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Überspannungsschutzeinriehtung Die bekannten Überspannungs- und Überstromsicherungseinrichtungen
für Fernmeldeanlagen bestehen aus einer Grobschmelzsicherung und einem Grobspannungsableiter,
ferner meist noch aus einem Feinspannungsableiter und einer Feinschmelzsicherung
in Reihe mit der zu schützenden Einrichtung und vor der zu schützenden Einrichtung.
Die Grobschmelzsicherung ist dabei meist zwischen den nach Erde abgezweigten Grob-und
Feinspannungsableiter geschaltet. Im allgemeinen muß die Grobspannungssicherung
auf eine nicht zu hohe Ansprechspannung von etwa nur iooo V eingestellt werden.
Dabei ist die Zuverlässigkeit des Ansprechens davon abhängig, ob die ÜberspannLmgsfunkenstreckenkontakte
sauber sind; das ist aber bei dem geringen Abstand, der für iooo ` erforderlich
ist, eine (quelle von Störungen: Dagegen hilft im allgemeinen die bekannte Kapselung
nur in seltenen Fällen. Außerdem ist die Kapselung aus Platzmangel vielfach nicht
anwendbar.
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Erfindungsgemäß wird trotz großen für die Sicherheit gegen Verschmutzen
bemessenen Elektrodenabständen ein leichtes Ansprechen der Überspannungsstrecke
durch die Anordnung des Schmelzdrahtes der Schmelzsicherung im Entladungsraum der
überspannungsstrecke erreicht; dadurch spricht die Überspannungsstrecke beim Ansprechen
der Schmelzsicherung selbst sofort zwangsläufig an. Dies hat seine Ursache teils
darin, daß der beim Auslösen der Schmelzsicherung entstehende Lichtbogen den Entladungsraum
des Spannungsableiters ionisiert und die Entladung
auf die geerdete
Elektrode des Spannungsableiters übergeht, teils kann die Lichtbogeribahn auch durch
elel:trociyliainisclle Wirkung oder bei geeigneter Ausbildung der Entladungskammer
durch den beim-Lichtbogen entstehenden Überdruck (Blaswirkung an die geerdete Elektrode
lierangedräilgt werden. Damit wird insbesondere eine gute Sicherungswirkung gegenüber
Blitzschlägen erreicht. Der Schinelzdralit kann entweder durch den Luftspalt hindurchgeführt
sein oder aber auch selbst die nicht g.-erdete Elektrode der Vberspannungsstrecke
teilweise oder ganz bilden.
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Es kann die Stromsicherung auch in einem Glaskolben oder einer sonstigen
isolierenden Hülle untergebracht sein, das heißt z. B. die Form normaler Glassicherungen
erhalten. Der beim Auslösen der - Stromsicherung unter dem Einfluß gerade gefährlicher
Spannungen entstehende Lichtbogen zerstört die Hülle, sa daß die Ionisierung des
Luftraumes nicht unterbunden wird. Man erhält dagegen den Vorteil-einfaclrer Auswechselbarkeit.
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Es kann auch die geerdete Elektrode so ausgebildet werden, daß sie
den Feinschutzteil vom Grobschutzteil und Leitungseinführung räumlich trennt. Dadurch
wird der Feinspannungsteil -vor den schädlichen Auswirkungen_ der Lichtbogenentladung
auf die Umgebung geschützt, cla die. Entladung auf den oberen Raum beschränkt bleibt.
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'Uni die Entladung nicht nur auf die geerdete Elektrode des Grobspannungsableiters
überzuführen, sondern auch bald zum Erlöschen zu bringen, ist e, vorteilhaft, das
Sicherungssystem mit den zum Löschen üblichen Vorkehrungen zu kombinieren. Das kann
beispielsweise dadurch geschehen, daß ('las System in eine haminer gesetzt ist und
durch den entstehenden Überdruck der Lichtbogen gelöscht wird, oder dar die leitungsseitige-
Elektrode der Grobstroinsicherung einerseits und die geerdete Elektrode des Grobspannungsableiters
andererseits geeignet, z. B. hörnerartig, ausgebildet ist.
