DE2856105C2 - Gesteuerter Lichtbogenschutzring für Hochspannungsfreileitungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen gesteuerten Lichtbogenschutzring für Isolatorenketten von Hochspannungsfreileitungen und -Stationen, bestehend aus einem leitenden Ring mit rohrförmigem oder etwa C-förmigem Profilblech, der an einer Stelle durch eine Schnittstelle aufgetrennt ist und durch eine Metallstrebe einseitig eingespeist wird, wobei an der Schnittstelle ein gegen die Ringenden elektrisch isoliertes Abbrandstück angeordnet ist

Lichtbogenschutzringe, wie sie bei Isolatorenketten von Übertragungsspannungen von 220 kV aufwärts in Freileitungen und Stationen verwendet werden, haben die Aufgaben, die Potentialverteilung längs der Isolatorkette zu vergleichmäßigen, die Glimmeinsetzspannung an den seÜseitigen Armaturen auf Werte oberhalb der Betriebsspannung anzuheben und evtl. auftretende Lichtbögen zu übernehmen und vom Porzellan fernzuhalten. Sie tragen deshalb in entscheidender Weise zur Betriebssicherheit von Freileitungen bei.

In den letzten Jahren haben sich sogenannte gesteuerte Schutzringe durchgesetzt und im praktischen Betrieb hervorragend bewährt. Solche Ringe bestehen im allgemeinen aus einem aufgetrennten Ring aus Profilblech, Rohr oder gebündelten Rundeisen, die meist auf der der Trennstelle gegenüberliegenden Seite durch eine Metallstrebe gehalten und bei Auftreten eines Lichtbogens elektrisch eingespeist werden. Hierdurch wird erreicht, daß der auf dem Ring brennende Lichtbogenfußpunkt immer nur einseitig mit Strom versorgt wird und aufgrund elektrodynamischer Kraftwirkung auf die Ringschnittstelle zugetrieben wird. Somit ist es möglich, den Lichtbogen einer gewünschten Brennstelle zuzuführen.

Erreicht der Lichtbogen die Ringtrennstelle, so muß er dort eine massive Elektrode vorfinden, auf der er

is längere Zeit mit großer Stromstärke z. B. 50 kA und 1 s, brennen kann, ohne die Armatur und das zu schützende Porzellan zu zerstören. Aus diesem Grund und auch wegen der mechanischen Festigkeit des Rings wird die Trennstelle durch ein Abbrandstück geschlossen, das gegen die beiden Ringseiten elektrisch isoliert sein muß, um die beschriebene Lichtbogensteuerung zu gewährleisten. Weiter muß natürlich dieses Abbrandstück mit der Einspeisestrebe verbunden sein, was man zweckmäßig dadurch erreicht daß man die der Ringschnittstelle gegenüberliegende Einspeisestrebe über das Ösen-Anschlußauge hinaus bis zum Abbrandstück verlängert

Durch die DE-PS 16 40 611 ist ein gesteuerter Lichtbogenschutzring bekannt welcher aus einem leitenden Ring mit etwa C-förmigem Profilblech besteht und durch eine Schnittstelle aufgetrennt ist, in der ein gegen die Ringenden isoliertes Abbrandstück angeordnet ist das über eine verlängerte Metallstrebe an die diametral gegenüberliegende Ringstelle elektrisch leitend angeschlossen ist Das Abbrandstück ist als Scheibe ausgebildet und zwischen zwei, in die freien Ringenden eingeschweißten Stirnplatten mittels eines die Stirnplatten und das Abbrandstück durchsetzenden Schraubenbolzens eingespannt Das Abbrandstück ist dabei allseitig, auch an seiner Durchßangsbohrung für den

Schraubbolzen, mit einer isolierc.ihicht überzogen. Dieser bekannte Lichtbogenschutzring ist jedoch in der Herstellung aufwendig. Zudem kann dort die in Ringumfangrichtung nur dünne Isolationsschicht zwischen Abbrandstück und freien Ringenden verhältnismäßig rasch bei Auftreten eines Lichtbogens zerstört werden.

Durch die DE-OS 14 40 754 und der DE-PS 8 13 720 sind ferner Lichtbogenschutzringe bekannt, bei denen die freien Ringenden durch ein die Schnittstelle

so überbrückendes Isofierstück mechanisch fest miteinander verbunden sind, wobei das Isolierstück mit einer Durchgangsbohrung für das als Soll-Abbrandstück vorgesehene Ende der Metallstrebe versehen ist. Die Art der mechanischen Befestigung des Isolierstückes ist

dort nicht näher erläutert, jedoch ist bei den bekannten Ausführungsformen der Abstand zwischen Abbrandstück und den metallischen Ringenden durch die dazwischen liegenden Bereiche des Isolierstückes so groß, daß ein Überspringen eines Lichtbogenfußpunk-

tes vom Ring zum Abbrandstück nicht oder erst nach einer Verzögerung erfolgt, während der die Befestigungseinrichtung zwischen Isolierstückende und Ringende hohen thermischen Beanspruchungen ausgesetzt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Herstellaufwand von Lichtbogenschutzringen zu senken und die Isolationsfestigkeit ihres Abbrandstückes zu erhöhen.

