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Löschrohranordnung für überspannungsableiter Die Erfindung bezieht
sich auf eine Löschrohranordnung für Überspannungsableiter unter Verwendung eines
den Lichtbogen längs umschließenden, vergleichsweise lang gegenüber seinem Innendurchmesser
bemessenen rohrförmigen Schaltraums finit unter Lichtbogenwirkung gasabgebenden
isolierenden Wandungen. Solche Anordnungen sind an sich bekannt.
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Da die Menge des aus dem Wandungsmaterial ausgeschiedenen Gases von
der vom Lichtbogen bestrichenen Fläche und damit von der Länge des Rohres abhängt,
und da andererseits auch die Stromstärke des Lichtbogenstromes die Gaserzeugung
beeinflußt, ist es schwierig, dieLöschrohranordnung so auszubilden, daß sie in,
einem verhältnismäßig weiten, Bereich von Stromstärken sicher und wirkungsvoll arbeitet.
Insbesondere ist es schwierig, bei relativ kurz bemessenen Rohren auch Lichtbogen
kleiner Stromstärke zuverlässig zu löschen.
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Die Erfindung weist einen Weg zur Lösung dieses Problems. Gemäß der
Erfindung ist der rohrförmige Lichtbogenraum mit einem Ventil versehen, welches
erst nach Erreichen eines Druckes geöffnet wird, der auch bei einer im Verhältnis
zu dem zu erfassenden Bereich zu löschender Stromstärken vergleichs@weise geringen
Länge des rohTförmigen Schaltraumes eine wirksame Löschung sicherstellt.
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Dadurch wird die Schwierigkeit der Lichtbogendöschung in einem weiten
Stromstärkenbereich bei Verwendung eines verhältnismäßig kurzen Löschrohres beseitigt
und auch die Möglichkeit geschaffen, den Lichtbogen kürzer, die Lichtbogenspannung
also kleiner zu machen; als es an sich die Rücksichtnahme auf genügende Gaserzeugung
aus dem gasabgebenden Isoliermaterial erlauben würde. Außerdem ergibt sich für die
Überspannungsableiter der Vorteil, daß man: die Lichtbogenlänge und den Elektrodenabstand
damit nur wenig größer zu machen braucht, als es die Betriebsspannung erfordert,
um einen Überschlag bei normaler Frequenz und Spannung zu verhindern, so daß sich
eine besonders gute Schutzwirkung ergibt. Bei den bisher bekannten Ableitern der
eingangs erwähnten Art mußte der Elektroden-abstand erheblich größer bemessen werden,
wenn der Ableiter auch in solchen Netzen verwendet werden sollte, bei denen der
dem Überschlag nachfolgende Betriebsstrom sehr gering sein kann, also beispielsweise
in Netzen mit nicht starr
geerdetem Sternpunkt. In diesen Netzen
kann es nämlich vorkommen, daß bei Nichtvorhandensein vom Erdschlußlöscheinrichtungen
(Löschtransformator, Sternpumktdrossel-, spule) der Erdschlußlichtbogen bei einem
einpoligen Erdschluß, bei dem ein Strom über 5 Ampere auftritt, nicht mehr von selbst
erlischt. Bei Vorhandensein von Erdschlußlöscheinrichtungen liegt diese Grenze etwa
bei 3o Ampere Erdschlußreststrom. Ableiteranordnungen der eingangs erwähnten Art
haben nun, wenn man den wirksamen Teil des Löschrohres lediglich entsprechend dem
mit Rücksicht auf die Betriebsspannung des Netzes erforderlichen @,Iindestelel:tro<lenabstand
bemißt, die Eigenschaft, nur gröbere Lichtbogenströme zu löschen, z.13.. löscht
eine solche Anordnung in einem Bereich von ioo bis iooo Ampere Oder von iooo bis
Sooo Ampere. Durch die Anwendung der Erfindung wird die untere Grenze des Stromes,
bei dein die Löschrohranordnung noch löscht, zu sehr kleinen Stromwerten, z. B.
bis in die Größenordnung von 5 Ampere, verschoben, ohne daß aber gleichzeitig die
obere Grenze, bei welcher der Lichtbogen beim kleinstmöglichen Llektrodenabstand
noch sicher gelöscht wird, geändert wird. Der Bereich mittels des Löschrohres lösbarer
1-ichtbogenstronistä rken läßt sich also durch die Erfindung beträchtlich erweitern.
