DE1538279C

DE1538279C - Surge arrester with closed housing

Info

Publication number: DE1538279C
Application number: DE19661538279
Authority: DE
Inventors: Hanspeter Dipl.-Ing. Ennetbaden Christener (Schweiz)
Original assignee: Brown Boveri und Cie AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1966-01-07
Filing date: 1966-01-31
Publication date: 1973-04-12

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Überspannungsableiter mit geschlossenem Gehäuse und darin angeordneten Funkenkammern, die aus unter Lichtbogeneinwirkung gasabgebendem Kammermaterial ■" bestehen.The invention relates to a surge arrester with a closed housing and therein arranged spark chambers, which are made of gas-emitting chamber material under the action of arcing ■ " exist.

Überspannungsableiter für hohe Nennspannungen werden im allgemeinen dicht verschlossen. Ihr Aktivteil besteht aus einer Vielzahl von in Serie geschalteten Funkenstrecken Und spannungsabhängigen Widerständen. Die Strombegrenzung während und nach dem Ableitvorgang wird von den spannungsabhängigen Widerständen übernommen. Funkenstrecken undSurge arresters for high nominal voltages are generally sealed tightly. Your active part consists of a large number of series-connected spark gaps and voltage-dependent resistors. The current limitation during and after the discharge process is determined by the voltage-dependent Resistances taken over. Spark gaps and

ίο Widerstände sind so konstruiert, daß sie bei normalem Funktionieren keine Gase abgeben, so daß mit einer konstanten Gasdichte im Ableiterinnern gerechnet werden kann.ίο Resistors are designed so that they work with normal Do not emit gases, so that a constant gas density inside the arrester is expected can be.

Aus der deutschen Patentschrift 841 929 ist bereits ein Überspannungsableiter mit Druckausgleichventil bekannt, wobei das Ventil durch ein druckempfindliches Element betätigt wird, das derart bemessen ist, daß es nur bei außergewöhnlichen Druckänderungen, die eine schädliche Veränderung der Ansprechspannung der im Ableiter eingebauten Funkenstrecken zur Folge haben würde, das Ventil öffnet.German Patent 841 929 already discloses a surge arrester with a pressure equalizing valve known, the valve being actuated by a pressure sensitive element which is dimensioned such that that it is only in the case of extraordinary pressure changes that a detrimental change in the response voltage which would result in spark gaps built into the arrester, the valve opens.

Die Durchschlagspannung einer Elektrodenanordnung mit homogenem Feld ist nicht vom Druck, sondern von der Gasdichte abhängig.The breakdown voltage of an electrode arrangement with a homogeneous field is not a result of pressure, but rather depends on the gas density.

Bei der bekannten Anordnung findet ein Gasaustausch mit der Innenatmosphäre des Überspannungsabieiters statt. Dabei ist aber eine konstante Zusammensetzung der Innenatmosphäre, nicht gewährleistet und schädliche Änderungen der AnsprechspannungIn the known arrangement, there is a gas exchange with the internal atmosphere of the surge arrester instead of. However, a constant composition of the internal atmosphere is not guaranteed and deleterious changes in pickup voltage

sind die Folge. · .are the consequence. ·.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Überspannungsableiter zu schaffen, bei welchem die Verwendung gasabgebender Materialien für die Funkenkammer ohne Veränderung der Ansprechspannung mög-Hch ist.It is the object of the invention to provide a surge arrester in which the use Gas-emitting materials for the spark chamber without changing the response voltage possible is.

Die vorgenannte Aufgabe wird bei einem Überspannungsableiter der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Aufrechterhaltung einer konstanten Gasdichte im Innern des Überspannungsableiters ein Gasdichte-Regulierventil vorgesehen ist.The aforementioned object is achieved according to the invention in a surge arrester of the type mentioned at the beginning solved in that to maintain a constant gas density inside the surge arrester a gas density regulating valve is provided.

