-
Die Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung eines Lichtbogenüberschlages
an Isolatoren von Hochspannungsfreileitungen, deren Maste durch ein Erdseil miteinander
verbunden sind. Die Erfindung betrifft ferner auch eine derartige Anzeigevorrichtung
für Hochspannungsfreileitungen, deren Maste nicht durch ein Erdseil miteinander
ver ! bunden sind.
-
Beim Betrieb von Hochspannungsfreileitungen ist es unerläßlich, die
Strecken regelmäßig daraufhin zu kontrollieren, ob ein Isolator infolge Überschlages
beschädigt worden ist und unter Umständen ersetzt werden muß.
-
Es ist durch die französische Patentschrift 1413311 bekanntgeworden,
an jeder Lichtbogenschutzarmatur für Isolatorketten von Hochspannungsfreileitungen
ein zusätzliches Gerät anzubringen, das unter dem Einffuß eines Lichtbogens von
einer Endstellung in eine andere Endstellung bewegt wird, wobei als Hauptwirkung
die Beeinflussung des Lichtbogenweges und als Nebenwirkung die sichtbare Veränderung
der Gestalt des Gerätes anzusehen ist. Durch diese sichtbare Veränderung ist ein
etwa erfolgter Lichtbogenüberschlag vom Erdboden her erkennbar.
-
Solche Geräte müssen an jeder Schutzarmatur angebracht werden, wenn
die Maßnahme überhaupt sinnvoll sein soll. Demgemäß sind die aufzuwendenden Kosten
relativ hoch.
-
Aus der französischen Patentschrift 970 979 ist eine Zähleinrichtung
für die Zählung der Entladungen einer Funkenstrecke bekannt, wobei der zur Funkenstrecke
führende Leiter von einem Eisenkern umgeben ist, an den eine Zähleinrichtung zum
Zählen der Entladungen angeschlossen ist. Diese Einrichtung eignet sich jedoch nicht
zur Anzeige eines Lichtbogenüberschlages an Hochspannungsfreileitungen.
-
Die deutsche Patentschrift 655889 und die USA.-Patentschrift 2006
179 offenbaren Geräte zum Anzeigen von Überschlägen an Hochspannungsfreileitungsmasten.
Im Falle eines Überschlages wird im Nebenschluß eine Teilspannung am stromführenden
Teil der Traverse oder des Mastes abgegriffen.
-
Diese Teilspannung soll so groß sein, daß in einer Funkenstrecke ein
Funke überspringt, der seinerseits einen Sprengsatz zündet, welcher in einem Glasröhrchen
untergebracht ist. Das Glasröhrchen sitzt im Ruhezustand zwischen einem Kontaktarm
und einem feststehenden Kontakt in Schräglage. Nachdem das Glasröhrchen gesprengt
ist, wird eine unter Federdruck stehende Scheibe so lange weitergedreht, bis das
nächste Glasröhrchen am festen Kontakt anliegt. Es sind fünf Kontaktarme mit Glasröhrchen
vorgesehen, so daß nacheinander fünf verschiedene Überschläge durch entsprechende
Zahlen in einem Sichtfenster angezeigt werden können. Bei diesem Anzeigegeräthandelt
es sich eher um ein Gerät für die Anzeige an Traversen als an den Masten, da in
Freileitungen mit Erdseil, in denen die Maste galvanisch miteinander verbunden sind,
im Falle eines Lichtbogenüberschlages mehrere Maste gleichzeitig vom Strom durchflossen
werden. Mastanzeigegeräte dieser Art würden in einem solchen Fall an mehreren Masten
zugleich ansprechen. Um eine selektive Anzeige zu erreichen, müßte jeder Isolatorenkette
ein Anzeigegerät zugeordnet werden. Dies wäre jedoch sehr teuer. Anzeigegeräte dieser
Konstruktion sind,.' insbesondere beì Mehrfachanzeige durch eine
drehende Scheibe
sehr aufwendig und teuer in der Herstellung. Da ein solches Anzeigegerät über viele
Jahre bei jeder Witterung, d. h. auch bei Eis und Schnee arbeiten soll, kann nicht
davon ausgegangen werden, daß Geräte nach der deutschen Patentschrift 655889 bzw.
der USA.-Patentschrift 2006179 stets einwandfrei funktionieren. Die für die Zündung
des Sprengsatzes zur Verfügung stehende elektrische Energie ist sehr klein und dürfte
nach mehreren Jahren Korrosion durch verschiedene Witterung nicht mehr übertragen
werden.
