DE1946777U - SURGE ARRESTERS. - Google Patents

SURGE ARRESTERS.

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DE1946777U
DE1946777U DEW28260U DEW0028260U DE1946777U DE 1946777 U DE1946777 U DE 1946777U DE W28260 U DEW28260 U DE W28260U DE W0028260 U DEW0028260 U DE W0028260U DE 1946777 U DE1946777 U DE 1946777U
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Description

PArB 13732*-S,6.6fiPArB 13732 * -S, 6.6fi

Electric; Corporation
t Pittsburgh
Electric; Corporation
t Pittsburgh

WE-Case 32 927WE-Case 32 927

- 62/8015- 62/8015

ÜberspannungsableiterSurge arresters

Hir diese Anmeldung wird die Priorität aus der entspreoliende.xi amerikanischen Patentanmeldung Sei*.No. 113 878For this application, the priority is taken from the corresponding.xi American patent application Sei * .No. 113 878

vom 31.5.1961 beansprucht.claimed from May 31, 1961.

Die befaßt sieh mit überspannungsableitern, insbesondere mit einer verbesserten Ausbildung, um bei diesen Koronaerscheinuiigen zu unterdrücken.That deals with surge arresters, in particular with improved training in order to be able to use these corona certificates to suppress.

Wenn ein. überspannungsableiter auf der Oberfläche seines äußeren Gehäuses verschmutzt wird, kann eine spürbare Verringerung der inneren Überschlagsspannung beobachtet werden. Diese Verringe- If a. surge arrester becomes dirty on the surface of its outer housing, a noticeable reduction in the internal flashover voltage can be observed. This decrease

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"■■ · - " „'· -■■-■ -"■■ · -" "'· - ■■ - ■ -

rung der inneren Übersclilagsspannung ergibt sich aus einer Veränderung des Spannungsgradienten an inneren Teilen. Wenn die Oberfläche eines Uberspannungsableitergehäuses verunreinigt wird, bildet der Überspannungsableiter im wesentlichen einen großen Kondensator. Die eine Fläche dieses Kondensators wird von der verunreinigten Außenfläche und die andere von uen inneren.Teilen des Ableiters gebildet. Die Veränderungen des Spannungsgradienten an den inneren Teilen sind das Ergebnis kapazitiver Ströme, die durch die Porzellanwand zwischen der verunreinigten Oberfläche und den inneren Teilen fließen«The internal overlap stress results from a change in the stress gradient on internal parts. If the surface of a surge arrester housing becomes contaminated, the surge arrester essentially forms a large capacitor. One surface of this capacitor is formed by the contaminated outer surface and the other by the outer inner parts of the arrester. The changes in the voltage gradient on the inner parts are the result of capacitive currents flowing through the porcelain wall between the contaminated surface and the inner parts «

Der Betrag der Verringerung der Überschlagsspannung hängt von der Größe des kapazitiven Stromes ab. Unter normalen Verhält-. ■Hissen mit einer sauberen und trockenen Porzellanoberfläche ist der Widerstand sehr groß» Er nähert sich dem Wert unendlich. Wenn die Ableiteroberfläche verunreinigt wird, fällt der Widerstandswert ab„ Er kann bis auf einen Kurzschlußwert herunter- ; gehen« Der Widerstand der Porzellanoberfläche kann also irgendwo zwischen den Grenzen "unendlich" und "Hull" schwanken. Zu einer Veränderung des Spannungsgradienten trägt ferner bei, daB der Oberflächenwiderstand sich nicht nur gleichmäßig über die gesamte Oberfläche ändern kann, sondern ein Teil der Oberfläche· kann einen V/iderstandswert in der Mähe von Null aifiveisen, während andere Teile noch nahezu einen unendlichen Widerstand besitzen.. Die Spannung an beliebigen Punkten der Ableiteraberflache ändert s'ich also mit der Oberflächenverschmutzung. Daraus ergibt sich, daß infolge der Änderung de's Widerstandes auf der Oberfläche des Porzellangehäuses eine Potentialdifferenz zwischenThe amount of reduction in the breakdown voltage depends on the size of the capacitive current. Under normal conditions. ■ When hoisting with a clean and dry porcelain surface, the resistance is very high »It approaches the value infinitely. If the surface of the arrester becomes soiled, the resistance value drops. “It can drop to a short-circuit value ; go «The resistance of the porcelain surface can fluctuate anywhere between the limits" infinite "and" Hull ". A change in the voltage gradient is also due to the fact that the surface resistance can not only change uniformly over the entire surface, but part of the surface can have a resistance value close to zero, while other parts still have an almost infinite resistance .. The voltage at any point on the arrester surface changes with the surface contamination. It follows that as a result of the change in resistance on the surface of the porcelain case, a potential difference between

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der verschmutzten äußeren Oberfläche und inneren Teilen in Längsrichtung des Ableiters zustande kommt.the soiled outer surface and inner parts in Longitudinal direction of the arrester comes about.