Da das Gasdichte-Regulierventil auf keinerlei Druckänderungen der Außenatmosphäre des Überspannungsableiter anspricht, behält der Ableiter seine Ansprechspannung konstant bei, auch wenn er beispielsweise bei einem Barometerstand von 760 Torr und einer Temperatur von 20° C, entsprechend etwa Meereshöhe, montiert und in seiner Ansprechspannung eingestellt wird, und derselbe Ableiter dann auf etwa 3000 m über Meereshöhe eingesetzt wird.Since the gas density regulating valve does not react to any changes in pressure in the external atmosphere of the surge arrester responds, the arrester maintains its response voltage constant, even if it for example at a barometer reading of 760 Torr and a temperature of 20 ° C, accordingly about sea level, mounted and adjusted in its response voltage, and the same arrester is then used at about 3000 m above sea level.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann als Antrieb für einen Ventilteller des Gasdichte-Regulierventils ein Kolben, der unter dem Innendruck des Ableiters gegen eine im Ableiter befindliche, abgeschlossene Referenzatmosphäre arbeitet, vorgesehen und zwischen dem Kolben und dem Ventilteller eine Kolbenstange als Verbindung angeordnet sein, und weiterhin mindestens ein Federbalg zwischen dem KoI-ben und einer mit dem Gehäuse fest verbundenen Fläche gasdicht angeordnet und sein Innenraum mit einem Gas gefüllt sein, sowie die Höhe des Federbalges einstellbar sein, um den Gasdruck im Innenraum des Federbalges zu verändern, wobei die den Federbalg abschließende Wirkfläche des Kolbens wesentlich größer als die Ventilfläche ist.According to a preferred embodiment, the gas density regulating valve can be used as a drive for a valve disk a piston, which is closed under the internal pressure of the trap against a piston located in the trap Reference atmosphere works, provided and a piston rod between the piston and the valve disk be arranged as a connection, and furthermore at least one bellows between the KoI-ben and a surface firmly connected to the housing is arranged in a gastight manner and its interior space with be filled with a gas, as well as the height of the bellows be adjustable to change the gas pressure in the interior of the bellows, the bellows the final effective area of the piston is much larger than the valve area.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß ein ferromagnetischer Ansatz anAccording to a further embodiment of the invention it is provided that a ferromagnetic approach

der Kolbenstange in der geschlossenen Stellung des Gasdichte-Regulierventils auf einem Permanentmagneten aufliegt, und daß mindestens auf einerSeite des Ventiltellers im Strömungskanal für das Gas ein Filter angeordnet ist.the piston rod in the closed position of the gas density regulating valve on a permanent magnet rests, and that at least on one side of the valve disk in the flow channel for the gas a filter is arranged.

Durch die Anordnung eines Permänent-Magneten wird erreicht, daß das Ventil auch dann noch in geschlossener Stellung gehalten wird, wenn die Gasdichte im Innern des Ableiters den eingestellten Sollwert bereits erreicht hat. Erst ein weiteres Ansteigen der Gasdichte bewirkt dann ein Losreißen vom Magneten. Dadurch wird verhindert, daß der Druck an der Druckstelle über längere Zeit bis bei Null verbleibt. The arrangement of a permanent magnet ensures that the valve is still closed The position is held when the gas density inside the arrester has already reached the setpoint value. First another increase the gas density then causes the magnet to be torn away. This prevents the pressure from increasing the pressure point remains at zero for a long time.

Der Filter verhindert eine Ablagerung von Schmutzteilchen am Ventilteller oder am Ventilsitz, wodurch Undichtigkeiten entstehen wurden.The filter prevents dirt particles from being deposited on the valve disc or on the valve seat, which resulted in leaks.

Ferner ist es zweckmäßig, das Gasdichte-Regulierventil auf einem Abschlußdeckel des Ableitergehäuses anzuordnen.It is also useful to place the gas density regulating valve on a cover plate of the arrester housing to arrange.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand von Figuren erläutert. Es zeigtEmbodiments of the invention are explained below with reference to figures. It shows

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Überspannungsableiter mit einem Gasdichte-Regulierventil,F i g. 1 a longitudinal section through a surge arrester with a gas density regulating valve,

Fig.2 einen Längsschnitt durch ein Gasdichte-Regulierventil, 2 shows a longitudinal section through a gas density regulating valve,

F i g. 3 einen Längsschnitt eines Überspannungsabieiters mit mehreren Gasdichte-Regulierventilen,F i g. 3 shows a longitudinal section of a surge arrester with several gas density regulating valves,

F i g. 4 einen Längsschnitt eines Teiles eines Überspannungsableiters mit einer anderen Anordnung eines Gasdichte-Regulierventils.F i g. 4 shows a longitudinal section of part of a surge arrester with a different arrangement of a gas density regulating valve.

