DE1946416A1 - UEberspannungsableiter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter mit eine© Stapel aus mehreren/Funkenstrecken, wobei jede Funkenstrecke aus z?/ei scheibenförmigen metallischen Elektroden gebildet ist, die durch ein schwach leitfähiges, gleichseitig als Steuerwiderstand wirkendes Abstandsstück voneinander distanziert sind.

Erfindungsgemäß ist das Abstandsstück der innere Teil eines Ringes mit Z-formigem Querschnitt, der vom äußeren Teil des benachbarten Ringes umfaßt wird. Der innere Hingteil kann dabei als der eigentliche Steuerwiderstand angesehen werden, der weitgehend unabhängig von dem äußeren Hingt eil die Spannung an den Elektroden beeinflußt, z.B. unerwünschte kapazitive Aufladungen abbaut. Der äußere Hingt eil wirkt dagegen als Abschirmung, die insbesondere die störenden Einflüsse von Fremdschichten auf dem Ableitergehäuse von der Funkenstrecke fernhält. Außerdem kann man den äußeren Hingteil als mechanischen Schutz des für die Teilfunkenstrecken als Steuerwiderstand wirkenden inneren Teilbereiches des Binges mit Z-förmigem Querschnitt benutzen. Dies bedeutet, daß man für die Abmessungen des inneren Bereiches keine mechanischen Festigkeitswerte zu berücksichtigen braucht, so daß man die Querschnitte den günstigsten elektrischen Werten anpassen kann.

Damit sowohl der äußere als auch der innere Teilbereich dee ilingee an den Stirnseiten elektrisch anschließbar ist, kann

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man die Höhe des äußeren Teiles us die Dicke einer älektrodenscheibe größer als die Höhe des inneren Teiles machen, so daß äußerer und innerer Teil unter Berücksichtigung der Blektrodenscheibe gleichmäßig Kontakt geben, wenn solche Hinge ineinander gestapelt werden. Man kann aber auch durch metallische Federelemente oder durch andere elastische Einlagen, die leitfähig sind, die Höhen beider Teile unabhängig voneinander festlegen. An den Berührungsflächen des Hinges mit den Elektroden kann man ferner einen gut leitfähigen Belag aufbringen, um störende Entladungen zu vermeiden.

Bei Versuchen hat sich gezeigt, daß es vorteilhaft sein kann, die Stirnflächen des inneren "Teiles ani Innenrand abzuschrägen, so daß das Abstandsstück zusammen mit den llektrodenscheiben spitzwinkelige Zwickel begrenzt. In den Zwickeln bilden sich nämlich Vorentladungen, wie an sich bekannt ist. Diese Vorent-,ladungen ergeben eine Ionisierung der von den Abstandsstucken eingeschlossenen Funkenstrecke, so daß der Sntladeverzug in erwünschter Weise herabgesetzt wird.

2ur näheren Srläuterung der JJrfindung wird im folgenden ein Ausführungsbeispiel an Hand der 2eichnung beschrieben.

In Pig. 1 sieht man einen Überspannungsableiter für beispielsweise 20 kV mit einem Porzellangshäuse 1, das an den Enden mit aufgekitteten Metallarmaturen 2 und 3 verschlossen ist. Sine Schelle 4, mit der der Ableiter befestigt wird, weist ebenso wie der untere Anschluß an der Armatur 3 üblicherweise Srdpotential auf.

Der. Hohlraum 5 des Gehäuses 1 ist mit den aktiven Ableiterelementen gefüllt« Dies sind in Heiha geschaltete Wic!erstand3-

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scheiben 7» vornehmlich aus Siliziumkarbid (SiC), und die Löschfunkenstrecke 8, die die Ansprechspannung des Ableit.ers bestimmt und den Folgestrom zu unterbrechen hat, der nach dem Ansprechen des Überspannungsableiters unter dem Einfluß der Netsspannung fließt.

Die Löschfunkenstrecke 8 ist eine Mehrfachfunkenstrecke, die aus übereinandergestapelt en ZLektrodenscheihen sit dazwischen liegenden Abstandsstücken besteht. Sie besitzt, wie Fig. 2 zeigt, im Querschnitt Z-förmige 3inge 10 mit zwei im wesentlichen gleichen rechteckigen Teilbereichen 11 und 12, die bei 13 ineinander übergehen. Die Teilbereiche 11 und 12 bestehen beim Ausführungsbeispiel aus dem gleichen Material, z.B. aus keramischem Werkstoff oder einem Kunststoff, wie Spoxydharz. Dieser Werkstoff wird durch einen Zusatz von 20 Gewichtsprozent Siliziumkarbid schwach leitend gemacht. Sein Widerstand beträgt

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vorzugsweise etwa IO'' 0hm · cm. Die Erfindung kann aber auch so verwirklicht werden, daß für die beiden Teilbereiche 11 und 12 Werkstoffe unterschiedlicher Leitfähigkeit verwendet und durch einen thermischen Vorgang vereinigt (verschweißt oder zusammengesintert) werden.