Der Betrag: des kapazitiven Stromes, der durch die Porzellanwand fließt, hängt neben anderen Einflußgrößen von dem Abstand zwischen üen beiden als Kondensatorplatten wirkenden Teilen, · der Fläche der beiden Platten und der Potentialdifferenz zwischen den Platten ab. Auf Grund der fließenden kapazitiven Ströme entsteht rings an den inneren Ableiterteilen Korona. Der Umfang der KorOnaerscheinungen hängt direkt -von der Größe des Stromes. ab. Dabei hat die Korona die. Wirkung, die beiden Platten scheinbar einander näher zu bringen. Diese Verkürzung des Abstandes zwischen den beiden Platten führt wiederum zu einer .stärkeren Ausbildung der Koronaerscheinungen. Der Vorgang kann sich * wiederholen, bis an einigen der inneren Ableiterteile ein fiberschlag entsteht, der ein Ansprechen des Ableiters zur Folge hat. Wenn die Verschmutzung sehr stark ist, kann der Ableiter " unter Umständen nicht in der lage sein, den Ableitstrom zu . unterbrechen.. In diesem Fall ergibt sich ein Versagen des Ableiters .The amount of the capacitive current that flows through the porcelain wall depends, among other influencing factors, on the distance between the two parts acting as capacitor plates, the area of the two plates and the potential difference between the plates. Due to the flowing capacitive currents, a corona arises around the inner arrester parts. The extent of the coronary phenomena depends directly on the size of the current. away. The corona has the. Effect of apparently bringing the two plates closer to each other. This shortening of the distance between the two plates in turn leads to a stronger formation of the corona phenomena. The process can be repeated * until a flash occurs on some of the inner parts of the arrester, which causes the arrester to respond. If the pollution is very high, the arrester "may not be able to interrupt the leakage current. In this case, the arrester will fail.

Die fläche der Platte, die von der verunreinigten Oberfläche gebildet wird, hängt von der Größe der Verschmutzung ab. Die .Fläche der anderen Platte, die von den inneren Ableiterteilen. gebildet wird, kann mit dem Ausmaß der Koronaerscheinungen schwanken. Die Bildung von Koronaentladungen führt zu einer , ■ effektiven Vergrößerung der Platte und bringt mithin eine ■The area of the plate covered by the contaminated surface is formed depends on the size of the pollution. the .Area of the other plate from the inner arrester parts. may vary with the extent of the corona phenomena. The formation of corona discharges leads to, ■ effective enlargement of the plate and thus brings a ■

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größere fläche. Bei der weiteren Ausbildung der Koronaentladung wird auch der wirksame Abstand zwischen den beiden verkleinert. Diese beiden Wirkungen führen zu einem Anwachsendes kapazitiven Stromes. Der kapazitive Strom wiederum verursacht weitere Koronaentladungen. Falls diese Umstände während:- .:. einer verhältnismäßig langen Zeitdauer bestehen bleiben, kann sich im Ableiter ein Mederspannungsüberschlag bilden und. zu . der Möglichkeit des Versagens des Ableiters beitragen. Je nach,; der Stärke der Verschmutzung kann die Koronaentladung so weit fortschreiten, daß ~die Ansprechspannung des Ableiters um 20 bis -JOfo verringert wird. Das schwierige Problem der Einwirkung von Verschmutzung der Überspannungsableiter läßt sich also dadurch lösen,, daß die Koronaerscheinungen im Innern des Ableiters unter Kontrolle gebracht werden. -..larger area. As the corona discharge continues to develop, the effective distance between the two is also reduced. These two effects lead to an increase in the capacitive current. The capacitive current in turn causes further corona discharges. If these circumstances occur during: -. : . persist for a relatively long period of time, a median voltage flashover can form in the arrester and. to . contribute to the possibility of the arrester failing. Depending on,; Depending on the degree of pollution, the corona discharge can progress so far that the response voltage of the arrester is reduced by 20 to -JOfo. The difficult problem of contamination of the surge arrester can therefore be solved by bringing the corona phenomena inside the arrester under control. - ..

Das hauptsächliche Ziel der E besteht darin, einen Ableiter zu schaffen, der elektronegatives Gas enthält, um KarOnaerseheinungen zu unterdrücken, die auf Oberflächenvers ehmut zung: zurü ekzuf uhr en s i nd.The primary goal of the E is to provide an arrestor that contains electronegative gas in order to eliminate polarity to suppress the surface degradation: are to be traced back.

Ein anderes Ziel der liegt in der Schaffung eines ; . Üb,erspannungsableiters, bei dem die Wirkung der Qberflächenverschfflutzung dadurch verkleinert wird, daß die Ausbildung von KorOnaentladungen an inneren Teilen des Ableiters verkleinert wird. Zu diesem Zweck ist ein elektronegatives Gas als Mittel zum Unterdrücken der Entladungen vorgesehen.'Another goal is to create one ; . Over voltage arrester, in which the effect of surface pollution is reduced by reducing the formation of coronary discharges on inner parts of the arrester. For this purpose, an electronegative gas is provided as a means for suppressing the discharges.

