DE2248117A1 - Ueberspannungsableiter mit einem gasgefuellten gehaeuse - Google Patents

Description

Überspannungsableiter mit einem gasgefüllten.Gehäuse

Die bekannten Überspannungsableiter, die in elektrischen — Hochspannungsanlagen verwendet werden, bestehen aus Funkenstrecken und spannungsabhängigen Widerständen, die in einem isolierenden Gehäuse angeordnet sind. Der Ableitvorgang beginnt damit, daß bei einer bestimmten Ansprechspannung in den Funkenstrecken eine !lichtbogenentladung gezündet wird. Die. in Reihe mit den Funkenstrecken geschalteten spannungsabhängigen Widerstände begrenzen den Folgestrom derart, daß die Entladung wieder erlischt. Pur die Schutzwirkung der Überspannungsableiter ist es wesentlich, daß die Ansprechspannung der Funkenstrecken während der Lebensdauer des Ableiters möglichst unverändert bleibt. Es hat sich gezeigt, daß sich hierfür eine Füllung des gesamten Ableiters mit Stickstoff günstig auswirkt.

Andererseits besteht der Wünsch, auch die Abmessungen von Überspannungsableitern zu verkleinern und ihre Leistungsfähigkeit zu erhöhen. Dies kann zum Teil durch eine Füllung des Überspannungsableiters mit einem Gas hoher Durchschlagfestigkeit, z.B. einem elektronegativen Gas, wie Schwefelhexafluorid, erreicht werden (TJS-PS 2 757 261). Es hat sich jedoch gezeigt, daß sich das gewünschte Ansprechverhalten der Funkenstrecken in einer Atmosphäre von Schwefelhexafluorid nur schwer erreichen läßt und daß Lichtbogenentladungen zwischen den Elektroden der Funkenstrecken das Schwefelhexafluorid zersetzen* Die dabei gebildeten Zersetzungsprodukte können Schäden an den Bestandteilen des Überspannungsabi e it er s hervorrufen.

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Schwierigkeiten der beschriebenen Art können zwar durch eine Anordnung nach der USr-PS 3 O99 770 behoben werden, bei der die Funkenstrecken eines Überspannungsabieiters in einer gesonderten Kapselung untergebracht sind, zu der das in dem verbleibenden Raum des Überspannungsabieiters enthaltene Schwefelhexafluorid keinen Zutritt hat. Die Trennung der Gasräume erfordert aber einen erhöhten Aufwand.

Die Erfindung geht von einem Überspannungsableiter mit einem die wirksamen Elemente umschließenden Gehäuse aus, das mit einem von Luft verschiedenen Gas hoher Durchschlagfestigkeit gefüllt ist. Durch die Erfindung soll ein Überspannungsableiter geschaffen werden, der einfacher als die bekannten Ableiter aufgebaut ist und das hohe Isoliervermögen elektronegativer Gase, insbesondere von Schwefelhexafluorid, ausnutzt.

Gemäß der Erfindung sind die wirksamen Elemente des Überspannungsableiter s durch Widerstandskörper auf der Basis von Zinkoxid gebildet. Diese Widerstandskörper besitzen eine ausgeprägte Spannungsabhängigkeit, so daß keine Funkenstrecke zur Zündung und zur Unterbrechung des Folgestromes mehr benötigt wird. Da sich der Abbau von Überspannungen nun als reiner elektrischer Leitungsvorgang in den Widerstandskörper vollzieht, unterbleibt auch jede Bildung von Lichtbögen. Damit können Isoliergase mit hohem Isoliervermögen, ζ, Β. Schwefelhexafluorid, uneingeschränkt für Überspannungsableiter verwendet werden, da eine Zersetzung nicht mehr zu befürchten ist.

Die Widerstandskörper auf der Basis von Zinkoxid können in einer Säule angeordnet sein, wie dies an sich bei Widerstandskörpern aus Siliziumkarbid bei herkömmlichen Überspannungsableitern bekannt ist. Diese Säule kann in einem Gehäuse untergebracht werden, das ebenfalls wie bei herkömmlichen Ableitern beispielsweise aus Porzellan oder einem anderen Isolierstoff bestehen kann. Damit ist ein Überspannungsablei-

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ter geschaffen, der äußerlich den bekannten Ableitern ähnelt, jedoch in seiner Wirkungsweise und seinen Abmessungen erhebliche Vorteile bietet.