Der in F i g. 1 im Längsschnitt gezeigte Überspannungsableiter weist einen Isolator 1 und je einen stirnseitig auf diesen angebrachten Abschlußdeckel 3 bzw. 5 als Gehäuse auf. Die Abschlußdeckel 3 und 5 sind mit dem Isolator 1 gasdicht verbunden, zu welchem Zweck Dichtungen? vorgesehen sind. Der Aktivteil des Überspannungsabieiters besteht aus einer schematisch dargestellten Löschfunkenstrecke 9 sowie einem Stapel von spannungsabhängigen Widerständen 11, die im Innern des Isolators 1 unter dem Druck einer Feder 13 angeordnet sind. Der untere Abschlußdekkel5 ist in axialer Richtung verlängert und bildet einen angenähert zylindrischen Hohlraum, in welchem ein aus einem Ventilteller 17 und einer Blattfeder 19 bestehendes Druckentlastungsventil 15 angeordnet ist. Im normalen Zustand schließt der durch die Blattfeder 19 an den Endteil 15 angepreßte Ventilteller 17 die öffnungen 21, so daß das Gehäuseinnere gasdicht verschlossen ist. Bei sehr hohem Innendruck wird der Ventilteller 17 nach unten gedrückt, so daß das Gas durch die öffnungen 21 und 23 nach außen entweichen kann.The in F i g. 1 surge arrester shown in longitudinal section has an insulator 1 and one at each end on this attached cover 3 or 5 as a housing. The end caps 3 and 5 are gas-tight connected to the insulator 1, for what purpose seals? are provided. The active part of the surge arrester consists of a schematically illustrated quenching spark gap 9 and one Stack of voltage-dependent resistors 11, which are inside the insulator 1 under the pressure of a Spring 13 are arranged. The lower Abschlussdekkel5 is extended in the axial direction and forms an approximately cylindrical cavity in which a valve disk 17 and a leaf spring 19 existing pressure relief valve 15 is arranged. In the normal state it closes through the leaf spring 19 on the end part 15 pressed valve plate 17 the openings 21, so that the interior of the housing is sealed gas-tight. When the internal pressure is very high, the valve disk 17 is pressed downwards, so that the gas can escape to the outside through the openings 21 and 23.

Im oberen Abschlußdeckel 3 ist ein in Ansicht dargestelltes Gasdichte-Regulierventil 25 angeordnet.In the upper cover 3, a gas density regulating valve 25 shown in a view is arranged.

Der Aufbau des Gasdichte-Regulierventils 25 ist in F i g. 2 im Schnitt dargestellt. Das Ventilgehäuse besteht aus den drei Teilen 27, 29 und 31. Der Gehäuseteil 27 ist auf den Abschlußdeckel3 (Fig. 1) aufgesetzt oder stellt diesen Abschlußdeckel 3 in der dargestellten Ausbildung selbst dar. An den Gehäuseteil 27 ist ein weiterer Gehäuseteil 29 angeschraubt, wobei zwischen den beiden Gehäuseteilen 27 und 29 öffnungen 33 vorgesehen sind, so daß im Innern des Gehäuseteiles 27 der Innendruck des Überspannungsabieiters herrscht. Der dritte Gehäuseteil 31 besteht aus einer auf den Gehäuseteil 27 aufgesetzten Haube, wobei zwischen dem Befestigungsflansch der Haube 31 und dem Gehäuseteil 27 ein Spalt angeordnet ist, so daß im Innern der Haube 31 der äußere Atmosphärendruck herrscht.The structure of the gas density regulating valve 25 is shown in FIG. 2 shown in section. The valve body consists from the three parts 27, 29 and 31. The housing part 27 is placed on the cover plate 3 (Fig. 1) or represents this cover 3 itself in the embodiment shown. On the housing part 27 a further housing part 29 is screwed on, with openings between the two housing parts 27 and 29 33 are provided so that in the interior of the housing part 27 the internal pressure of the surge arrester prevails. The third housing part 31 consists of a hood placed on the housing part 27, wherein a gap is arranged between the fastening flange of the hood 31 and the housing part 27, so that inside the hood 31, the external atmospheric pressure prevails.

Der Gehäuseteil 27 ist mit einem Ventilsitz 37 versehen, auf welchen ein Ventilteller 39 aufliegt. Der Ventilteller 39 ist mit einer Kolbenstange 41 verbunden. The housing part 27 is provided with a valve seat 37 on which a valve disk 39 rests. the Valve disk 39 is connected to a piston rod 41.

Im zylindrischen Innenraum des Ventilgehäuseteils 29 ist ein plattenförmiger Kolben 43 angeordnet. Der ίο Kolben 43 ist mit der Kolbenstange 41 mittels einer Feder 45 wirkverbunden, wobei die Feder 45 sich einerseits auf die Innenfläche des Kolbens 43 und andererseits auf einen zylindrischen Ansatz 47 der Kolbenstange 41 abstützt. Die Kolbenstange 41 ist hierbei im Kolben 43 in axialer Richtung verschiebbar angeordnet. Der Kolben 43 liegt unter der Kraft der Feder 45 auf einer Schraubenmutter 49 auf, welche auf einem Gewindeansatz 50 der Kolbenstange 41 drehbar angeordnet ist.A plate-shaped piston 43 is arranged in the cylindrical interior of the valve housing part 29. the ίο Piston 43 is with the piston rod 41 by means of a Spring 45 operatively connected, the spring 45 on the one hand on the inner surface of the piston 43 and on the other hand is supported on a cylindrical extension 47 of the piston rod 41. The piston rod 41 is here arranged displaceably in the axial direction in the piston 43. The piston 43 rests under the force of the spring 45 on a screw nut 49, which on a threaded extension 50 of the piston rod 41 is rotatably arranged.