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Weitere Ziele und Vorteile deff B- ergeben sich aus den folgenden ins einzelne gehenden Beschreibungen in Zusammenhang. mit den Zeichnungeno Dabei zeigtFurther goals and advantages of the B- result from the the following detailed descriptions in context. with the drawings o it shows

Figur 1 einen Teilschnitt eines Ableiters nach der , Figur 2 eine schematisch vereinfachte Darstellung der .Figure 1 shows a partial section of an arrester according to, Figure 2 is a schematically simplified representation of the.

Kurz gesagt umfaßt die - einen Überspannungsleiter der " Ventiltype mit einer Anzahl Elektroden, die eine Funkenstrecke bildeii. Die funkenstrecke ist in einer dichten Kapsel untergebracht» Ferner gehört zu dem Ableiter eine Anzahl Widerstandsblöcke mit nicht-linearer Kennlinie. Die Widerstandsblöcke sind in Form einer Säule zusammen mit der Funkenstreckenkapsel angeordnet. Unter Umständen können eine oder auch mehrere Säulen aus-'Widerstandsblöcken und Funkenstreckenkapseln nebeneinander angeordnet sein. Ferner kann jede Säule nur aus Widerstandsblöcken, nur Funkenstrecken oder aus einer Kombination der beiden bestehen. Die gesamte Säule der inneren Elemente ist in einem Isolzerstoffrohr untergebracht. Dieses ist seinerseits in einem. größeren Isolierstoffzylinder angeordnet, der aus Porzellan oder einem anderen wetterfesten Material bestehen kann. Die Funkenstreckenkapsein sind abgeschlossen, um das Eindringen von Feuchtigkeit oder Verschmutzungen zu verhindern, durch die die Kennlinien der Ansprechspannungen der Funkenstrecke verändert werden können. Das äußere Gehäuse ist ebenfalls dicht verschlossen«, um den Eintritt von Feuchtigkeit' oder anderen Verunreinigungen zu verhindern, die die Widerstandsblöcke schädigen könn- : ten. Der freie Raum in dem äußeren Porzellanzylinder, der nicht von den Ä.b'Xeit erteilen eingenommen ist, ist mit einem elektrone— · gativen .Gas mit einem außerordentlich schweren Molekül, z.B. ;:;ν>%^ν^τ.ΐί'|::-^: - 5 - -In short, it comprises a surge arrester of the valve type with a number of electrodes that form a spark gap. The spark gap is housed in a sealed capsule. The arrester also includes a number of resistance blocks with a non-linear characteristic arranged together with the spark gap capsule. Under certain circumstances, one or more columns of resistance blocks and spark gap capsules can be arranged next to one another. Furthermore, each column can only consist of resistor blocks, only spark gaps or a combination of the two. The entire column of the inner elements is in This in turn is arranged in a larger insulating cylinder, which can consist of porcelain or another weatherproof material ien the response voltages of the spark gap can be changed. The outer housing is also sealed "to prevent the entry of moisture 'or other contaminants that the resistor blocks damage könn-: th The free space in the outer porcelain cylinder which is not occupied by the grant Ä.b'Xeit. , is with an electron negative gas with an extraordinarily heavy molecule, for example;:; ν> % ^ ν ^ τ.ΐί '| : ; ί : - ^ : - 5 - -

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Schwefelhexafluoridgas (SFg), gefüllt. Das elektronegative das zum unterdrücken von Koronaentladungen verwendet wird, wird von der funkenstrecke selbst dadurch ferngehalten, daß dies in einer gesondert abgeschlossenen Kapsel untergebracht ist.Sulfur hexafluoride gas (SFg), filled. The electronegative which is used to suppress corona discharges kept away from the spark gap itself by the fact that this is in is housed in a separately closed capsule.

Xn einer bevorzugten Ausführungsform der -idu, die zum Zwecke der Erläuterung in den Zeichnungen dargestellt ist, umfaßt der Ableiter ein im allgemeinen zylindrisches Gehäuse TO. Das Gehäuse 10 besteht vorzugsweise aus Porzellan. Es kann aber auch aus anderen geeigneten wetterfesten Isolierstoffen hergestellt sein. Das Gehäuse 10 ist an jedem Ende mit einer metallischen Armatur 12 versehen. Die Armatur 12 ist auf das Gehäuse 10 bei 14 mit Zement aufgekittet oder in anderer geeigneter Weise befestigt. Eine Dichtung 16 zwischen jeder der beiden Armaturen 12 und dem Gehäuse 10 sorgt für einen dichten Abschluß des inneren Gehäuses 10. An der oberen Armatur 12 kann zum Anschluß des Ableiters an eine Leitung 13 oder ein anderes zu schützendes Gerät eine Anschlußklemme 18 vorgesehen sein. Din gleicher, nicht dargestellter unterer Anschluß ist für die Verbindung des Ableiters mit Erde vorgesehen. In a preferred embodiment of the idu shown in the drawings for purposes of illustration, the arrester comprises a generally cylindrical housing TO. The housing 10 is preferably made of porcelain. But it can also be made of other suitable weatherproof insulating materials. The housing 10 is provided with a metallic armature 12 at each end. The fitting 12 is cemented onto the housing 10 at 14 with cement or fastened in another suitable manner. A seal 16 between each of the two fittings 12 and the housing 10 provides a tight seal for the inner housing 10. A terminal 18 can be provided on the upper fitting 12 to connect the arrester to a line 13 or another device to be protected. The same lower connection, not shown, is provided for connecting the arrester to earth.

