DE2037921B2 - Blitzschutzeinrichtung - Google Patents

Description

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löst sein kann. Auf Grund des durch das Gehäuse 10 dig, den Abstand b zwischen dem geerdeten Gehäuse gebildeten Potentials ergeben sich Verschiebungen 10 und jedem der Abschirmringe 24 zu vergrößern, der Äquipotentiallinien. Dies führt 2a einer Vermin- um die Durchschlagsspannung zu erhöhen. Dies führt derung der Spannung, bei welcher Coronaentladun- notgedrungenermaßen zu einer Zunahme der seitligen entlang der Oberfläche des Spannungsteilerele- 5 chen Abmessungen der Blitzschutzeinrichtung,
mentes auftreten. Ferner ergeben sich gleichzeitig Diese Zunahme der seitlichen Abmessungen der Verringerungen der Durchschlagsspannung zwischen Blitzschutzeinrichtung kann durch die in F i g. 2 dardem Spannungsteilerelement 16 bis 18 und dem geer- gestellte Ausführungsform vermieden werden. So wie deten Gehäuse 10. Wenn es gewünscht ist, die Durch- dies in dieser Figur dargestellt ist, sind eine Mehrzahl Schlagsspannung zu erhöhen, müßte das Spannungs- 10 von größeren Abschirmringen 24 A vorgesehen, die teilerelement in Längsrichtung größer dimensioniert aus einem elektrisch leitenden Rohr mit einem Durchwerden. Dies bedingt eine Zunahme der gesamten messer α hergestellt sind. Zwischen diesen Abschirm-Länge der Blitzschutzeinrichtung. · ringen 24 A sind kleinere Abschirmringe 24 B angeord-

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann dies da- net, die aus einem leitenden Rohr kleineren Durchdurch eliminiert werden, daß an der Außenseite der 15 messers hergestellt sind. Die Ringe 24 A und 24 B ha-Spannungsteilerelemente 16 bis 18 um die Entla- ben Außendurchmesser D₁ und D.„ während die Indungseinheit 14 herum eine Mehrzah¹. von Abschirm- nendurchmesser im wesentlichen identisch sind. In ringen 24 angeordnet wird. Gemäß Fig. 1 ist eine anderer Hinsicht ähnelt diese Ausführungsform der in Mehrzahl von derartigen Abschirmringen 24 in axia- F i g. 1 dargestellten Ausführungsform,
ler Übereinstimmung in gewissen Abständen mit gc- 20 Da die abwechslungsweise angeordneten Ringe ringen Zwischenräumen von dem Spannungsteilerele- 24 A einen größeren Durchmesser α aufweisen, kann ment 16 angeordnet. Die Abschirmringe 24 weisen die Durchschlagsspannung zwischen den Ringen 24 alle dieselbe Konstruktion und räumlichen Abmes- und dem geerdeten Gehäuse 10 genügend hoch gesungen auf. Jeder Abschirmring 24 besteht aus einem macht werden, selbst wenn das Gehäuse 10 in seitlikreisförmig elektrisch leitfähigen Rohr, das in einem 25 eher Hinsicht relativ klein dimensioniert ist. Die an geschlossenen Kreis gebogen ist, wobei zusätzlich den einzelnen Entladungsabständen angelegte Span-Scheiben 26 vorgesehen sind, die mit ihrer äußeren nung kann dadurch gesteuert werden, indem der Peripherie an der inneren Peripherie im Bei eich der Durchmesser der die Ringe bildenden Rohre veränmittleren Ebene an den Ring angesetzt sind. Die Schei- dert wird, wobei die Größe der Spannungsteilerwiderben 26 liegen in ihrem mittleren Bereich zwischen 30 stände und Kondensatoren unverändert bleibt. Demeinem Paar von nebeneinanderliegenden Elektroden, zufolge ergibt sich eine Spannungsteilereinrichtung welche den Entladungsabstand bilden. Die Endschei- mit verbesserten Entladungseigenschaften,
ben 26 jedoch bilden eine Ausnahme, da sie zwischen F i g. 3 zeigt eine Abwandlung der in F i g. 2 dargedem Klemmenleiter 20 und der Elektrode bzw. stellten Ausführungsform. Die in F i g. 3 dargestellte dem Element 12 und der entsprechenden Elektrode 35 Ausführungsform unterscheidet sich von der in F i g. 2 angeordnet sind. Demzufolge werden die Scheiben dargestellten Ausführungsform nur darin, daß gemäß 26 und die Abschirmringe 24 auf gleichem Potential F i g. 3 ddie Abschirmringe 24A und 24ß in einem gewie die Abstandselektroden gehalten. Gemäß F i g. 1 eigneten elektrischen Isoliermaterial 28 — beispielssind vier Entladungsabstände und fünf Abschirmringe weise aus Epoxiharz — unter Bildung einer einheitli-24 vorgesehen, wobei jeder Entladungsabstand mit 40 chen Struktur eingebettet sind. Dies bewirkt eine Erwenigstens einem Abschirmring 24 verbunden ist. höhung der Durchschlagsspannung zwischen neben-

