DE3009795C2

DE3009795C2 - Lichtbogenschutzarmatur für Isolatoren von Hochspannungsfreileitungen

Info

Publication number: DE3009795C2
Application number: DE19803009795
Authority: DE
Inventors: Günther Prof. Dr.-Ing. 3340 Wolfenbüttel Hilgarth; Werner 4010 Hilden Kubiak; Horst Ing.(grad.) 4019 Monheim Müller
Original assignee: Kronenberg & Co Kg 5653 Leichlingen De GmbH
Current assignee: Kronenberg & Co Kg 5653 Leichlingen De GmbH
Priority date: 1980-03-14
Filing date: 1980-03-14
Publication date: 1982-05-13
Also published as: DE3009795A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtbogenschutzarmatur für Isolatoren von Hochspannungsfreileitungen und -Stationen, mit einem eine Trennstelle aufweisenden Lichtbogenschulzring aus Profilblech oder Rohr, mit einer der Trennstelle gegenüberliegenden einspeisenden Strebe und mit einem in der Trennstelle liegenden, von einem Strebenarm getragenen Abbrandkopf.

Durch die DE-AS 16 40 611 sind Lichtbogenschutzarmaturen bekannt, bei denen zwischen Abbrandkopf und Ringenden jeweils eine isolierende Kunststoffschicht vorgesehen ist und bei denen der Abbrandkopf etwas über den Ringumfang vorsteht. Bei Auftreten eines Lichtbogens wandert der Lichtbogenfußpunkt aufgrund der immer nur einseitigen Einspeisung über die einspeisende Strebe auf die Trennstelle zu, wo der Lichtbogenfußpunkt die isolierende Kunststoffschicht überspringt und auf die vorstehende Fläche des Abbrandkopfes gelangt In diesem Augenblick wechselt die Stromzuführung von der einspeisenden Strebe und dem Ring über auf den den Abbrandkopf tragenden Strebenarm.

Es hat sich aber gezeigt, daß bei den bekannten Lichtbogenschutzringen der Lichtbogen beispielsweise durch den Plasmadruck im Bereich des Fußpunktes vom Abbrandkopf wieder weggedrängt und zu dem wenig abbrandfesten Profilblech des Ringes wieder zurückgetrieben werden kann, welches in verhältnismäßig kurzer Zeit durch einen Lichtbogen angeschmolzen und zerstört wird. Man hat deshalb auch schon vorgesehen (DE-AS 28 14 994) im Abbrandkopf einen Druckentlastungskanal vorzusehen, welcher mit einem Querkanal in Verbindung steht, welcher seitlich zu den Ringenden hin mündet Solche Abbrandköpfe sind jedoch aufwendig in der Herstellung und verhältnismäßig rasch abgebrannt

Durch die DE-AS 27 08 660 ist ferner eine Lichtbogenschutzarmatur bekannt, bei welcher die Ringenden mit verhältnismäßig dicken, kugelförmigen Abbrandstücken besetzt sind. Beide Abbrandstücke sind dort einerseits jeweils unmittelbar über einen Strebenarm mit der Armatur des Leiterseiles und andererseits über den Schutzring und eine der Trennstelle gegenüberliegende einspeisende Strebe mit der seilseitigen Armatur elektrisch leitend verbunden. Da somit ein auf dem Schutzring stehender Lichtbogen von beiden Seiten her gespeist wird, ist die Blaswirkung und die Wanderungsdrift des Lichtbogens nur noch von der Differenz der beiden Teilspeiseströme abhängig und damit so stark herabgesetzt daß der Lichtbogenfußpunkt verhältnismäßig lange auf dem Schutzring umherwandert, ehe er zu einem der beiden Abbrandköpfe gelangt. Diese relativ lange Verweildauer des Lichtbogens auf dem Ring stellt eine hohe Beanspruchung des Lichtbogenschutzringes dar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lichtbogenschutzarmatur zu schaffen, bei der der Lichtbogenfußpunkt in kürzester Zeit zur vorgesehenen Abbrandstelle läuft, die Abbrandstelle für eine hohe

■»5 Belastung, z. B. für Stromstärken von 50 kA und ein oder mehrere Sekunden Brenndauer ausgelegt ist und bei der die Soll-Abbrandstücke verhältnismäßig preiswert herstellbare Schmiedestücke sein sollen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Lichtbogenschutzarmatur der Erfindung zufolge dadurch erreicht, daß die Ringenden jeweils ein Abbrandstück tragen, welche den Abbrandkopf unter BJassung je eines Luftspaltes zwischen sich einfassen.