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Um die schnell-, Ableitung der der_I,'berspannung entsprechenden Energie
zur Erde zu verbessern, wird der Abstand zwischen den mit der Freileitung und der
Erde verbundenen Elektroelen (s. z. B. Fig. 3a, 3b und 4) kleiner als der Abstand
der mit dein zu schützenden Apparat verbundenen Elektrode von der mit der Erde verbundenen
gewählt.
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In den Fig. i bis ; ist der Gegenstand der Erfindung an Ausführungsbeispielen
dargestellt.
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In der die übliche Doppelleitungsanordnung zeigenden Fig. i ist i
der Verbraucher, der Scliinelzleiter für die in Reiht mit dein Verbraucher geschaltete
Grob:schmelzsicherung, der gleichzeitig die eine Elektrode de r Grobfunkenstrecke
ist: die geerdete Gegenelektrode zu 2 ist die ringförmige Elektrocle ö. Die beiden
Zuleitungen d. stellen den Anfang der Fernleitung dar. 3 ist der Luftspalt zwischen
Schmelzleiter 2 und Ringelektrode 6, also die Grobfunkenstrecke.
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Zwischen Grobschmelzleiter 2 und Verbraucher i ist gegen Erde ein
Feinspannunbsableiter o. dgl. beschaltet. Zwischen Schmelzleiter 2 und Verbraucher
mit diesem in Reihe ist zw-eckmäßig# noch eine Feinschmelzsicherung vorgesehen,
die den ,1.,ppitrat vor länger dauernden kleineren U'berströnien schützen soll.
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Eine Überspannung auf der Freileitung gelangt bei d. in das Schutzsystem
und bringt den Feinspannungsableiter ; zum Ansprechen. Sie gelangt also -nicht bis
zum Apparat r. Nach dein Ansprechen von ; wird bei Entladungsströmen, die so groß
sind, daß ; zeistört werden könnte, der Schmelzleiter -2 abschmelzen und ein Lichtbogen
von 2 nach (, auftreten, und zwar durch Ionisation der Funkenstrecke infolge der
Verdampfung dtr Metalle des Schmelzleiters. Da 6 eine Ringelektrode ist, wird beim
Abschmelzen von 2. der zu schützende Apparat i und der Feinsparinungsableiter; auf
jeden Fall von der Leitung d. getrennt: denn ein etwa stehenbleibender Lichtbogen
geht von .t nach f>, Matt (wie das bei dein sonst üblichen Sicherungssystem der
Fall sein kann) nach ;.
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Der technische Fortschritt bestellt nicht nur darin, daß der Grobspannungsableiter
eine höhere Ansprechspannung erhalten kann und somit leichter einzustellen ist,
sondern auch darin, daß die Grobstromsicherung, die durch den Spannungsableiter
erfindungsgemäß durchgeführt ist, jetzt nicht ineliilichtbogensicher abschalten
niu13, uni den dachgeschalteten Feinspannungsableiter zu schützen, sondern daß der
Lichtbogen dies;r Sicherung gegen die z. B, ringförmig oder hörnerartig ausgebildete
geerdete Elektroehe des Grobspannungsableiters geblasen wird und die Entladung dadurch
nach Erde übergeht und so trotz des Lichtbogens der Feinspannungsableiter wie überhaupt
die dahinterliegende Apparatur geschützt bleibt.
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Zweckmäßig wird dabei das dem zu schützenden Verbraucher abgewandte
Ende des Schmelzleiters 8 nur bis in die Elektrode g geführt, wie das in der schematisch
nur für eine der beiden Leitungen geze ichneten Fig. 2 zu erkennen ist.
