DE2707335A1

DE2707335A1 - Anordnung zur lichtbogenloeschung bei ueberspannungsableitern

Info

Publication number: DE2707335A1
Application number: DE19772707335
Authority: DE
Inventors: Rene Rudolph
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1977-01-20
Filing date: 1977-02-19
Publication date: 1978-07-27
Also published as: CH608657A5; DE2707335C2; US4163272A; CA1097732A; GB1588893A; SE435772B; SE7800491L

Description

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BBC Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden (Schweiz)

Anordnung zur Lichtbogenlöschung bei Ueberspannungsableitern.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Lichtbogenlöschung bei Ueberspannungsableitern, bei der zur Strombegrenzung mindestens eine eine Entladungsstrecke aufweisende Vorrichtung und mindestens ein Widerstand vorgesehen sind und bei der Mittel zur Ueberbrückung des Widerstands mit einer Zeitverzögerung nach dem Zünden der Entladungsstrecke vorhanden sind.

Aus der CH-PS 512 845 ist bereits eine derartige Anordnung bekannt. Mit dieser Anordnung soll vermieden werden, dass nach dem Aufbau einer Entladungsspannung an einem aus einer . Entladungsstrecke und einem nachgeschalteten Widerstand bestehenden Ableiter die Schutzcharakteristik dieses Ableiters beeinträchtigt wird. Die bekannte Anordnung weist zwei getrennte Vorrichtungen auf, nämlich eine die Strombegrenzung bewirkende Entladungsvorrichtung und eine die Ueberbrückung des Widerstandes bewirkende Zündkammer. Dies ist sowohl in

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elektrischer als auch in mechanischer Hinsicht keine optimale Lösung, da zwei derartige Vorrichtungen die Herstellung einer Anordnung zur Lichtbogenlöschung bei Ueberspannungnableitern erheblich verteuern und zudem einen grossen Platzbedarf aufweisen.

In der schweizerischen Patentanmeldung 9845/75 vom 29.7.1975 ist eine Anordnung zur Lichtbogenlöschung bei Ueberspannungs" ableitern vorgeschlagen worden, bei der die die Entladungsstrecke aufweisende Vorrichtung eine Löschfunkenstrecke mit einer Blasspule zur magnetischen Beeinflussung des Lichtbogens einer Löschkammer enthält, wobei die Löschkammer neben den beiden Elektroden der Löschfunkenstrecke noch eine Hilfselektrode aufweist, welche mit der der Hilfselektrode benachbarten Elektrode eine Hilfsfunkenstrecke bildet, und die Hilfselektrode über die Blasspule mit der anderen Elektrode der Hilfsfunkenstrecke verbunden ist. Mit einer derartigen Anordnung wird wegen des im Zeitpunkt des Folgestromscheitelwertes unabhängig vom Folgestrom durch die kurzgeschlossene Blasspule fliessenden Stroms mit einfachen Mitteln ein hohes Löschvermögen des Ueberspannungsableiters er-reicht. Beim Schutz von niederohmigen Stromquellen, wie etwa Kabelstrecken oder Kondensatorbatterien, steigt der Ableitstrom solcher Ableiter sehr schnell an und kann hohe Werte erreichen. Uebersteigt er einen kritischen Betrag, so wird dadurch die Wanderung des Lichtbogens beeinträchtigt und das Löschvermögen des Ableiters herabgesetzt. Deshalb

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ist es gegebenenfalls notwendig, zur Strombegrenzung in Serie zum Lichtbogen einen Ableitwiderstand zu schalten. Zur Lichtbogenspannung addiert sich nun der Spannungsabfall über den Widerstand. Ist die Lichtbogenspannung nach einer gewissen Zeit voll aufgebaut, so erreicht ihr Wert beinahe das Schutzniveau des Ableiters. Die Summenspannung von Lichtbogen und Widerstand können daher dessen Schutzniveau überschreiten, so dass das zu schützende Objekt zerstört werden kann.

Darüber hinaus ist aus DT-OS 2 040 053 eine Funkenstreckenanordnung eines-magnetisch beblasenen Ueberspannungsableiters bekannt, bei der zur Verlängerung des Lichtbogens und zur Erhöhung der Rückzündungsfestigkeit übereinander angeordnete Löschkammern mit Oeffnungen zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zur nächsten Kammer vorgesehen sind. Mit derartigen Anordnungen wird zwar eine Verlängerung des Lichtbogens durch eine wendeiförmige Ausbildung desselben, gegebenenfalls aber keine Begrenzung des Ableitstroms ohne • Ueberschreitung des Schutzniveaus bei Nachschaltung eines Ableitwiderstandes erreicht.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Lichtbogenlöschung bei Ueberspannungsableitern zu schaffen, bei der die strombegrenzende Entladungsstrecke und die den zu Beginn der Entladung strombegrenzenden Widerstand zeitverzögert überbrückenden Mittel in einem einzigen Entladungsraum untergebracht sind, wobei gleichzeitig eine möglichst

