DE586983C

DE586983C - Surge arresters

Info

Publication number: DE586983C
Application number: DE1930586983D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1930-06-15
Filing date: 1930-06-15
Publication date: 1933-10-28

Description

Überspannungsableiter Das Hauptpatent bezieht sich auf einen Überspannungsableiter, der aus einer Funkenstrecke in Reihe mit einer Sicherung besteht, wobei als Sicherung ein mit einer leitenden Flüssigkeit gefülltes Isolierrohr dient. Das Isolierrohr ist an einem Ende offen, so daß die durch den nachfließenden Strom verdampfte Flüssigkeit frei austreten kann. Aus rein praktischen Gründen wird als leitende Flüssigkeit eine Wasserlösung verwendet, welche einen nicht zu vernachlässigenden Widerstand besitzt. Der Widerstand des Ableiters ist bestimmt durch die Rohrlänge der Sicherung, die vom Durchmesser abhängig ist und mit Rücksicht auf den Abschaltvorgang bemessen werden muß, und die Flüssigkeitsmenge. Um nun die Abschaltleistung des Ableiters soweit als möglich zu steigern, ist es erforderlich, den Widerstand des Ableiters möglichst gering zu machen.Surge arrester The main patent relates to a surge arrester, which consists of a spark gap in series with a fuse, as a fuse an insulating tube filled with a conductive liquid is used. The insulating tube is open at one end, so that the liquid evaporated by the flowing stream can exit freely. For purely practical reasons, it is called a conductive liquid a water solution is used, which has a resistance that cannot be neglected owns. The resistance of the arrester is determined by the length of the fuse tube, which is dependent on the diameter and dimensioned with regard to the shutdown process must be, and the amount of liquid. To now the breaking capacity of the arrester As much as possible, it is necessary to increase the resistance of the arrester to make it as low as possible.

Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Flüssigkeitssäule unter Aufrechterhaltung der erforderlichen Rohrlänge der Sicherung auf einem Teil ihrer Länge kurzgeschlossen wird.According to the invention this is achieved in that the liquid column while maintaining the required pipe length of the fuse on one part its length is short-circuited.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch in den Abb. i bis. q. dargestellt. In allen Abbildungen bedeutet i das Isolierrohr der Sicherung, die in Reihe mit der Hörnerfunkenstrecke 3 liegt. Mit z sind die Elektroden der Sicherung bezeichnet, von denen die obere als Auffanggefäß für die aus dem Sicherungsrohr beim Abschaltvorgang ausgeschleuderte Flüssigkeit ausgebildet ist. Die untere Elektrode a liegt an Erde. Das Isolierrohr besitzt auf seiner Innenwand eine den Querschnitt vermindernde Einschnürung, die dazu dient, die Verdampfung der Flüssigkeit und das Ausschleudern derselben auch bei kleinen Strömen zu gewährleisten.Exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing in fig. i to. q. shown. In all figures, i means the insulating tube the fuse, which is in series with the horn gap 3. With z are the Electrodes of the fuse designated, of which the upper as a collecting vessel for the liquid ejected from the safety tube during the shutdown process is formed is. The lower electrode a is connected to earth. The insulating tube has on its inner wall a constriction which reduces the cross section and serves to reduce the evaporation to ensure the liquid and the ejection of the same even with small currents.

