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Die
Erfindung betrifft eine Blitzableitervorrichtung für eine Freileitung
zur Übertragung
elektrischer Energie hoher Spannung. Sie betrifft insbesondere Vorrichtungen,
in denen jedes Kabel einer Leitung oben an einem Mast über Zwischenschaltung
eines elektrischen Isolators oder einer Reihe von Isolatorelementen
aufgehängt
ist, mit einer Luft-Funkenstrecke,
welche ein elektrisches Horn an einem Kabel der Leitung und ein
zweites Horn unmittelbar geerdet oder über einen Blitzableiter geerdet
aufweist.
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Eine
Freileitung für
die Übertragung
elektrischer Energie steht im Betrieb dauerhaft unter einer alternierenden
mehrphasigen Hochspannung, welche geeignet sind, transistorische Überspannungen zu
erzeugen, die insbesondere anlässlich
der Tätigkeiten
des Öffnens
und des Schließens
der Leitungen sowie in einer deutlich höheren Größenordnung sowie ausnahmsweise
im Fall eines Blitzschlags auftreten. Es ist daher vorgesehen, dass
die Freileitungen zum Schutz mit einer Funkenstrecke, um die Auswirkungen
dieser Überspannungen
zu begrenzen, und darüber
hinaus in neuester Zeit mit Blitzableitern ausgestattet sind, um
den Schutz zu vervollständigen.
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Diese
Funkenstrecken und diese Blitzableiter sind üblicherweise mit den Tragvorrichtungen
für die
Kabel der Leitungen verbunden, welche an den Stützmasten der elektrischen Freiluftleitungen
vorhanden sind.
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Das
Dokument EP-A-0431528 umfasst eine 1, in welcher
eine herkömmliche
Tragvorrichtung für
ein Kabel einer Leitung dargestellt ist, in welcher ein Isolatorelement,
welches durch eine Isolatorenkette gebildet wird, mit einem ersten
Ende unter Zwischenschaltung einer mechanischen Aufhängung unter
einem Arm eines Mastes aufgehängt
ist, wobei dieses erste Ende geerdet ist. Das Kabel ist an einer mechanischen
lasttragenden Struktur aufgehängt, welche
an einem zweiten Ende des Isolatorelements angebracht ist. Die Vorrichtung
wird durch einen Strompfad vervollständigt, welcher eine Luft-Funkenstrecke aufweist,
die mit einem Blitzableiter zwischen einem Kabel der Leitung und
der Erde in Serie geschaltet ist.
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Die
Funkenstrecke weist zwei Hörner
auf, wobei ein Horn an dem ersten Ende des Isolatorelements, das
mit dem Kabel der Leitung verbunden ist, angebracht ist und das
andere Horn an dem Blitzableiter angebracht ist, worüber es geerdet
und mit dem zweiten Ende des Isolatorelements verbunden ist.
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Der
Abstand zwischen den freien Enden der Hörner dieser Funkenstrecke wird
systematisch so ausgewählt,
dass im Fall des Auftretens einer gefährlichen Überspannung, insbesondere im
Fall eines Blitzeinschlags, automatisch ein Lichtbogenüberschlag
zwischen den Enden und damit über
den Blitzableiter erfolgt.
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Der
Strom, der im Fall des Auftretens eines elektrischen Bogens zwischen
den Hörnern
der Funkenstrecke auftritt, ist von großer Bedeutung und liegt zum
Beispiel im Bereich von 5000 bis 200000 Ampere während eines kurzen Zeitintervalls
wie im Fall eines Blitzeinschlags. Damit besteht die erhebliche Gefahr,
dass der Blitzableiter, welcher mit der Funkenstrecke in Serie geschaltet
ist, zerstört
wird, wenn die Energie des Blitzes größer ist als die energetische
Kapazität,
und somit in diesem Fall die Gefahr, dass der Bogen nach dem Wegfall
der Überspannung
bis zum Einsetzen eines Leitungsschutzabschalters bestehen bleibt.
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Es
ist daher bekannt, einen Funktionsfehler- oder Störungsanzeiger
zu verwenden, um die Störung
eines Blitzableiters anzuzeigen, wobei entsprechende Vorrichtungen
insbesondere detailliert in dem bereits zuvor genannten Dokument
EP-A-0431528 beschrieben sind. In einer herkömmlichen Anordnung, welche
in der 2 dieses Dokuments dargestellt
ist, ist der Funktionsfehleranzeiger zwischen der Erde und dem Blitzableiter
vorgesehen, mit dem er so verbunden ist, dass der Strom, der im
Fall einer Überspannung
auftritt, durch ihn abgeführt
wird, bis die Überspannung über einen
Bogen zwischen den Hörnern
der Funkenstrecke, die mit dem Blitzableiter in Serie geschaltet
ist, abgeleitet wird.