Federbälge 51 sind einerseits mit dem Kolben 43 und andererseits mit dem Ventilgehäuseteil 29 gasdicht verbunden. Ihr Innenraum 53 ist mit einem Gas gefüllt. Die Federbälge 51 können als ein einziger koaxial angeordneter ringförmiger Federbalg oder als ' einzelne Federbälge von kreisförmigem Querschnitt, von welchen beispielsweise vier zwischen dem Kolben 43 und der Innenwand des Ventilgehäuseteils 29 angeordnet sind, ausgebildet sein. Durch Drehen der Schraubenmutter 49 läßt sich der Gasdruck im Innenraum 53 der Federbälge 51 einstellen, z. B. auf den Druck des Normalzustandes (Normdruck).Spring bellows 51 are gas-tight on the one hand with the piston 43 and on the other hand with the valve housing part 29 connected. Your interior 53 is filled with a gas. The spring bellows 51 can be used as a single coaxial arranged ring-shaped bellows or as' individual bellows of circular cross-section, of which, for example, four are arranged between the piston 43 and the inner wall of the valve housing part 29 are to be trained. By turning the screw nut 49, the gas pressure in the interior 53 adjust the bellows 51, e.g. B. to the pressure of the normal state (standard pressure).

In einer Gewindebüchse 56 ist ein ringförmiger Permanentmagnet 55 angeordnet, der bei der dargestell-• ten geschlossenen Ventilstellung mit dem zylindrischen, ferromagnetischen Ansatz 47 der Kolbenstange 41 in Berührung steht. Hierbei ist zwischen dem Ansatz 47 und dem Magnet 55 eine Folie 57 eingebracht. Die Gewindebüchse 56 ist in einem Gewindeansatz des Ventilgehäuseteils 29 eingeschraubt undkann durch Drehen in axialer Richtung verschoben werden.In a threaded bushing 56 is an annular permanent magnet 55 arranged, which in the illustrated closed valve position with the cylindrical, ferromagnetic extension 47 of the piston rod 41 is in contact. Here is between a film 57 is introduced into the attachment 47 and the magnet 55. The threaded sleeve 56 is in a threaded attachment of the valve housing part 29 and can be displaced in the axial direction by turning will.

Zu beiden Seiten der vom Ventilteller 39 und Ventilsitz 37 gebildeten Dichtstelle 38 ist in den Gaszuführungsräumen je ein ringförmiger Filter 59 bzw. 61 angeordnet. Die Kolbenstange 41 ist hierbei im Filter 59 axial verschiebbar, wobei es aber nicht erforderlich ist, daß die Berührungsfläche zwischen der Kolbenstange 41 und dem Filter 59 gasdicht ist. Schließlich ist auf der Haube 31 eine Schraube 63 angeordnet, die bis zum Anschlag 65 eingedreht werden kann. Die Schraube 63 weist eine zentrale Bohrung auf, in welcher eine Feder 67 angeordnet ist, die auf eine Scheibe 69 drückt.On both sides of the sealing point 38 formed by the valve disk 39 and valve seat 37 is in the gas supply spaces an annular filter 59 and 61, respectively, are arranged. The piston rod 41 is here in the filter 59 axially displaceable, but it is not necessary that the contact surface between the piston rod 41 and the filter 59 is gas-tight. Finally, a screw 63 is arranged on the hood 31, which can be screwed in up to the stop 65. The screw 63 has a central bore in which a spring 67 is arranged which presses on a disk 69.

An Hand der F i g. 1 und 2 kann die Funktionsweise des Überspannungsabieiters wie folgt beschrieben werden: Im normalen Zustand herrscht im Innern des Isolators 1, der beispielsweise mit einem Schutzgas gefüllt ist, ein bestimmter Gasdruck, der zur Vermeidung des Eindringens feuchter Außenluft mit Vorteil etwas höher als der Außendruck ist. Bei diesem Gasdruck sind sowohl das Druckentlastungsventil 15 wie auch das Ventil 25 geschlossen. Geht nun zufolge einerüberspannung ein Ableitvorgang vor sich, so geben die Löschkammern unter der Wirkung des entstehenden Lichtbogens Gas ab. Dadurch steigt der Druck im Innern des Isolators 1, so daß eine axial gerichtete Kraft auf den Kolben 43 ausgeübt wird. Wenn der Druck im Innern des Isolators 1 größer gewordenOn the basis of FIG. 1 and 2, the operation of the surge arrester can be described as follows be: In the normal state there is inside the insulator 1, for example with a protective gas is filled, a certain gas pressure, which is advantageous in order to avoid the ingress of moist outside air is slightly higher than the external pressure. At this gas pressure, both the pressure relief valve 15 as well as the valve 25 closed. If, as a result of an overvoltage, a discharge process takes place, give the arcing chambers release gas under the effect of the resulting arc. This increases the Pressure inside the insulator 1, so that an axially directed force is exerted on the piston 43. When the pressure inside the insulator 1 has increased

