DE2814994A1 - FUELING ELECTRODE FOR ARC PROTECTIVE RING - Google Patents
FUELING ELECTRODE FOR ARC PROTECTIVE RINGInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft eine Brennelektrode für einen offenen Lichtbogenschutzring, mit einer Strebe, die an ihrem freien Ende einen zwischen den freien Enden desThe invention relates to a fuel electrode for an open arc protection ring, with a strut on its free End one between the free ends of the
Schutzrings liegenden und diese übergreifenden Elektrodenkopf trägt, welcher auf der der Eintrittsstelle der Strebe gegenüberliegenden Seite eine Vertiefung aufweist.Protective ring lying and this overlapping electrode head carries which on the opposite of the entry point of the strut Side has a depression.
Bei den bekannten Lichtbogenschutzringen mit derartiger Brennelektrode erfolgt die Isolierung zwischen dem Elektrodenkopf und den Ringenden mittels Isolierstoffkappen, welche auf die Ringenden aufgesteckt sind. Der Elektrodenkopf mit seiner nabelartigen Vertiefung und die Strebe, die beide aus Metall bestehen, tragen keine Isolation. In der Regel läuft, wie gewünscht, bei diesen Schutzringen nach dem Zünden eines Lichtbogens dessen einer Fußpunkt entlang dem Ring zum Elektrodenkopf hin und bleibt auf diesem stehen. Es läßt sich aber nicht ausschließen, daß der Fußpunkt des Lichtbogens auf dem Schutzring stehen bleibt, vom Elektrodenkopf wieder auf den Schutzring zurückspringt oder auf die Strebe der Brennelektrode übertritt und dort stehen bleibt. Die Folge ist in allen diesen Fällen ein Unbrauchbarwerden der Schutzarmatur.In the known arc protection rings with such a fuel electrode the insulation between the electrode head and the ring ends is done by means of insulating caps, which are attached to the Ring ends are attached. The electrode head with its umbilical indentation and the strut, both of which are made of metal, do not wear isolation. As a rule, these protective rings run as desired after an arc has been ignited one of its base points along the ring towards the electrode head and remains on it. But it cannot be done make sure that the base point of the arc remains on the protective ring, from the electrode head back onto the protective ring jumps back or crosses onto the strut of the internal electrode and stops there. The consequence is in all of these In cases where the protective fitting becomes unusable.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Brennelektrode zu schaffen, die sicherstellt, daß der Lichtbogenfußpunkt vom Elektrodenkopf festgehalten werden kann, die aber dennoch einfach ausgebildet und bei hohen Spannungen verwendet werden kann. Diese Aufgabe ist mit einer Brennelektrode gelöst, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.The invention is based on the object to provide a fuel electrode which ensures that the arc base from Electrode head can be held, but which can still be designed simply and used at high voltages. This object is achieved with a fuel electrode which has the features of claim 1.
