DE2656916C3 - Vorrichtung zur Anzeige eines Lichtbogenüberschlages - Google Patents

Description

ihn fließenden Strom durchbrennt und dadurch das Entstehen eines Lichtbogens zwischen dem Halter und dem metallischen Bereich des Becherbodens fördert Hierdurch wird besonders schnell die im Becher eingeschlossene Luft bis zu derjenigen Temperatur erhitzt, bei welcher der Druck ausreicht, um den Becher abzuwerfen. Um eine möglichst einfache Montage dieses Drahtes zu erreichen, ist er vorteilhafterweise als eine Schraubenfeder ausgebildet

Ist, wie dies bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Fall ist, in dem vom Becher und dem Halter gemeinsam begrenzten Hohlraum ein Treibsatz angeordnet, dann kann dieser mittels des dünnen Drahtes oder des im Becherinneren entstehenden Überschlages gezündet werden. Aus Gründen einer t5 möglichst einfachen Montage hat der Treibsatz vorzugsweise die Form einer Tablette und ist am metallischen Bereich des Becherbodens befestigt

Um den Stromverlauf über den Halter und den Becherboden zu begünstigen, kann sich auf der Außenseite des Becherbodens an den metallischen Bereich ein mit seinem freien Ende gegen die andere Schutzarmatur des Isolators weisender Stab aus elektrisch leitendem Werkstoff anschließen. Der metallische Bereich des Becherbodens kann dann beispielsweise durch eine den Becherboden durchdringende Befestigungsschraube für den Stab gebildet sein. Als metallischer Bereich genügt auch beispielsweise der Kopf eines Niets.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Halter ein Drehteil mit einer Sacklochbohrung für die Aufnahme des Hörnendes der Schutzarmatur und mit einer in die Sacklochbohrung mündenden Gewindebohrung, in welcher eine Klemmschraube geführt ist Die Befestigung des Halters an der Schutzarmatur ist dann besonders einfach, weil der Halter nur auf das Hörnende der Schutzarmatur aufgesteckt und dort durch Festziehen der Klemmschraube festgeklemmt zu werden braucht Außerdem läßt sich ein solcher Halter preisgünstig mit der erforderlichen Genauigkeit herstellen.

Vorteilhafterweise liegt an der den Halter übergreifenden Becherwand und der den Sitz für den Becher bildenden Fläche des Halters eine das Becherinnere luftdicht abschließende Ringdichtung an. Hierdurch kann in einfacher Weise das Eindringen von Feuchtigkeit in das Becherinnere verhindert werden, was für eine auch über lange Zeiträume hinweg gleichbleibende Zuverlässigkeit der Anzeigevorrichtung wichtig ist

Im folgenden ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels,

F i g. 2 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels,

Fig.3 einen Längsschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels,

F i g. 4 einen Längsschnitt eines vierten Ausführungsbeispiels, eo

Eine Vorrichtung zur Anzeige eines Lichtbogenüberschlages an einem Isolator einer Hochspannungsfreileitung, der mit einer Lichtbogenschutzarmatur versehen ist, die in den folgenden Ausführungsbeispielen als Lichtbogenschutzhorn zu denken ist, und von der nur das als Rundstab ausgebildete Ende 1 eines Schutzhornes dargestellt ist, weist einen aus Metall, vorzugsweise einer Aluminiumlegierung, bestehenden, als Drehteil ausgebildeten Halter 2 auf. Der Halter 2 hat, wie F i g. 1 zeigt, eine in seiner Längsachse liegende Sacklochbohrung 3, deren Durchmesser an den Außendurchmesser des Schutzhorns 1 angepaßt ist Die Länge der Sacklochbohrung 3 ist so gewählt daß das freie Ende 1 des Schutzhornes so tief in die Sacklochbohrung 3 eingesteckt werden kann, daß eine zuverlässige Befestigung des Halters 2 auf dem Hörnende erreicht wird. Eine die Wand des Halters 2 quer zur Sacklochbohrung 3 durchdringende und in die Sacklochbohrung nahe deren offenem Ende mündende Gewindebohrung 4 enthält einen Gewindestift 5, mittels dessen das Hörnende 1 in der Sacklochbohrung festgeklemmt werden kann.