Bei dem Beispiel nach Abb. i ist das Isolierrohr der Sicherung durch ein angesetztes Metallrohr q. verlängert, um die erforderliche Rohrlänge zu erhalten. Dadurch ist der Widerstand der Sicherung verkleinert, indem ein Teil der Flüssigkeit, nämlich die im Metallrohr enthaltene Flüssigkeitssäule, kurzgeschlossen ist. Das Metallrohr q. wird zweckmäßig mit Bohrungen 5 versehen, die einen ungehinderten Flüssigkeitsausgleich ermöglichen. Bei dem Beispiel nach Abb. a ist der Widerstand der Wassersäule dadurch vermindert, daß innerhalb des Isolierrohres ein Metallkörper 6 angeordnet ist. Beim Ansprechen der Sicherung wird durch die erzeugte Dampfmenge der Metallkörper 6 aus dem Rohr herausgeschleudert und damit die Abschaltung bewirkt. 8 ist ein Führungsrohr für den Metallkörper, das gleichzeitig als Dämpfung ausgebildet werden kann, um Schläge des Metallkörpers gegen das Auffanggefäß zu vermeiden. Zu dein Zweck sind in dem Führungsrohr Bohrungen g vorgesehen, die gegen Ende der Bewegung des Metallkörpers von diesem abgeschlossen werden. Die leitende Verbindung zwischen dem Metallkörper 6 und dem als Elektrode dienenden Auffanggefäß 2 erfolgt durch die Flüssigkeit. Es kann aber auch eine besondere flexible Verbindungsleitung 7 vorhanden sein. Um das Gewicht des Metallkörpers dem Abschaltvorgang anpassen zu können, wird zweckmäßig ein Hohlkörper verwendet, der durch Ausgießen mit Metall beliebig beschwert werden kann. Auch die Form des Metallkörpers kann den Abschaltverhältnissen entsprechend beliebig gewählt werden. Z. B. kann der Metallkörper konisch gemacht werden, so daß die freie Öffnung des Sicherungsrohres allmählich vergrößert wird.In the example according to Fig. I, the insulating tube of the fuse is through an attached metal tube q. extended to get the required pipe length. This reduces the resistance of the fuse by removing some of the liquid, namely the column of liquid contained in the metal tube is short-circuited. That Metal pipe q. is expediently provided with holes 5, which an unimpeded Allow fluid equalization. In the example of Fig. A, the resistance is the water column is reduced by a metal body inside the insulating tube 6 is arranged. When the fuse triggers, the amount of steam generated the metal body 6 is thrown out of the pipe and thus causes the shutdown. 8 is a guide tube for the metal body that simultaneously as Damping can be designed to prevent impacts of the metal body against the collecting vessel to avoid. For your purpose, holes g are provided in the guide tube, which towards the end of the movement of the metal body are closed by this. The senior Connection between the metal body 6 and the collecting vessel serving as an electrode 2 takes place through the liquid. But it can also have a special flexible connection line 7 must be present. To adjust the weight of the metal body to the shutdown process to be able to, a hollow body is expediently used, which by pouring with metal can be weighted down at will. The shape of the metal body can also affect the shutdown conditions can be chosen accordingly at will. For example, the metal body can be made tapered so that the free opening of the safety tube is gradually enlarged.

Die das Ansprechen der Sicherung erleichternde Einschnürung an der Innenwand des Isolierrohres kann auch, wie Abb. 3 zeigt, an dem Ausstoßende des Isolierrohres angebracht sein. Diese Anordnung ermöglichtes, den unteren Teil des Sicherungsrohres stark zu erweitern, und dadurch den Widerstand zu vermindern. Die für das sichert Abschalten erforderliche Länge des Sicherungsrohres kann wiederum durch Ansetzen eines Metallrohres 4 erreicht werden, ohne daß -der Widerstand selbst vergrößert wird.The constriction on the which facilitates the response of the fuse The inner wall of the insulating tube can also, as Fig. 3 shows, at the discharge end of the Insulating tube to be attached. This arrangement enables the lower part of the To greatly expand the safety tube, and thereby reduce the resistance. the for the secures shutdown required length of the fuse tube can turn can be achieved by attaching a metal tube 4 without the resistance itself is enlarged.

Die Höhe des Flüssigkeitsstandes in dem Auffanggefäß 2 kann beliebig gewählt werden, wie in den Abbildungen durch die Linien Al, B angedeutet. Der höhere Flüssigkeitsstand bietet aber den Vorteil, daß die aus dem Sicherungsrohr ausgestoßene Flüssigkeit gebremst wird, so daß Flüssigkeitsschläge gegen das Auffanggefäß vermieden werden. Außerdem werden die erzeugten Dämpfe rasch kondensiert, so daß die kondensierte Flüssigkeit dem Sicherungsrohr ebenfalls rasch wieder zugeführt wird.The height of the liquid level in the collecting vessel 2 can be arbitrary can be selected, as indicated in the figures by the lines A1, B. The higher one However, the liquid level has the advantage that the ejected from the safety tube Liquid is slowed down, so that liquid hammer against the collecting vessel is avoided will. In addition, the generated vapors are quickly condensed, so that the condensed Liquid is also quickly fed back to the safety tube.