Die tiberspannungsableiteranordnung, die von dem Gehäuse 10 aufgenommen wird', besteht aus einer oder mehreren Säulen 20 von Ableiterelementen. Bei mehreren Säulen sind die einzelnen Säulen in dem Gehäuse vorzugsweise in Heihe geschaltet, falls mehr als eine Säule 20 von Ableiterelementen vorhanden ist, sind die Säulen entweder übereinander oder nebeneinander in demThe surge arrester assembly carried by the housing 10 ', consists of one or more columns 20 of diverter elements. If there are several pillars, the individual ones Columns in the housing are preferably connected in series, if there is more than one column 20 of arrester elements, the columns are either one above the other or next to one another in the

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Porzellangehäuse untergebracht. Zu den Ableiterelementen zählen Funkenstreekenanordnungen 22 und Widerstandsblöcke 24 mit nichtlinearer Widerstandskennlinie. Die Widerstandsblöcke können von üblicher Art sein und beispielsweise aus Siliziumkarbid bestehen. Zu einer Säule kann jede beliebige Kombination von Funkenstreckenanordnungen: 22 und Widerstandsblöcken 24 vereinigt werden.Housed porcelain case. The arrester elements include Spark line arrangements 22 and resistor blocks 24 with non-linear Resistance curve. The resistor blocks can be from be of the usual type and consist, for example, of silicon carbide. Any combination of spark gap arrangements can be used in a column: 22 and resistor blocks 24 are combined.

Die Funkenstreckenanordnung 22 kann z.B. so ausgebildet sein, wie in der amerikanischen Patentschrift 2 858 476 angegeben ist. Beim Ausführungsbeispiel besteht sie aus einer Anzahl Einzelfunkenstrecken 26, die in einem Porzellanrohr 28 als Säule angeordnet sind. Jede der Einzelfunkenstrecken 26 besteht aus einer flachen Elektrodenplatte 29 und einer verformten Elektrode 30 mit einer kreisförmigen Rippe, die mit der Elektrode 29 zusammen einen kreisringförmigen Funkenstreckenraum 31 bildet ο Die Elektroden 29 und 30 sind durch ein kreisringförtniges Abstandsstück 32 aus einem Material großen Widerstandes gegeneinander abgestützt. In dem Raum, der von den Rippen aneinander grenzender Elektroden 30 gebildet wird, kann ein Dauermagnet 34 angeordnet sein. Der Dauermagnet ruft ein magnetisches Feld im Funkenstreckenraum, hervor, das eine Bewegung des lichtbogen;» zur Folge hat, durch die dessen Löschung erleichtert wird* Je nach der gewünschten Spannung kann jede beliebige Zahl Funkenstrecken 26 in dem Rohr 28 mit leitenden Zwischenstücken zu einer Säule vereinigt werden. Die nicht dargestellten leitenden-Zwischenstücke sind, falls erforderlich, am oberen und unteren Ende der Säule einzufügen. Die Enden des Porzellanrohres 28 können mit metallischen Endkappen 36 verschlossen sein, die mit The spark gap arrangement 22 can be configured, for example, as indicated in U.S. Patent 2,858,476 is. In the exemplary embodiment, it consists of a number of individual spark gaps 26, which are in a porcelain tube 28 as Column are arranged. Each of the individual spark gaps 26 consists of a flat electrode plate 29 and a deformed one Electrode 30 with a circular rib that connects to the electrode 29 together form an annular spark gap space 31 ο The electrodes 29 and 30 are supported by an annular spacer 32 supported against each other from a material of great resistance. In the space that is joined by the ribs Adjacent electrodes 30 is formed, a permanent magnet 34 can be arranged. The permanent magnet creates a magnetic field in the spark gap, emerge that a movement of the arc; » which makes it easier to extinguish it. * Depending on the voltage required, any number of spark gaps can be used 26 are combined in the tube 28 with conductive intermediate pieces to form a column. The conductive spacers, not shown are to be inserted at the top and bottom of the column, if necessary. The ends of the porcelain tube 28 can be closed with metallic end caps 36, which with

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dem Porzellan in geeigneter Weise, z.B. durch Auflöten auf einen metallischen Überzug auf dem Porzellan, verbunden sein, wie bis 38 angedeutet ist. Um die einzelnen Funkenstreckenanordnungen 26 in Kontakt miteinander und mit den Bndkappen 36 zu halten, sind besonders in der Figur nicht dargestelltes Mittel vorgesehen. be connected to the porcelain in a suitable manner, for example by soldering onto a metallic coating on the porcelain, as indicated up to 38. In order to keep the individual spark gap arrangements 26 in contact with one another and with the band caps 36, means not shown in the figure are provided.

