DE1638121B2

DE1638121B2 - Surge arrester with stacked spark gaps

Info

Publication number: DE1638121B2
Application number: DE19681638121
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. Jakszt; Claus Dr.-Ing. Kessler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-02-06
Filing date: 1968-02-06
Publication date: 1975-07-24
Also published as: DE1638121A1

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einem Überspannungsableiter mit mehreren stapeiförmig angeordneten Funkenstrecken, die von einem Isolierstoffrohr umgeben und innerhalb im wesentlichen zylindrischer leitfähiger Schichten angeordnet sind. Ein Überspannungsableiter dieser Art ist durch die DTPS 9 40 002 bekanntgeworden, bei der die leitfähigen Schichten auf der Oberfläche eines den Funkenstreckenstapel umgebenden Isolierstoffrohres angeordnet sind. Für die Löschfunkenstrecke sind hierbei mehrere durch einen Abstand getrennte Schichten vorgesehen, die nicht mit den Enden des Funkenstreckenstapels in leitender Verbindung zu stehen brauchen. Bei dem bekannten Überspannungsableiter haben die leitfähigen Schichten einen hohen spezifischen Widerstand, da je nach der anliegenden Frequenz eine unterschiedliche Steuerwirkung angestrebt wird.The invention relates to a surge arrester with several stacked spark gaps, which are surrounded by an insulating tube and are essentially cylindrical conductive Layers are arranged. A surge arrester of this type has become known through DTPS 9 40 002, in which the conductive layers on the surface of an insulating tube surrounding the spark gap stack are arranged. For the quenching spark gap, several are separated by a distance Layers are provided that are not in conductive contact with the ends of the spark gap stack need to stand. In the known surge arrester, the conductive layers have a high specific resistance, since a different control effect is sought depending on the applied frequency will.

Durch die Erfindung soll eine Anordnung der leitfähigen Schichten angegeben werden, die eine möglichst vollständige Abschirmung des Funkenstreckenstapels ergibt und diesen der Wirkung von Fremdschichten auf der Gehäuseoberfläche des Überspannungsabieiters soweit wie möglich entzieht. soThe invention is intended to provide an arrangement of the conductive Layers are specified that shield the spark gap stack as completely as possible results and this the effect of foreign layers on the housing surface of the surge arrester withdraws as much as possible. so

Gemäß der Erfindung geschieht dies dadurch, daß die leitfähigen Schichten in die Wand des Isolierstoffrohres eingebettet und jeweils mit den Enden des Funkenstreckenstapels elektrisch leitend verbunden sind Und daß die Ränder der leitfähigen Schichten in der Wand des Isoiierstoffrohres einen Abstand aufweisen, der klein ist gegenüber der gesamten Höhe des Funkenstreckenstapels. Infolge des geringen Abstandes der leitfähigen Schichten, der auf Grund der Einbettung in den Isolierstoff gewählt werden kann, ist der Funken-Streckenstapel praktisch vollständig abgeschirmt. Die Funkenstrecken arbeiten daher unabhängig von eventuell auf der Gehäuseoberfläche des Überspannungsableiter vorhandenen leitfähigen Fremdschichten stets unter den gleichen Bedingungen.According to the invention, this is done in that the conductive layers in the wall of the insulating tube embedded and each connected to the ends of the spark gap stack in an electrically conductive manner And that the edges of the conductive layers in the wall of the insulating tube are at a distance which is small compared to the total height of the spark gap stack. Due to the small distance between the The spark gap stack is a conductive layer that can be selected because it is embedded in the insulating material practically completely shielded. The spark gaps therefore work independently of any There are always conductive foreign layers on the surface of the housing of the surge arrester under the same conditions.

Als Isolierstoffrohr kann für die Zwecke der Erfindung beispielsweise ein Hartpapierrohr verwendet werden, in das Metallfolien als leitfähige Schichten ein-121 As insulating material, a hard paper tube, for the purposes of the invention, for example, be used in the metal foil as a conductive layer one 121

gebettet sind. Vorzugsweise kann das Isolierstoffrohr jedoch aus einem Gießharz bestehen, in das die leitfähigen Schichten unmittelbar beim Gießen eingebettet werden. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, durchgehende Bleche oder Foüen zu verwenden; vielmehr können auch perforierte Metallrohre oder ein Drahtnetz (Drahtgaze) verwendet werden.are bedded. Preferably, the insulating tube However, they consist of a casting resin in which the conductive layers are embedded directly during casting will. In this case it is not necessary to use continuous sheets or foils; much more Perforated metal pipes or a wire mesh (wire gauze) can also be used.