Schon durch die Ausbildung der Vertiefung als ein sich gegen das im Elektrodenkopf liegende Ende der Strebe erstreckender Kanal wird die Fähigkeit des Elektrodenkopfes, den Fußpunkt eines Lichtbogens zu fixieren, verbessert. Eine weitere.erhebliche Verbesserung dieser Fähigkeit wird durch den Querkanal oder mehrere solcher Querkanäle erzielt. Ein derartiger Quer-Already through the formation of the recess as an end of the strut which extends towards the end of the strut located in the electrode head Channel, the ability of the electrode head to fix the base of an arc is improved. Another. Significant Improvement of this ability is achieved by the transverse channel or several such transverse channels. Such a cross
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kanal ermöglicht nämlich den Austritt von Plasma, das vom Lichtbogen im Kanal erzeugt wird,und verhindert dadurch, daß der Fußpunkt des Lichtbogens unter dem Einfluß des Plasmadruckes vom Elektrodenkopf weggetrieben wird. Der Austritt des Plasmas aus dem Querkanal im Bereich der Seitenflächen des Elektrodenkopfes verhindert einen Niederschlag des Plasmas auf dem Isolator. Besonders vorteilhaft ist eine Richtung des Querkanals derart, daß das aus ihm austretende Plasma in daschannel allows plasma to escape from the Arc is generated in the channel, and thereby prevents the base point of the arc from being under the influence of the plasma pressure is driven away from the electrode head. The exit of the plasma from the transverse channel in the area of the side surfaces of the electrode head prevents the plasma from precipitating on the insulator. One direction of the is particularly advantageous Cross channel in such a way that the plasma emerging from it enters the
kühler Innere des Schutzringes strömt und sich an dessen/Innenwandung niederschlagen kann. Die Ausbildung der Vertiefung als Kanal in Verlängerung des im Elektrodenkopf liegenden Strebenendes ist auch insofern vorteilhaft, als hierdurch in Verbindung mit einer zur Längsachse des Kanals konzentrischen Stromzuführung zum Lichtbogenfußpunkt eine in Kanallängsrichtung verlaufende Brennrichtung erreicht werden kann.cooler interior of the protective ring flows and is located on its / inner wall can knock down. The formation of the recess as a channel in the extension of the strut end located in the electrode head is also advantageous insofar as this in connection with a power supply concentric to the longitudinal axis of the channel a burning direction running in the longitudinal direction of the channel can be achieved at the base of the arc.
Die Fixierung des Lichtbogenfußpunktes aif dem Elektrodenkopf wird durch eine Ausbildung der Brennstrebe gemäß Anspruch 2 erleichtert, weil der Lichtbogenfußpunkt nur im Bereich des Kanals und des ihn umgebenden, vom Kunststoffkörper freigelassenen Ringbereiches stehen bleiben kann. Außerdem kann ein derartiger Kunststoffkörper die Aufgabe der Isolation zwischen dem Elektrodenkopf und den Enden des Schutzringes übernehmen, was die Ausbildung der Armatur vereinfacht. Dies gilt in besonderem Maße dann, wenn der Kunststoffkörper gemäß Anspruch 3 mit Fortsätzen versehen ist, welche die freien Enden des Schutzringes übergreifen können. In diesem Falle ist es zweckmäßig, einen elektrisch leitenden Kunststoff zu verwenden, um auch im Bereich der freien Ringenden eine hohe Koronafestigkeit zu haben.The fixation of the arc base on the electrode head is facilitated by a design of the fuel strut according to claim 2, because the arc base only in the area of Channel and surrounding it, left free by the plastic body ring area can remain. In addition, a Such plastic bodies take on the task of insulation between the electrode head and the ends of the protective ring, which simplifies the design of the valve. This is particularly true when the plastic body according to claim 3 is provided with extensions which can overlap the free ends of the protective ring. In this case it is It is advisable to use an electrically conductive plastic in order to achieve a high level in the area of the free ring ends To have corona resistance.
Bei einer bevorzugten Ausfuhrungsform ist die Brennelektrode gemäß Anspruch 4 ausgebildet, da die Preßverbindung zwischen dem Elektrodenkopf und der Strebe nicht nur preisgünstig ist, sondern vor allem in einfacher Weise den Ausgleich von Ferti-In a preferred embodiment, the fuel electrode is formed according to claim 4, since the press connection between the electrode head and the strut is not only inexpensive, but above all in a simple way the compensation of finished
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gungstoleranzen gestattet. Der Elektrodenkopf kann nämlich in die richtige Lage bezüglich der Ringenden gebracht und dann im Bereich seines hülsenförmigen Ansatzes mit der Strebe verpreßt werden.movement tolerances permitted. The electrode head can namely brought into the correct position with respect to the ring ends and then pressed with the strut in the area of its sleeve-shaped attachment will.
Um zu verhindern, daß der Fußpunkt eines Lichtbogens auf den hülsenförmigen Ansatz oder die Strebe überspringen kann, werden vorteilhafterweise beide Teile isoliert.To prevent the base point of an arc from jumping over onto the sleeve-shaped attachment or the strut advantageously isolated both parts.