ist als der Gasdruck in den Federbälgen 53, nämlich dem mit der Schraubenmutter 49 eingestellten Solldruck, wird der Kolben 43 und damit über die Feder 45 die Kolbenstange 41 axial nach oben verschoben. Dadurch wird der Ventilteller 39 des Gasdichte-Regulierventils 25 vom Ventilsitz abgehoben und das Gas kann vom Innenraum des Ableiters-durch die öffnungen 33 den Filter 59, den Filter 61 und den Spalt 35 nach außen strömen, wie dies durch Pfeile angedeutet ist. .is than the gas pressure in the spring bellows 53, namely the setpoint pressure set with the screw nut 49, the piston 43 and thus the piston rod 41 via the spring 45 is displaced axially upwards. As a result, the valve disk 39 of the gas density regulating valve 25 is lifted from the valve seat and the gas can from the interior of the arrester through the openings 33 the filter 59, the filter 61 and the gap 35 flow to the outside, as indicated by arrows is. .

Sobald der Lichtbogen gelöscht ist und von den Löschkammern kein Gas mehr abgegeben wird, sinkt der Innendruck. Fällt er unter den Soll-Druck, so dehnen sich die Federbälge 51 wieder aus und ziehen über die Schraubenmutter 49, auf welcher der Kolben 43 aufliegt, die Kolbenstange 41 nach unten, so daß der Ventilteller 39 auf den Ventilsitz 37 zu sitzen kommt. Der Innendruck wirkt einerseits auf den Ventilteller 39 gegen den Außendruck, wobei die Wirkfläche sind beispielsweise poröse Sintermetallringe oder ein Labyrinth geeignet.As soon as the arc is extinguished and no more gas is released from the extinguishing chambers, it sinks the internal pressure. If it falls below the set pressure, the spring bellows 51 expand again and pull over the nut 49 on which the piston 43 rests, the piston rod 41 down, so that the Valve disk 39 comes to sit on valve seat 37. The internal pressure acts on the one hand on the valve disk 39 against the external pressure, the effective surface being, for example, porous sintered metal rings or a Labyrinth suitable.

Durch Eindrehen der Schraube 63 kann der Ventilteller 39 auf den Ventilsitz 37 gedrückt und in dieser Stellung blockiert werden. Eine Blockierung des Ventils ist beispielsweise während einer Dichteprüfung des Ableiters, zur Funktionsprüfung des Explosionsschutzventils 15 oder während Transporten des Ableiters erforderlich. Die Feder 67 ist so ausgelegt, daß sieBy screwing in the screw 63, the valve disk 39 can be pressed onto the valve seat 37 and into it Position to be blocked. The valve is blocked, for example, during a leak test of the arrester, for functional testing of the explosion protection valve 15 or during transport of the arrester necessary. The spring 67 is designed so that they

ίο das Ventil entgegen dem Innendruck des Ableiters geschlossen halten kann ohne es zu beschädigen. Um ein konstantes Ansprechverhalten des Ableiters zu erreichen, ist es zweckmäßig, diesen von Anfang an mit dem Gas zu füllen, das beim Ansprechen der Funkenstrecken abgegeben wird.ίο the valve closed against the internal pressure of the trap can hold without damaging it. In order to achieve a constant response behavior of the arrester, it is advisable to fill this with the gas that is released when the spark gaps respond is delivered.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 sind im Gehäuse des Ableiters ein einziger Stapel von Funkenstrekken9 und spannungsabhängigen Widerständen 11 und ein einziges Gasdichte-Regulierventil 25 angeord-In the embodiment according to FIG. 1, a single stack of spark gaps9 are in the housing of the arrester and voltage-dependent resistors 11 and a single gas density regulating valve 25 arranged

d.urch den Durchmesser d gegeben ist. Andererseits 20 net. Es können aber auch einzelne Funkenstrecken- d is given by the diameter d. On the other hand, 20 net. However, individual spark gap