An den die Gewindebohrung 4 aufweisenden Endabschnitt des Halters 2 schließt sich über eine Ringschulter 6 ein Abschnitt 6' mit kleinerem Außendurchmesser an, in den eine nach außen offene Ringnut 7 eingestochen ist in weicher eine Ringdichtung in Form eines O-Ringes 8 liegt

Die durch den Abschnitt 6' gebildete Stirnfläche 9 des Halters 2, die sich über eine Abrundung an die Mantelfläche des Abschnittes 6' anschließt, trägt eine zentral angeordnete und im Ausführungsbeispiel einstückig mit dem Halter 2 ausgebildete Kegelspitze 10, die als Zündelektrode dient Der Kegelwinkel beträgt im Ausführungsbeispiel weniger als 45°.

Die Anzeigevorrichtung weist ferner ein Schauzeichen in Form eines aus Acetalharz bestehenden Bechers 11 auf, der auf den im Durchmesser kleineren Abschnitt 6' des Halters 2 aufgesteckt ist Der Innendurchmesser des Bechers 11 ist so gewählt daß die Kraft, die notwendig ist um den Becher vom Halter abzuwerfen, etwa 5 kp beträgt Der Außendurchmesser des Bechers 11 ist im Ausführungsbeispiel gleich dem Außendurchmesser des die Gewindebohrung 4 aufweisenden Abschnittes des Halters 2. Der O-Ring 8 gewährleistet einen luftdichten Verschluß des Bechers 11 an dem auf den Halter 2 aufgesteckten Ende. Der ebene Becherboden ist in seinem Zentrum mit einer öffnung versehen, die der Schaft eines metallischen Kontaktniets 12 durchdringt Der Kontaktniet 12 hat sowohl auf der Innenseite als auch auf der Außenseite einen Halbrundkopf, und zwischen diesen beiden Köpfen ist die die zentrale Öffnung im Becherboden begrenzende Randzone luft- und flüssigkeitsdicht eingeklemmt.

Die axiale Länge der Kegelspitze 10, welche auf das Zentrum des innenliegenden Halbrundkopfes des Kontaktnietes 12 weist und die axiale Länge des Bechers 11 sind so gewählt daß es zu einem Überschlag zwischen der Kegelspitze 10 und dem Kontaktniet 12 kommt, wenn nach einem Lichtbogenüberichlag auf das Schutzhorn der Fußpunkt des Lichtbogens gegen dessen freies Ende 1 hin getrieben wird. Der Lichtbogenüberschlag im Inneren des Bechers 11 führt zu einer starken Erwärmung der im Becher 11 eingeschlossenen Luft und dadurch zu einem steilen Druckanstieg im Becher 11. Sobald die Abwurfkraft für den Becher 11 erreicht wird, wird dieser vom Halter 2 abgeworfen. Eine Kontrolle der Anzeigevorrichtungen läßt deshalb zweifelsfrei erkennen, ob an einem Isolator ein Lichtbogenüberschlag aufgetreten ist. In diesem Falle fehlt nämlich der Becher 11, der vorteilhafterweise farbig ist, um das Erkennen zu erleichtern.

Der Halter 102 des in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich nicht vom Halter 2 des ersten Ausführungsbeispiels. Er wird wie bei letzterem mittels eines Gewindestiftes 105 auf dem Ende 101 eines

Schutzhornes festgeklemmt. Auch der aus Acetalharz bestehende Becher 111 ist im wesentlichen wie der Becher 11 ausgebildet und wie dieser auf den Halter 102 aufgesteckt, wobei ein O-Ring 108, der in eine Ringnut 107 eingelegt ist, einen luftdichten Abschluß des Bechers gewährleistet

Ein Unterschied gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel besteht darin, daß anstelle des Kontaktniets 12 der Schaft einer Schraube 112 die zentrale Öffnung im Boden des Bechers 111 durchdringt Die Schraube 112, deren Kopf an der Innenseite des Becherbodens anliegt und die Gegenelektrode zu der Kegelspitze 110 des Halters 102 bildet greift am einen Ende eines Metallstabes 114, der im Ausführungsbeispiei aus einem Aluminiumrohr besteht in eine zentrale Gewindebohrung des Stabes ein und klemmt die die zentrale Öffnung im Becherboden begrenzende Randzone luftdicht und feuchtigkeitsdicht zwischen ihrem Kopf und dem einen Ende des Stabes 114 ein.