Bei direkten Blitzschlägen ist der kleine Widerstand des Ableiters von besonderer Bedeutung. Der in einem Blitzstrahl vorkommende Strom kann erfahrungsgemäß eine Größenordnung von etwa 2o ooo Amp. haben. Besitzt das Sicherungselement einen Widerstand z. B. von 5 Ohm, so wird der Spannungsabfall über den Ableiter etwa ioo kV, was für eine Leitung mittlerer Spannung unzulässig hoch ist. Um dies zu umgehen, wird das Horn i i (Abb. 4) parallel zum Sicherungselement geschaltet. Beim Auftreten von direkten Blitzschlägen wird das Horn ansprechen und das Sicherungselement überbrückt. Der durch die Betriebsspannung nachfließende Strom wird in folgender Weise abgeschaltet: Parallel zum Lichtbogen am Horn i i liegt der kleine Widerstand des Sicherungselementes i, welcher bewirkt, daß der Lichtbogen nicht bestehen bleiben kann und von selber auslöscht, wobei die Wirkung .des Widerstandes des Sicherungselementes ähnlich derjenigen eines Schalterschutzwiderstandes ist. Wenn der Lichtbogen am Horn i i ausgelöscht ist, fließt der Strom durch das Sicherungselement, welches den Ableiterstrom abschaltet. Der Lichtbogen am Horn 3 löscht dadurch aus, und der Abschaltvorgang ist beendet.In the case of direct lightning strikes, is the small resistance of the arrester really important. Experience has shown that the current occurring in a lightning bolt can on the order of about 20,000 amps. Has the fuse element a Resistance z. B. of 5 ohms, the voltage drop across the arrester is about ioo kV, which is impermissibly high for a medium-voltage line. To get around this, the horn i i (Fig. 4) is connected in parallel to the fuse element. When occurring direct lightning strikes will trigger the horn and bypass the fuse element. The current flowing through the operating voltage is switched off in the following way: The small resistance of the fuse element lies parallel to the arc at the horn i i i, which has the effect that the arc cannot persist and by itself extinguishes, the effect of .des resistance of the fuse element similar to that a switch protection resistor. When the arc on horn i i extinguished is, the current flows through the fuse element, which switches off the arrester current. The arc on the horn 3 is extinguished and the shutdown process is ended.

Ist es erwünscht, den Widerstand höher zu machen, ohne den Widerstand im Sicherungsrohr zu ändern, so kann ein Widerstand aus Metall in Reihe mit dem Sicherungselement geschaltet werden. Dieser gesamte Widerstand kann teilweise oder ganz durch ein oder mehrere hintereinanderliegende Hörner überbrückt werden, welche je einen Teil des Widerstandes oder das Sicherungselement überbrücken.It is desirable to make the resistance higher without the resistance To change in the fuse tube, a metal resistor in series with the Fuse element are switched. All of this resistance can be partial or be completely bridged by one or more horns lying one behind the other, which bridge part of the resistor or the fuse element.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Surge arrester according to patent 557 43o, consisting from a spark gap in series finite a fuse, with a fuse as a insulating tube filled with a conductive liquid is used, characterized in that that the liquid column of the fuse short-circuited over part of its length will.

2. Surge arrester according to claim i, characterized in that the The insulating tube of the fuse is extended by an attached metal tube, which has a Short-circuits part of the liquid column.

3. Surge arrester according to claim i, characterized in that the resistance of the water column is thereby reduced is that a metal body is arranged within the insulating tube.

4. Surge arrester according to claim 3, characterized in that the metal body is used as a collecting vessel for .the ejected liquid formed by an electrode of the fuse a flexible line is connected.

5. Surge arrester according to claim 3, characterized characterized in that the metal body is guided in a tube outside the insulating tube is.

6. Surge arrester after. Claim 5, characterized in that the Guide tube for the metal body immersed in the safety tube as damping serves for the latter.

7. Surge arrester according to claim 3 to 6, characterized marked, that the metal body is a hollow body that: through Pouring with metal can be weighted according to the shutdown conditions. B.

Surge arrester according to Claims 3 to 7, characterized in that the Metal body is designed as a cone, so that the free opening of the safety tube is gradually enlarged.

9. Surge arrester according to claim 2, characterized in that that a constriction on the inner wall which facilitates the response of the fuse of the insulating tube attached to the discharge end of the same and that the lower part of the Isolierrohres is greatly expanded. ok

Surge arrester according to claim 2 and 9, characterized in that the metal tube attached to the insulating tube has bores for fluid equalization. i i.

Surge arrester according to claim i to io, characterized in that the height of the liquid level in the collecting vessel is chosen so that the liquid expelled from the insulating tube is slowed down, so that blows to the vessel are avoided.

12. Surge arrester according to claim i to ii; characterized in that a horn spark gap is connected in parallel to the fuse to divert direct lightning strikes. 13. Surge arrester according to claim 12, characterized in that a metal resistor is connected in series with the fuse. @ i4.

Surge arrester according to Claim 3, characterized in that that the fuse element and the metal resistor through one or more in series lying horn gaps are bridged.