Ein besonders vorteilhaftes Anwendungsgebiet der neuen Überspannungsableiter sind metallgekapselte Hochspannungsanlagen, in denen Schwefelhexafluorid als Isoliergas verwendet -wird« Durch seine.geringeren Abmessungen lassen sich gemäß der Erfindung gestaltete Überspannungsableiter in diese Anlagen besser einfügen und dadurch auch an Stellen anschließen, an denen es für die Schutzwirkung erwünscht, aus Gründen des Platzbedarfes aber bisher nicht möglich -war. Die Widerstandskörper auf der Basis von Zinkoxid können in einem Metallgehäuse angeordnet sein, das als Bestandteil der metallgekapselten Hochspannungsaniage ausgebildet und mit dem für die Hochspannungsanlage verwendeten Isoliergas gefüllt ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Figuren 1 und 2 zeigen im Schnitt eine metallgekapselte Hochspannungsschaltanlage, der in unterschiedlicher Anordnung ein Überspannungsableiter zugeordnet ist.

Die in Fig. 1 gezeigte, für eine Spannung von beispielsweise 150 kV bemessene Hochspannungsschaltanlage umfaßt zwei Sammelschienenanordnungen 1 und 2, die in Gehäusen 3 und 4 untergebracht sind. Oberhalb dieser Gehäuse befinden sich Sammel- ' schienentrennschalter 5 und 6, an die sich nach rechts ein Stromwandler 7, ein Arbeitserder 10 und ein Leistungsschalter 11 anschließen. Links neben dem oberen Anschluß des Leistungsschalters 11 befinden sich ein weiterer Arbeitserder 12, ein Spannungswandler 13 und ein Erder Η für den Anschluß 15. An diesen Anschluß kann ein Kabel oder eine Freileitung geführt sein.

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Ein Überspannungsableiter 16 mit einer Kapselung 17 ist neben dem Trennschalter 5 horizontal angeordnet. Infolge seiner kleinen Abmessungen, die durch den Wegfall der Funkenstrecken und durch die Füllung sowohl der Schaltanlage als auch des Gehäuses des Überspannungsabieiters mit Schwefelhexafluorid ,erreicht werden, kann der Überspannungsableiter in der dargestellten vorteilhaften Stellung montiert werden. Eine gasdichte und druckfeste Durchführung zwischen dem Überspannungsableiter und der Kapselung der Schaltanlage ist nicht vorgesehen, da eine Zersetzung des Isoliergases durch Lichtbögen in dem Überspannungsableiter nicht zu befürchten ist.

Erweist es sich jedoch für die Montage und die Wartung als zweckmäßig, so kann die Kapselung 17 des Überspannungsableiters 16 durch eine Durchführung in üblicherweise abgeschlossen sein. . . .

Die Schaltanlage gemäß der Figur 2 hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie die Schaltanlage gemäß der Figur 1. Für die übereinstimmenden Teile sind die gleichen Bezugszeichen verwendet. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Überspannungsableiter an dem Anschluß 15 senkrechtstehend angeordnet. Wie zuvor beschrieben, ist eine Durchführung als Trennung des Überspannungsabieiters von der Kapselung der Schaltanlage nicht vorhanden, kann aber im Bedarfsfall vorgesehen sein.

Der gezeigte Überspannungsableiter 16 enthält eine Säule von Scheiben 20 aus Zinkoxid mit einem Zusatz von weiteren Metalloxiden, Eine Zusammensetzung von Metalloxiden, die sich für den vorliegenden Zweck eignet, kann beispielsweise der DT-PS 1 765 097 entnommen werden.

4 Ansprüche
2 Figuren

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Claims (1)

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   Pat entansprüche

   1· überspannungsableiter mit einem die wirksamen Elemente Talsanließenden Gehäuse, das mit einem von Luft verschiedenen Gas hoher Durchschlagfestigkeit gefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß als wirksame Elemente Widerstandskörper (20) auf der Basis von Zinkoxid dienen.

   2o Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandskörper (20) in einer Säule angeordnet sind,

   3. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandskörper (20) in einem Metallgehäuse (17) angeordnet sind, das als Bestandteil einer metallgekapselten Hochspannungsaniage ausgebildet und mit dem für die Hochspannungsanlage verwendeten Isoliergas gefüllt ist.

   4. Überspannungsableiter 'nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse mit Schwefelhexafluorid gefüllt ist.

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