Eine besonders zuverlässige Fixierung eines Lichtbogenfußpunktes an der Mündungsöffnung des Kanals in der Außenseite des Elektrodenkopfes^ält man bei einer Ausbildung der Begrenzung dieses Kanals gemäß Anspruch 7. Um die Sprühfestigkeit desA particularly reliable fixation of an arc base at the mouth opening of the channel in the outside of the Electrode head ^ old one in a formation of the boundary of this channel according to claim 7. To the spray resistance of the
relativrelative
Elektrodenkopfes durch eine/scharfkantige Begrenzung der Mündungsöffnung des Kanals nicht zu verschlechtern, weist die Außenseite des metallischen Teils des Elektrodenkopfes vorteilhafterweise eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 8 auf.Electrode head by a / sharp-edged delimitation of the mouth opening of the channel not to deteriorate, the outside of the metallic part of the electrode head advantageously has an embodiment according to claim 8.
Eine Fixierung des Lichtbogenfußpunktes auf die Mündungsöffnung des Kanals hat zur Folge, daß der Abbrand sich auf diesen Bereich des Elektrodenkopfes konzentriert. Um eine möglichst große Lebensdauer zu erreichen, gibt man vorteilhafterweise dem Elektrodenkopf eine Ausbildung gemäß den Ansprüchen 9 und 10.A fixation of the arc base on the mouth opening of the channel has the consequence that the burn is on this Concentrated area of the electrode head. In order to achieve the longest possible service life, it is advantageous to give the electrode head a training according to claims 9 and 10.
Zur Erzielung einer maximalen Lebensdauer des Elektrodenkopfes ist es aber auch wichtig, den Materialabbrand möglichst gering zu halten. Dies läßt sich durch die geeignete Wahl des Durchmessers der Querbohrung erreichen. Ein zu großer Querschnitt führt nämlich zu erhöhtem Materialabbrand.In order to achieve a maximum service life of the electrode head, however, it is also important to minimize the material burn-off to keep. This can be achieved by a suitable choice of the diameter of the transverse bore. Too large a cross-section namely leads to increased material burn-off.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.In the following the invention is explained in detail with reference to an embodiment shown in the drawing.
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Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels in Verbindung mit einem Schutzring;1 shows a side view of the embodiment in connection with a protective ring;
Fig. 2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht des Ausführungsbeispiels und des zugehörigen Schutzringes;Fig. 2 is a partially sectioned plan view of the embodiment and the associated Guard ring;
Fig. 3 eine Seitenansicht des Elektrodenkopfes des Schutzringes;3 shows a side view of the electrode head of the protective ring;
Fig. 4 eine Ansicht des Elektrodenkopfes des Ausführungsbeispiels mit Blickrichtung auf die Außenseite.4 shows a view of the electrode head of the exemplary embodiment facing the outside.
Eine Schutzarmatur für einen eine Hochspannungsfreileitung tragenden Isolator 1 besteht aus einem kreisbogenförmigen, offenen Schutzring 2, einer Trägerstrebe 3 und einer Brennelektrode 4.A protective fitting for a high-voltage overhead line Insulator 1 consists of an arcuate, open protective ring 2, a support strut 3 and a fuel electrode 4.
Der offene Schutzring 2, der im Ausführungsbeispiel aus Stahl besteht, weist, wie Fig. 1 zeigt, ein C-förmiges Querschnittsprofil auf., dessen zum anderenThe open protective ring 2, which consists of steel in the exemplary embodiment, has, as in FIG. 1 shows, a C-shaped cross-sectional profile., its to the other
in bekannter Weisein a known way
Isolatorende weisender, oberer Rand/eingerollt ist, um zu verhindern, daß der Fußpunkt eines Lichtbogens an dem scharfkantigen Rand stehen bleibt und an dieser Stelle den Schutzring 2 zerstört. Die doppelt abgekröpfte Tragstrebe 3 ist an einer etwa diametral zu dem zwischen den freien Enden 2* vorhandenen Spalt des Schutzringes 2 liegenden Stelle mit dem Schutzring leitend fest verbunden.Insulator end pointing, upper edge / is rolled up to prevent that the base of an arc remains at the sharp-edged edge and at this point the protective ring 2 destroyed. The double cranked support strut 3 is at an approximately diametrical to the gap between the free ends 2 * of the protective ring 2 lying position firmly connected to the protective ring.
