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Anordnung zur Ermittlung eines fehlerhaften Isolators, vorzugsweise
in Hängeisolatorketten Das Aufsuchen von Fehlern in Isolatoren von Hochspannungsfreileitungen
hat man bisher in der Weise durchgeführt, daß man die einzelnen Isolatoren mit Hilfe
einer Isolatorprüfstange untersuchte. Die Verwendung solcher Prüfstangen ist jedoch
bei Kappenisolatoren mit wenigen Gliedern gefährlich und bei Betriebsspannungen
von über zoo kV werden diese Prüfstangen sehr unhandlich.
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Man hat deshalb schon vorgeschlagen, parallel zum obersten Isolator
einer Hängeisolatorkette eine Neonröhre in Reihe mit einer Funkenstrecke zu schalten.
Diese bekannte Anordnung beruht darauf, daß beim Durchschlagen eines Isolators die
Spannung an den übrigen Isolatoren der Kette erhöht wird, so daß die Funkenstrecke
durchschlägt. Diese bekannte Anordnung ist aber nur geeignet, zu erkennen, ob überhaupt
ein Isolator durchgeschlagen ist. An welchem Isolator der Fehler aufgetreten ist,
zeigt die Anordnung nicht an.
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Es ist auch bekannt, bei Hängeisolatoren ein besonderes Isolatorglied
zwischen Traverse und Kette einzufügen, dessen Spannung gegen Erde gemessen wird.
Zu diesem Zweck wird zwischen dem Klöppel dieses Gliedes und Erde eine Leitung gezogen,
in welche ein Fernhörer eingeschaltet wird. Die Verwendung eines besonderen Zusatzgliedes
ist aber sehr teuer. Außerdem -besitzt diese bekannte Anordnung auch den Nachteil,
daß nicht festgestellt werden kann, an welchem Glied der Kette der Fehler aufgetreten
ist.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung, durch welche die Nachteile
der bekannten Anordnungen vermieden werden. Gemäß der Erfindung werden zur Ermittlung
eines fehlerhaften Isolators, vorzugsweise in Hängeisolatorketten, Glimmröhren im
natürlichen Feld eines jeden Isolators an solchen Stellen angeordnet, an denen bei
Fehlern in den Isolatoren eine große Feldänderung auftritt. Die Glimmröhren sind
also nicht durch besondere Hilfsleitungen an den Isolator angeschlossen, sondern
im natürlichen Feld des Isolators angeordnet. Dadurch ist es möglich, jeden Isolator
mit einer solchen Glimmröhre zu versehen, so daß man leicht feststellen kann, an
welchem Isolator einer Kette der Fehler aufgetreten ist.
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Die Erfindung unterscheidet sich grundsätzlich von bekannten Anordnungen,
bei denen Funkenstrecken an den einzelnen Gliedern einer Hängeisolatorkette angeordnet
sind. Bei einem Fehler in irgendeinem Isolatorglied sollen die Funkenstrecken ansprechen.
Das hat aber den Nachteil, daß die Luft ionisiert wird, so daß die Isolationsfestigkeit
der Isolatorkette herabgesetzt wird und ein Überschlag bereits
durch
die Betriebsspannung ermöglicht werden kann. Das Ansprechen der Funkenstrecke wirkt
sich also schädlich aus.
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Im Gegensatz zu dieser bekannten Anordnung werden, wie bereits erwähnt,
bei der Anordnung nach der Erfindung Glimmröhren im natürlichen Feld eines jeden
Isolators angeordnet, d. h. also, ohne daß durch größere Metallmassen das Feld des
Isolators ungünstig verändert wird. Durch die Verwendung dieser Glimmröhren gelingt
es, ohne daß die Isolationsfestigkeit der Kette verringert wird, zu erkennen, an
welchem Glied ein Fehler aufgetreten ist.
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Als Glimmröhren kann man beispielsweise Neonröhren oder auch mit anderen
Gasen, z. B. mit Helium gefüllte Röhren, verwenden.
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Die Anordnung nach der Erfindung ist insbesondere geeignet für Kappenisolatoren,
da gerade bei diesen Isolatoren Fehlerstellen und Durchschläge -unterhalb der Kappe
äußerlich schwer oder gar nicht erkennbar sind.