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hohe Lichtbogenspannunp, in der Entladungsstrecke erreicht und darüber hinaus aber auch ein Ueberschreiten des Schutzniveaus des verwendeten Ableiters bei dessen Ansprechen vermieden werden soll.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die die Entladungsstrecke aufweisende Vorrichtung mindestens eine Löschfunkenstrecke mit einer Blasspule zur magnetischen Beeinflussung des Lichtbogens einer Löschkammer enthält, wobei eine Löschkammer neben den beiden Elektroden der Löschfunkenstrecke noch eine Hilfselektrode aufweist, welche mit der der Hilfselektrode benachbarten Elektrode eine Hilfsfunkenstrecke bildet, und die Hilfselektrode über einen elektrischen Leiter unmittelbar mit dem einen Ende und die Elektrode der Hilfselektrode mit dem anderen Ende eines Ableitwiderstandes verbunden ist.

Hierbei empfiehlt es sich, dass der Ableitwiderstand spannungsseitig über die in Serie geschaltete Blasspule oder mittels eines elektrischen Leiters unmittelbar, wobei vorteilhafterweise die Blasspule zwischen Erde und erdseitigem Ende des Ableitwiderstands angeordnet ist, mit der Elektrode der Hilfs- bzw. Löschfunkenstrecke verbunden ist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Elektrode der Hilfs- bzw. Löschfunkenstrecke und der Hilfselektrode eine die Hilfselektrode vom zwischen den Elektroden der Löschfunkenstrecke brennenden Lichtbogen teilweise trennende Abschirmung vorgesehen, durch welche der Zündzeitpunkt

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der Hilfselektrode je nach Ausgestaltung der Abschirmung festgelegt werden kann.

Werden erfindungsgemässe Ableiter mit einer extrem hohen Lichtbogenspannung benötigt, so ist es besonders vorteilhaft, in an sich bekannter Weise Löschkammern übereinander anzuordnen mit jeweils einer elektrischen Verbindung zur nächsten Kammer, wobei gegebenenfalls auch die Ausbildung eines wendeiförmigen Lichtbogens ermöglicht wird.

Die mit der erfindungsgemässen Vorrichtung erzielten wesentliehen Vorteile sind vor allem darin zu sehen, dass bei Ableitern mit einem zur Strombegrenzung dazu in Serie geschalteten Ableitwiderstand ein Ueberschreiten des Schutzniveaus des Ableiters durch eine sehr einfache und funktionssichere Vorrichtung in besonders wirtschaftlicher Weise ermöglicht wird, wobei darüber hinaus auch eine gegebenenfalls geforderte hohe Lichtbogenspannung erreicht werden kann.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in vereinfachter Form dargestellt.

Die Figur zeigt die Aufsicht auf eine aus Löschkammer, Blasspule und Ableitwiderstand bestehende Anordnung nach der Erfindung, bei der der Ableitwiderstand überbrückt ist.

Gemäss der Figur ist mit 1 eine zwischen den Elektroden 5 und 6 der Löschkammer 7 liegende Löschfunkenstrecke, mit 8 die im wesentlichen zylindrische Seitenwand der Löschkammer und mit 9 deren Innenfläche bezeichnet. 11 ist eine der

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Elektrode 5 benachbarte Hilfselektrode, welche durch eine Abschirmung 13 vor einer Lichtbogenbildung bei einer geringen Ausdehnung des zwischen den Elektroden 5,6 brennenden Lichtbogens 10 geschützt wird. 2 und 12 sind elektrische Leiter, welche die Blasspule 3 und den parallel dazu geschalteten Bypasswiderstand 3a und den dazu in Serie liegenden nichtlinearen Ableitwiderstand 1 mit der Elektrode 5 bzw. der Hilfselektrode 11 verbinden.

Tritt nun am Ueberspannungsableiter eine Ueberspannung auf, so fliesst zunächst ein Folgestrom über die Elektrode 6, den Lichtbogen 10", die Elektrode 5, die Blasspule 3 und den Ableitwiderstand U zur Erde ab. Wird der Lichtbogen 10 vom magnetischen Feld der Blasspule 3 bis zur Innenfläche 9 der Löschkammerwand 10 getrieben, so wird die Lichtbogenspannung voll aufgebaut. Da sich nun der Spannungsabfall am Ableitwiderstand U und die volle Lichtbogenspannung, welche beinahe das Schutzniveau des Ableiters erreicht, addieren, überschreitet diese Summenspannung, welche auch am zu schützenden Objekt liegt, das Schutzniveau des Ableiters und somit die zulüssige Spannung, was gegebenenfalls zu ein-ir Zerstörung des zu schützenden Objekts führen kann. Daher wird der Ableitwiderstand ·+ bereits schon dann überbrückt, bevor die Summenspannung das Schutzniveau des Ableiters überschreitet. Dies wird dadurch erreicht, dass · 5 die Abschirmung 13 derart ausgebildet und angeordnet wird, dass die Hilfsfunkenstrecke, wie in der Figur dargestellt,