Dies ist für Ableiter dieser Art besonders aus dem Grund wichtig, weil es auch in
den obengenannten Netzen vorkommen kann, daß der Lichtbogenstroin sehr hoch wird,
beispielsweise bei gleichzeitinein Ansprechen von Ableitern in verschie-Zlenen Phasen.
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Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung.
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In Fig. i ist mit 2 ein zylindrischer Körper bezeichnet, der aus einem
Isoliermaterial biergestellt ist und eine Bohrung 3 besitzt, die beispielsweise
einen Durchmesser von 5 bis 14 inin besitzt. Am oberen und unteren. Ende des Isolierrohres
sind Elektroden .I bzw. 5 aus 1Ietall vorgesehen, welche an die elektrische Freileitung
bzw. an Erde oder den geerdeten lfast angeschlossen werden. Das Isolierrohr kann,
wie bereits erwähnt, aus Hartpapier, Fiber oder Borsäure oder ähnlichem Material
bestehen. Das Isolierrohr kann. mit einem Porzellanüberwurf versehen werden, um
es für die Verwendung im Freien geeignet zu machen.
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Gemäß der Erfindung ist ein Ventil 6 vorgesehen. Im Ausführungsbeispiel
wird das Ventil 6 durch eine Feder 7 geschlossen 1ehalten, die an einem Hebel S
angreift. Die Anordnung ist dabei, wie die Zeichnung zeigt, so getroffen, daß bei
größer «erdender Ventilöffnung die auf das Ventil einwirkende Schließkraft verringert
wird, da der Hebelarm der Feder kleiner wird.
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Tritt ein Überschlag auf, dem nur ein verl?Otnismäßig kleiner Betriebsstrom
nachfolgt, wesca-bleibt das Ventil geschlossen, bis die in 1gerer Zeit, beispielsweise
5 Perioden, ge-Xldeten und angesammelten Gase das Ventil plötzlich öffnen. Dadurch
expandieren diese Gase plötzlich, und der Strom wird - ähnlich wie bei dem Vorgang
in den elastischen Kammern der Expansionsschalter-gelöscht. Nachdem so der Lichtbogen
zum Löschen gebracht wird, schließt sich das Ventil wieder, und der Ableiter ist
wieder betriebsbereit.
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In Fig. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Soweit die Teile mit denen der Fig. i übereinstimmen, sind dieselben Bezugszeichen
gewählt. 2 ist wieder das Isolierrohr, .4 die eine, 5 die andere Elektrode. Das
Isolierrohr ist von einem Porzellankörper 9 umgeben. Die Bohrung 3 ist durch
ein Ventil 6 abgeschlossen, welches durch die vier Hebel io, 11, 12, 13 und die
Federn 14 und IS in seiner Schließstellung gehalten wird. Die Hebel i i und 13 sind
in den Punkten 16 des Ableiters gelagert. Um eine sichere Ventilführung zu erreichen,
sind in dem Ausführungsbeispiel zwei Führungsleisten 17 und iä vorgesehen,
die in Nuten des Ventils 6 eingreifen. Durch richtige Wahl des Winkels zwischen
den Hebeln io und i i bzw. 12 und 13; und durch richtige Anordnung der Angriffspunkte
der Federn kann inan auch bei dieser Anordnung erreichen, daß die Schließkraft bei
größer «erdender Ventilöffnung abnimmt.