-
Ein weiterer Nachteil bei den bekannten Geräten liegt in der Funkenstrecke
selbst. Die zwischen den Spannungsabgriffen am Maste auftretenden Spannungen sind
auch bei sehr großen Strömungen (z. B.
-
20 kA) sehr klein, z. B. 1 V, so daß die Funkenstrecke entweder überhaupt
nicht ansprechen kann oder feinst eingestellte, sehr geringe Schlagweiten benötigt.
Auch der galvanische Spannungsabgriff an stromdurchflossenen Teilen des Mastes ist
der ständigen Korrosion unterworfen, so daß nach einigen Jahren Kontaktschwierigkeiten
auftreten werden. Die ohnehin kleinen Spannungen würden dann an der Funkenstrecke
überhaupt nicht mehr wirksam werden.
-
Gleiche Nachteile weist eine Vorrichtung zur Anzeige von Lichtbogenüberschlägen
gemäß der USA.-Patentschrift 2609432 auf, die derjenigen nach der bereits behandtelten
USA.-Patentschrift 2006179 ähnelt. Das Anzeigegerät soll dabei an einem Holzmast
montiert sein und einen Teilstrom eines auf einem solchen Holzmast niedergehenden
Lichtbogens an zwei senkrecht voneinander entfernten Stellen des Mastes abgreifen.
Der Teilstrom wird dann übertragen auf zwei lose, in Hohlnieten liegenden Elektroden,
die einen zwischen den inneren Enden der Elektroden in einem Glaskörper befindlichen
Sprengsatz zünden sollen. Nach Sprengung des Glaskörpers fällt eine Anzeigeplatte
aus dem Gerät unten heraus, welche nicht nur durch die Schwerkraft, sondern auch
mittels einer Feder aus ihrer Arretierstellung, arretiert durch den Glaskörper und
die Elektroden, herausgedrückt wird.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Anzeigevorrichtung
der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die lediglich den Mast kenntlich macht,
an dessen Isolatoren ein Überschlag stattgefunden hat. Die Vorrichtung soll einfach,
betriebssicher, leicht herzustellen und ohne besondere Schwierigkeiten montierbar
sein, sowie unabhängig von Witterungs- und Korrosionseinílüssen funktionstüchtig
bleiben.
-
Diese Aufgabe wird für eine Anzeigevorrichtung eines Lichtbogenüberschlages
an Isolatoren von Hochspannungsfreileitungen, deren Maste durch ein Erdseil miteinander
verbunden sind, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an Masten unterhalb und oberhalb
der die Isolatoren tragenden Traversen je eine mit demselben Anzeigegerät verbundene
Induktionsspule angeordnet und so geschaltet ist, daß sich infolge eines Lichtbogenüberschlages
die in der oberen Spule desselben Mastes vom Teilstrom induzierte Spannung zu derjenigen
in der unteren Spule desselben Mastes vom Teilstrom induzierten Spannung addiert
und dadurch das Anzeigegerät anspricht und daß an einem benachbarten Mast die in
der oberen und unteren Spule von demselben in einer Richtung fließenden Teilstrom
induzierten Spannungen
sich gegenseitig aufheben und dadurch an
diesem Mast keine Anzeige erfolgt.
-
Dabei können die obere und die untere Spule gleichsinnig gewickelt
und mit dem Anzeigegerät in Reihe geschaltet, oder gegensinnig gewickelt und mit
dem Anzeigegerät parallel geschaltet sein.
-
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist für Hochspannungsleitungen
ohne Erdseil vorgesehen, daß an Masten nur unterhalb der die Isolatoren tragenden
Traversen eine Induktionsspule angeordnet ist, die mit dem Anzeigegerät verbunden
ist.
-
Die Induktionsspulen sind jeweils auf einen geteilten Eisenring gewickelt,
der einen Eckstiel des Mastes umschließt.