wirkt der Innendruck gegen den im Innenraum 53 der Federbälge 51 herrschenden Druck. Da die Wirkfläche der Federbälge, die durch die Durchmesser D₁ , und D₂ bestimmt ist, wesentlich größer ist als die Wirkfläche des Ventiltellers 39, ist für das Abheben des Ventiltellers 39 vom Ventilsitz 37 der Gasdruck in den Innenräumen 53 der Federbälge 51 maßgebend. Es liege nun der Fall vor, daß sich der Druck im Innern des Isolators verglichen mit dem Außendruck erhöht, weil entweder die Temperatur im Ableiterinnern steigt oder weil der Außendruck abnimmt. Dann erhöht sich bei einer Temperaturerhöhung im Innern des Ableiters aber auch der Gasdruck in den Innenräumen 53 der Federbälge 51, so daß auf die Kolbenstange 41 keine axial gerichtete Kraft ausgeübt wird. Eine öffnend wirkende temperaturbedingte Druck-Steigerung im Ableiterinnern führt damit auch zu einer Steigerung des schließend wirkenden Gegendruckes im Innenraum 53 der Federbälge 51. Damit wird erreicht, daß nicht auf konstanten Gasdruck, sondern auf konstante Gasdichte reguliert wird. Der innere Überdruck wirkt nur in geringem Maße auf den Ventilteller 39 mit einer öffnenden Kraft.the internal pressure acts against the pressure prevailing in the interior space 53 of the spring bellows 51. Since the effective area of the bellows, which is determined by the diameters D ₁ and D ₂ , is significantly larger than the effective area of the valve disk 39, the gas pressure in the interior spaces 53 of the bellows 51 is decisive for the lifting of the valve disk 39 from the valve seat 37. It is now the case that the pressure inside the insulator increases compared to the external pressure because either the temperature inside the arrester rises or because the external pressure decreases. Then, when the temperature inside the arrester increases, the gas pressure in the interior spaces 53 of the bellows 51 also increases, so that no axially directed force is exerted on the piston rod 41. An opening-acting temperature-related pressure increase in the trap interior thus also leads to an increase in the closing counterpressure in the interior 53 of the bellows 51. This means that the gas pressure is not regulated to a constant gas pressure, but to a constant gas density. The internal overpressure acts only to a small extent on the valve disk 39 with an opening force.

Die gleichen Verhältnisse liegen vor, wenn der Außendruck sinkt. Dann ändert sich an den Druck-Verhältnissen zwischen dem Ableiterinnern und dem Innenraum 53 der Federbälge 51 nichts. Die einzige öffnende Kraft wird durch den Druckunterschied auf beiden Seiten des Ventiltellers 39 erzeugt, und diese ist, wie oben ausgeführt, sehr klein.The same conditions apply when the external pressure drops. Then the pressure conditions change between the inside of the arrester and the interior space 53 of the spring bellows 51 nothing. The only opening force is generated by the pressure difference on both sides of the valve disk 39, and this is, as stated above, very small.

Der ringförmige Magnet 55 hält durch seine Wirkung auf den zylindrischen Ansatz 47 der Kolbenstange 41 das Ventil auch dann noch in geschlossener Stellung, wenn die Gasdichte im Ableiterinnern bereits den eingestellten Sollwert erreicht hat. Die Gasdichte im Innern muß noch weitersteigen, bis die zum Losreißen des Ansatzes 47 vom Magneten 55 erforderliche Kraft erreicht ist. Dank dieser verzögerten Ventilbetätigung wird verhindert, daß der Liniendruck an der Dichtstelle 38 über längere Zeit hin Null wird. Die zwischen dem Ansatz 47 und dem Magneten 55 eingelegte Folie 57 verhindert ein Kleben des Ansatzes 47. Durch Drehen der Gewindebuchse 56 kann der Magnet 55 justiert werden.The ring-shaped magnet 55 holds by its action on the cylindrical projection 47 of the piston rod 41 the valve is still in the closed position when the gas density in the trap interior is already has reached the setpoint value. The gas density inside must continue to rise until the Tearing away the extension 47 from the magnet 55 required force is reached. Thanks to this delayed Actuating the valve prevents the line pressure at the sealing point 38 from being zero over a longer period of time will. The film 57 inserted between the extension 47 and the magnet 55 prevents the extension from sticking 47. The magnet 55 can be adjusted by turning the threaded bushing 56.

Die auf beiden Seiten der Dichtungsstelle 38 angeordneten inneren und äußeren Filter 59 bzw. verhindern das Ablagern von Schmutzpartikeln auf dem Ventilteller 39 oder dem Ventilsitz 37. Als Filter Stapel oder einzelne Widerstände oder Widerstandsstapel für sich nochmals in gasdichte Hüllen eingeschlossen werden, wobei in jeder Hülle und zusätzlich „-im Außengehäuse je ein Gasdichte-Regulierventil an- *· geordnet wird. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die Anforderungen bezüglich Gasdichte des aus einem Isolator großer Abmessungen bestehenden Außengehäuses weniger streng zu sein brauchen. In F i g. 3 ist ein derartiger Ableiter dargestellt.Those arranged on both sides of the sealing point 38 inner and outer filters 59 and prevent the deposition of dirt particles the valve disk 39 or the valve seat 37. As a filter Stack or individual resistors or resistor stacks are again enclosed in gas-tight envelopes be, where in each shell and additionally “-im A gas density regulating valve is arranged on each outer housing. The advantage of this arrangement is there in that the gas density requirements of the consisting of a large-sized insulator Outer housing need to be less strict. In Fig. Such an arrester is shown in FIG.