Die Erfindung bietet eine Reihe von Vorteilen. Zum einen ist jeder Punkt des Lichtbogenschutzringes nur einseitig über die einspeisende Strebe an die seilseitige Armatur elektrisch angeschlossen, so daß bei Auftreten eines Lichtbogens der Fußpunkt rasch zu der Trennstelle des Ringes hingetrieben wird. An der Trennstelle setzt sich der Lichtbogenfußpunkt im Luftspalt zwischen dem einen ringseitigen Abbrandstück und dem Abbrandkopf fest, wobei nunmehr auch ein großer Teil der Stromzufuhr über den den Abbrandkopf tragenden Strebenarm erfolgt. Der Lichtbogen pendelt quasi zwischen Abbrandkopf und dem einen Abbrandstück ständig hin and her, wobei er mit der Zeit ein kraterförmiges Loch ausbrennt. Da der Luftspalt zwischen Abbrandstück und Abbrandkopf ringsum

offen ist, tritt nur ein begrenzter Plasmadruck auf.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen werden, daß die Abbrandstücke an ihrer dem Abbrandkopf zugewandten Seite mit einer einwärts offenen Aushöhlung versehen sind, deren Abmessungen zur Ringmitte hin sowohl in Umfangsrichtung des Ringes als auch senkrecht zur Ringebene zunehmen. Der Abbrandkopf ist dabei zweckmäßigerweise mit zwei parallelen Seitenflächen versehen, deren parallel ausgerichtete, halbring- oder C- oder ohrförmige Seitenflächen der Abbrandstücke unmittelbar gegenüberliegen, wobei die offene Seite der Seitenfläche ringeinwärts liegt.

Infolge dieser Formgebung liegt an jeder Abbrandstelle ein ringeinwärts sich erweiternder Auspufftrichter vor, dessen Mittelachse bei den üblicherweise verwendeten Ohr-Profilen schräg zur Ringebene gerichtet ist, so daß abgeschmolzene Metalltropfen zwar einwärts, aber am Isolator vorbei gelenkt werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen werden, daß die Abbrandstücke an ihren ringseitigen Enden mit je einem Randabsatz versehen und formschlüssig und oberflächenbündig in die Ringenden eingesteckt sind.

Eine besonders einfache und sehr stabile Anbringung der Abbrandstücke kann der Erfindung zufolge dadurch erreicht werden, daß die Abbrandstücke jeweils mit einem einwärts gerichteten, ein Befestigungsauge aufweisenden Haltearm versehen und mittels rohrschellenartiger Spannbügel an dem Strebenarm befestigt sind. Diese Spannbügel bestehen der Erfindung zufolge aus nichtleitendem oder halbleitendem Material, z. B. aus isolierendem Kunststoff. Neben ihrer Haltefunktion stellen diese Spannbügel zugleich eine rückwärtige Spritzschutzwand zwischen Abbrandstelle und zu schützendem Isolator dar.

Schließlich kann der Erfindung zufolge noch vorgesehen werden, daß der Strebenarm über eine lösbare Befestigung mit der Strebe bzw. der Abspannarmatur, verbunden ist.

Eine solche Ausführungsform bietet die Möglichkeit, lediglich den Strebenarm mit dem an ihm befestigten Abbrandkopf und den Abbrandstücken im Bedarfsfall auszuwechseln.

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

Fig. 1 eine Lichtbogenschutzarmatur in Draufsicht, Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie H-Il in Fig. 1,

Fig.3 eine perspektivische Ansicht auf eines der ringseitigen Abbrandstücke,

F i g. 4 das AbbrandstücK in Richtung des Pfeiles IV in F i g. 3 gesehen,

Fig.5 in perspektivischer Darstellung einen Abbrandkopf,

F i g. 6 die Abbrn.ndstellen der Lichtbogenschutzarmatur nach der Erfindung in vergrößerter Darstellung und

F i g. 7 eine abgewandelte Ausführungsform der Lichtbogenschutzarmatur in einer Darstellung analog der nach Fig. I.

Die Lichtbogenschutzarmatur besteht aus einem im Querschnitt etwa ohrförmigen Stahl- oder Aluminiumblechring 1, der an einer Seite mit einer Trennstelle 2 versehen ist. Die Einspeisung des Lichtbogens erfolgt zunächst an der der Trennstelle 2 gegenüberliegenden Seite über eine einspeisende Strebe 3, die diametral gegenüberliegend durch einen Sirebenarm 4 verlängert ist, der an seinem Ende einen Abbrandkopf 5 trägt. Der

ίο Abbrandkopf 5 ist in der Seitenansicht (vergleiche F i g. 5) dem Ohrprofil des Blechringes 1 angepaßt und weist zwei parallele Hauptseiten 6, 7 auf (F i g. 6), mit denen er unter Belassung je eines Luftspaltes 8, 9 zwischen den freien Seitenflächen 10, 11 je eines Abbrandstückes 12, 13 liegt Diese Abbrandstücke sind auf der gegenüberliegenden Seite mit einem Randabsatz 14 versehen und formschlüssig und oberflächenbündig in die Enden 15, 16 des Ringes 1 eingesteckt. Ringeinwärts sind die Abbrandstücke 12,13 jeweils mit einem, ein Befestigungsauge aufweisenden Haltearm 17, 18 versehen, welche über zwei --ohrschellenartig zusammengespannte Spannbügel 19, 20 an dem Strebenarm starr befestigt sind. Die Spannbügel 19, 20 bestehen aus elektrisch nicht- bzw. halbleitendem Material.