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Die Brennelektrode 4 besteht aus einer metallischen Strebe 5 und einem als Ganzes mit 6 bezeichneten Elektrodenkopf. Das eine Ende der im Ausführungsbeispiel wie die Tragstrebe 3 doppelt abgekröpften Strebe 5 wird an derselben Stelle wie die Tragstrebe 3 mit der Verbindungslasche der Kappe 7 des Isiators 1 verbunden. Wie Fig. 2 zeigt, kann "die Verbindung mit derselben Schraube erfolgen, mit der auch die Tragstrebe 3 festgelegt wird.The fuel electrode 4 consists of a metallic strut 5 and an electrode head designated as a whole with 6. That one end of the strut 5, which is double-cranked in the exemplary embodiment like the support strut 3, is at the same point as the support strut 3 with the connecting tab of the cap 7 of the Isiators 1 connected. As Fig. 2 shows, "the connection can be made with the same screw with which the support strut 3 is set.
Der Elektrodenkopf 6 weist einen metallischen Teil 8 auf, bei dem es sich im Ausführungsbeispiel um ein Drehteil handelt. Wie Fig. 2 zeigt, ist der metallische Teil 8 mit einem hülsenförmigen, verpreßbaren Ansatz 9 versehen, welcher das den Elektrodenkopf 6 tragende Ende der Strebe 5 aufnimmt. Der sich an den Ansatz 9 anschließende Mittelabschnitt des metallischen Teiles 8 hat einen gegenüber dem Ansatz 9 vergrößerten Außendurchmesser. Am übergang zu dem sich bis zur Außenseite 10 des Elektrodenkopfes erstreckenden Endabschnitt ist der Außendurchmesser des metallischen Teiles 8 nochmals vergrößert, um ein zur Außenseite 10 hin größer werdendes Materialvolumen zu erhalten. Die Krümmung der Außenseite 10 ist, wie insbesondere Fig. 1 zeigt, der Krümmung der Außenseite des Schutzringes 2 angepaßt.The electrode head 6 has a metallic part 8, at which in the exemplary embodiment is a turned part. As Fig. 2 shows, the metallic part 8 is provided with a sleeve-shaped, compressible extension 9, which the Electrode head 6 supporting end of the strut 5 receives. The middle section of the metallic one adjoining the approach 9 Part 8 has an enlarged outer diameter compared to the approach 9. At the transition to which is up to the outside 10 of the electrode head extending end section, the outer diameter of the metallic part 8 is increased again, in order to obtain a material volume that increases towards the outside 10. The curvature of the outside 10 is, as in particular Fig. 1 shows the curvature of the outside of the protective ring 2 adapted.