Die Widerstandsblöcke 24 können von irgendwelchen geeigneten Widerständen mit nichtlinearer Kennlinie gebildete werden. Sie sind "vorzugsweise aus körnigem Siliziumkarbid hergestellt, das mit Hilfe von Hatriumsvilikat als Bindemittel in die gewünschte Größe und form gebracht und in bekannter Weise zu Widerstands— blöcken gebacken wird. Die Säule der Widerstandselemente, die in der Figur 1 dargestellt ist, besteht aus einer Funkenstreckenanordnung 22 und einer Anzahl Widerstandsblöcke 24. Die Elemente sind in leihe geschaltet und in einem Rohr 39 aus einem geeigneten mechanisch festen Isoliermaterial als Säule angeordnet. Das &ZYm Ende des Rohres ist durch eine Kappe 40 verschlossen.The resistor blocks 24 can be formed by any suitable resistors with a non-linear characteristic. They are "preferably made of granular silicon carbide, which is brought into the desired size and shape with the aid of sodium silicate as a binder and baked in a known manner to form resistor blocks. The column of resistor elements shown in FIG Spark gap arrangement 22 and a number of resistor blocks 24. The elements are connected in series and arranged as a column in a tube 39 made of a suitable mechanically strong insulating material.

Der freie Baum zwischen dem Isolierstoffgehäuse 10 und dem Isolierstoffrohr 39 ist mit einem Stoff gefüllt, der Koronaerscheinungen unterdrückt. Als ein solcher Stoff ist z.B. Schwefelhexafluoridgas geeignet. Es wird beim Ausführungsbeispiel verwendet. Daneben können aber auch Gaseoder Gasmischungen oder andere Stoffe Anwendung finden, deren Fähigkeit, Koronaerscheinungen zu unterdrücken, denen von Schwefelhexafluorid gleichwertig sind. Im wesentlichen sind alle elektronegativen GaseThe free tree between the insulating housing 10 and the Isolierstoffrohr 39 is filled with a substance that corona phenomena suppressed. One such substance is, for example, sulfur hexafluoride gas suitable. It is used in the embodiment. In addition, gases or gas mixtures or other substances are used, their ability to reduce corona phenomena suppress, which are equivalent to those of sulfur hexafluoride. Essentially all are electronegative gases

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oder Elektronen absorbierende Stoffe geeignet, die ein schweres Molekül aufw eisen.or electron-absorbing substances that are heavy Molecule on.

Durch das Schwefelhexafluoridgas werden Koronaerscheinungen unterdrückt, die sich ausbilden, wenn die Außenfläche des Gehäuses TO verschmutzt wird. Dadurch wird eine Verringerung;" der -Überschlagsspannung in verschmutztem Zustand vermieden. Wesentlich, ist hierbei jedoch, daß das Schwefelhexafluoridgas oder ein ähnliches elektronegatives Gas aus dem Bereich der Punkenstreekenanordnung in dem Gehäuse 28 ausgeschlossen bleibt. Dies ist deshalb wichtig, weil Schwefelhexafluoridgas sowie andere elektronegative Gase zur Unterdrückung eines Lichtbogens führen und geeignet sind, elektrische Lichtbogen ebenso gut zu löschen oder unterbrechen, wie die Bildung von Lichtbogen ZU unterdrücken. Die Anwesenheit von Schwefelhexafluoridgas im Räum der Funkenstrecke würde daher die normale Ansprechspannung; und andere elektrische Eigenschaften der Funkenstrecke ändern. Bs ist jedoch erwünscht, daß die elektrischen Eigenschaften der Funkenstrecke durch das Mittel zur Unterdrückung der Korona nicht beeinflußt werden. Die Fähigkeit des SFg-Gases, Elektronen anzulagern., soll bei der Erfindung nur zur Unterdrückung oder beträchtliehen Verringerung von Koronaerscheinungen in dem Ableiter' verwendet werden. Dadurch sollen unerwünschte ?/irkungen der Verschmutzung unterbunden sein. Dieses Ziel soll ohne Änderung dex tlberschlagskennlinie erreicht werden. Bisher war es dagegen: so, daß eine drastische Verringerung der inneren ¥berschlagsfestigkeit zu beobachten war, wenn ein Ableiter verschmutzt wurde.The sulfur hexafluoride gas suppresses corona phenomena that develop when the outer surface of the housing TO is contaminated. This avoids a reduction in the flashover voltage in the contaminated state. What is essential here, however, is that the sulfur hexafluoride gas or a similar electronegative gas remains excluded from the area of the point line arrangement in the housing 28. This is important because sulfur hexafluoride gas and other electronegative Gases lead to the suppression of an arc and are suitable for extinguishing or interrupting electric arcs as well as suppressing the formation of arcs. The presence of sulfur hexafluoride gas in the space of the spark gap would therefore change the normal response voltage; and other electrical properties of the spark gap. Bs however, it is desirable that the electrical properties of the spark gap are not affected by the means for suppressing the corona n Corona phenomena in the arrester are used. This should prevent undesirable effects of the pollution. This goal will be achieved dex tlberschlagskennlinie without modification. Up until now, however, it was so that a drastic reduction in the internal flashover resistance could be observed when an arrester became dirty.