Die Erfindung sieht deshalb vor, daß das Abbrennstück dem Profil des Ringes angepaßt ist, beidseitig in das Profil der beiden Ringenden eingreift und durch eine Isolierschicht gegen die Innenseite des Ringprofilbleches elektrisch isoliert ist Hierdurch wird eine sehr rationelle Fertigung ermöglicht, insbesondere wenn man nach weiteren Merkmalen der Erfindung vorsieht daß in dem Abbrandstück Vertiefungen vorgesehen sind, in die das Profilblech des Schutzringes durch Sicken, Pressen oder Drücken ohne Zerstörung der dazwischen liegenden Isolierschicht unter Bildung einer mechanisch starren Verbindung zwischen Ring und Abbrandstück eingeklemmt ist

Ein weiterer entscheidender Vorteil liegt ferner darin, daß nunmehr die mechanische Befestigungsstelle im Ringinneren liegt und also nicht mehr an den Ringenden, von denen aus ein Lichtbogen, mehr oder weniger verzögert auf das Abbrandstück überspringen soll. Die verhältnismäßig tief im Inneren liegenden, isolierten Befestigungsstellen werden bei der Ausführungsform der Erfindung verhältnismäßig rasch von einem Lichtbogen überwandert so daß die Befestigung zwischen Abbrandstück und Ringenden auch nach Auftreten ein oder mehrerer Lichtbögen sowohl m ihrer mechanischen Festigkeit als auch in ihrer elektrischen Isolationswirkung erhalten bleibt

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen werden, daß das Abbrandstück eine Bohrung aufweist in die das Ende der Metallstrebe so weit hingesteckt ist daß es nicht aus der Profiloberfläche des Ringes herausragt Durch diese Maßnahme können in beträchtlichem Umfang Herstellkosten eingespart werden.

Die erfindungsgemäße Aufgabe kann auch bei einer alternativen, durch die DE-OS 14 40 754 und die DE-PS 8 13 720 bekannten Ausführungsform eines Lichtbogenschutzringes gelöst werden. Ausgehend von den dort gezeigten Lichtbogenschutzringen, die aus einem leitenden Ring mit rohrförmigem oder etwa C-förmigem Profilblech bestehen, der an einer Stelle durch eine Schnittstelle aufgetrennt ist und durch eine Metallstrebe einseitig eingespeist wird, wobei zwischen den Ringenden ein Isolierstück angeordnet ist welches mit einer Durchgangsbohrung versehen ist in die das Ende der eine Abbrandstrebe bildenden Metallstrebe vom Ringinneren her eingesteckt ist wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Isolierstück mit dem Ringprofil angepaßten Enden in die beiden Ringenden eingreift Infolge dieser Maßnahmen liegt auch hier die mechanisch tragende Befestigungsstelle zwischen Isolierstück und Ringenden zurückversetzt im Ringinneren und damit außerhalb der hauptsächlich durch den Lichtbogen thermisch beanspruchten Zone. Die Ringenden können wieder nahe bis an das Abbrandstück heranragen, so daß die Lichtbogen rasch vom Ring zum Abbrandstück überspringen können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert in der zeigt

F i g. 1 einen bekannten Lichtbogenschutzring, F i g. 2 einen Schutzring nach der Erfindung,

F i g. 3 eine perspektivische Teilansicht der Abbrandstelle des Schutzringes nach F i g. 2,

F i g. 4,5,6 Schnittdarstellungen des Schutzringes und

F i g. 7 und 8 in Teilschnitten zwei abgewandelte Ausführungsformen.

In Fig. 1 ist der bisher übliche gesteuerte Schutzring dargestellt, bei dem der Ring I mit der Einspeisestelle 2 galvanisch verbunden ist, deren verlängerte Strebe 3 im Abbrandstück 4 endet, u.i gegen die Ringenden des Rings I durch Isolierscheiben 5 quer zur Schnittstelle isoliert ist Das Ganze wird durch eine nicht dargestellte, ebenfalls isolierte Schraubverbindung zusammengehalten (DE-AS 16 40611),

Bei der in den F i g. 2 bis 6 gezeigten Ausführungsform nach der Erfindung ist ein dem Innenquerschnitt des Profilblechringes 6 angepaßtes Abbrandstück 7 vorgesehen, das beidseitig in die beiden Ringenden eingreift Die Eingreif-Enden des Abbrandstücks 7 sind hier durch die sich in Längsrichtung erstreckenden Isolierschichten 8 gegen die Innenfläche des Profilblechs isoliert Eine solche Isolierung kann beispielsweise durch Kunststoffschruimpfschläuche, Isolierbänder, eingelegte Isolierstoffplatcen oder auch durch Tauchbe-Schichtung erfolgen. Die in das Abbrandstück 7 und in die Ringenden eingezeichneten Pfeile zeigen die Stromeinspeiserichtung an. Da der Lichtbogenfußpunkt bekanntlich immer in Verlängerung der Einspeisung zu wandern versucht wird schon durch dieses Bild klar, daß bei dieser Ausführung der Lichtbogenfußpunkt immer auf die Mitte des Abbrandstücks .ragetrieben wird Selbst wenn der Lichtbogen an einem Rii.gende stehen bliebe und ein Loch in das Ringprofil brennen würde, so würde der Lichtbogenfußpunkt unter der Einbrennstelle auf das Abbrandstück treffen und genügend Material vorfinden. Eine Zerstörung des Rings oder der

Verbindung von Ring und Abbrandstück ist hierbei nicht

zu befürchten.

