DE1246095B - UEberspannungsableiter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.

HOlh

HOlt

Deutschem.: 21c-72

Nummer: 1 246 095

Aktenzeichen: F 38995 VIII b/21 c

Anmeldetag: 12. Februar 1963

Auslegetag: 3. August 1967

Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter zum Schutz von mehradrigen Kabeln, insbesondere Fernmelde_r, Signal- und Meßkabeln, gegen Überspannungen.

In Fernmelde- und Signalanlagen können auf verschiedene Weise Überspannungen verursacht werden. Induktive oder kapazitive Beeinflussung bei Schaltvorgängen und Belastungsänderungen in benachbarten Netzen von Energieversorgungsanlagen, statische Aufladungen infolge luftelektrischer Felder und direkte oder in der Nähe,stattfindende Blitzeinschläge können Spannungen erzeugen, die eine Gefährdung der Isolierungen in Kabeln darstellen.

Bei Kabeln mit einer im Vergleich zur Ader— Ader-Isolierung hohen Spannungsfestigkeit zwischen Ader und Mantel kann ein zwischen einer Ader und dem Mantel auftretender elektrischer Überschlag zu weiterer Zerstörung der· Aderisolierung an anderen Stellen des Kabels führen. Es hegt dies daran, daß durch den Überschlag ein Ausgleichsvorgang auf dem Kabel eingeleitet wird, in dessen Verlauf Spannungen zwischen den Adern auftreten können, welche die Spannungsfestigkeit Ader gegen Ader überschreiten.

Es ist bekannt, Kabel gegen schädliche Überspannungen durch den Einbau von sogenannten Überspannungsableitern zu schützen. Zu diesem Zweck werden zwischen den Adern Ableiter eingeschaltet, deren Zündspannung unterhalb der Spannungsfestigkeit der AderisoHenmg hegt. Die Erfahrung zeigt, daß alle Adern in der angegebenen Weise geschützt werden müssen, da andernfalls Überschläge zwischen ungeschützten Adern zu erwarten sind. Bei längeren Kabelstrecken ist es erforderlich, solche Ableiter in gewissen Abständen in die Kabelstrecke einzubauen. Es ergibt sich also, daß bei vieladrigen Kabeln eine große Anzahl von Ableitern benötigt wird mit dem entsprechenden Aufwand an Platz und Kosten.

Zur Platzeinsparung sind Ableiter bekannt, insbesondere Gasentladungsabieiter, welche an Stelle von zwei Elektroden drei solche enthalten. Hierbei dienen zwei Elektroden zum Anschluß an zwei Adern, zweckmäßigerweise einer Doppelleitung, während die dritte Elektrode am Kabelmantel bzw. der Erdleitung angeschlossen wird. Die Elektroden können in gegenseitig gleichen Abständen angeordnet sein, so daß die Anschlüsse in sich austauschbar sind. Eine solche Anordnung gestattet jedoch jeweils nur den Anschluß von maximal drei Adern, die dann gegeneinander den durch die Ableitertype gegebenen Spannungsschutz erhalten.

Überspannungsableiter

Anmelder:

Feiten & Guilleaume Carlswerk
Aktiengesellschaft,
Köln-Mülheim, Schanzenstr. 24

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Ing. Ingo Hosse, Köln-Deutz

Die Erfindimg bezieht sich auf einen Überspannungsableiter, an den mehr als drei, also «Adern angeschlossen werden können, wobei jede gegen jede Ader den gleichen erforderlichen Spannungsschutz erhält. Die Höhe der Zündspannung ist in bekannter Weise von der Dimensionierung der Elektrodenabstände, vom Elektrodenmaterial, vom Dielektrikum zwischen den Elektroden usw. abhängig.

Der erfindungsgemäße Ableiter besteht aus η vorzugsweise zylinderförmigen, metallischen Außenelektroden, welche konzentrisch um eine metallische Mittelelektrode angeordnet sind. Der Durchmesser der vorzugsweise ebenfalls zylinderförmigen Mittelelektrode ist so groß, daß der gegenseitige Abstand benachbarter Außenelektroden gegebenen Durchmessers größer ist als der doppelte Abstand einer Außenelektrode von der Mittelelektrode. An die η Außenelektroden werden die zu schützenden η Adern angeschlossen. Durch die Strecke Außenelektrode—Mittelelektrode—Außenelektrode ist bei Konstanthaltung aller übrigen zündspannungsbestimmenden Faktoren die Zündspannung zwischen zwei behebigen Außenelektroden festgelegt. Bei gleichen Abständen zwischen den Außen- und der Mittelelektrode erhalten also alle Adern gegeneinander den gleichen Spannungsschutz. Die Elektrodenanordnung des Ableiters beschränkt Änderungen des Durchmessers der Außenelektroden in keiner Weise. WiU man den Durchmesser der η Außenelektroden zwecks Erhöhung der elektrischen Belastungsfähigkeit vergrößern, so findet sich immer ein Durchmesser der Mittelelektrode, derart, daß alle Abstandserfordernisse erfüllt werden.