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Dieser
Blitzableiter muss daher nicht über den
Funktionsfehleranzeiger geerdet sein und sein Verbleib in der Montageposition
wird über
Zwischenschaltung eines Trägerblocks
aus einem Isoliermaterial bewirkt, welcher auf der Höhe des Endes
des Isolatorelements, welches geerdet ist, befestigt ist. Eine derartige
Anordnung weist erhebliche Nachteile auf, insoweit sie impliziert,
dass der Blitzableiter von den metallischen Strukturen des Mastes
isoliert sein muss, der die Erde ist. Der Träger aus Isoliermaterial, auf
welchem der Blitzableiter montiert ist, führt zu zusätzlichen mechanischen Problemen
und kann gegebenenfalls seine mechanischen und elektrischen Eigenschaften
deutlich schneller als vorhergesehen verlieren, wenn die Umgebung,
in der sich der Träger befindet,
raue Eigenschaften aufweist.
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Außerdem neigt
der Funktionsfehleranzeiger, der für einen Beobachter, welcher
sich üblicherweise
am Boden befindet, sichtbar sein sollte, dazu durch andere Montageelemente
aufgrund seiner hohen Position auf der Höhe des Isolatorelements und in
der Nähe
des oberen Endes dieses Elements verdeckt zu werden.
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Das
Ziel der Erfindung ist es, die verschiedenen Nachteile des Standes
der Technik zu beheben.
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Daher
betrifft die Erfindung den Gegenstand einer Blitzableitervorrichtung
für eine
Freileitung für die Übertragung
elektrischer Energie, in welcher ein Blitzableiter mit einer Luft-Funkenstrecke
zwischen der Energieübertragungsleitung
und einer aus einem geerdeten Mastarm gebildeten Tragstruktur in
Serie geschaltet ist, umfassend einen Fehleranzeiger für die Funktion
des Blitzableiters, dadurch gekennzeichnet, dass der Fehleranzeiger
für die
Funktion des Blitzableiters in Serie mit dem Blitzableiter über eines
der Hörner
der Luft-Funkenstrecke verbunden ist.
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Gemäß einer
besonderen Ausführungsform der
Erfindung umfasst die Luft-Funkenstrecke ein erstes Horn, welches
mit der Energieübertragungsleitung
elektrisch verbunden ist, und ein zweites Horn, welches mit einem
Ende des Blitzableiters elektrisch verbunden ist, wobei der Fehleranzeiger für die Funktion
an dem ersten Horn der Luft-Funkenstrecke, beispielsweise in Serie
zwischen zwei Segmenten des erstens Horns angebracht ist. Der Anzeiger
ist vorzugsweise näher
am Ende des ersten Horns, welches mit der Energieübertragungsleitung verbunden
ist, angeordnet.
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Die
Erfindung, ihre Merkmale und ihre Vorteile werden in der Beschreibung
in Verbindung mit der weiter unten beschriebenen einzigen Abbildung
näher erläutert.
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Diese
einzige Abbildung zeigt eine Gesamtansicht eines Vorrichtungsbeispiels
eines Funktionsfehleranzeigers des Blitzableiters für einen
Tragmast einer elektrischen Freileitung nach der Erfindung.
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Diese
Anzeigevorrichtung eines Funktionsfehlers für einen Tragmast einer Freiluftleitung
zur Übertragung
elektrischer Energie ist bestimmt, um mit einem Ende 1 an
einem nicht dargestellten Arm eines Tragmastes über die Zwischenschaltung eines Isolatorelements
des Trägers
aufgehängt
zu werden.
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Dieses
Isolatorelement kann zum Beispiel aus einem einzigen Isolationsmodul
oder aus einer oder mehreren Isolatorketten bestehen. In dem Beispiel,
welches eine Vorrichtung der bekannten Art zeigt, trägt ein Mast
ein Kabel der Leitung 2 über die Zwischenschaltung eines
Isolatorelements, das aus zwei identischen Isolatorketten 3 und 3' in Serie geschaltet
gebildet ist, welche in einer mechanischen Struktur in der Form
eines gleichschenkeligen Trapez vorliegen, wobei eine Seite der
parallelen Seiten durch eine mechanische Aufhängung 4, welche mit dem
Ende 1 verbunden ist, und die andere Seite der parallelen
Seiten durch eine lastabtragende Struktur 5 gebildet wird,
an welche das Kabel 2 zentral über Zwischenschaltung eines
Bügels 6 aufgehängt ist.
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Das
Kabel 2, die lastabtragende Struktur 5 und der
Bügel 6 sind
von der Tragstruktur 4 und dem Mast, welcher das Ende 1 trägt, über die
Isolatorketten 3 und 3' isoliert. Sie weisen ein erstes
Ende 7 auf, welches das gleiche Potential aufweist wie
die Leitung 2, wenn die Leitung, die dieses Kabel umfasst, in
Betrieb ist, und ein zweites Ende 8, das wie der Mast geerdet
ist.