Das Isolierstoffrohr kann als besonderes Bauteil ausgebildet sein, das in das !soliergehäuse des Überspannungsableiter eingesetzt ist Diese Anordnung ist unabhängig von zur Abschirmung dienenden leitfähigen Schichten an sich bekannt (CH-PS 3 03 804). In ebenfalls an sich bekannter Weise kann das Gehäuse des Überspannungsabieiters zugleich als Isolierstoffrohr im Sinne der Erfindung benutzt werden. Das Gehäuse des Überspannungsabieiters kann demnach z. B. aus einem Gießharzkörper bestehen, in den in der Umgebung der Funkenstrecken die beiden leitfähigen Schichten eingebettet sind.The insulating tube can be designed as a special component that is inserted into the insulating housing of the surge arrester This arrangement is independent of the conductive used for shielding Layers known per se (CH-PS 3 03 804). In also In a known manner, the housing of the surge arrester can also be used as an insulating tube in the Be used within the meaning of the invention. The housing of the surge arrester can therefore, for. B. from a There are cast resin bodies in which the two conductive layers are embedded in the vicinity of the spark gaps are.

Die F i g. 1 und 2 zeigen Ausführungsbeispiele derThe F i g. 1 and 2 show embodiments of the

Erfindung.Invention.

In Fig. 1 ist ein Überspannungsableiter für Mittelspannung, beispielsweise für 20 kV, dargestellt. Als isoliergehäuse dient ein Gießharzkörper 1, der zur Erhöhung seiner isolationsfestigkeit, insbesondere im Freiluftbetrieb, mit Schirmen 2 besetzt ist. Der Gießharzkörper 1 umschließt in seinem oberen Teil stoffschlüssig eine Anzahl von Widerstandsscheiben 3; die Widerstandsscheiben werden also beim Guß des Gießharzkörpers 1 in die Gießform eingesetzt. Das gleiche gilt für den unteren Anschlußbolzen 4.In Fig. 1 is a surge arrester for medium voltage, for example for 20 kV. A cast resin body 1 is used as an insulating housing, which increases its insulation resistance, especially in open-air operation, is occupied by screens 2. The cast resin body 1 encloses materially in its upper part a number of resistance disks 3; the resistance disks are so when casting the cast resin body 1 inserted into the mold. The same applies to the lower connecting bolt 4.

Im unteren Teil weist der Gießharzkörper 1 einen Hohlraum 5 auf, der beim Guß durch einen entsprechend geformten Kern freigehalten wird. In diesen Hohlraum 5 wird nach dem Guß ein Stapel von Funkenstrecken 6 eingesetzt. Die beiden Elektroden 6a der obersten Funkenstrecke sind im Schnitt dargestellt. Mit 7 ist eine von drei um je 120° gegeneinander versetzten Gießharzleisten bezeichnet, die beim Guß mitgeformt werden und zur Zentrierung des Funkenstreckenstapels 6 dienen.In the lower part of the cast resin body 1 has a cavity 5, which during casting by a corresponding shaped core is kept free. In this cavity 5 is a stack of spark gaps after casting 6 used. The two electrodes 6a of the top spark gap are shown in section. With 7 is one of three offset from each other by 120 ° Cast resin strips denote that are also formed during casting and for centering the stack of spark gaps 6 serve.

Der untere Anschlußbolzen 8 ist mit einem Tragstern 9 metallisch verbunden, der mit Durchbrüchen 9a versehen und bei 10 mit dem Gießharzkörper 1, z. B. ebenfalls durch Verguß oder durch Verkittung, verbunden ist. Zwischen dem Tragstern 9 und dem Funkenstrekkenstapel 6 ist eine Druckfeder 11 eingesetzt 14 ist eine Befestigungsschelle, die den Gießharzkörper 1 umfaßt.The lower connecting bolt 8 is metallically connected to a support star 9 which is provided with openings 9a and at 10 with the cast resin body 1, z. B. also by potting or cementing connected is. A compression spring 11 is inserted 14 between the support star 9 and the spark gap stack 6 a fastening clip which comprises the cast resin body 1.