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Die folgende Tabelle zeigt die Wirkung der Verschmutzung auf einem 7berspannungsleiter. Wie zu sehen ist, ergibt sich eine beträchtliche Verringerung der 1 berschlagsspannung bei einem verschmutzten Ableiter»The following table shows the effect of pollution a surge conductor. As can be seen, there is a significant reduction in the flashover voltage in one dirty trap »

Ableiter- öOHz-Ansprechwechsel- öOHz-Ansprech- Verringerung nennspannung spannung in sauberem wechselspannung der Ansprech- und trockenem Zustand in verschmutztem spannung inArrester - öOHz response change - öOHz response reduction rated voltage voltage in clean alternating voltage of the response and dry state in dirty voltage in

Zustand io Condition ok

37 KV37 KV 85 KV85 KV 63 KV63 KV . 26 fo . 26 fo 60 KV60 KV 132 KV132 KV 99 KV99 KV 25 Φ 25 Φ 121 KV121 KV 282 KV282 KV 178 KV178 KV 29 fo 29 fo 121 KV*121 KV * 25a KV25a KV 227 KV227 KV 12 io 12 io -1 sr kv-1 sr kv 310 KV310 KV 200 KV200 KV 35 35 1 °

*): 121 KV-Ableiter mit*): 121 KV arresters with

Es ist festzuhalten, daß die Tabelle der obeingegebenen Meßwerte eine beträchtliche Verbesserung in der Aufreclrterhaltung der ^bersehlagskennlanienn. für den Ableiter zeigt, der mit SFg-Gras gefüllt ist» Dies ergibt sich aus den Angaben für den Ableiter mit 121 KV Nennspannung.It should be noted that the table of the measurements given above represents a considerable improvement in the maintenance of information the ^ overshoot characteristics. for the arrester that shows with SFg grass is filled »This follows from the information for the Arrester with a nominal voltage of 121 KV.

Der Vorgang, der sich bei der Verringerung der Überschlagsspannung eines verunreinigten Ableiters ergibt, kann am besten anhand der Figur 2 verstanden werden. Unter normalen Bedingungen (in oauiherem und trockenem Zustand) sind die Widerstände der Bor ζ eÜanÄer fläche, die in der Figur 2 mit R1, R2, R5,'-iß| Und Hr bezeichnet sind, sehr groß. Ihr Wert ist annähernd unendlich. Bei einer Verschmutzung der Ableiterfläche sinkt der Widerstands-The process that occurs when the breakdown voltage of a contaminated arrester is reduced can best be understood with the aid of FIG. Under normal conditions (in an even and dry state), the resistances of the boron eÜanÄer surface, which in FIG. 2 with R 1 , R 2 , R 5 , '- iß | And Hr are designated, very large. Their value is almost infinite. If the arrester surface is soiled, the resistance decreases

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wert. Er kann bis auf den Wert eines Kurzschlusses abnehmen. Mit anderen Worten, der Widerstand der Porzellanoberfläche kann irgendwo zwischen den Grenzen eines unendlichen Widerstandes und des Widerstandes Null liegen. Der Widerstand kann außerdem über die gesamte Oberfläche gesehen ungleichmäßig veränderlich sein. Dadurch wird der Vorgang weiter kompliziert. Eiii Teil der Oberfläche kann einen Wert in der Nähe von Null, · ein anderer dagegen in der Nähe von unendlich haben. Die Spannungan beliebigen Punkten des Ableiters ändert sich direkt mit dem Widerstand an der verschmutzten Oberfläche.worth. It can decrease down to the value of a short circuit. In other words, the resistance of the porcelain surface can be anywhere between the limits of infinite resistance and zero resistance. The resistance can also be unevenly variable over the entire surface. This further complicates the process. Eiii part of the surface can have a value near zero, another, on the other hand, have near infinity. The voltage at any point on the arrester changes directly with the Resistance on the dirty surface.

