DE3326951A1

DE3326951A1 - Ueberspannungsableiter mit ableitwiderstaenden auf der basis von zinkoxid

Info

Publication number: DE3326951A1
Application number: DE19833326951
Authority: DE
Inventors: Günther Dipl.-Ing. 1000 Berlin Luxa
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-07-22
Filing date: 1983-07-22
Publication date: 1985-01-31

Description

Uberspannungsableiter mit Ableitwiderständen auf der Basis
von Zinkoxid Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter mit Ableitwiderständen auf der Basis von Zinkoxid, die in einem ein Isoliergas enthaltenden Gehäuse gekapselt sind. Ein Uberspannungsableiter dieser Art ist beispielsweise durch die DE-AS 22 48 117 bekannt geworden.
Ein wesentliches Anwendungsgebiet von tiberspannungsableitern der genannten Art sind metallgekapselte Schaltanlagen, bei denen als Isoliergas Schwefelhexafluorid (SF6) verwendet wird. Das hohe Isoliervermögen dieses Gases wird in diesem Fall nicht nur zur Erzielung kompakter Abmessungen der Hauptkomponenten der Schaltanlage ausgenutzt, wie z. B.
Samnielschienenabschnitte, Trennschalter, Erder und Leistungsschalter, sondern auch zur Verkleinerung der Uberspannungsableiter. Diese lassen sich dann gleichfalls als Komponenten in die Gesamtanlage vorteilhaft einfügen (DE-AS 22 48 117).
Bei Ableitwiderständen von Uberspannungsableitern der eingangs erwähnten Art ist unter dem Einfluß bestimmter Arten der Beanspruchung ein instabiles Betriebsverhalten beobachtet worden. Diese Instabilität äußert sich dadurch, daß nach einer bestimmten Dauer der betreffenden Beanspruchung, worunter neben der Spannung auch die Temperatur und die Zusammensetzung der umgebenden Atmosphäre zu verstehen ist, die charakteristischen elektrischen Eigenschaften des Ableitwiderstandes nachlassen. Die Folge ist eine stärkere Erwärmung mit der Gefahr eines Durchschlages und der Zerstörung der aus diesen Ableitwiderständen aufgebauten Uberspannungsableiter.
Diese Erscheinungen werden unter anderem auf den Einfluß einer nichtoxidierenden Atmosphäre zurückgeführt, die auf nicht näher bekannte Weise in die Struktur der unterschiedlichen Metalloxide einwirkt, aus denen die Ableitwiderstände bestehen. Als mögliche Abhilfe sind Schutzschichten aus Glas und synthetischen Harzen angegeben worden, die einer nichtoxidierenden Atmosphäre den Zutritt zu der Metalloxidstruktur verwehren (US-PS 4 317 101). Die Aufbringung solcher Schutzschichten ist jedoch ein zusätzlicher Aufwand gegenüber einer normalen Ausführung der Ableitwiderstände. Ferner bereitet die Prüfung der Schutzschichten auf Unterbrechungen oder Porositäten erhebliche Probleme. Auch kann im Laufe der Betriebszeit trotz der Schutzschichten eine Diffusion nicht vollständig ausgeschlossen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ableitwiderstände ohne die Anwendung besonderer Schutzschichten gegen eine Verschlechterung der Eigenschaften zu schützen.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Isoliergas eine Mischung von Schwefelhexafluorid und Sauerstoff ist. Durch einen gewissen Anteil von Sauerstoff erhält das Isoliergas einen oxidierenden Charakter, ähnlich wie ihn Luft ausübt. Dadurch unterbleibt eine Beeinträchtigung der Metalloxidstruktur der Ableitwiderstände.
Es empfiehlt sich, den Gehalt des Isoliergases von Sauerstoff ähnlich wie in Luft zu bemessen. Günstige Ergebnisse sind demgemäß zu erwarten, wenn der Anteil von Sauerstoff an der Gasmischung 10 bis 30 % beträgt. Im übrigen kann diese Gasmischung in der gleichen Weise bei Atmqsphärendruck oder bei einem höheren Druck angewendet werden, wie dies für reines Schwefelhexafluorid oder andere Isoliergase bekannt ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Figur zeigt einen gasisolierten, metallgekapselten Uberspannungsableiter im Schnitt.
Der Uberspannungsableiter 1 dient zur Beseitigung von Uberspannungen auf einem Hochspannungsleiter 2 und ist hierzu mit einem Erdanschluß 3 versehen. Im Innern eines Gehäuses 4 befinden sich Ableitwiderstände 5. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere Gehäuse 4 in einer gasgefüllten metallischen Kapselung 6 angeordnet. Das Gehäuse 4, das aus einem Isolierrohr 7 und Metallflanschen 10a und 70b besteht, ist gasdicht ausgeführt und enthält eine Gasfüllung 11. Diese Gasfüllung besteht aus 80 % Schwefelhexafluorid und 20 % Sauerstoff und wirkt daher auf die aus Metalloxiden bestehenden Ableitwiderstände 5 wie Luft. Auch ohne zusätzliche Schutzschichten behalten die Ableitwiderstände ihre ursprünglichen Eigenschaften, weil der oxidierende Einfluß der Gasfüllung 11 dem von Luft entspricht.
Andererseits ist das Isoliervermögen der Gasfüllung 11 nicht prinzipiell verschieden von dem Isoliervermögen des üblicherweise in reiner Form benutzten Schwefelhexafluorids.
Lediglich eine Verringerung der Stehspannungswerte von etwa 3 % bis 10 % ist bei den angegebenen Anteilen von 10 bis 30 % Sauerstoff an der Gasmischung zu berücksichtigen, wenn schwach inhomogene Elektrodenanordnungen vorliegen. Dieser Verlust läßt sich auch ohne Vergrößerung der Abmessungen des Uberspannungsableiters durch eine Erhöhung des Gasdruckes ausgleichen.
Die angegebenen Gasmischungen haben ferner die Eigenschaft, daß bei stärker inhomogenen Elektrodenanordnungen, wie sie stellenweise in Uberspannungsableitern vorhanden sein können, die Stehspannungen gegenüber reinem Schwefelhexafluorid sogar vergrößert sind. Es ist daher in der Praxis zu erwarten, daß sich ein Uberspannungsableiter mit einer Gasfüllung nach der Erfindung praktisch mit denselben Abmessungen herstellen läßt, wie ihn bisherige Geräte aufweisen.
1 Figur 2 Ansprüche - Leerseite -

Claims

Patentansprüche 1 Uberspannungsableiter (1) mit Ableitwiderständen (5) auf der Basis von Zinkoxid, die in einem ein Isoliergas enthaltenden Gehäuse (4) gekapselt sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Isoliergas (11) eine Mischung von Schwefelhexafluorid und Sauerstoff ist.
2. Uberspannungsableiter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Anteil von Sauerstoff an der Gasmischung 10 bis 30 % beträgt.