In dem vom Isolator 1 und den beiden Abschluß-· deckein 3 und 5 gebildeten Gehäuse sind beispeilsweise eine gasdichte Hülle 71 mit einem Funkenstrekkenstapel 9 und einem Widerstandsstapel 11 ein weiterer Widerstandsstapel 11 und eine zweite gasdichte Hülle 71 mit einem weiteren Funkenstreckenstapel 9 'aneinandergereiht und durch eine Feder 75 festgehalten. Die beiden Hüllen 71 und 73 sind hierbei wiederum mit je einem Gasdichte-Regulierventil 77 versehen, das aber im Gegensatz zu dem in Fi g. 2 dargestellten Ventil 25 keine Schraube 63 zur Blockierung des Ventiltellers 39 aufzuweisen braucht. Im oberen Abschlußdeckel 3 des äußeren Gehäuses ist ein drittes Gasdichte-Regulierventil 79 angeordnet, das mit der Außenseite in Verbindung steht. Im unteren Abschlußdeckel ist zudem, wie bereits beschrieben, das Druckentlastungsventil 15 als Explosionsschutz angeordnet. Für das äußere Ventil 79 kann die Tempe-, ratur- und Außendruckkompensation gemäß F i g. entfallen.In the one from isolator 1 and the two final Housing formed in 3 and 5 are, for example, a gas-tight envelope 71 with a stack of spark gaps 9 and a resistor stack 11, a further resistor stack 11 and a second gas-tight Envelope 71 with a further stack of spark gaps 9 'lined up and held in place by a spring 75. The two covers 71 and 73 are each provided with a gas density regulating valve 77, but in contrast to the one in Fig. 2 valve 25 shown no screw 63 for blocking of the valve disk 39 needs to have. In the upper cover 3 of the outer housing is a third Gas density regulating valve 79 is arranged, which is in communication with the outside. In the lower end cover is also, as already described, the pressure relief valve 15 is arranged as explosion protection. For the outer valve 79, the temperature, temperature and external pressure compensation according to FIG. omitted.

Es ist möglich, das in F i g. 2 dargestellte Gasdichte-Regulierventil gleichzeitig als Druckentlastungsventil für den Explosionsschutz gemäß Fig. 1 auszubilden. Da dies jedoch einen komplizierten und aufwendigen Aufbau zur Folge hat, ist es vorteilhafter, für beide Funktionen getrennte Ventile vorzusehen. Hierbei ist es jedoch möglich, das Gasdichte-Regulierventil und das Druckentlastungsventil als eine einzige Einheit zusammenzubauen. F i g. 4 stellt ein entsprechendes Ausführungsbeispiel dar, und zwar das Gasdichte-Regulierventil in Ansicht und das Druckentlastungsventil im Schnitt.It is possible that shown in FIG. 2 shown gas density regulating valve at the same time as a pressure relief valve for explosion protection according to FIG. 1. However, since this results in a complicated and expensive structure, it is more advantageous for both Functions to provide separate valves. However, it is possible to use the gas density regulating valve and assemble the pressure relief valve as a single unit. F i g. 4 represents a corresponding Exemplary embodiment, namely the gas density regulating valve in view and the pressure relief valve on average.

Der Isolator 1, in dessen Innerem die Aktivteile des Ableiters angeordnet sind, ist mit einem Abschlußdeckel 80 versehen, der eine im wesentlichen zylindrische Verlängerung zur Aufnahme eines aus einem Ventilteller 81 und einer Tellerfeder 85 bestehenden Druckentlastungsventils aufweist. In der dargestellten Stellung schließt der Ventilteller 81 mittels der Dich-The insulator 1, in the interior of which the active parts of the arrester are arranged, is provided with a cover plate 80 provided, which has a substantially cylindrical extension for receiving one of a Has valve plate 81 and a plate spring 85 existing pressure relief valve. In the illustrated Position closes the valve disk 81 by means of the sealing

Hingen 83 die im Abschlußdeckel 80 befindliche Öffnung 87, die in den Innenraum des Ableiters führt, gasdicht ab. Das Gasdichte-Regulierventil 89 ist gemäß F i g. 2 ausgebildet und am Ventilteller 81 angebracht, welcher mit entsprechenden Bohrungen für die Befestigung der Haube 31 (Fig.^) und für den Ventilsitz 37 (F i g. 2) versehen ist. D^Abschlußdekkel 80 weist zudem seitliche Bohrungen 93 auf.Hanging 83 the opening 87 located in the cover 80, which leads into the interior of the arrester, gastight. The gas density regulating valve 89 is shown in FIG. 2 formed and attached to the valve disk 81, which with corresponding holes for attaching the hood 31 (Fig. ^) and for the Valve seat 37 (Fig. 2) is provided. D ^ final lid 80 also has lateral bores 93.