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Das Leuchten bzw. Nichtleuchten der Glimmröhren kann man beispielsweise
von der Größe des um den Isolator entstehenden elektrischen Feldes abhängig machen.
Zu diesem Zweck kann man beispielsweise kugelförmige Glimmröhren verwenden. Diese
werden in. den Raum zwischen den Isolatortellern derart angeordnet und so bemessen,
daß sie beispielsweise bei gesundem Isolator dunkel sind. Schlägt aber eines der
Glieder durch, so erhöht sich die Feldstärke an den anderen Gliedern. Die dort befindlichen
Glimmröhren leuchten auf. Aus dem Dunkelbleiben eines Rohres, wenn die anderen aufleuchten,
kann man also schließen, daß das über diesem Rohr befindliche Glied des Isolators
durchgeschlagen ist.
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Man kann die Glimmröhren auch an Stellen bringen, bei denen das Feld
sehr stark ist, so daßbeigesundenIsolatoren alleRöhrenleuchten, während bei einem
Fehler eines Gliedes das Feld dort so schwach wird, daß die betreffende Röhre dunkel
bleibt. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise eine ringförmige Glimmröhre rings
um die Isolatorkappe oder in eine Isolatorrille legen, wie es im Ausführungsbeispiel
dargestellt ist. Im Ausführungsbeispiel besteht die Isolatorkette aus mehreren Kappenisolatoren,
von denen der Einfacheit halber nur zwei gezeichnet sind. Mit x ist die Armatur,
mit 2 der Körper aus keramischem Stoff, z. B. Porzellan, und mit 3 der Klöppel bezeichnet.
Die gestrichelten Linien zeigen den ungefähren Feldverlauf an, und zwar die gestrichelten
Linien auf der rechten Seite den Feldverlauf bei gesunder Isolatorkette, die gestrichelten
Linien auf der linken Seite den ungefähren Feldverlauf, wenn das eine Isolatorglied,
wie in der Figur dargestellt ist, durchgeschlagen ist. Erfindungsgemäß sind ringförmige
Rohre q. in einer. Isolatorrille vorgesehen, die beispielsweise mit Hilfe der Glasur
an dem Isolator befestigt sind. Bei gesunder Isolatorkette leuchten die Röhren auf.
Schlägt aber beispielsweise ein Isolator durch, so bleibt die in dessen Rille liegende
Röhre q. dunkel, da die Feldstärke nicht mehr ausreicht, um die Röhre zum Ansprechen
zu bringen.
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Man kann auch die Röhren so anordnen und ausbilden, daß aus ihrem
Leuchten oder Nichtleuchten unter der Wirkung der Richtungsänderung des elektrischen
Feldes der Zustand des darüber befindlichen Isolators erkennbar ist. Die Figur zeigt,
daß bei gesundem Isolator zwischen den Armaturen Kraftlinien übergehen, die bei
defektem Isolator fast vollständig fehlen, so daß bei defektem Isolator nur noch
Kraftlinien in einer ungefähr senkrecht zur Kettenachse stehenden Richtung vorhanden
sind. Nutzt man diese Änderung der Richtung des elektrischen Feldes aus, um eine
Glimmröhre zu beeinflussen, so kann man mit Sicherheit erkennen, auch wenn Änderungen
der Größe des Feldes durch Regen oder Spannungsverlagerungen im Netz auftreten,
ob ein Isolator fehlerhaft ist.
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Zu diesem Zweck kann man beispielweise eine gerade stabförmige, vorzugsweise
elektrodenlose Neonröhre 5 in die Stellung bringen, wie es in der Figur dargestellt
ist. Für die anderen Glieder der Isolatoren sind entsprechende Rohre anzuordnen:
Im gesunden Zustand des Isolators leuchtet sie auf, da die Länge des Rohres so gewählt
ist, daß sie ein Vielfaches der freien Weglänge der Elektronen beträgt. Schlägt
der obere Isolator durch, so gehen die Kraftlinien annähernd horizontal durch die
Röhre, so daß diese nicht mehr aufleuchtet, da in dieser Richtung die Abmessung
der Röhre zu klein ist, um ein Leuchten zu ermöglichen. Die Ansprechspannung dieses
Rohres wird so i gewählt, daß sie noch mit Sicherheit leuchtet bei der niedrigsten
Feldstärke, die bei gesundem Zustand des Isolators auftreten kann.