Der Abschirmring 24 und die Scheibe 26 bewirken, einanderliegenden Abschirmringen, so daß dadurch daß die Äquipotentiallinien gleichmäßig im wesentli- der Durchmesser der Rohre der größeren Abschirmchen senkrecht auf die Oberfläche des Spannungs- ringe 24 A erhöht werden kann, wodurch sich eine teilerelementes 16 bis 18 auftreffen, so daß im Bereich 45 weitere Zunahme der Durchschlagspannung zwidieses Elementes eine gewünschte elektrische Feld- sehen den Ringen 24 und dem Gehäuse 10 ergibt,
verteilung erzeugt wird. Demzufolge können Corona- F i g. 4 zeigt eine weitere abgewandelte Ausfühentladungen an der Oberfläche der Spannungsteiler- rungsform der Erfindung. Gemäß dieser Figur sind elemente 16 bis 18 nicht so leicht antreten, während abwechslungsweise Entladungsräume 14 und EIegleichzeitig die Durchschlagsspannung zwischen dem 50 mente 12 angeordnet, wobei jedesmal ein entspre-Spannungsteilerelement und dem geerdeten Gehäuse chender Abschirmring 24 für jeden Entladungsraum 10 erhöht ist. Dies bewirkt eine sehr kleine Bauweise vorgesehen ist. Die Ringe 24 sind aus elektrisch leitender Blitzschutzeinrichtung. den Rohren gefertigt, die gemäß F i g. 4 progressiv

Bei einer derartigen mit Abschirmringen 24 verse- von oben bzw. von der Seite des Anlegungspunktes henen Blitzschutzeinrichtung bildet die Durchschlags- 55 der Spannung nach unten bzw. der geerdeten Seite spannung zwischen den Abschirmringen 24 und dem hin abnehmen. Man erkennt ferner, daß die Außengcerdctcn Gehäuse 10 einen der wesentlichen Fakto- durchmesser der Abschirmringe 24 ebenfalls progresren für die Festlegung der Eigenschaften der Blitz siv nach unten hin abnehmen, während der Innenschutzcinrichtung. Es ist festgestellt worden, daß, je durchmesser dieser Abschirmringe im wesentlichen größer der Durchmesser« des kreisförmigen Leiters ⁶° unverändert bleibt. Die Scheiben 26 sind dabei mit ih- bzw. des den Abschirmring 24 bildenden metallischen ror äußeren Peripherie an der oberen Seite der AbRohres gemäß F i g. 1 1st, desto größer elektrische FeI- schirmringe 24 befestigt, während sie mit ihrem minder angelegt werden können; demzufolge sind größere leren Bereich zwischen entsprechenden Elektroden Durchschlagsspannungcn erzielbar. für den Entladungsabstand und dem daneben liegen-

Bci der Ausführungsform von Fig. 1 kann der 65 den Element 12 angeordnet sind.