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In
der Anordnung, die in 1 dargestellt ist, ist eine Luft-Funkenstrecke,
welche ein erstes Horn 9 und ein zweites Horn 10 aufweist,
in Serie mit einem Blitzableiter 11 vorgesehen. Der so
gebildete Strompfad ist zwischen dem ersten Ende 2 der
Isolatorkette, mit der das erste Horn 9 elektrisch leitend verbunden
ist, und dem zweiten Ende 8 dieser Kette vorgesehen, mit
dem das zweite Horn 10 über
den Blitzableiter 11 und einer mit dem Träger des
Blitzableiters elektrisch leitenden mechanischen Struktur 12 elektrisch
leitend verbunden ist. Die Tragstruktur, die den Mastausleger 12 bildet,
positioniert den Blitzableiter 11 an der Tragstruktur 4,
an welcher sie mit einen Ende dieses Blitzableiters elektrisch verbunden ist,
welches gegenüberliegend
zu dem Ende ist, an dem das Horn 10 vorgesehen ist.
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Gemäß einer
nicht dargestellten Ausführungsform
und wie bereits oben erwähnt,
kann ein Kabel der Leitung gegebenenfalls durch ein Isolatorelement
getragen werden, wobei das Isolatorelement nur eine einzige Isolatorkette,
sogar einen einzigen Isolator umfasst.
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Unabhängig von
der geplanten Ausführung ist
erfindungsgemäß zum Zwecke
der Überwachung des
Blitzableiters ein Fehleranzeiger 13 für die Funktion des Blitzableiters
auf einem Horn der Funkenstrecke in Serie mit dem Blitzableiter 11 vorgesehen. Dieser
Funktionsfehleranzeiger 13 wird durch den Strom ausgelöst, welcher
durch den Blitzableiter zur Erde im Fall von zwischen den Hörnern 9 und 10 auftretenden elektrischen
Bögen fließt.
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In
der dargestellten Ausführung
ist der Anzeiger 13 auf dem ersten Horn 9 der
Funkenstrecke vorgesehen, welche mit dem Blitzableiter 11 in
Serie geschaltet ist, was es ermöglicht,
dass er gegenüber elektrischen
Bögen,
welche bei einem defekten Blitzableiter auftreten können, geschützt ist.
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In
einer ersten Variante dieser Ausführungsform ist der Funktionsfehleranzeiger 13 in
Serie zwischen einem ersten Segment des ersten Horns 9, welches
mit dem Kabel 2 und dem ersten Ende 7 des Isolatorelements
leitend verbunden ist, und einem zweiten Segment, welches dieses
erste Horn abschließt,
geschaltet, wobei der Funktionsfehleranzeiger 13 in der
Nähe der
mechanischen Befestigung des ersten Segments angeordnet ist.
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Der
Funktionsfehleranzeiger 13 umfasst zum Beispiel einen Teilkörper und
zwei leitende Rohrstutzen, die aneinander gereiht sind, um jeweils
elektrisch und mechanisch mit den stängelartigen Segmenten des ersten
Horns 9 der Funkenstrecke, in der er montiert ist, wechselzuwirken.
Die elektromechanische Verbindung zwischen einer Hülse des
Funktionsfehleranzeigers 13 und dem Segment des ersten Horns 9 kann
zum Beispiel mittels eines Leiterrohrs erfolgen, welches über die
Hülse und
das Segment geführt
wird, wobei diese Seite an Seite angeordnet werden und das Leiterrohr
anschließend
zu beiden hin reduziert wird. Es ist ebenfalls möglich, dass ein derartiger
Zusammenbau in einer Variante auch an dem zweiten Horn der Funkenstrecke
erfolgt, das mit dem zu überwachenden
Blitzableiter in Serie geschaltet ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform
wird der Funktionsfehleranzeiger 13 auf das Horn selbst
montiert, wo er fixiert wird, wobei das Horn aus einem Stück gefertigt
sein kann. Der Körper
des Funktionsfehleranzeiger 13 kann dann mit einer durchgehenden Öffnung versehen
sein, die es ermöglicht,
dass das Horn den Körper
durchdringt, wie es bei den Funktionsfehleranzeiger vom Ringtyp
der Fall ist, wobei der Körper
aus zwei auseinander nehmbaren Teilen bestehen kann, die geeignet
sind, dieses Horn zu umschließen.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist der mit einem Blitzableiter verbundene Funktionsfehleranzeiger 13 mit
Abstand zum freien Ende, welches das Horn, an welchem er angebracht
ist, abschließt, vorgesehen
und weiter bevorzugt ist der Funktionsfehleranzeiger in der Nähe des anderen
Endes des Horns vorgesehen.
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Die
gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vorgesehenen Funktionsfehleranzeiger sind geeigneter Weise bereits
bekannt und ermöglichen
zumindest eine minimale Anzeige des Ausfalls der Blitzableiter,
für die
sie verwendet werden. Die 6 des bereits
genannten Dokuments EP-A-0431528 zeigt eine herkömmliche Ausführungsform
eines verhältnismäßig einfachen
herkömmlichen
Funktionsfehleranzeigers.
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Die
Anzeiger können
auch derart ausgebildet sein, dass sie eine umfassendere Anzeige
ermöglichen,
wie zum Beispiel eine Anzeige der Anzahl an Blitzableitern, wie
sie dem Fachmann bekannt sind.