In Fig.3 ist diese Ausführung zum besseren

Verständnis perspektivisch dargestellt V/erden die Ringschnittkanten entgratet wie dies in Fig.4 angedeutet ist so ist leicht einzusehen, daß die Anforderungen hinsichtlich der Vermeidung von frühzeitigem Glimmeinsatz einzuhalten sind, was auch durch

Hochspannungsversuche eindeutig bestätigt wurde.

Die erfindungsgemäße Ausführung von Ring und Abbrandstück erlaubt auch den Verzicht auf die recht aufwendige Schraubverbindung. Durch das zweite Eingreifen der Enden des AbbrandstücKs in das Profilblech ist es hier möglich, z. B. durch Einsicken des Blechs in hierfür vorgesehenen Vertiefungen 9 im Abbrandstück 7, eine starre Verbindung zwischen Ring 6 und Abbrandstück herzustellen, ohne die dazwischen liegende Isolierstoffschicht 8 zu zerstören. Fig.5 zeigt dieses Einsicken im Schnitt; F i g. 6 gibt einen Blick aus der Ringmitte auf die Schnittstelle mit eingesicktem Abbrandstück wieder.

Aus fertigungstechnischen Gründen kann es vorteilhaft sein, Abbrandstück 7 und Strebe 3 nicht miteinander zu verbinden. In F i g. 7 ist das Abbrandstück 10 mit einer Durchgangsbohrung 11 versehen, deren Auslaufkanten zur Vermeidung unerwünschten Glimmeinsatzes gerundet sind, in die die Strebe 12 bei der Montage, kurz hinter die Ringaußenfläche bleibend, hineingesteckt wird. Wenngleich auch nun keine definierte galvanische Verbindung zwischen Strebe 12 und Abbrandstück 10 gegeben ist, so wird diese aber sofort hergestellt, wenn der Lichtbogen erst einmal auf dem Strebenende brennt und durch den hierdurch bedingten Schmelzfluß beide Stahlteile elektrisch verbindet.

F i g. 8 zeigt eine Ausführungsform, bei der das in die Ringenden eingreifende Stück 13 ganz aus isoliermaterial hergestellt ist. In diesem Fall weist das in eine

h5 Bohrung 14 eingesteckte Ende der Strebe 15 einen großen Querschnitt air/, um dem Lichtbogenfußpunkt das erforderliche Abbrandmaterial zur Verfügung zu stellen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche;

1. Gesteuerter Lichtbogenschutzring für Isolatorenketten von Hochspannungsfreileitungen und -Stationen, bestehend aus einem leitenden Ring mit rohrförmjgem oder etwa C-förmigem Profilblech, der an einer Stelle durch eine Schnittstelle aufgetrennt ist und durch eine Metallstrebe einseitig eingespeist wird, wobei an der Schnittstelle ein gegen die Ringenden elektrisch isoliertes Abbrandstück angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Abbrandstück (7) dem Profil des Rings (1) angepaßt ist, beidseitig in das Profil der beiden Ringenden eingreift und durch eine Isolierschicht (8) gegen die Innenseite des Ringprofilblechs elektrisch isoliert ist

2. Gesteuerter Lichtbogenschutzring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Abbrandstück (7) Vertiefungen (9) vorgesehen sind, in die das ProfUblech des Schutzrings (1) durch Sicken, Pressen oder Drücken ohne Zerstörung der dazwischenliegenden Isolierschicht (8) unter Bildung einer mechanisch starren Verbindung zwischen Ring und Abbrandstück eingeklemmt ist

3. Gesteuerter Lichtbogenschutzring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Abbrandstück (10) eine Bohrung (11) aufweist, in die das Ende der Metallstrebe (13) soweit hineingesteckt ist, daß es nicht aus der Profiloberfläche herausragt

4. Gesteuerter Lichtbogenschutzring für Isolatorenketten von Hochspannungsfreileitungen und -Stationen, bestehend aus einem leitenden Ring mit rohrförmigem oder etwa C-förmigem Profilblech, der an einer Stelle durcn eine Schnittstelle aufgetrennt ist und durch ame Metallstrebe einseitig eingespeist wird, wobei zwischen den Ringenden ein Isolierstück angeordnet ist, welches mit einer Durchgangsbohrung versehen ist, in die das Ende der eine Abbrandstrebe bildenden Metallstrebe vom Ringinneren her eingesteckt ist, dadurch gekennzeichnet daß das Isolierstück (13) mit dem Ringprofil angepaßten Enden in die beiden Ringenden eingreift