ende der Ableitereinheit angeordnet. Die Federringe 56 a und 56 b sind beide mit einem längs eines Durchmessers verlaufenden leitenden Streifen 84 versehen. Der Streifen 84 kann z. B. mit dem Federring 56a durch die dargestellten Schrauben und Muttern 86 verbunden sein. Er besitzt eine zentrische Öffnung für die Aufnahme der Hülse 78 und steht mit ihr elektrisch in Verbindung. Am Streifen 84 sind zwei sich gegenüberstehende Blattfedern 88 und 90 z. B. durch Punktschweißen bei 92 befestigt. Die Federn 88 und 90 drücken mit ihren einander zugekehrten freien Enden auf den konischen Teil des Dornes 80. Sie halten daher den Dorn in der gezeichneten Lage und ergeben gleichzeitig eine gute elektrische Verbindung. Die stromempfindlichen Elemente 62 und 64 sind ferner mit einem Anschlußbolzen 102 versehen, der von der der Ableitereinheit zugekehrten Elektrode durch das Isolierstoffrohr nach außen führt. Mit diesem Anschlußbolzen ist das Anschlußstück 46 im Einsatz 26 durch die Anschlußfahne 48 verbunden, die durch den Schlitz 50 des Einsatzes geführt ist.A mandrel 80 is seated on the sleeve 78 and has a conical outer end which terminates in a sharp point. The mandrel is provided with a recess 79 for this purpose. It can be made of metal. The current-sensitive element 64 corresponds to the element 62. However, it is arranged at the opposite end of the arrester unit. The spring rings 56 a and 56 b are both provided with a conductive strip 84 running along a diameter. The strip 84 can e.g. B. be connected to the spring ring 56a by the screws and nuts 86 shown. It has a central opening for receiving the sleeve 78 and is electrically connected to it. On the strip 84 are two opposing leaf springs 88 and 90 z. B. fixed at 92 by spot welding. The springs 88 and 90 press with their free ends facing one another on the conical part of the mandrel 80. They therefore hold the mandrel in the position shown and at the same time result in a good electrical connection. The current-sensitive elements 62 and 64 are also provided with a connecting bolt 102 which leads from the electrode facing the conductor unit through the insulating tube to the outside. The connecting piece 46 in the insert 26 is connected to this connecting bolt by the connecting lug 48 which is guided through the slot 50 of the insert.

Das mittlere stromempfindliche Element 66 weist ein Rohr 94 auf. An den Enden des Rohres 94 sind Bereiche mit einem vergrößerten Innendurchmesser vorgesehen, die eine obere Elektrode 96 und eine untere Elektrode 98 aufnehmen. Die Elektroden 96 und 98 sind im wesentlichen als Hohlzylinder ausgebildet. An den Enden haben sie einen Bereich mit einem vergrößerten Durchmesser, der in das Rohr 94 paßt. Die Elektroden 96 und 98 können aus Messing oder einem anderen Leitermaterial bestehen. Sie sind elektrisch durch einen Leiter 100 mit einem verhältnismäßig kleinen Durchmesser verbunden. Ihre vorspringenden Enden werden von den Öffnungen der benachbarten Einsätze 26 und 30 der Ableitereinhaiten aufgenommen. Das mittlere stromempfindliche Element 66 besitzt zwei Anschlußbolzen 104 und 106, die sich von der oberen bzw. unteren Elektrode durch das Isoherstoffrohr 94 nach außen erstrecken. An die Anschlußbolzen sind die Anschlußfahnen 48 der in den Einsätzen liegenden Anschlußstücke geführt. Die stromempfindlichen Elemente 62, 64 und 66 sind mithin mit den Elementen des Ableiters elektrisch in Reihe geschaltet.The middle current-sensitive element 66 has a tube 94. At the ends of the tube 94 are provided with areas with an enlarged inner diameter, which receive an upper electrode 96 and a lower electrode 98. The electrodes 96 and 98 are essentially designed as hollow cylinders. Have at the ends they have an enlarged diameter portion that fits into tube 94. the Electrodes 96 and 98 can be made of brass or some other conductive material. They are electrical by a conductor 100 having a relatively small diameter tied together. Their projecting ends are from the openings of the adjacent inserts 26 and 30 of the Ableitereinhaiten added. The middle current sensitive element 66 has two connecting bolts 104 and 106, which extend from the upper and lower one Extend the electrode through the Isoherstoffrohr 94 to the outside. To the connecting bolts the connecting lugs 48 of the connecting pieces located in the inserts are guided. The current-sensitive elements 62, 64 and 66 are therefore with the elements of the Arrester electrically connected in series.