-
Das Anzeigegerät kann einen vom Induktionsstrom der Spule beeinflußbaren
Elektromagneten besitzen, der die Sperre eines unter Federwirkung in eine Anzeigestellung
springenden Signalmittels freigibt, oder einen durch den Induktionsstrom der Spule
entzündbaren, chemischen Treibsatz aufweisen, der das Signalmittel in eine Anzeigestellung
bringt.
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen Hochspannungsfreileitungsmast,
der über ein Erdseil mit den benachbarten Masten verbunden ist und zwei Traversenpaare
aufweist. Der sich aus einem Überschlag an einem der Isolatoren ergebende Stromverlauf
des Erdstromes ist gestrichelt eingezeichnet, F i g. 2 einen Mast entsprechend Fig.
1. Der sich aus einem Überschlag an dem Isolator eines benachbarten Mastes ergebende
Stromverlauf des Erdstromes ist gestrichelt eingezeichnet, Fig. 3 einen Mast, der
nicht durch Erdseil mit benachbarten Masten verbunden ist. Es ist lediglich eine
Induktionsspule unterhalb der Traversen eingezeichnet, Fig. 4 die Draufsicht auf
einen mit einer Induktionsspule bewickelten, geteilten Eisenring, der einen im Profil
dargestellten Maststiel umschließt, Fig. 5 ein Anzeigegerät mit elektromagnetischer
Auslösevorrichtung, F i g. 6 ein Anzeigegerät mit elektrochemischer Auslösung, Fig.
7 die Schaltung und - Wicklung zweier Induktionsspulen, die mit dem Anzeigegerät
in Reihe geschaltet sind, Fig. 8 die Schaltung und Wicklung zweier Induktionsspulen,
die mit dem Anzeigegerät parallel geschaltet sind.
-
Die Fig. 1 und 2 zeigen im einzelnen je einen Mast 1, einer Hochspannungsfreileitung
mit am Mast angebrachten Traversen 2, 2' und 3, 3' in vereinfachter Darstellung.
Die Masten 1, 1' sind untereinander durch ein Erdseil 6 von Mastspitze zu Mastspitze
verbunden. Die Traversen tragen die LeiterseileS, die mittels Isolatorketten 4 an
den Traversen aufgehängt sind. Oberhalb und unterhalb der Traversen ist jeder Mast
von einem Eisenring 8, 8' bzw. 7, 7' umschlungen. Die Profile dieser Ringe tragen
Induktionsspulen 10, 10' bzw. 9, 9', die mit einem Anzeigegerät 12, 12'verbunden
sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Spulen9, 9'und 10, 10' gleichsinnig
gewickelt und mittels Leitungen 11, 11' mit dem Anzeigegerät 12, 12' in Reihe geschaltet,
wie die Fig. 7 näher zeigt.
-
Nimmt man an, daß an der Isolatorenkette 4 (in
Fig. 1) vom LeiterseilS
zur Traverse 2 ein Überschlag erfolgt, so wird sich der zur Erde fließende Strom
verzweigen. Ein Teilstrom J, wird durch den Eisenring 8 hindurch zur Mastspitze
und von dort über das Erdseil 6 und benachbarte Masten zur Erde fließen; ein TeilstromJO
wird auf kürzestem Wege am gleichen Mast durch einen Eisenring 7 hindurch zur Erde
fließen. Die Eisenringe7 und 8 werden also in verschiedenen Richtungen durchflossen,
was bei gleichsinniger Wicklung der Induktionsspulen und Reihenschaltung mit dem
Anzeigegerätl2 eine Addition der induzierten Spannungen zur Folge hat.
-
Die Summe der induzierten Spannungen führt zur Auslösung des Signalgebers.
-
Der benachbarte Mast 1' (F i g. 2) wird bei diesem angenommenen Überschlag
von der Mastspitze bis zum Mastfuß von einem Teilstrom J,' aus dem Teilstrom J;
durchflossen. Dabei werden die Eisenringe 8' und 7' beide von oben nach unten, also
in gleicher Richtung durchflossen. was bei gleichsinniger Wicklung der Induktionsspulen
und Reihenschaltung mit dem Anzeigegerät 12' eine Subtraktion bzw. Aufhebung der
induzierten Spannung zur Folge hat. Das Anzeigegerät 12' zeigt nicht an.