Beim Ansteigen der Gasdichte im Ableiterinnern öffnet in der bereits beschriebenen Weise das Ventil 89, so daß das Gas in der mit Pfeilen 91 angedeuteten Richtung aus dem Innern strömen kann. Bei steilem Druckanstieg auf hohe Druckwerte von 1 ... 2 atü wird der Ventilteller 81 gegen die Tellerfeder 85 gedrückt, so daß das Gas in der mit Pfeilen 95 angedeu- »5 toten Richtung durch die öffnungen 93 entweichen kann und ein Zerspringen des Isolators 1 vermieden ist.When the gas density rises inside the trap, the valve opens in the manner already described 89, so that the gas can flow in the direction indicated by arrows 91 from the interior. At steep If the pressure increases to high pressure values of 1 ... 2 atm, the valve disc 81 is pressed against the disc spring 85, so that the gas can escape through the openings 93 in the direction indicated by arrows 95 can and cracking of the insulator 1 is avoided.

Bei dem beschriebenen Überspannungsableiter ist dank der Gasdichte-Regulierung im Innenraüm eine Verwendung von gasabgebenden Materialien in den Löschkammern des Ableiters möglich. Diese Verwendung führt zu einer Steigerung der Lichtbogenspannung, so daß das Volumen und der Widerstandswert der teuren und in der Herstellung schwierigen spannungsabhängigen Widerstände reduziert werden können. Dadurch wird nicht nur die Herstellung der Ableiter weniger aufwendig, sonderen auch ihre Qualität wegen der tieferen Restspannung während dem Ableitvorgang besser.In the case of the surge arrester described, thanks to the gas density regulation in the interior, there is a Use of gas-emitting materials in the extinguishing chambers of the arrester is possible. This use leads to an increase in the arc voltage, so that the volume and the resistance value the voltage-dependent resistors, which are expensive and difficult to manufacture, can be reduced. This not only makes the manufacture of the arresters less expensive, but also their quality better because of the lower residual stress during the discharge process.

Während die als Explosionsschutz vorgesehenen Druckentlastungsventile bei Ableitern für hohe Spannungen auf einen Minimaldruck von etwa 1,5 atü eingestellt werden müssen, können die beschriebenen Gasdruck-Regulierventile, die temperatur- und außendruckkompensiert sind, auf einen wesentlich kleineren Überdruck von beispielsweise 0,3 atü eingestellt werden. Bleibt nach einer Störung das Druckentlastungsventil intakt, so ist deshalb ein möglicherweise noch vorhandener Restdruck wesentlich kleiner, so daß die Gefahr für das Bedienungspersonal stark reduziert ist.While the pressure relief valves provided as explosion protection for arresters for high voltages must be set to a minimum pressure of about 1.5 atü, the described Gas pressure regulating valves, which are temperature and external pressure compensated, in one essential smaller overpressure of, for example, 0.3 atü can be set. The pressure relief valve remains after a fault intact, any residual pressure that may still be present is therefore much lower, so that the danger for the operating personnel is greatly reduced.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 309 615/1971 sheet of drawings 309 615/197

Claims

Patent claims:

1. Surge arrester with closed housing and spark chambers arranged in it, which are made of chamber material which emits gas under the effect of an electric arc, d a through characterized in that to maintain a constant gas density inside of the surge arrester, a gas density regulating valve (25; 77, 69) is provided.

2. Surge arrester according to claim!, Characterized characterized in that as a drive for a valve disk (39) of the gas density regulating valve (25) a piston (43) is provided, which is under the internal pressure of the trap against one in the trap located, closed reference atmosphere works and that between the piston (43) and a piston rod (41) is provided as a connection to the valve disk (39).

3. Surge arrester according to claim 2, characterized in that at least one bellows (51) between the piston (43) and one with the housing firmly connected surface (29) arranged gas-tight and that its interior (53) with is filled with a gas.

4. Surge arrester according to claim 3, characterized in that the height of the bellows (51) is adjustable in order to change the gas pressure in the interior (53) of the bellows (51).

5. Surge arrester according to claim 4, characterized in that the bellows (51) The final effective area of the piston (43) is much larger than the valve disk area (39).

6. Surge arrester according to claim 5, characterized in that a ferromagnetic Extension (47) on the piston rod (41) in the closed position of the gas density regulating valve (25) rests on a permanent magnet (55).

7. Surge arrester according to claim 6, characterized in that at least one Side of the valve disk (39) a filter (59, 61) is arranged in the flow channel for the gas.

8. Surge arrester according to claim 1, characterized in that the gas density regulating valve (25) is arranged on a cover plate (3) of the arrester housing.

9. Surge arrester according to claim 1, characterized in that at least in the housing another gas-tight envelope (71, 73) with spark gaps (9) and / or voltage-dependent Resistors (11) is arranged, each shell (71, 73) and the housing each having a gas density regulating valve (77, 69) are provided.

10. Surge arrester according to claim 1, characterized in that the gas density regulating valve (84) with a known pressure relief valve that acts as explosion protection (81, 85) is assembled.