DE2659101C3

DE2659101C3 - Lichtbogenschutzarmatur für Isolatoren von Hochspannungsfreileitungen

Info

Publication number: DE2659101C3
Application number: DE19762659101
Authority: DE
Inventors: Lotar Ing.(Grad.) 8540 Rednitzhembach Moecks
Original assignee: FA RICHARD BERGNER 8540 SCHWABACH DE
Current assignee: FA RICHARD BERGNER 8540 SCHWABACH DE
Priority date: 1976-12-27
Filing date: 1976-12-27
Publication date: 1985-12-05
Also published as: ATA688377A; AT358119B; DE2659101A1; DE2659101B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lichtbogenschutzarmatur entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei einer derartigen, aus der DE-AS 14 65 293 bereits bekannten Lichtbogenschutzarmatur besteht der Schutzring aus zwei konzentrisch zueinanderliegenden Einzelringen, die an einer Hauptstrebe befestigt, vorzugsweise angeschweißt sind, die einstückig mit einer Hilfsstrebe ausgebildet ist. Am äußeren Ende der Hilfsstrebe ist eine Kugel mii einer etwa kegelförmigen Vertiefung befestigt, welche die Lichtbogenendbrennstelle darstellt. Hierbei können die Enden der Einzelringe an der Kugel über Isolierstücke abgestützt sein. Diese Armatur ist zweckmäßigerweise in der Richtung weiterzuentwickeln, daß eine noch höhere Wandergeschwindigkeit des Lichtbogenfußpunktes bzw. eine Verstärkung der Richtwirkung der Armatur erzielt wird.

Auch weitere bekannle l.iehlbogcnschul/.armaturen dieser Art, beispielsweise nach der DE-PS 14 65 294, haben die Aufgabe, die Isolierstrecke gegen den schädlichen Einfluß von Leistungslichtbögen zu schützen. Kin offener Schutzring hai den Vorteil, duß der Lichtbogenfußpunkt einseitig gespeist wird und eine verhältnismäßig hohe Wandergeschwindigkeit aufweist. Da jedoch der Schutzring einen relativ kleinen Krümmungsradius aufweist, könnten bei ihm dennoch Koronaentladungen auftreten. Diese Koronaentladungen erzeugen zischende Geräusche, die mil wachsender Spannung in ein Prasseln übergehen. Solche Geräusche sind für die Umgebung störend und unangenehm.

Diesem Nachteil hat man mit der aus der DE-AS 16 40 611 bekannten Armatur zu begegnen versucht, die einen etwa C-förmigen Schutzring mit einem der einspeisenden Strebe gegenüberliegenden Ringspalt zeigt, den ein mit einem Dielektrikum bezogenes metallisches Füllstück ausfüllt Dieses ist wiederum mit der einspeisenden Strebe verbunden. Auch diese Armatur erscheint in der Richtung weiterentwicklungsfähig, daß ein entstandener Lichtbogen noch besser in

s einen für den zu schützenden Isolator ungefährlichen Bereich geführt wird.

Die Lichtbogenführung sollte durch die der DE-PS 15 90100 der gleichen Anmelderin entnehmbaren tulpenförmigen Saugnäpfe verbessert werden, die von der Mittellinie des zu schützenden Isolators wegweisend vorgesehen waren. Es hat sich indessen herausgestellt daß hiermit noch nicht die Feldverdünnung erzielbar ist, die heute für das Vermeiden von Koronaeffekten als wesentlich angesehen wird.

Einen eindeutigen Lichtbogenfußpunkt im Interesse eines Schutzes der Isolatoren gegen schädigende Überschläge sollte schließlich der Lichtbogenschutzring gemäß dem DE-GM 7601612 schaffen. Der bekannte Ring, für den verschiedene Querschnittsformen angege-

M ben sind, ist in der Mitte zwischen seinen freien Enden mechanisch fest sowie elektrisch leitend mit einer ersten Strebe verbunden. Eine zweite entgegengesetzt angeordnete Strebe ragt in einen Bereich zwischen den freien Enden des Schutzringes hinein. An dem nach außen weisenden Ende der zweiten Strebe ist ein sogenannter Brennkörper angeschweißt der als verhältnismäßig kleiner Massivkörper mit in einigen Bereichen kugeliger Außenkontur gestaltet ist In den Massivkörper ist ein Hohlraum konstanter Höhe eingearbeitet in den die mit

M) aufgeklebten Isolierstoffkappen versehenen Enden des einzigen Schutzringes frei schwebend hineinragen. Da der Hohlraum konstanter Höhe mit seiner offenen Seite zur Miltcllängsachse des zu schützenden Isolators hinweist, wird ein entstandener Leistungslichtbogen nicht so weit vom zu schützenden Isolator weggezwungen, wie dies wünschenswert wäre. Außerdem bietet der verhältnismäßig kleine Massivkörper infolge einiger ausgeprägter, wenn auch abgerundeter Kanten nicht die erforderliche Sicherheit gegen das Auftreten von Korona-

4« erscheinungen.