Durchmesser α des den Ring bildenden Rohres nicht Die Abschirmringe 24 gemäß Fi g. 4 bewirken, daß

genügend groß gemacht werden, da die Ringe 24 sehr die Streukapazitäten zwischen denselben und dem

nah nebeneinander liegen. Demzufolge ist es notwen- geerdeten Gehäuse 10 progressiv in Richtung der

geerdeten Seite abnehmen, so daß sich eine gleichmäßigere Verteilung innerhalb der Entladungsspalte 14 beim Auftreten einer Entladung ergibt. Demzufolge ist die in F i g. 4 dargestellte Ausführungsform besonders vorteilhaft, da die elektrischen Eigenschaften genau gesteuert werden können, ohne daß dadurch die Anzahl der Spa.'mungsteilerelemente erhöht werden muß.

Falls es gewünscht werden sollte, kann nur einer der Durchmesser des Rohres und der Außendurchmesser des Ringes in der oben beschriebenen Art und Weise verändert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

dient vermindert wird. Die Spannungsverteilung in Patentansprüche· der dazugenörigen Entladungseinheit wird im übrigen dadurch nicht verändert. Um die zeitlichen Abmessungen der Blitzschutzein-

1. Blitzschutzeinrichtung bestehend aus einer 5 richtung möglichst klein zu halten, erweist es sich als einseitig geerdeten Entladungseinheit, welche mit zweckmäßig, wenn nebeneinanderliegende Abeiner Mehrzahl von Abschirmringen umgeben ist, schirmringe und Rohre, die diese nebeneinanderliedadurch gekennzeichnet, daß die Ent- genden Abschirmringe bilden, verschiedene Durchladungseinheit (14) zusammen mit den Abschirm- messer aufweisen.

ringen (24) in einem Gehäuse (10) angeordnet ist, io Um die Durchschlagsspannung zwischen den newelches mit einem elektrisch isolierenden Gas ge- beneinanderliegenden Abschirmringen noch weiter zu füllt ist. erhöhen, erweist es sich als zweckmäßig, wenn die Ab-

2. Blitzschutzeinrichtung nach Anspruch 1, da- schirmringe in einer zusätzlichen elektrischen Isoliedurch gekennzeichnet, daß nebeneinanderlie- rung eingebettet sind.

gende Abschirmringe (24) und Rohre, die diese 15 Um im Hinblick auf die Erzielung einer möglichst

nebeneinanderliegenden Abschirmringe (24) bil- gleichmäßigen Spannungsverteilung ebenfalls die

den, verschiedene Durchmesser aufweisen Streukapazitäten zwischen den einzelnen Abschirm-

(F i g. 2). ringen und dem sie umschließenden Gehäuse zu be-

3. BHt7schutzeinrichtung nach Anspruch 1, da- rücksichtigen, erweist es sich als zweckmäßig, wenn durch gekennzeichnet, daß die Abschirmringe 20 die Durchmesser der die Abschirmringe bildenden (24) in einer zusätzlichen elektrischen Isolierung Rohre und/oder die Außendurchmesser der Ab-(28) eingebettet sind (Fig. 3). schirmringe von der Seite der Spannungsanlegung in

4. Blitzschutzeinrichtung nach Anspruch 2, da- Richtung Erde abnehmen.

durch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der Weiteic Einzelheiten der Erfindung sollen im fol-

die Abschirmringe (24) bildenden Rohre und/ 25 genden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher er- oder die Außendurchmesser der Abschirmringe läutert und beschrieben werden, wobei auf die Zeich-(24) von der Seite der Spannungsanlegung in nung Bezug genommen wird. Es zeigt Richtung Erde abnehmen (F i g. 4). F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt der erfin

dungsgemäßen Blitzschutzeinrichtung und 30 F i g. 2 bis 4 Abwandlungen der in F i g. 1 dargestellten Blitzschutzeinrichtung.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente.