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In den Ausführungsbeispielen sind Ventilkonstruktionen angegeben,
bei denen die Schließkraft bei zunehmender Ventilöffnung abnimmt. Das hat den Vorteil,
daß man auch eine. gute Expansion bei sehr kleinen Lichtbogenströmen, z. B. von
5 Amp., erreicht. Sind nicht so kleine Lichtbogenströme zu erwarten, so kann man
auch mit einfacheren Konstruktionen auskommen; bei denen die Schließkraft ungefähr
konstant ist oder bei wachsender Ventilöffnung zunimmt.
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Vorteilhaft wird man die Masse der bewegten Teile des Ventils sehr
klein halten, um eine schnelle Öffnung des Ventils zu bewirken. Ein möglichst unverzögertes
Öffnen ist erforderlich beim Auftreten von großen Strömen, bei denen auch eine Löschung
ohne Vorhandensein eines Ventils erfolgen würde und bei denen das Ventil unter Umständen
eine Behinderung der sofortigen Expansion darstellen würde. Solche großen Ströme
können beispielsweise auftreten, wenn der Erdschlußlöscher stark verstimmt oder
außer Betrieb ist oder wenn mehrere solcher Ab-
Leiter in verschiedenen
Phasen ansprechen. Dadurch, daß man ein schnelles Öffnen gestattet, wird auch die
obere Grenze, bei -,welcher der Ableiter noch sicher arbeitet, nicht geändert. Der
Ableiter hat also, wie bereits erwähnt, einen wesentlich größeren Arbeitsbereich
als der Ableiter ohne Ventil.
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Um die hmi-egten Massen klein zu halten, kann man das Ventil und den
Hebel beispielsweise aus Leichtmetall herstellen oder aus Isoliermaterial, insbesondere
aus feuerfestem Isoliermaterial, wie Asbest, keramischen Stoffen u. dgl.
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Auch durch zweckmäßige Formgebung, beispielsweise durch Hohlformen,
kann das Gewicht der bewegten. Teile gering gehalten werden.
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In Fig. i des Ausführungsbeispieles besitzt das Ventil noch eine Bohrung
ig, durch welche beispielsweise das. im Innern des Ableiters sich bildende Wasser
nach außen abfließen kann.
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Im Ausführungsbeispiel besitzt der Isolierkörper 2 nur eine einzige
Bohrung. Man könnte ihn aber auch an Steile mit einer Bohrung mit mehreren Bohrungen
geringeren Durchmessers ausführen oder de Bohrung durch Zwischenwände unterteilen.
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Die Elektrode 4 kann auch mit der einen Elektrode einer normalen Luftfunkenstrecke
in Reihe geschaltet werden, deren andere mit :der Leitung in. Verbindung steht.
Die Elektrode kann aber auch einen Bügel tragen., welcher die eine Elektrode einer
Funkenstrecke bildet, deren andere Elektrode die Freileitung ist. Der Bügel wird
zweckmäßig kreisförmig ausgebildet mit dem Aufhängepunkt der Freileitung als Mittelpunkt,
so daß auch bei Schwingungen der Leitung die Überschlagsweite konstant bleibt. Wird
also der Ableiter so parallel zu den. Isolatoren der Freileitung geschaltet, so
werden diese gegen Überschläge geschützt, da sich der Überschlag über den Ableiter
vollzieht. In Fig. 3 ist noch schematisch diese Anordnung hergestellt. 20 ist der
Eisenmast mit den Hängeisolatorketten 21 und den Phasenleitungen 22. Mit
23 sind die Ableiter bezeichnet, die an besonderen Stegen 24 oder an den
normalen Traversen befestigt sind. Die Ableiter tragen einen: Bügel 25, welcher
mit der Freileitung eine Luftfunkenstrecke bildet. Um zu verhindern, daß der Ableiter
der obersten Phase bei seinem Ansprechen einen Überschlag an der unteren Isolatorkette
einleitet, ist ein knieförmiges Ansatzstück 26 vorgesehen, durch welches die heißen
Gase nach der Seite abgeleitet «erden.
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Der Ableiter kann aber nicht nur bei Freileitungsmasten angewendet
werden, sondern auch in Stationen zur Ableitung von Überspannungen.