Aus der DE-PS 9 16 425 sind abbrandarme Elektroden für Lichtbogenschutzvorrichtungen bekannt Hierbei wird zugelassen, daß der Fußpunkt des Lichtbogens infolge elektrodynamischer Wirkung dauernd auf der

Elektrode hin- und herpendelt um so einen stärkeren Abbrand zu vermeiden. Dieses Pendeln des Lichtbogens ist jedoch für den zu schützenden Isolator nicht besonders vorteilhaft
Aus der DE-OS 26 10 348 ist es zwar bekannt die

5« freien Enden eines verhältnismäßig dünnen kreisförmigen Schutz.ringes durch Isolierstoff, z. B. eine Kappe, in Aussparungen einer Verdickung abzustützen. Es hat sich jedoch herausgestellt daß sich damit der Lichtbogen noch nicht wie gewünscht an eine Endbrennstelle

schnell hinführen läßt. Auch sind Maßnahmen für eine bessere Feldverteilung wünschenswert.

Die DE-PS 9 03 712 zeigt schließlich eine abbrandarme Lichtbogenschutzausrüstung mit einem durch eine kurze Luftstrecke unterbrochenen Ringansatz, der als

co besonderer metallischer Abbrandkörper ausgeführt ist und symmetrisch zu einer Hornuchsc liegen soll. Der hieraus bekannte sogenannte birnenförmige Körper weist eine nach außen weisende geradflächige Begrenzung auf und ist ferner aufgesägt, um derart eine Ring-

elektrode zu bilden, auf welcher ein Lichtbogen rotieren soll. Demgegenüber ist eine schnelle Lichtbogenwanderung zu einer Endbrennstelle, die möglichst Saugnapfwirkung haben soll, wünschenswert.

Demnach ist es Aufgabe der im Patentanspruch 1 umschriebenen Erfindung, eine weiterentwickelte Schutzarmatur anzugeben, die außer einer zweckmäßigen Lichtbogenführung auch eine VerhLaderung von Koronaerscheinungen gewährleistet

Durch die Erfindung ist somit eine doppelte Schutzwirkung erzielt worden.

Da der im Querschnitt C-förmige Ring der Armatur einen großen Krümmungsradius aufweist, werden durch ihn in vorteilhafter Weise Koronaentladungen vermieden und damit durch den C-förmigen Ring eine hohe Entladungsfestigkeit erreicht Der um den inneren Schutzring herum angeordnete C-förmige Profilring dient somit zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit der Schuizarmatur. Da der C-förmige Ring offen ausgebildet ist wird ein eventuell auf ihm auftretender Lichtbogenfußpunkt einseitig eingespeist An sich sind solche C-förmigen Profile in der Regel nicht lichtbogenfest und für die Führung und den Tunsport von Lichtbogenfußpunkten weniger geeignet Deshalb liegt der zweite Schutzring im elektrisch geschützten Raum des C-förmigen Ringes; er kann in seinen Abmessungen kleiner gehalten werdet», wodurch eine hohe Wandergeschwindigkeit des Fußpunktes eines dennoch einmal entstandenen Lichtbogens erreicht wird.

Um nun einen eindeutigen und schnellen Transport des Fußpunktes eines einmal entstandenen Lichtbogens zu einer Endbrennstelle zu verbessern, ist ferner die zwischen den freien Enden des C-förmigen Schutzringes liegende Kugel als verhältnismäßig große Hohlkugel ausgebildet Dadurch wird in Verbindung mit einer besonderen Gestaltung des die Endbrennstelle bestimmenden Bereichs die Gefahr vermieden, daß der Fußpunkt eines Lichtbogens den Isolierstoff bestrahlt und Schäden hervorruft Bei Hochleistungsversuchen wurde nämlich festgestellt, daß bei massiven Kugeln und in der Form entarteten kugelförmigen Gebilden der Fußpunkt des Lichtbogens sich nicht an der Endbrennstelle, sondern an den gerundeten Kanten bzw. Vorsprüngen des kugelförmigen Gebildes niederläßt.

Da erfindungsgemäß die Hilfsstrebe mit ihrem freien Ende weit in den Hohlraum der Kugel hineinragt und die ihr gegenüberliegende Vertiefung nach dem Innern der Kugel zu offen ist, wird an der so vorgesehenen Endbrennstelle geradezu eine Saugwirkung auf den Lichtbogenfußpunkt ausgeübt. Infolge dieser Ausbildung wird die gesamte vom Fußpunkt ausgehende Strahlungsenergie vom Kugelmantel gegen den Isolator abgeschirmt.

Zur zusätzlichen Beschleunigung der Wanderung des Lichtbogenfußpunktes auf dem Kugelmantel kann die hohle Kugel in vorteilhafter Weise in Richtung der Hilfsstrebe verlaufende Schlitze aufweisen.