Die oberen und unteren Ableitergruppen 6 und 8 sind durch das mittlere stromempfindliche Element 66 in Reihe geschaltet. Die sich durch die Schlitze 50 der Einsätze 26 und 30 erstreckenden Anschlüsse sind mit den Elektroden 96 und 98 verbunden, die ihrerseits über den Leiter 100 in Verbindung stehen. Der innere Stromkreis durch den Ableiter verläuft daher von der oberen Armatur 2 durch die obere Membran 4, den Federring 56 a, die Hülse 58 zum Federring 54 a und den Anschlußstreifen 84, die Blattfedern 88 und 90 auf die obere Elektrode 72 des stromempfindlichen Elementes 62. Von dort verläuft der Stromkreis durch den Leiter 74 und die Elektrode 70 zu der Anschlußfahne 48 und über die Ableiterelemente und das mittlere stromempfindliche Element zu dem unteren stromempfindlichen Element 64. Von der Elektrode 74 des unteren stromempfindlichen Elementes 64 verläuft der Stromkreis in gleicher Weise wie vorstehend an Hand des oberen stromempfindlichen Elementes beschrieben wurde zur unteren Armatur 2.The upper and lower arrester groups 6 and 8 are connected in series through the middle current-sensitive element 66. The terminals extending through slots 50 of inserts 26 and 30 are connected to electrodes 96 and 98, which in turn are in communication via conductor 100. The internal circuit through the arrester therefore runs from the upper armature 2 through the upper membrane 4, the spring ring 56 a, the sleeve 58 to the spring ring 54 a and the connecting strip 84, the leaf springs 88 and 90 to the upper electrode 72 of the current-sensitive element 62 From there the circuit runs through the conductor 74 and the electrode 70 to the terminal lug 48 and via the diverter elements and the middle current-sensitive element to the lower current-sensitive element 64. From the electrode 74 of the lower current-sensitive element 64 the circuit runs in the same way as was described above with reference to the upper current-sensitive element for the lower armature 2.

Wenn der über den Ableiter fließende Strom infolge eines Versagens ansteigt, verdampfen die elektrischen Leiter 74 und 100, die mit den Ableiterelementen in Reihe liegen. Es entstehen Lichtbögen zwischen den Elektroden der stromempfindlichen Elemente. Diese Lichtbögen entwickeln ionisierte Gase, die in der Mitte des Ableiters nach den Enden hin strömen. Die ionisierten Gase ergeben einen günstigen Weg für einen Lichtbogen durch die Mitte des Ableiters. Dieser Lichtbogen übernimmt den Strom von den Widerstandsblöcken.When the current flowing through the arrester is due to a failure rises, the electrical conductors 74 and 100 evaporate with the arrester elements lie in series. There are arcs between the electrodes of the current-sensitive Elements. These arcs develop ionized gases that follow in the center of the arrester flow towards the ends. The ionized gases make a cheap route for you Arc through the center of the arrester. This arc takes over the electricity from the resistance blocks.

Die Dorne 80 sorgen für eine schnelle Zerstörung der Membranen 4. Sie sind auf die Enden der stromempfindlichen Elemente 62 und 64 in der Nähe der Membran 4 aufgesetzt und werden durch das in den stromempfindlichen Elementen 62 bzw. 64 erzeugte Gas beschleunigt. Sie werden deshalb gegen die Membranen geschossen und treffen diese nach einer vorgegebenen Zeit nach dem Ansprechen der stromempfindlichen Elemente. Die Wucht der Dome 80 zerbricht die Membranen, so daß der innere Überdruck des Ableiters schnell abgebaut wird. Wenn das Gas aus dem Ableiter ausströmt, kann sich eine zweite Lichtbogenkommutierung ergeben, durch die der Lichtbogen aus dem Gehäuse herausgeführt wird. Die gerichteten Öffnungen 2' der Armatur 2 führen die ionisierten Gase in axialer Richtung längs des Gehäuses. Dadurch stellt sich ein äußerer Lichtbogen zwischen den Armaturen ein. Die erfindungsgemäße Anordnung des Dornes ergibt, wie ersichtlich ist, eine automatische Kompensierung wachsender Fehlerströme. Wenn der Fehlerstrom wächst, arbeiten auch die stromempfindlichen Elemente schneller, so daß der Dorn eher beschleunigt wird. Deshalb hängt die Zeit bis zum Wirken des Dornes von der Größe des Fehlerstromes ab.The spikes 80 ensure that the membranes 4 are quickly destroyed. They are placed on the ends of the current-sensitive elements 62 and 64 in the vicinity of the membrane 4 and are accelerated by the gas generated in the current-sensitive elements 62 and 64, respectively. They are therefore shot against the membranes and hit them after a predetermined time after the current-sensitive elements respond. The force of the dome 80 breaks the membranes, so that the internal overpressure of the arrester is quickly reduced. When the gas flows out of the arrester, a second arc commutation can result, through which the arc is led out of the housing. The directed openings 2 'of the fitting 2 guide the ionized gases in the axial direction along the housing. This creates an external arc between the fittings. As can be seen, the arrangement of the mandrel according to the invention results in automatic compensation for increasing fault currents. As the fault current increases, the current-sensitive elements also work faster, so that the mandrel is more likely to accelerate. Therefore, the time until the mandrel works depends on the magnitude of the fault current.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß ein wirksamer Schutz gegen ein Zersprengen des Gehäuses fehlerhafter Ableiter geschaffen wurde, bei dem zugleich eine sehr wirksame Anordnung zur Kommutierung des Fehlerstromes möglich ist.From the above description it can be seen that an effective protection defective arrester was created against bursting of the housing, in which at the same time a very effective arrangement for commutating the fault current is possible is.