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Die Fig. 3 a und 3 b zeigen eine Anor dnung, bei der die Schmelzsicherung
die normale Form einer Glassicherung in init den
Schmelzdrähten
i i hat. Der Kontakt der Kappen 12 mit der mit der Leitung verbun-Jenen Elektrode
14 wird durch Druck der Feder 15 von unten her über den hier gleichzeitig als Kontaktelektrode
ausgebildeten Hebel 16 bewirkt. Der Hebel 16 nimmt durch einen geeignet geformten
pockenartigen Fortsatz - nach Herausschleudern der Schmelzsicherung durch den beim
Ansprechen einsetzenden Überdruck die in der Fig. 3 b gezeichnete zweitmögliche
Endlage ein, in der er durch dieselbe Feder 15 festgehalten wird. Durch diese Endlage
wird angezeigt, daß die Sicherung ausgelöst hat.
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Fig. q. zeigt die Ausbildung der als Überspannungsstrecke wirksamen
Elektroden i9 und :2o in Form der an sich bekannten Hörnerableiter. Die Schmelzsicherung
22, die das Ansprechen der Überspannungsstrecke bei ihrem Ansprechen bewirkt, ist
in ähnlicher Weise wie in den Fig. 3 a und 3 b angeordnet.
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Die Fig.5 zeigt links im Schnitt, rechts im Teilschnitt und Ansicht
die zweckmäßig praktische Ausgestaltung einer solchen Überspannungsstrecke mit Auslösung
durch das Ansprechen der Schmelzsicherung 2.4. Die Anordnung ist so getroffen, daß
die Schmelzsicherung in elektrisch berührungssicherer Weise auswechselbar angeordnet
ist. Die obere Elektrodenkappe 23 der Glasschmelzsicherung 24 ist mit dem zu schützenden,
an die Leitung 25 angeschlossenen Apparat durch den Kontakt mit dem Kontaktstück
26 verbunden. Die Schmelzsicherung 24 ragt mit einem größeren Teil ihrer Länge durch
die allen Schmelzsicherungen als geerdete Überspannungsstreckenelektrode gemeinsame
Platte -27. An dieser Platte 27 sind unter Zwischenfügung von Isolierstücken 28
Schraubfassungen 29 z. B. mit Schrauben 30 befestigt, die mit den Freileitungszuführungen
3i verbunden sind. Unter Verwendung einer - Metallschraubgewindekappe 32, einer
Tsoliereinsatzhülle 33 und einer mit Innenschraubgewinde versehenen Isolierüberfangkappe
34 ist die Schmelzsicherung 2d. elektrisch mit der Fassung 29 verbunden. Durch diese
Anordnung ist sie berührungssicher untergebracht und kann auch ohne Gefahr bei unter
Spannung stehender Leitung ausgewechselt werden. Um den beim Ansprechen entstehenden
Lichtbogen durch seine eigene Blaswirkung schnell zu löschen, sind in der Isolierplatte
35, in der die Kontaktstücke 26 befestigt sind, Löcher 36 vorgesehen, durch die
die entstehenden Dämpfe {wie durch Pfeil. angedeutet) ausströmen können.
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In Fig. 6 ist. eine, Schmelzsicherung dargestellt, die durch die besondere
Anordnung des Schmelzleiters besonders geeignet ist. durch diesen im Augenblick
seiner Zerstörung durch die elektrodynamische Wirkung des Stromes die Zündung der
Überspannungsfunkenstrecke zu bewirken. Auf den Trägerkörper 37 ist zweckmäßig in
einer gewindeartigen 'Tut der Schmelzleiter 38 gewickelt. Die Anordnung entspricht
im übrigen der der Fig. i bis 5. -In Fig. 7 ist gezeigt, wie die Verbindungsleitungen
39 zu dem Schmelzleiter d.o in einer Schleife geführt werden müssen, damit diese
elektromagnetische Blaswirkung im Sinne einer Zündung der Überspannungsstrecke zur
Endelektrode 41 erreicht werden kann.