-
Bei Masten, die nicht durch ein Erdseil verbunden sind (Fig. 3) ist
lediglich ein Eisenring 7 mit Induktionsspule 9 unterhalb der Traversen angeordnet.
Da der von einem Uberschlag hervorgerufene Erdstrom nur zum Mastfuß hin abfließen
kann, ist bei nicht durch Erdseil verbundenen Masten diese einfache Induktionsspulenanordnung
ausreichend.
-
Auch bei dieser Ausführung ist die Induktionsspule mit einem Anzeigegerät
12 verbunden. Abweichend von den Fig. f und 2 ist außerdem, daß der Eisenring 7
lediglich einen Eckstiel umschließt, wie in Fig. 4 genauer dargestellt. Diese Form
kann auch bei der Ausführung nach Fig. 1 und 2 benutzt werden.
-
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Eckstielumschließung
gezeigt. Der aus zwei Teilen, einem Umschließungsbügel 7a und einem Spannbügel 7b
bestehende Eisenring 7 umschließt den im Profil dargestellten Eckstiel 1 a des Mastes
1. Auf dem Umschließungsbügel 7 a ist vor der Montage eine Induktionsspule 9a aufgeschoben
worden.
-
Ein Ausführungsbeispiel für den Signalgeber ist in Fig. 5 dargestellt.
Der Anzeigearm 13 mit der Klinkel4 ist drehbar an einem Blech 15 befestigt, welches
z.B. wiederum an den Eisenring 7 angeschraubt sein kann. Die Feder 16 ist in der
gezeichneten Lage gespannt. Der Magnetanker 17 in der Spulel8 greift in die Klinkel4
ein und hält den Anzeigearml3 in der gezeichneten Lage. Tritt an den Anschlußklemmen
19 der Spule 18 die Summenspannung der Spulen 9 und 10 auf, so entriegelt der angezogene
Anker 17 den Anzeigearm 13, der dann mit Hilfe der Felder 16 die Lage 13 a einnimmt
und dadurch von außen sichtbar wird.
-
F i g. 6 gibt eine andere Möglichkeit der Anzeigearmbetätigung an.
Auf dem Blechteil 20 ist der Anzeigearm21 einseitig angelenkt. Das mit dem Anzeigte
arm 21 fest verbundene Zylinderstück 22 greift in das rohrförmige Teil23 ein, wo
es festgehalten wird. Im Teil 23 befindet sich ein an sich bekannter chemischer
Treibsatz 24, dessen Zündleitungen 25 mit jeweils einem der Anschlüsse der Spulen
9 und 10 verbunden sind. Tritt an den Klemmen 25 die
Summenspannung
auf, so zündet der Treibsatz und wirft den Anzeigearm 21 in die nach außen sichtbare
Lage 21a.
-
An die Stelle der Spulenanordnung und Schaltung gemäß Fig.7, die
im Zusammenhang mit F i g. 1 bereits erörtert worden ist, kann auch eine Anordnung
und Schaltung nach Fig. 8 treten. Die gegensinnig gewickelten Induktionsspulen 9
und 10 sind mit dem Anzeigegerät 12 parallel geschaltet. Werden die Eisenringe 7
und 8 mit den gegensinnig gewickelten Spulen 9 und 10 von den Teilströmen J1 und
JO in entgegengesetzter Richtung durchflossen, so addieren sich die induzierten
Spannungen in ihrer Wirkung-auf das Anzeigegerät 12. Durchfließt ein TeilstromJlX
Idie Eisenringe 7' und 8' des Mastes 1' in gleicher Richtung von oben nach unten,
so heben sich die induzierten Spannungen auf, und des erfolgt leine Anzeige.
-
Ist kein Erdseil vorhanden, so wird bei einem Überschlag nur der
Teil des Mastes, der unterhalb der Traversen liegt, -vom Strom durchflossen. Dort
ist auch die Induktionsspule angebracht. Diese wird nur in einer Richtung durchtipssen
und bewirkt so die Auslösung des mit ihr verbundenen Signalgebers.