An die das Ende der Strebe 5 aufnehmende Längsbohrung des Ansatzes 9 schließt sich ein gleichachsig zu dieser Längsbohrung liegender Kanal 11 an, der den metallischen Teil 8 bis zur Außenseite 10 geradlinig durchdringt. Die in der Außenseite 10To the end of the strut 5 receiving the longitudinal bore of the approach 9 is joined by a channel 11 coaxially to this longitudinal bore, which extends the metallic part 8 up to Outside 10 penetrates in a straight line. The one in the outside 10
oder mit kleinem Radiusor with a small radius
liegende Mündungsöffnung ist scharfkantig/begrenzt, wie insbesondere Fig. 2 zeigt. Der Durchmesser des Kanals 11 beträgt im Ausführungsbeispiel 15 mm. Nahe dem sich an die Längsbohrung des Ansatzes 9 anschließenden Ende des Kanals 11 münden in diesen zwei diametral angeordnete, radial verlaufende Querbohrungen 12, die gleich ausgebildet sind. Ihr Durchmesser beträgt im Ausführungsbeispiel 7 mm, was bei den der Dimensionie-lying mouth opening is sharp-edged / limited, as in particular Fig. 2 shows. The diameter of the channel 11 is 15 mm in the exemplary embodiment. Close to the longitudinal hole of the approach 9 adjoining end of the channel 11 open into this two diametrically arranged, radially extending transverse bores 12, which are designed the same. Their diameter is 7 mm in the exemplary embodiment, which is the case with the dimensions
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rung des Ausführungsbeispiels zu Grunde gelegten Bedingungen dem optimalen Wert entspricht.tion of the exemplary embodiment on the basis of the conditions corresponds to the optimal value.
Der metallische Teil 8 des Elektrodenkopfes 6 ist in einen Kunststoffkörper/eingebettet, der eine für eine Feldsteuerung ausreichende Leitfähigkeit hat. Der Kunststoffkörper 13, der auch einenTeil der Außenseite 10 bildet, wie insbesondere Fig. 4 zeigt, läßt nur die nach außen weisende Stirnfläche des metallischen Teiles 8 und einen Teil der Mantelfläche des Ansatzes 9 frei. Die Mantelfläche des Mittelabschnittes und des Endabschnittes des metallischen Teiles 8 sind vollständig vom Kunststoff körper bedeckt.The metallic part 8 of the electrode head 6 is embedded in a plastic body /, the one for field control has sufficient conductivity. The plastic body 13, the also forms part of the outside 10, as in particular Fig. 4 shows, leaves only the outwardly facing end face of the metallic part 8 and part of the lateral surface of the projection 9 free. The outer surface of the middle section and the end section of the metallic part 8 are completely made of plastic body covered.
Dort, wo die beiden Querbohrungen 12 aus dem Elektrodenkopf 6 austreten, bildet der Kunststoffkörper 13 je eine ebene Seitenfläche 14. Der seitlich von den beiden zueinander parallelen Seitenflächen 14 begrenzte Mittelabschnitt des Elektrodenkopfes 6 liegt in dem Spalt zwischen den beiden freien Enden 2 * des Schutzringes 2. Wenn Plasma aus den Querbohrungen 12 austritt, wird es deshalb in das Innere des Schutzringes 2 und gegen dessen Innenmantelfläche geblasen, wie Fig. 2 erkennen läßt.Where the two transverse bores 12 emerge from the electrode head 6, the plastic body 13 each forms a flat side surface 14. The middle section of the electrode head bounded laterally by the two mutually parallel side surfaces 14 6 lies in the gap between the two free ends 2 * des Protective ring 2. When plasma emerges from the transverse bores 12, it is therefore in the interior of the protective ring 2 and against it Blown inner circumferential surface, as can be seen in FIG.
Je ein der Profilform der freien Enden 21 angepaßter Fortsatz 13' des Kunststoffkörpers 13 längs des Randes beider Seitenflächen 14 führt zu einer annähernd rechteckigen Form der Außenseite 10 (vergl. Fig. 4) sowie dazu, daß der Elektrodenkopf 6 die beiden freien Enden 2' des Schutzringes 2 übergreift. Die freien Enden 21 sind deshalb nicht nur elektrisch gegenüber dem metallischen Teil 8 des Elektrodenkopfes 6 isoliert, sondern können sich auch mechanisch auf diesem abstützen, wenn beispielsweise ein Monteur auf dem Schutzring steht. Die C-Form der beiden Fortsätze 13' ermöglicht es, den Elektrodenkopf 6 von außen her radial zwischen die beiden freien Enden 2* des Schutzringes 2 einzuführen. In der richtigen Lage des Elektrodenkopfes 6 bezüglich der freien Enden 2* wird der Ansatz 9Each one of the profile shape of the free ends 2 1 adapted extension 13 'of the plastic body 13 along the edge of both side surfaces 14 leads to an approximately rectangular shape of the outside 10 (see 'of the protective ring 2 overlaps. The free ends 2 1 are therefore not only electrically insulated from the metallic part 8 of the electrode head 6, but can also be mechanically supported on this when, for example, a fitter is standing on the protective ring. The C-shape of the two extensions 13 ′ enables the electrode head 6 to be introduced radially from the outside between the two free ends 2 * of the protective ring 2. In the correct position of the electrode head 6 with respect to the free ends 2 *, the attachment 9
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mit der Strebe 5 verpreßt.pressed with the strut 5.
