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Die Erfindung betrifft eine sprühsichere Lichtbogenschutzarmatur für
Isolatoren von Hochspannungsfreileitungen und -stationen mit einem Lichtbogenschutzring
aus Profilblech oder Rohr, wobei der Schutzring einen Ringtrennspalt aufweist, der
der einspeisenden Strebe gegenüberliegt.
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Lichtbogenschutzringe, wie sie seilseitig bei Freileitungsisolatorenketten
und bei Stationsporzellanen, insbesondere bei Hochspannungsanlagen verwendet werden,
haben mehrere Aufgaben zu erfüllen. Sie dienen einmal dazu, im Störungsfall Kurzschlui3-lichtbögen
zu übernehmen und vom Porzellan fernzuhalten, ferner sollen sie frühzeitigen elektrischen
Glimm- oder Sprüheinsatz an den Isolatorenkappen und Armaturen verhindern und schließlich
noch zur Linearisierung der Potentialverteilung längs des Isolators beitragen. Ein
Lichtbogenschutzring ist also dann besonders wirkungsvoll, wenn er alle an ihn gestellten
Aufgaben in optimaler Weise erfüllt.
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In jüngster Zeit haben sich einseitig gespeiste, sogenannte gesteuerte
Schutzringe für die Lichtbogenbeeinflussung als besonders geeignet erwiesen. Die
aus Rohr oder Profilblech hergestellten Ringe sind an einer Stelle aufgetrennt und
werden an der gegenüberliegenden Seite durch eine einzige Strebe im Falle eines
Lichtbogens eingespeist. Hierdurch wird erreicht, daß der Lichtbogenfußpunkt infolge
starker elektrodynamischer Kräfte schnell zu der Ringöffnung wandert und der Lichtbogen
somit rasch die gewünschte Brennlage einnimmt. Mit diesem Vorteil mußte jedoch ein
bedeutender Nachteil in Kauf genommen werden. Gegenüber einem in sich geschlossenen
Ring, der hinsichtlich des Glimmeinsatzes optimale Verhältnisse aufweist, setzt
nämlich bei einem aufgetrennten Ring an den Ringenden das Glimmen bereits bei niedrigen
Spannungen ein.
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Durch die deutsche Patentschrift 813 720 ist eine Lichtbogenschutzarmatur
bekannt, bei der der Schutzring zum Zwecke der einseitigen Einspeisung an bestimmten
Stellen aufgeschnitten und. dort mit einem festen Isolierstoff oder einem Halbleiter
überbrückt ist. Wird als Isoliermittel ein Nichtleiter, z: B. Kunststoff verwendet,
so ist ein frühzeitiges Glimmen an den metallischen Ring-Trennkanten und an den
Streben nicht zu vermeiden. Die Verwendung von Halbleiterwerkstoffen würde zwar
die Oberfläche des Ringes hinsichtlich des Sprüheinsatzes als nicht geschnitten
erscheinen lassen und somit einen frühzeitigen Glimmeinsatz vermeiden, jedoch ist
die Verwendung halbleitender Werkstoffe je nach Art des Halbleiters aus fertigungstechnischen
und wirtschaftlichen Gründen bzw. aus Gründen ungenügender Witterungsbeständigkeit
nicht vertretbar, und deshalb sind solche Ringe im Leitungsbau niemals verwendet
worden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den im Fall eines Lichtbogenüberschlages
einseitig gespeisten mit einem Ringtrennspalt versehenen Schutzring so zu gestalten,
daß ein frühzeitiger Glimmeinsatz an den Ringenden vermieden wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein mit einem
Dielektrikum bezogenes metallisches Füllstück den Spalt zwischen den Ringenden ausfüllt,
mit seiner Oberfläche aus dem Ringprofil herausragt und mit einem in das Befestigungsauge
der einspeisenden Strebe einmündenden Arm verbunden ist. Hierbei kann die aus dem
Ringprofil herausragende Oberfläche des Fühl stückes kreisförmig oder elliptisch
gewölbt sein.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung ist der in das Befestigungsauge
einmündende Arm auf der zur Gegenarmatur gelegenen Seite mit dem Füllstück verbunden.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Lichtbogenschutzarmatur wird gegenüber
bekannten Armaturen mit Ringspalt erreicht, daß die normalerweise an dem Spalt entstehende,
in bezug auf die übrige elektrische Feldstärke am Schutzring, größte elektrische
Feldstärke auf Werte abgebaut wird, die gleich oder sogar kleiner sind als auf der
übrigen Schutzringfläche selbst. Da die äußeren Konturen des Füllstückes sich etwas
aus der Oberfläche des Profilringes herauswölben, wird das elektrostatische Feld
derart verändert, daß an den an den Seiten des Füllstückes anliegenden Ringenden
eine geringere elektrostatische Feldstärke vorhanden ist als auf der übrigen Oberfläche
des Ringes und damit der frühzeitige Glimmeinsatz an diesen Stellen vermieden wird.