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Besonders zweckmäßig ist es, eine Röhre solcher Bauart zu verwenden
und sie so anzu- 1 ordnen, daß sie durch ihr Leuchtbild anzeigt, ob ein Isolator
fehlerhaft ist. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise eine Winkelröhre 6 vorsehen.
Bei gesundem Zustand des Isolators leuchten beide Schenkel der Röhre, bei fehlerhaftem
Isolator leuchtet nur der untere Schenkel. An Stelle eines winkelförmigen Rohres
kann man auch beispielsweise ein T-Rohr verwenden, oder man kann auch eine kreisförmige
Röhre 7 verwenden. Diese Röhre liegt annähernd oder genau mit ihrer Ebene in einer
Meridianebene des Isolators. Bei dieser Röhre leuchten bei gesundem Isolator andere
Stellen auf als bei fehlerhaftem, wenn man die Entfernung zwischen Innen- und Außenwand
so wählt, daß kein Leuchten auftreten kann, wenn die Feldlinien senkrecht die Wandung
durchsetzen,
während die Abmessungen andererseits so gewählt sind, daß der Weg, den die Elektronen
in tangentialer Richtung in der Röhre zurücklegen können, groß genug ist im Verhältnis
zur freien Weglänge, daß ein Leuchten der Röhre auftreten kann. Ein fehlerhafter
Isolator ist besonders leicht zu finden, da die Ringröhre dieses fehlerhaften Isolators
sich von den Ringröhren der übrigen Glieder auffällig unterscheidet.
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Um in besonderen Fällen einen fehlerhaften Isolator von mehreren Seiten
erkennen zu können, können an jedem Isolator mehrere Neonröhren der vorgenannten
Art angebracht werden, oder es können auch z. B. kragenförmig gebogene Röhren um
die Isolatorkappe oder in eine Isolierrille gelegt werden. Diese kragenförmigen
Röhren können beispielsweise einen Querschnitt haben wie die Winkelröhren in Fig.
6. Eine solche kreisförmige Röhre ist - in der Figur oben dargestellt. Sie trägt
das Bezugszeichen B.
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Zur Befestigung der Röhren kann man, wie bereits erwähnt, die Glasur
des Isolators benutzen, oder man kann auch die Röhren beispielsweise mit einfachen
federnden Ringen an den Isolierkappen befestigen, wie es für die Röhren 5, 6 und
7 dargestellt ist. 9 ist ein federnder Ring, der einen Einsatz trägt, in welchem
die Röhre 5 befestigt ist. Damit der Ring nicht abrutschen kann, ist es zweckmäßig,
ihn an zwei oder mehreren Stellen mit dem unteren Rand des Isolators zu verbinden.
Zur Befestigung der Röhren kann man ferner die Federsplinte, die ein selbsttätiges
Auseinandergehen der einzelnen Kettenglieder verhindern, benutzen.
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Um die Empfindlichkeit und Helligkeit der Röhren zu vergrößern, kann
man die Röhren an den Enden verdicken oder besondere Metallkappen auf die Röhrenenden
aufsetzen, wie es in der Figur für die Rohre 5 auf der linken Seite des Isolators
dargestellt ist. Ferner kann zur Vergrößerung der Helligkeit fluoreszierendes Glas
für die Röhren verwendet werden. Statt des kreisförmigen Querschnittes der Stabwinkel-
-röhren usw. können auch andere Querschnitte, insbesondere ovale Querschnitte, verwendet
werden, damit das leuchtende Rohr eine möglichst große sichtbare Oberfläche in einer
bestimmten Ebene darbietet. Bei Winkelröhren kann es ferner vorteilhaft sein, die
wirksamen Rohrquerschnitte bei den beiden Schenkeln verschieden groß zu machen,
um die Helligkeit der beiden Schenkel willkürlich festzulegen.
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Die Anordnung nach der Erfindung ist auch anwendbar für andere als
in den Ausführungsbeispielen dargestellte Isolatoren, z. B. für Stützisolatoren
von Freileitungen und Stationen, Durchführungsisolatoren und ähnliche.