Erfindungsgemäß weist ferner die Kugel Aussparungen auf, in welche die freien Enden des C-förmigen Ringes eingreifen. In diesem Bereich ist der Hohlraum der Kugel in sehr einfacher Weise derart mit Kunststoff versehen worden, daß die freien Enden des C-förmigen Ringes zwar mechanisch fest jedoch elektrisch isoliert gehalten sind. Beschädigungen des Ringes durch das Gewicht von sich hier abstützenden Freileitungsbauern sind also ausgeschlossen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den schematischen Figuren dargestellt; es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht der Lichtbogenschutzarmatur,

F i g. 2 eine Draufsicht gemäß F i g. 1, F i R. 3 einen Schnitt nach der Linie III-1TI der F i g. 2,

F i g. 4 eine Ansicht von unten gemäß F i g. 5 und
F i g. 5 eine Ansicht von oben gemäß F i g. 4.
Die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Lichtbogenschutzarmatur weist einen im Querschnitt C-förmigen

s Ring 1 auf, der offen ausgebildet und in der Mitte zwischen seinen freien Enden 2 und 3 mit einer Hauptstrebe 4 aus Rundstahl mechanisch fest und elektrisch gut leitend verbunden ist- Die Verbindung kann durch Schweißen oder Verschrauben erfolgen.

ίο Einstückig mit der Hauptstrebe 4 ist ferner eine Hilfsstrebe 5 aus Rundstahl ausgebildet, die an ihrem freien Ende in eine Metall-Hohlkugel 6 hineinragt und mit ihr mechanisch fest und elektrisch gut leitend verbunden ist Die Hohlkugel 6 weist an ihrer der

ι s Hilfsstrebe 5 entgegengesetzten Seite eine Vertiefung 7 auf. Die Hohlkugel 6 ist mit Aussparungen 8 und 9 versehen, in weiche die freien Enden 2 und 3 des C-Profilringes 1 hineinragen und sich an der Hohlkugel 6 abstützen. Zwischen den freien Enden 2 und 3 des Ringes 1 und den Aussparungen 8 und 9 der Hohlkugel 6 befinde! sich nicht dargestellter Isolierstoff. Innerhalb des C-fömiigen Ringes 1 ist ein Schulzring 10 aus relativ dünnem Rundstahl angeordnet. Der Schutzring 10 ist z.B. mit Hilfe einer Lasche 11, die an dem Ring 10 angeschweißt sein kann, durch Schweißung oder Verschraubung an der Strebe 4 befestigt. Der Schutzring 10 ist offen ausgebildet wobei seine freien Enden 12 und 13 auf die Hilfsstrebe 5 hin gerichtet sind. In F i g. 3 sind der C-förmige Querschnitt des Ringes 1 und der kreisförmige Querschnitt des Schutzringes 10 dargestellt An der Verbindungsstelle der Hauptstrebe 4 mit der Hilfsstrebe 5 befindet sich eine Bohrung 14, die zur Befestigung der Lichtbogenschutzarmatur an einer Isolatorenkette dient

In den F i g. 4 und 5 ist die Hohlkugel 6 in größerem Maßstab dargestellt. In den Hohlraum 15 dieser Kugel ragt eine Hilfsstrebe 5 mit ihrem freien Ende 16 relativ weit hinein. Die Hohlkugel 6 weist auf ihrer der Hilfsstrebe 5 entgegengesetzten Seite eine Vertiefung

«ι 17 auf, deren Boden 17' offen ist. Wie aus den I·' i g. 4 und 5 ersichtlich ist, weist die Hohlkugel 6 in vorteilhafter Ausgestaltung vier in Richtung der Hilfsstrebe S verlaufende Schlitze 18 auf. Selbstverständlich können auch mehr als vier Schlitze 18 vorgesehen sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: _

1. Lichtbogenschutzarmatur für Isolatoren von Hochspannungsfreileitungen mit offenen, in gegenseitigem Abstand konzentrisch zueinanderliegenden Schutzringen, die etwa in der Mitte zwischen ihren freien Enden mechanisch fest sowie elektrisch gut leitend mit einer Strebe verbunden sind, die ihrerseits mit ihrem freien Ende in den Bereich zwischen die freien Enden der Schutzringe hineinreicht und die an diesem freien Ende eine Metall-Kugel trägt, welche an der von der Hilfsstrebe abgewandten Seite eine Vertiefung aufweist wobei auch die freien Enden des äußeren Ringes gegenüber der Kugel zwjr mechanisch abgestützt aber durch zwischengeschalteten Isolierstoff elektrisch isoliert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (6) als Hohlkugel ausgebildet ist sowie Aussparungen (8,9) aufweist in welche die über den Isolierstoff gegenüber der Hohlkugel abgestützten freien Enden (2,3) des im Querschnitt C-förmigen Ringes (1) eingreifen, und daß die Vertiefung (17) nach dem Innern der Kugel (6) sowie gegenüber der mit ihrem freien Ende (16) weit in den Hohlraum (15) hineinragenden Hilfsstrebe (5) offen ist _

2. Lichtbogenschutzarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Hohlkugel (6) in Richtung der Hilfsstrebe (5) verlaufende Schlitze (18) aufweist.