Für- Zündspannungen zwischen zwei Adeni ab etwa 2000 Volt aufwärts kann der Ableiter in Luft bei

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Claims (5)

Atmosphärendruck betrieben werden, wobei er zweckmäßigerweise in ein Gehäuse zum Schutz gegen äußere Einflüsse eingebaut wird. Der Abstand zwischen Außen- und Mittelelektrode liegt für 2000 Volt bei etwa 0,1 mm. Zur Herabsetzung der Zündspannung und zur Ausschaltung des Einflusses des UmgebUngskhmas kann der Ableiter in bekannter Weise in ein vakuumdichtes Gehäuse, das mit einem Edelgas bei geeignetem Unterdruck gefüllt ist, eingebaut werden. Gemäß der weiteren Erfindung können die Außenelektroden rohrförmig ausgebildet sein, so daß deren Enden als Lötanschlüsse für die ankommenden und abgehenden Adern des Kabels geeignet sind. Führt man auch die Mittelelektrode nach außen, so ergibt sich außer dem schon erörterten Schutz gegen Spannungsüberschläge zwischen zwei Adern die weitere Möglichkeit, die Mittelelektrode über einen gesonderten Zweielektrodenableiter mit dem Kabelmantel zu verbinden. Man erhält bei geeigneter Dimensionierung dieses Ableiters sowohl einen Schutz jeder gegen jede Ader als auch einen Schutz jeder Ader gegen den Kabelmantel gegen Spannungsüberschläge, wobei die Zündspannungen beider Ableiter den Erfordernissen der unterschiedlichen Spannungsfestigkeit der Isoherungen Ader—Ader und Ader—Mantel angepaßt werden können. An Hand der F i g. 1 sei die Elektrodenanordnung des Ableiters nach der Erfindung geschildert. Die n, beispielsweise acht Außenelektroden 1 bis 8 gegebenen Durchmessers sind konzentrisch um eine Mittelelektrode 9 angeordnet. Der Abstand der Außenelektroden 1 bis 8 von der Mittelelektrode 9 richtet sich nach der erwünschten Zündspannung. Der Durchmesser der Mittelelektrode 9 ist so groß, daß der gegenseitige Abstand zweier benachbarter Außenelektroden, beispielsweise 1 und 2, größer wird als der doppelte Abstand einer Außenelektrode, beispielsweise 4, von der Mittelelektrode 9. Durch diese Dimensionierung werden Überschläge zwischen zwei nebeneinanderliegenden Außenelektroden vermieden. Überschläge, die bedingt sind durch Überspannungen-zwischen zwei Außenelektroden, z.B. 2 und 6) erfolgen über die Mittelelektrode 9, also von Außenelektrode 2 über Mittelelektrode 9 nach Außenelektrode 6. Die F i g. 2 zeigt eine Seitenansicht. Die Elektroden 1 bis 9 sind in zwei IsoHerplatten 10 gehaltert. Der Übersichtlichkeit halber sind nur zwei Außenelektroden 3 und 7 eingezeichnet. Die Enden 11 der Elektroden 1 bis 8 können infolge ihrer rohrförmigen Ausbildung als Lötanschlüsse für an- und abgehende Adern dienen. Am Anschluß 12 kann auch die Mittelelektrode 9, beispielsweise an einen weiteren Ableiter, angeschlossen werden. Der Durchmesser der Mittelelektrode verringert sich an den Stirnseiten. Diese Formgebung hat sich als zweckmäßig erwiesen, da liierdurch Randeffekte beim Zünden einer Ableiterstrecke vermieden werden. Patentansprüche:

1. Überspannungsableiter zum Schutz von η-adrigen Kabeln, wobei η größer als 3 ist, gegen Uberspannungen, dadurch gekennzeichnet, daß η vorzugsweise zylinderförmige, metallische Außenelektroden gegebenen Durchmessers konzentrisch um eine vorzugsweise zylinderförmige, metallische Mittelelektrode angeordnet sind, wobei der Durchmesser der Mittelelektrode so groß ist, daß der Abstand zweier benachbarter Außenelektroden größer ist als der doppelte Abstand einer Außenelektrode von der Mittelelektrode.

2. Überspannungsableiter zum Schutz von η-adrigen Kabeln gegen Überspannungen, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Dielektrikum Luft bei Atmosphärendruck -dient.

3. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ableiter in bekannter Weise in ein vakuumdichtes Gehäuse mit Edelgasffillung bei Unterdruck eingeschlossen ist.

4. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Gehäuse geführten Außenelektroden rohrförmig als Lötanschlüsse ausgebildet sind.

5. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelelektrode einen Anschluß besitzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

70? 619/514 7.67 © BundesdruckerelBerlin