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Dadurch, daß die beiden Ringenden elektrisch gegeneinander isoliert
sind, bleibt die lichtbogenbeeinflussende Wirkung des Schutzringes, durch die der
Lichtbogenfußpunkt infolge starker elektrodynamischer Kräfte schnell zu den Ringenden
wandert, erhalten.
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Durch den dielektrischen Überzug auf dem Füllstück wird nicht nur
eine elektrische Isolierung der beiden Ringenden gegeneinander und gegenüber dem
Füllstück erreicht, sondern auch die Wirkung, als hätte der Schutzring praktisch
keinen Trennspalt. Ohne den Überzug würde das Glimmen nämlich zuerst auf der aus
dem Ringprofil herausragenden Oberfläche des Füllstückes einsetzen.
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Erst durch die vorliegende Erfindung wird es ermöglicht, daß ein bezüglich
der Lichtbogenbeeinflussung optimal wirkender Ring auch hinsichtlich des Glimmens
einwandfrei ausgeführt werden kann. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß
die offenen Enden des Schutzringes durch das hier befestigte Füllstück ausgerightet
werden-. können, so daß keines der Ringenden vorsteht, wie es bisher häufig der
Fall war.
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Bei extremer Witterung und bei der Montage werden die Schutzringe
mechanisch stark beansprucht, da sich z. B. die Monteure auf den Ring stellen. Diesen
Belastungen hält der erfindungsgemäß ausgebildete Schutzring einwandfrei stand,
da die Ringenden nicht mehr frei stehen, sondern unter Zwischenschaltung des Füllstückes
miteinander verbunden sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Schnitt gemäß der
Linie 1-I der Fig.2, F i g. 2 einen Querschnitt durch den Schutzring mit dem Füllstück,
F i g. 3 eine Ansicht von oben auf den in F i g. 4 gezeigten Schutzring und F i
g. 4 den Schutzring mit Befestigungsstreben zum Teil im Schnitt und zum Teil in
Ansicht von der Seite.
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Der Lichtbogenschutzring 3 ist mit einer Strebe 4
und
dem Auge 9 zwischen dem nicht dargestellten Isolator und dem Freileitungsseil befestigt.
Die Schutzringenden3a, 3b liegen mit ihrer Öffnung
gegenüber der
Befestigungsstelle der Strebe 4. Zwischen den Ringenden 3a, 3g- ist ein Füllstück
1 eingesetzt, welches mit einer Schraube 5 und einer Mutter 6 an den eingeschweißten
Stegen 3c, 3d befestigt ist. Das Füllstück 1 ist mit einem Überzug 2, einem Dielektrikum,
das z. B. aus Kunststoff besteht, versehen, so daß die Ringenden 3a, 3g- voneinander
isoliert sind. Die Schraube 5 ist in dem Steg 3 d mit einer Isolierbuchse 7 eingesetzt,
so daß die Ringenden hier elektrisch nicht überbrückt sind. Das metallische Füllstück
1 ragt mit seiner beispielsweise elliptisch gewölbten Oberfläche aus dem
Ringprofil soweit heraus, daß der Glimmeinsatz an den Ringenden 3a, 3g- vermieden
wird. Durch den dielektrischen Überzug 2 auf dem Füllstück l wirkt der an sich offene
Schutzring praktisch wie ein geschlossener Ring. Das Füllstück 1 ist vorteilhaft
durch einen Arm 8 mit dem Befestigungsauge 9 verbunden. Der Arm 8 ist hierbei an
der - wie- in F i g. 4 dargestellt - oberen Seite mit dem Füllstück 1 verbunden.
Der Arm 8 weist von dem Befestigungsauge 9 her schräg nach außen, so daß
ein auf die Ringenden hingetriebener Lichtbogen von dem oberen Ende des Armes 8
übernommen und dadurch schräg nach außen gerichtet wird. Hierdurch wird der Lichtbogen
wie bei einem Schutzhorn in bekannter Weise in seiner Brennlage stabilisiert. Dadurch
wird auch das gefährliche zwischenzeitliche Überspringen des Lichtbogenfußpunktes
auf die Isolatorenkappe, wie es bei offenen Ringen ohne F stück beobachtet wurde,
mit Sicherheit au schlossen.