Der wirkliche Mechanismus der Verringerung der inneren Überschlags spannung ergibt sich aus einer Änderung des Spannungsgradienten an inneren Teilen. Die Änderung ist die Folge kapa- ■ zitiver Ströme, die durch die Porzellanwand zwischen der verunreinigten Oberfläche und den inneren Teilen fließen. In Figur 2 sind die Kapazitäten zwischen der verschmutzten Oberfläche und den inneren Teilen C., C2, G3, G. und G,- bezeichnet. Die Ströme über diese Kapazitäten sind mit i., ±2* ΐ-ζ* i-λ un^ ^s bezeichnet. Die Größe der kapazitiven Ströme hängt unter anderem von folgendem ab:The real mechanism of reducing the internal flashover voltage arises from a change in the stress gradient on internal parts. The change is the result of capacitive ■ currents flowing through the porcelain wall between the contaminated surface and the inner parts. In FIG. 2, the capacitances between the soiled surface and the inner parts C., C 2 , G 3 , G. and G, - are designated. The currents through these capacitances are denoted by i., ± 2 * ΐ-ζ * i-λ un ^ ^ s. The size of the capacitive currents depends, among other things, on the following:

1. der Dielektrizitätskonstante des Stoffes,der die beiden Platten voneinander trennt,1. the dielectric constant of the material that separates the two plates,

2. der Potentialdifferenz zwischen den beiden Platten,2. the potential difference between the two plates,

3. der Fläche der beiden Platten,3. the area of the two plates,

4. der Entfernung zwischen den beiden Platten.4. the distance between the two plates.

Aus einer gesonderten Betrachtung der vier vorstehenden FaktorenFrom a separate consideration of the four above factors

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ergibt sich, daß einige festliegen und nicht beeinflußbar sind, andere können dagegen gesteuert werden. So ist z.B. die Dielektrizitätskonstante des Materials zwischen den beiden Platten festgelegt, wenn der Ableiter einmal gebaut und verschlossen ist. Die Ibtentialdifferenz zwischen den beiden Platten hängt von der Größe der verschmutzten Pläche ab. Sie kann für jeden Augenblickswert der Zeit als fester Wert angesehen werden. Die Pläche' der einen Platte, die von der verschmutzten Oberfläche gebildet wird, hängt vom Grad der Verschmutzung ab. Sie kann ebenfalls als fest angesehen werden. Die Pläche der anderen Platte, die von den inneren Teilen gebildet wird, schwanJct dagegen mit der Größe der Koronaerscheinungen. Die Bildung von Korona vergrößert die Abmessungen der inneren leitenden Teile und stellt eine Vergrößerung der Pläche dar. Auch der Abstand zwischen den beiden Platten schwankt mit der Stärke eier Koronaentladungen.. Beim Aufbauen der Korona wird die Entfernung zwischen Platten verringert.it turns out that some are fixed and cannot be influenced, others, on the other hand, can be controlled. For example, this is the dielectric constant of the material between the two plates once the arrester has been built and sealed. The potential difference between the two plates depends on the size of the dirty surface. It can be for everyone Instantaneous value of time can be regarded as a fixed value. The face of the one plate that is exposed to the soiled surface is formed depends on the degree of pollution. she can can also be regarded as fixed. The face of the other Plate, which is formed from the inner parts, fluctuates on the other hand with the size of the corona phenomena. The formation of Corona increases the size of the internal conductive parts and represents an enlargement of the surface. The distance between the two plates also fluctuates with the strength of the corona discharges. As the corona builds up, the distance between plates is reduced.

Aus.den vorstehenden Betrachtungen wird ersichtlich, daß die beiden am besten für eine Beeinflussung geeigneten Punkte in der Pläche der inneren Platte, und in der Entfernung der beiden Platten bestehen, weil beide Werte von der Größe der Korona abhängen. £er größte Anteil der Verringerung der tfoerschlags-Bpannung ergibt si&h aus dem Aufbau von Korona an den innerenFrom the above considerations it can be seen that the two points best suited for influencing in the plane of the inner plate, and in the distance of the two Plates exist because both values depend on the size of the corona. The greatest part of the reduction in the field tension si & h results from the build-up of corona on the inner ones

:-sf9 : -sf 9

Teilen. Sie Stärke der Korona hängt direkt von der Größe der Ladeström/e ab und die Größe der Ströme ist direkt eine Punktion der Koronaentwicklung. Beim Entstehen von KoronaerscheinungenDivide. The strength of the corona depends directly on the size of the charging currents and the size of the currents is directly a puncture the corona development. When corona phenomena arise

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an den Inneren Teilen wird die wirksame Fläche des Kondensators vergrößert und der wirksame Abstand zwischen den zwei Platten" verringert. Beide Wirkungen führen zu einem verstärkten ladestroBi-= Dieser wieder verursacht weitere Koronaentladungen.on the inner parts becomes the effective area of the condenser increased and the effective distance between the two plates " decreased. Both effects lead to an increased charging current- = This in turn causes further corona discharges.