Der Stab 114 weist gegen die andere Lichtbogenschutzarmatur desjenigen Isolators hin, welchem die Anzeigevorrichtung und das sie tragende Schutzhorn zugeordnet ist Im Ausführungsbeispiel ist daher der Stab 114 im Abstand vom Becherboden abgewinkelt

Ein weiterer Unterschied gegenüber dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 besteht darin, daß im Inneren des Bechers 111 ein Treibsatz 113 angeordnet ist, der durch den Überschlag zwischen der Kegelspitze 110 und dem Kopf der Schraube 112 gezündet wird und dadurch den Becher 111 abwirft Der Treibsatz, der beispielsweise aus Schwarzpulver oder aus Magnesiumpulver besteht hat im Ausführungsbeispiel die Form einer Tablette, welche am Kopf der Schraube 112 befestigt ist. Der Treibsatz könnte aber auch durch ein in den Becher 111 geschüttetes Pulver gebildet sein, das dann den Becher bis beispielsweise zu der Linie S15 füllen würde.

Das Ausführungsbeispiei gemäß Fig.3 weist einen Becher 211 auf, der wie der Becher 11 des ersten Ausführungsbeispiels ausgebildet ist, also aus Acetalharz besteht und an seinem Boden einen zentral angeordneten Kontaktniet 212 trägt dessen beide Halbrundköpfe die zentrale Öffnung des Bodens luftdicht verschließen. Der Halter 202 weicht insofern von der Form des Halters 2 oder des Halters 102 ab, als auf der dem Becherboden zugekehrten Seite anstelle der spitzen Kegelspitze eine stumpfe Kegelspitze 210 vorgesehen ist welche einen Kegelwinkel von mehr als 90° hat Außerdem schließt die Kegelspitze 210 nicht unmittelbar an die Stirnfläche 203 des Hähers 202 an. 5ö Vielmehr wird sie von einem in axialer Richtung relativ kurzen zylindrischen Abschnitt getragen, in den im Ausführungsbeispiel am Übergang zur Stirnfläche 209 eine kleine Ringnut 209' eingestochen ist Der Übergang von dem zylindrischen Abschnitt zur Kegelspitze 210 ist ebenso stark abgerundet wie der Übergang von der Mantelfläche des im Durchmesser kleineren Abschnitts 206' des Halters 202 zu der dem Becherboden zugekehrten Stirnfläche 209. Ferner sind die Kanten der in den Halter eingestochenen Ringnut 207 abgerundet welche den der Abdichtung dienenden O-Ring 208 aufnimmt Diese Kantenabrundung wird mit Vorteil auch bei den Ausführungsbeispielen gemäß den F i g. 1 und 2 vorgesehen.

In die kleine Ringnut 209' am Übergang von der Stirnfläche 209 zu dem die Kegelspitze 210 tragenden zylindrischen Abschnitt greift die letzte Windung einer Schraubenfeder 216 ein, die aus einem dünnen Draht gewickelt ist und mit ihrem anderen Ende unter schwachem Druck am Kontaktniet 212 anliegt Diese Schraubenfeder 2iö leitet beim Auftreten eines Lichtbogenüberschlages an dem zu überwachenden Isolator den Lichtbogenstrom von der Kegelspitze 210 zum Kontaktniet 212 oder umgekehrt brennt aber wegen der geringen Stärke ihres Drahtes schnell durch. Beim Durchbrennen wird jedoch ein Lichtbogen zwischen der Kegelspitze 210 und dem Kontaktniet 212 gezogen, welcher die Luft im Becher 211 so stark erhitzt daß der Druck im Becher sehr rasch den Grenzwert erreicht bei dem der Becher 211 abgeworfen wird. Die Feder 216 gewährleistet vorteilhaft und in einfacher Weise, daß unabhängig von äußeren Bedingungen ein Lichtbogen zwischen der Kegelspitze und der Gegenelektrode zustande kommt was die Zuverlässigkeit der Anzeigevorrichtung noch verbessert