In den unteren Teil des Gießharzkörpers 1 sind nun gemäß der Erfindung zwei zylindrische leitfähige Schichten 12 und 13 eingebettet, die beispielsweise aus Drahtgaze bestehen können. Die untere Schicht 12 ist leitend mit dem Tragstern 9 verbunden, die obere Schicht 13, die becherförmig ausgebildet ist, hat mit dem oberen Ende des Funkenstreckenstapels 6 Kontakt. Der im Gießharz liegende Abstand d der Ränder der Schichten 12 und 13 ist klein gegenüber der gesamte Höhe des Funkenstreckenstapels 6; er kann bei 20 kV etwa 5 bis 10 mm betragen, während die Höhe des Funkenstreckenstapels etwa 15 cm beträgt. Durch die leitfähigen Schichten 12 und 13, die den Funkenstreckenstapel 6 nahezu vollständig umschließen und auf festen Potentialen liegen, werden die Funkenstrekken gegenüber Potentialen leitfähiger Fremdschichten, die sich auf der äußeren Oberfläche des Gießharzkörpers j insbesondere bei Freiluftbetrieb ausbilden können, weitgehend abgeschirmt.In the lower part of the cast resin body 1, two cylindrical conductive layers 12 and 13 are now embedded according to the invention, which may consist of wire gauze, for example. The lower layer 12 is conductively connected to the star support 9, the upper layer 13, which is cup-shaped, is in contact with the upper end of the spark gap stack 6. The distance d in the casting resin between the edges of the layers 12 and 13 is small compared to the total height of the spark gap stack 6; at 20 kV it can be about 5 to 10 mm, while the height of the spark gap stack is about 15 cm. The conductive layers 12 and 13, which almost completely enclose the stack of spark gaps 6 and are at fixed potentials, largely shield the spark gaps from the potentials of conductive foreign layers that can form on the outer surface of the cast resin body j, especially in open-air operation.

Die Trennstrecke zwischen den leitfähigen Schichten 12 und 13 liegt etwa in halber Höhe des Funkenstrekkenstapels 6. Um die Spannungsbeanspruchung der Trennstrecke herabzusetzen, kann man die Ränder der Schichten 12 und 13 wulstartig ausbilden {i2a, 13a).The separation distance between the conductive layers 12 and 13 is about half the height of the spark gap stack 6. To reduce the stress on the separation distance, the edges of the layers 12 and 13 can be bead-like {i2a, 13a).

In F i g. 2 ist der untere Teil eines Überspannungsableiters dargestellt, bei dem das Isolierstoffrohr, in das die leitfähigen Schichten eingebettet sind, und das Gehäuse getrennte Bauteile sind. Das äußere Gehäuse ist hier mit 20 bezeichnet; es kann z. B. aus Pc-zellan bestehen. Der Funkenstreckenstapel 21 ist von einem Isolierstoffrohr 22 umgeben, in das leitfähige Schichten 23 und 24 eingebettet sind. Das Isolierstoffrohr 22 kann auch hier aus Gießharz bestehen, die Schichten 23 und 24 aus Drahtgaze. Die leitfähigen Schichten 23 und 24 treten etwas aus den Stirnflächen des Isolierstoffrohres 22 heraus. Die untere Schicht 23 hat mit der metallischen Kappe 25 Kontakt, die obere Schicht 24 mit einer Metallplatte 26, an der die oberste Elektrode des Funkenstreckenstapels anliegt Die Metallplatte 26 liegt ihrerseits an der untersten Widerstandsscheibe 27 an.In Fig. 2 is the lower part of a surge arrester shown, in which the insulating tube, in which the conductive layers are embedded, and the housing are separate components. The outer housing is denoted here by 20; it can e.g. B. consist of Pc-Zellan. The spark gap stack 21 is surrounded by an insulating tube 22 in which conductive layers 23 and 24 are embedded. The insulating tube 22 can also consist of cast resin here, the layers 23 and 24 made of wire gauze. The conductive layers 23 and 24 protrude somewhat from the end faces of the insulating tube 22 out. The lower layer 23 is in contact with the metallic cap 25, the upper layer 24 with a metal plate 26 against which the top electrode of the spark gap stack rests in turn lies against the lowermost resistance disk 27.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Claims: 1638

1. Surge arrester with several stacked spark gaps, which are surrounded by an insulating tube and are arranged within essentially cylindrical conductive layers, characterized in that the conductive layers (12, 13; 23, 24) in the wall of the insulating tube (1; 22) embedded and electrically conductively connected to the ends of the spark gap stack (6; 21) and that the edges of the conductive layers in the wall of the insulating tube have a distance (d) which is small compared to the total height of the spark gap stack.

2. Surge arrester according to claim 1, characterized in that the insulating tube (1, 22) consists of casting resin with which the conductive layers are cast.

3. Surge arrester according to claim 1, characterized in that the insulating tube (1) is also the housing of the arrester.