Die Slektroden sind beim Ausführungsbeispiel gleiche ebene Scheiben 16 aus einer Speziallegierung, z.B. Sondenaessing, die lediglich einen einseitigen Vorsprung 17 aufweisen. Der Vorsprung bildet mit der ebenen Fläche der benachbarten Elektrode eine Zündstelle 18, an der wegen des verringerten Abstandes bei einer überspannung der Überschlag erfolgt, so daß ein Lichtbogen entsteht. Da der Vorsprung 17 exzentrisch angeordnet ist, wird der Lichtbogen durch die in der Kammer schwingende Druckwelle des Gases in Bewegung gesetzt. Der Fußpunkt des Bojens wandert vom Vorsprung 17 auf die übene der 31ektro-

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denscheibe. Dadurch wird der lokale Abbrand an der Zündstelle 18 klein gehalten.

Wie man in Fig. 2 sieht, greifen die Hinge 10 des Stapels ineinander, so daß jeweils der innere feilbereich 12 vom äußeren Teilbereich 11 des benachbarten Binges umfaßt wird. Ba hierbei die Höhe des äußeren Teilbereiches 11 um die Dicke einer Slektrodenscheibe 16 größer ist als die Hohe des Teilbereiches 12', sind die Teilbereiche 11 und 12 parallel zueinander jeweils elektrisch in Reihe geschaltet. Dadurch bilden die Teilbereiche 12 Steuerwiderstände, die parallel su äen ?unkenstreeken 18 der Elektroden scheibe 16 geschaltet sind und kapazitive Aufladungen abbauen, die bei kurz aufeinander folgenden unipolaren Stoßspannungen das Änsprechverhalten nachteilig beeinflussen können.

Die parallel zu dem Slektrodenstapel liegenden, in Seihe geschalteten Teilbereiche 11 der Einge 10 stellen dagegen eine Abschirmung der Elektrode gegen eine Spannungsbeanspruchung der Funkenstrecke 8 von außen dar. Biese Abschirmung der Funkenstrecke bewirkt auch bei ungleichförmiger Verschmutzung, die zu einer ungleichförmigen Spannungsverteilung an der Außenseite des Gehäuses 1 führt, eine gleichmäßige Ansprechspannung des Ableiters. Darüber hinaus erhält man durch das Umfassen der inneren Teilbereiche 12 durch die äußeren Teilbereiche 11 der benachbarten Hinge 10 eine mechanische Verstärkung.

ffie Fig. 3 zeigt, kann der Querschnitt des inneren Teilbereiches 12 vorteilhaft geringfügig abgewandelt werden. Durch Abschrägungen 20, die am Innenrand 22 des Teilbereiches 12 an den Stirnflächen 23 vorgesehen sind, werden zusammen mit den, Slektrodenscheiben 16 Zwickel 21 begrenzt, in denen Vorentladungen, entsteben. Dadurch ergibt sich beim Ansteigen der Spannung eine

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Ionisierung des Baumes zwischen den Elektrodenseheiben, die den .3nt lad ever zug in vorteilhafter Weise verkürzt.

3 Figuren
3. Ansprüche

Claims (3)

1. Patentansprüche

   überspannungsableiter mit einem Stapel aus mehreren Funkenstrecken, Y/obei jede Funkenstrecke aus zwei scheibenförmigen metallischen Elektroden gebildet ist, die durch ein schwach, leitfähiges, gleichzeitig als Steuerwiderstand wirkendes Abstandsstück voneinander distanziert sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Abstandsstück der innere Teil (12) eines Hinges (10) mit Z-förmigem Querschnitt ist, der. vom äußeren Teil (11) des benachbarten .Ringes (10) umfaßt wird.
2. 2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des äußeren Teiles (11) um die Dicke einer Slektrodenscheibe (16) größer als die Höhe des inneren Teiles (12) ist und daß die Berührungsflächen mit den Elektroden einen leitfähigen Belag haben.
3. 3. Überspannungsableiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnflächen (23) des inneren Teiles (12) am Innenrand (22) abgeschrägt sind, so daß sie zusammen, mit äen Slektrodenscheiben (16) spitzwinkelige Zwickel (21) bilden.

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   ORlQlMAL INSPECTED

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