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bereits zündet, bevor die Summenspannung das Schutzniveau des Ableiters erreicht, in der Löschkammer also noch keine volle Lichtbogenspannung aufgebaut ist. Der Folgestrom . fliesst nun über die elektrische Leitung 12 zur Erde ab.

Der Erfindungsgegenstand ist auf das in der Zeichnung Dargestellte selbstverständlich nicht beschränkt. So kann in Abänderung dieses Ausführungsbeispiels der Ableitwiderstand t spannungsseitig mittels eines elektrischen Leiters 2 unmittelbar mit der Elektrode 5 der Hilfs- bzw. Löschfunkenstrecke 1 verbunden werden. Die Blasspule wird dann zweckmässigerweise zwischen Erde und erdseitigem Ende des Ableitwiderstandes angeordnet. Eine zusätzliche Erhöhung der Rückzündungsfestigkeit und des Schutzniveaus des Ableiters nach der Erfindung wird durch Uebereinanderanordnen von Löschkanunern 7 erzielt, wobei die Löschkammern 7 mit jeweils einer elektrisch leitenden Verbindung zur nächsten Kammer versehen sind. Bei einer solchen Anordnung bildet sich der Lichtbogen 10 gegebenenfalls wendelförmig aus.

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Claims

BBC Baden 3/77 Patentansprüche

1. J Anordnung zur Lichtbogenlöschung bei Ueberspannungsableitern, bei der zur Strombegrenzung mindestens eine eine Entladungsstrecke aufweisende Vorrichtung und mindestens ein Widerstand vorgesehen sind und bei der Mittel zur Ueberbrückung des Widerstands mit einer Zeitverzögerung nach dem Zünden der Entladungsstrecke vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die die Entladungsstrecke aufweisende Vorrichtung mindestens eine Löschfunkenstrecke (1) mit einer Blasspule (3) zur magnetisehen Beeinflussung des Lichtbogens (10) einer Löschkammer (7) enthält, wobei eine einzige Löschkammer (7) neben den beiden Elektroden (5,6) der Löschfunkenstrecke

(I) noch eine Hilfselektrode (11) aufweist, welche mit der der Hilfselektrode (11) benachbarten Elektrode (5) eine Hilfsfunkenstrecke bildet, und die Hilfselektrode

(II) über einen elektrischen Leiter (12) unmittelbar mit dem einen Ende und die Elektrode (5) der Hilfs- bzw. Löschfunkenstrecke mit dem anderen Ende eines Ableitwiderstandes (Ί) verbunden ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ableitwiderstand (4) spannungsseitig über die in Serie geschaltete Blasspule (3) mit der Elektrode (5) der Hilfs- bzw. Löschfunkenstrecke verbunden ist.

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3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ableitwiderstand (4) spannungsseitig mittels eines elektrischen Leiters (2) unmittelbar mit der Elektrode (5) der Hilfs- bzw. Löschfunkenstrecke verbunden ist.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasspule (3) zwischen Erde und erdseitigem Ende des Ableitwiderstandes (4) angeordnet ist.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Elektrode (5) der Hilfs-

^ bzw. Löschfunkenstrecke und der Hilfselektrode (11) eine die Hilfselektrode (11) vom zwischen den Elektroden (5,6) der Löschfunkenstrecke (11) brennenden Lichtbogen (10) teilweise trennende Abschirmung (13) vorgesehen ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass j die Abschirmung (13) so bemessen ist, dass die Hilfsfunkenstrecke nach dem Ansprechen des Ableiters (7) zündet, bevor die an Ableiter (7) und Ableitwiderstand (4) abfallende Summenspannung das Schutzniveau des Ableiters (7) überschreitet.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an sich bekannte Mittel zur Erhöhung der Lichtbogenspannung vorgesehen sind, welche in übereinander angeordneten

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Löschkammerη (7) mit jeweils einer elektrisch leitenden Verbindung zur nächsten Kammer bestehen.

8. Anordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass als elektrisch leitende Verbindung ein Draht vorgesehen ist.

9. Anordnung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass als elektrisch leitende Verbindung ein in einem Kanal brennender Lichtbogen vorgesehen ist.

10. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als elektrisch leitende Verbindung ein radialer Schlitz vorgesehen ist, durch den eine wendeiförmige Ausbildung des Lichtbogens bewirkt wird.

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