Im folgenden soll auf die Zeichnung, insbesondere

35 Fig. 1, Bezug genommen werden, in welcher eine

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schutzein-

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine richtung dargestellt ist. Diese besteht aus einem geer-Blitzschutzeinrichtung, bestehend aus einer einseitig deten Gehäuse 10, das mit einem geeigneten elektrisch geerdeten Entladungseinheit, welche mit einer Mehr- negativen Gas — wie z. B. Schwefelhexafluorid zahl von Abschirmringen umgeben ist. 40 (SF₆) — gefüllt ist, das hohe elektrische Isoliereigen-

Es sind bereits Überspannungsableiter bekannt (s. schäften aufweist. An dem Boden des Gehäuses 10 ist beispielsweise schweizerische Patentschrift 238 051, ein Element 12 angeordnet, obeihalb dessen eine Ent-239 484 und 239 485), welche eine Entladungseinheit ladungseinheit 14 angeordnet ist. Das Element 12 beaufweisen, an welcher ein Isolator hängt, der mit einer steht aus einem nicht linearen Widerstand, beispiels-Mehrzahl von in Abständen angeordneten Abschirm- 45 weise aus Silicium Carbid (SiC). Selbst wenn an dem ringen versehen ist. Es zeigt sich jedoch, daß sich so- Element 12 durch Blitzeinschlag bedingte hohe elekwohl an der Außenfläche der Entladungseinheit als trische Entladungen auf treffen, was zu hohen Strömen auch an den einzelnen Abschirmringen Staub und innerhalb dieses Elementes 12 führt, wird die Span-Schnee niederschlagen kann, wodurch die Spannungs- nung an der Blitzschutzeinrichtung auf einen niedriverteilung entlang der Entladungseinheit gestört wird. 50 gen Wert gebracht. Dabei fließt ein kontinuierlich flie-Demzufolge ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, Bender Strom von der elektrischen Stromquelle in die eine Blitzschutzeinrichtung zu schaffen, bei welcher Schutzeinrichtung, nachdem die Entladung auf einen eine Störung der Spannungsverteilung entlang der Wert abgesunken ist, bei welchem die Entladung Entladungseinheit nicht stattfinden kann. durch die Entladungseinheit 14 unterbrochen wird.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß 55 Die Entladungseinheit 14 besteht aus einer Mehrzahl die Entladungscinheit zusammen mit den Abschirm- von Entiadungsräumen, die in Serien hintereinander ringen in einem Gehäuse angeordnet ist, welches mit angeordnet sind. Jeder Entladungsraum wird durch einem elektrisch isolierendem Gas gefüllt ist. einen Widerstand 16 und einen Kondensator 18 über-

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind die brückt, welche Elemente die Entladungseinheit 14 bileinzclncn Abschirmringe in einer Atmosphäre von 60 den. Die Enden der Entladungseinheit 14 sind auf der elektrisch isolierendem Gas angeordnet, so daß keine einen Seite mit dem Element 12 und auf der anderen Möglichkeit besteht, daß sich Staub und Schnee auf Seite mit einem Klemmcnleiter20 verbunden, welcher diesen Abschirmringen niederschlagen kann. Wegen innerhalb einer elektrischen Isolierung 22 nach oben der Anwesenheit des elektrisch isolierenden Gases hin durch das Gehäuse 10 geführt wird,
kann ferner der Abstand zwischen den einzelnen Ab- 65 Das durch die Widerstände und Kondensatoren 16 schirmringen verringert werden, so daß die Möglich- und 18 gebildete Spannungsteilerelement bewirkt eine keit besteht, den Durchmesser dieser Abschirmringe gleichmäßige Verteilung der elektrischen Entladung, zu erhöhen, wodurch wiederum der Spannungsgra- welche beispielsweise durch einen Blitzschlag ausge-