Im Inneren des Bechers 211 könnte selbstverständlich ein Treibsatz vorgesehen sein, welcher durch die Erhitzung des die Feder 216 bildenden Drahtes oder durch den beim Durchbrennen dieses Drahtes auftretenden Lichtbogen gezündet wird.

Das in Fig.4 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig.3 nur dadurch, daß wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 der Kontaktniet durch eine Schraube 312 ersetzt ist deren an der Innenseite des Becherbodens anliegender Kopf die Gegenelektrode zu der stumpfen Kegelspitze 310 bildet Die Schraube 312 verbindet unter Bildung eines luftdichten Verschlusses der Durchgangsöffnung im Becherboden den Becher 311 mit dem einen Ende eines metallischen Stabes 314, der wie der Stab 114 des Ausführungsbeispiels gemäß F i g. 2 als abgewinkeltes Rohr ausgebildet ist und die gleiche Funktion hat Im übrigen sind der Halter 302 und der Becher 311 in gleicher Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 ausgebildet Auch die Schraubenfeder 316, die mit ihrem einen Ende am Kopf der Schraube 312 anliegt, ist 'wie die Feder 215 ausgebildet und angeordnet

Im Inneren des Bechers 311 kann wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 ein Treibsatz 313, beispielsweise in Form einer am Kopf der Schraube 312 festgelegten Tablette oder in Form von eingefülltem Pulver vorgesehen sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Anzeige eines Lichtbcgenüberschlags an einem mit einer Schutzarmatur versehenen Isolator einer Hochspannungsfreileitung mit einem von einem Halter abwerfbaren Schauzeichen, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (2; 102; 202; 302) als ein aus einem elektrisch leitenden Material bestehender und an der Schutzarmatur (1; 101) des zu überwachenden Isolators befestigbarer Körper und das Schauzeichen als ein Becher (11; 111; 211; 311) ausgebildet ist, welcher auf den Körper aufgesteckt ist und wenigstens in einem Teilbereich seines im Abstand vom Körper liegenden Bodens aus elektrisch leitendem Material, im übrigen aus einem elektrisch isolierenden Material, besteht

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (2; 102; 202; 302) mit einer sich gegen den metallischen Bereich (12; 112; 212; 312) des Becherbodens erstreckenden, jedoch im Abstand von ihm endenden Spitze (10; 110; 210; 310) versehen ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen im Inneren des Bechers (211; 311) liegenden und den Halter (202; 302) mit dem metallischen Bereich (212; 312) des Becherbodens elektrisch leitend verbindenden, dünnen Draht (216; 316).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht als eine Schraubenfeder (216; 316) ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem vom Becher (111; 211; 311) und dem Halter (102; 202; 302) gemeinsam begrenzten Hohlraum ein Treibsatz (113;313) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibsatz (113; 313) die Form einer Tablette hat und am metallischen Bereich (112; 312) des Becherbodens festgelegt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich auf der Außenseite des Becherbodens an den metallischen Bereich (112; 312) ein mit seinem freien Ende gegen die andere Schutzarmatur des Isolators weisender Stab (114; 314) aus elektrisch leitendem Werkstoff anschließt

3. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Bereich des Becherbodens durch eine den Becherboden durchdringende Befestigungsschraube (112; 312) für den Stab (114; 314) gebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (2; 102; 202; 302) ein Drehteil mit einer Sacklochbohrung (3) für die Aufnahme des f-eien Endes (1; 101) der Schutzarmatur und mit einer in die Sacklochbohrung mündenden Querbohrung (4) ausgebildet ist, in welcher eine Klemmschraube (5; 105) geführt ist