Um zu verhindern, daß ein Lichtbogen auf den Ansatz 9 oder die Strebe 5 überspringen kann, ist letztere mit einem elektrisch isolierenden Mantel 15 bis zu der Stelle versehen, an der die Strebe in den Ansatz 9 eintritt. Der beim Verpressen noch freiliegende Teil des Ansatzes 9 wird nach dem Verpressen mit einer Kunststoffhülse/abgedeckt, welche einerseits den Mantel 15 und andererseits den Kunststoffkörper 13 übergreift.To prevent an arc on the approach 9 or the Strut 5 can skip, the latter is provided with an electrically insulating jacket 15 up to the point where the Strut in the approach 9 enters. The part of the projection 9 that is still exposed during the pressing is after pressing with a plastic sleeve / covered, which on the one hand engages over the jacket 15 and on the other hand the plastic body 13.
Wird ein Lichtbogen gezündet, dann läuft sein auf dem Schutzring 2 stehender Fußpunkt gegen das freie Ende 21 des Schutzringes hin. Infolge der Einrollung des oberen Schenkels des C-Profils des Schutzringes 2 findet dabei der Lichtbogenfußpunkt keine scharfkantige Stelle,die seine weitere Bewegung zum freien Ende 21 hin behindern könnte. Der Lichtbogenfußpunkt springt vom freien Ende 2' des Schutzringes auf den von der Stirnseite des metallischen Teiles.8 gebildetenIf an arc is ignited, then its base on the protective ring 2 runs towards the free end 2 1 of the protective ring. As a result of the curling of the upper leg of the C-profile of the protective ring 2, the arc base does not find any sharp-edged point that could hinder its further movement towards the free end 2 1. The arc base jumps from the free end 2 'of the protective ring to that formed by the end face of the metallic part.8
relativrelative
Bereich der Außenseite 10 über und wird wegen der/scharfkantigen Begrenzung der Mündungsöffnung des Kanals 11 im Bereich dieser Mündungsöffnung festgehalten. Hierzu trägt auch die konzentrisch zum Kanal 11 erfolgende Stromzufuhr zum Lichtbogenfußpunkt über die Strebe 5 bei. Das im Kanal 11 sich bildende Plasma entweicht durch die Querbohrungen 12 in das Innere des Schutzringes 2, so daß im Kanal 11 kein so großer überdruck des Plasmas entstehen kann, daß der Lichtbogenfußpunkt von der Mündungsöffnung verdrängt werden kann. Ein überspringen des Lichtbogenfußpunktes auf den Ansatz 9 oder die Strebe 5 ist durch deren Isolierungen verhindert.Area of the outside 10 and because of the sharp-edged delimitation of the mouth opening of the channel 11 in the area this mouth opening held. The power supply to the arc base, which is concentric to the channel 11, also contributes to this about the strut 5 at. The plasma that forms in the channel 11 escapes through the transverse bores 12 into the interior of the protective ring 2, so that in the channel 11 there is not so much overpressure of the plasma can arise that the arc base can be displaced from the mouth opening. Skip one the arc base on the approach 9 or the strut 5 is prevented by their insulation.
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