Die Erfindung wird zweckmäßig so verwirklicht, daß das Gas der stromempfindlichen Elemente die Dorne 80 während der ersten Hälfte einer Halbwelle des Fehlerstromes zu beschleunigen vermag. Die Dorne werden dann gegen die Membranen 4 geschleudert, die auf diese Weise geöffnet werden, bevor ein nennenswerter Druck im Ableiter entsteht. Die Anordnung kann so getroffen werden, daß die Druckwelle im Inneren des Ableiters etwa Schallgeschwindigkeit erreicht, während die Dorne mit einer mittleren Geschwindigkeit voneinander bewegt werden, die das Doppelte der Schallgeschwindigkeit beträgt. Nach dem Öffnen der Membranen 4 treten die stark ionisierten Gase aus dem Gehäuse. Falls diese Gase in beliebiger Richtung strömen könnten, bestünde die Möglichkeit, daß dadurch Überschläge an anderen Ableitern, Stützem oder Transformatordurchführungen verursacht würden. Durch die bei der Erfindung vorgesehenen Öffnungen 2' der Armaturen 2 ergeben sich hingegen zwei gegeneinander gerichtete Gasströme, die außerhalb des Gehäuses einen ionisierten Pfad bilden. Bei einem weiteren Andauern des Kurzschlußstromes wird der Strom daher ein zweites Mal, und zwar aus dem Inneren des Gehäuses nach außen, kommutiert.The invention is expediently implemented so that the gas of the current-sensitive Elements the mandrels 80 during the first half of a half-wave of the fault current able to accelerate. The mandrels are then thrown against the membranes 4, which are opened in this way before a significant pressure builds up in the trap. The arrangement can be made so that the pressure wave inside the arrester approximately reached the speed of sound, while the spines at a medium speed be moved from each other, which is twice the speed of sound. To When the membranes 4 are opened, the strongly ionized gases emerge from the housing. If these gases could flow in any direction, there would be the possibility that this causes flashovers on other arresters, supports or transformer bushings would be caused. Through the openings 2 'of the fittings provided in the invention 2, on the other hand, there are two oppositely directed gas flows outside the Housing form an ionized path. If the short-circuit current continues the current is therefore a second time, namely from inside the housing after outside, commutated.

Claims

Claims: 1. Surge arrester, its arrester elements, such as resistance disks, spark gaps, etc., housed in a closed housing are made of an insulating tube with metallic fittings on the end faces exists, and in the case of overpressure inside the housing, a pressure relief opening is created in that a relative movement between a Pressure relief membrane and one with its tip directed against the membrane Thorn is caused to pierce the membrane, characterized in that an insulating tube is provided in the interior of the housing in the area of one of the fittings, that on the side facing the fitting by one with its tip against the Membrane-directed dome is closed and that inside the tube a fusible link is housed, which in a known manner with the conductor elements electrically is in series. 2. Surge arrester according to claim 1, characterized in that that the pipe extends from one fitting to the other and on both sides is closed by a dome, the tip of which is directed against a membrane. 3. Surge arrester according to claim 2, characterized in that in the tube several fusible conductors lying in series are arranged. 4. Surge arrester according to claim 3, characterized in that the tube is composed of several pieces is and that in the area of the joints between two pipe sections each have a fusible link is provided. 5. Surge arrester according to claim 4, characterized in that that the pipe sections are set with the help of insulating material, which for Serve leadership of the arrester elements. 6. Surge arrester according to claim 1, characterized marked. that the mandrel with a cylindrical rim over the end of the tube is pushed. 7. Surge arrester according to claim 6, characterized in that that the length of the tube covered by the edge is greater than the distance between the top of the dome and the membrane. B. surge arrester according to claim 1, characterized in that the mandrel with a leaf spring pressing on its tip is attached, which extends substantially transversely to the direction of movement of the mandrel. 9. Surge arrester according to claim 8, characterized in that the leaf spring at the end facing away from the mandrel with a rivet, screw or the like is attached that the attachment is destroyed during the movement of the mandrel.