In Abhängigkeit von der Stärke der Yerschmutzung kann die Koronawirkung soweit fortschreiten, daß eine Verringerung der Ablelteransprechspannung von 20 bis 30% eintritt. Falls dieser Zustand für eine verhältnismäßig lange Zeitdauer anhält, kann. der Ableiter bei niedriger Spannung ansprechen. Dies trägt zu der Möglichkeit eines Versagens des Ableiters bei. Ausgehend: von dieser Theorie werden elektronegative Gase, z.B. Schwefei·^ hexafluoridgas, in das Ableitergehäuse eingefügt. SchwefelhexaflUOridgas ist wegen seiner isolierenden und lichtb'ogenlöscheMen Fähigkeiten seit langem bekannt. Daneben besitzt Schwefelhexafluoridgas auch die Fähigkeit, Koronaerscheinungen zu unterdrücken. Eigenschaften, die bei der Unterdrückung von ■ Korona eine Rolle spielen, sind das sehr große schwere SFglolektll und seine Fähigkeit, Elektronen anzulagern«Depending on the severity of the contamination, the corona effect can progress to such an extent that a reduction in the ablation response voltage of 20 to 30% occurs. If this condition persists for a relatively long period of time, then. the arrester triggers at low voltage. This adds to the possibility of trap failure. Based on this theory, electronegative gases such as sulfuric hexafluoride gas are inserted into the arrester housing. Sulfur hexafluoride gas has long been known for its insulating and arc-quenching properties. In addition, sulfur hexafluoride gas also has the ability to suppress corona phenomena. Properties that play a role in the suppression of ■ corona are the very large, heavy SFglolectll and its ability to store electrons «

Der Aufbau von Korona an den inneren Teilen des Ableiters wird durch die Verwendung von SFg als Mittel zur Unterdrückung der Korona beeinflußt- Gleichzeitig werden jedoch die tiberschlagseigenschafteh der funkenstrecken des Ableiters nicht geändert.The build-up of corona on the internal parts of the arrester will by using SFg as a means of suppressing the Corona influenced - at the same time, however, the flashover properties are affected the spark gaps of the arrester are not changed.

Zur Erläuterung der wurde ein spezielles Ausführungsbeispiel dargestellt und beschrieben. Im Rahmen der Erfindung sind aber auch verschiedene andere Ausführungsformen möglich.A special exemplary embodiment was used to explain shown and described. Various other embodiments are also possible within the scope of the invention.

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So kann die !it nebeneinander angeordneten Säulen von Ableiterelementen z.B. auch in einem Ableiter ebenso wie in einem Ableiter mit einem mehrteiligen äußeren Porzellangehäuse verwendet werden. In beiden Fällen ist der Einfluß der Verschmutzung in gleicher Weise bedenklich und eine Beeinflussung dieser Wirkung erreichbar. Ferner können auch zwei oder mehr der beschriebenen Ableiter in einem einzigen Gehäuse in Reihe geschaltet oder zwei Anordnu-ngen können aneinander befestigt sein.This is how the! It columns can be arranged side by side of arrester elements e.g. also in an arrester as well as in an arrester with a multi-part outer porcelain housing be used. In both cases, the influence of pollution is equally critical and an influencing factor this effect achievable. Furthermore, two or more of the arresters described can also be installed in series in a single housing switched or two arrangements can be attached to one another.

2 Figuren2 figures

3 Ansprüche 3 claims

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Claims (2)

1. Überspannungsableiter für Hochspannung mit einem geschlossenen Gehäuse, das einen spannungsabhängigen Widerstand und eine in Reihe mit diesem geschaltete Funkenstrecke enthält und mit einem elektronegativen Gas, vorzugsweise Schwefelhexafluorid (SF>), gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkenstrecke für sich gasdicht gekapselt ist, um das elektronegative Gas fernzuhalten.1. Surge arrester for high voltage with a closed Housing that has a voltage-dependent resistor and a spark gap connected in series with this contains and with an electronegative gas, preferably sulfur hexafluoride (SF>), is filled, characterized in that the spark gap is encapsulated in a gastight manner in order to protect the electronegative Keep gas away. 2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden der Funkenstrecke in einem,, insbesondere aus ■ Porzellan bestehenden Isolierstoffrohr angeordnet sind, dessen Stirnseiten durch Metallkappen gasdicht verschlossen sind.2. Surge arrester according to claim 1, characterized in that the electrodes of the spark gap in a ,, in particular from ■ Porcelain existing insulating tube are arranged, its Front sides are sealed gas-tight by metal caps. 3ο Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gekapselte Funkenstrecke mit dem spannungsabhängigen Widerstand zu einer Säule im Ableitergehäuse übereinander gestapelt ist»3ο surge arrester according to claim 1, characterized in that that the encapsulated spark gap with the voltage-dependent resistor to a column in the arrester housing one above the other is stacked » - 15 -- 15 -
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