Wie insbesondere aus Fig.3 ersichtlich ist, sind die Abbrandstücke 12, 13 an ihrer dem Abbrandkopf zugewandten Seite 10, 11 mit einer Aushöhlung 21 versehen, deren Weite senkrecht zur Ringebene und

jo deren Weite in der Ringebene ringeinwärts ständig zunimmt.

Wenn ein Lichtbogen auf dem Ring 1 auftritt, wandert dessen Fußpunkt rasch zu dem einen oder anderen Luftspalt 8, 9 hin, wobei über das Plasma eine Kurzschlußverbindung nunmehr auch von dem Strebenarm 4 her erfolgt. Der abwechselnd mehr oder weniger über den Strebenarm 4 oder den Ring 1/Strebe 3 gespeiste Lichtbogen pendelt zwischen Abbrandkopf 5 und dem betreffenden Abbrandstück 12 oder 13 hin und her, ohne jedoch den Luftspalt 8 bzw. 9 zu verlassen. Je nach Belastungsdauer und nach mehrmaligen Kurzschüssen werden im Bereich der Luftspalle 8, 9 mit der Zeit Krater ausgebrannt, die schraffiert in F i g. 7 angedeutet sind. Die Aushöhlungen 21 in den Abbrandstücken stellen hierbei rückwärtige Auspuffräume dar, welche die Lagefixierung des Lichtbogenfußpunktes im Spalt 8 bzw. 9 sichern.

Vorteilhafterweise sind die Kanten der Abbrandstükke 12, 13 und des Abbrandkopfes 5 im Bereich der Luftspalte 8,9 — abweichend von der Darstellung in der Zeichnung — stark abgerundet, um die erforderliche Glimmeinsatzspannung zu gewährleisten.

F i g. Ί zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem der StrebTiarm 22 über eine lösbare Befestigungseinrichlung 23 mit dem einspeisenden Strebenarm 24 verbunden ist. In einim solchen Falle ist es möglich, den kompletten Ring ohne großen Demontageaufwand auszubauen und gegen einen neuen auszutauschen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Lichtbogenschutzarmatur für Isolatoren von Hochspannungsfreileitungen und -Stationen, mit einem eine Trennstelle aufweisenden Lichtbogenschutzring aus Profilblech oder Rohr, mit einer der Trennstelle gegenüberliegenden einspeisenden Strebe und mit einem in der Trennstelle liegenden, von einem Strebenarm getragenen Abbrandkopf, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringenden (15, 16) jeweils ein Abbrandstück (12, 13) tragen, welche den Abbrandkopf (5) unter Belassung je eines Luftspaltes (8,9) zwischen sich einfassen.

2. Lichtbogenschutzarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbrandstücke (12, !3) an ihrer dem Abbrandkopf (5) zugewandten Seite (10, 11) mit einer ringeinwärts offenen Aushöhlung (21) versehen sind, deren Weite zur Ringmitte hin sowohl in Umfangsrichtung des Ringes als auch senkrecht zur Ringebene zunimmt.

3. Lichtbcgenschutzarmatur nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abbrandkopf (5) mit zwei parallelen Seitenflächen (6, 7) versehen ist, denen parallel ausgerichtete halbring- oder C- oder ohrförmige Seitenflächen (10, 11) der Abbrandstücke (12, 13) gegenüberliegen, wobei die offene Seite der Seitenflächen (10, 11) ringeinwärts gerichtet ist

4. Lichtbogenschutzarmatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbrandstücke (12, 13) an ihrem ringseitigen Ende mit je eintin Randabsatz (14) versehen und formschlüssig und oberflächen-' ändig in die Ringenden (15,16) eingesteckt sind.

5. Lichtbogenschutzarmatur nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbrandstücke (12, 13) jeweils mit einem einwärts gerichteten, ein Befestigungsauge aufweisenden Haltearm (17,18) versehen und mittels rohrschellenartiger Spannbügel (19, 20) an dem Strebenarm befestigt sind.

6. Lichlbogenschutzarmatur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbügel (19,20) aus nichtleitendem oder halbleitendem Material bestehen.

7. Lichtbogenschutzarmatur nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strebenarm (22) über eine lösbare Befestigung (23) mit der Strebe (24) bzw. der Abspannarmatur, verbunden ist.