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß an der den Halter (2; 102; 202; 302) übergreifenden Becherwand und der den Sitz für den Becher (11; 111; 211; 311) bildenden Fläche des Halters eine das Becherinnere luftdicht abschließende Ringdichtung(8; 108;208) anliegt.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige eines Lichtbogenüberschlages an einem mit einer Schutzarmatur versehenen Isolator einer Hochspannungsfreileitung mit einem von einem Halter abwerfbaren Schauzeichen.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-AS 19 51 050) ist eine Induktionsspule vorgesehen, die an der Traverse des die Freileitung tragenden Mastes befestigt wird und bei einer ausreichend starken

ic Induktion einen Treibsatz zündet, was zum Abwurf des Schauzeichens führt Nachteilig ist hierbei, daß nur ein relativ hoher Strom eine zur Zündung des Treibsatzes ausreichende Spannung in der Induktionsspule induziert, Lichtbogenüberschläge mit verhältnismäßig geringer Stromstärke also überhaupt nicht angezeigt werden, und daß nicht festgestellt werden kann, an welcher Phase ein Lichtbogenüberschlag erfolgte, wenn, wie üblich, zumindest die Seile von zwei Phasen an einer gemeinsamen Traverse aufgehängt sind. Zur Beseitigung einer Störung ist es aber wichtig, zu wissen, an welchem Isolator der Lichtbogenüberschlag erfolgt ist Hinzu kommt noch, daß auch andere Ereignisse außer einem Lichtbogenüberschlag, beispielsweise ein Blitzeinschlag, zu einer Zündung des Treibsatzes und einem Abwurf des Schauzeichens führen können. Es wurde zwar versucht (DE-AS 22 29 823), diese Fehlerquelle durch eine Zündverzögerungseinrichtung auszuschalten. Alle Störquellen können hierdurch aber nicht ausgeschaltet werden, und außerdem wird durch eine solche Zündverzögerungseinrichtung der Aufwand vergrößert und die Funktionssicherheit vermindert

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Anzeige eines Lichtbogenüberschlages zu schaffen, die zuverlässig anzuzeigen vermag, an

welchem Isolator der Überschlag erfolgte. Diese Aufgabe ist mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst daß der Halter als ein aus einem elektrisch leitenden Material Destehender und an der Schutzarmatur des zu überwachenden Isolators befestigbarer Körper und das Schauzeichen als ein Becher ausgebildet ist welcher auf den Körper aufgesteckt ist und wenigstens in einem Teilbereich seines im Abstand vom Körper liegenden Bodens aus elektrisch leitendem Material, im übrigen aus einem elektrisch isolierenden Material, besteht

Die Befestigung des Halters an der Schutzarmatur des zu überwachenden Isolators stellt sicher, daß nur ein an diesem Isolator auftretender Überschlag einen Abwurf des Schauzeichens hervorruft Der Abwurf des

so Schauzeichens kann dabei in unterschiedlicher Weise bewirkt werden. Es kann die Luft die in dem vom Becher und dem Halter begrenzten Raum eingeschlossen ist durch den Lichtbogenstrom so stark erhitzt werden, daß ein ausreichender Druck für den Abwurf des Bechers entsteht. Das Abwerfen des Bechers kann aber auch ausschließlich oder zusätzlich durch die Zündung eines Treibsatzes in diesem Raum herbeigeführt werden. Unabhängig hiervon kann ein Überschlag vom Halter zu dem metallischen Bereich des Becherbodens oder umgekehrt durch eine sich gegen den metallischen Bereich des Becherbodens erstreckende, jedoch im Abstand von diesem endende Spitze am Halter begünstigt werden.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist ein im Inneren des Bechers liegender und den Halter mit dem metallischen Bereich des Becherbodens elektrisch leitend verbindender, dünner Draht vorgesehen, welcher durch den bei einem Lichtbogenüberschlag über