DE716172C - UEberspannungsableiter - Google Patents

Description

• Überspannungsableiter Es ist bereits bekannt, bei Überspannungsschutzanlagen ein Widerstandselement mit einer oder mehreren Funkenstrecken bzw. mit einer Glimmentladungsstrecke in Reine zu schalten. Derartige Überspannungsableiter haben, die Aufgabe, die in den elektrischen Anlagen auftretenden Überspannungen, die beispielsweise atmosphärischen Ursprungs sein können, sicher abzuleiten und nach dem Ansprechen des Ableiters den zufolge der Betriebsspannung nachfließenden Reststrom zu unterbrechen. Die Möglichkeit einer solchen Unterbrechung des Reststromes ist nicht ohne weiteres gegeben, wenn es sich um Gleichspannungsanlagen handelt, weil bei diesen der bei Wechselstrom vorhandene natürliche Stromnulldurchgang fehlt.
• Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter, bei dem eine der Elektroden ganz oder teilweise aus ferromagnetischem Stoff hergestellt ist, wobei der Abstand dieser Elektrode von der entsprechenden Gegenelektrode durch magnetische Beeinflussung geändert werden kann. Zweck der Erfindung ist es, derartige Überspannungsableiter, die an sich bekannt sind, derart zu verbessern, daß ein sicheres Löschen des gezündeten Lichtbogens erzielt wird. Die Erfindung besteht darin, daß die bewegliche Elektrode an ihrer Stirnseite mit einem Ansatz aus Isolierstoff ausgestattet und durch die Bohrung eines keramischen Einsatzkörpers geführt wird, derart, daß beim Entfernen der Elektrode von der entsprechenden Gegenelektrode die Elektrode in die Bohrung des keramischen Einsatzes hineinbewegt und die Entladungswege zwischen den Elektroden durch die Isolierstoffteile unterbrochen werden. Es ist zwar bereits bekannt, daß bei Überspannungsableitern das Löschen des gezündeten Lichtbogens dadurch begünstigt werden kann, daß der Abstand der Elektrode vergrößert wird. LTin ein sich=res Löschen des Lichtbogens zu bewirken, inüLlte nian aber den Abstand zwischen den Elektroden schon ganz erheblich Z-ergrößerti. Feim Gegenstand der Erfindung wird demgegenüber ein sicheres Abreißen des -u-ründeten Lichtbogens dadurch leervorgerufen, daß die Entladungswege zwischen den Elektroden unterbrochen werden.
• Da: Gehäuse des L'berspannungsableiters nach der Erfindung wird vorzugsweise aus keramischen Stoffen hergestellt, da diese gegenüber dein Werkstoff Glas eine größere mechanische und thermische Festigkeit aufweisen. Dabei empfiehlt es sich, die Verbindungen zwischen den metallischen und keramischen Teilen unter Verwendung eines Hartlotes vorzunehmen. Hierzu eignet sich beispielsweise ein Silberlot, wenn man vor dein Löten die keramischen Verbindungsstellen finit dein Überzug eines hochschmelzenden unedlen Metallen versieht. Zu diesem Zweck kann man eine Paste aus Eisenpulver, vorztigsweise aus Karbonyleisen, auf die keramischen Verbindungsstellen auftragen und in einem nachfolgenden Sinterprozeß festlegen.
• In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt. Fig. i zeigt einen Überspannungsableiter, dessen zylindrisches Gehäuse i aus Keramik besteht. Die Stirnseiten des Zylinders sind durch Auflötet, der Metallkappen 2 und 3 verschlossen. In die Metallkappen sind die Stromzuführungen d. und 3 durch Verlöten oder Verschwei-Ilen vakuumdicht eingesetzt. Man kann dabei die Stromzuführungen ohne C)uerschnittsverminderung in das Gehäuse dies ÜberspannungSableiters eintreten und in die Elektroden übergehen lassen. Die Elektroden des Ü berspannungsableiters sind mit 6, 7 und 8 bezeichnet. Der Elektrodenkörper S ist mindestens an seinem oberen Ende aus einem ferromagnetischen Material hergestellt. Bei 9 und io sind keramische Einsätze vorgesehen, in deren zentralen Bohrungen der F_lektrodenkörper 8 geführt wird. 'Mit i i ist eine Magiietspule bezeichnet, die den überspannungsaMeiter konzentrisch umgibt und den Elektrodenkörper 8 nach oben hebt, wenn sie vom Strom durchflossen wird. Bei einer derartigen Bewegung des Elektrodenkörpers 8 wird sein unteres Ende in die Bohrung des keramischen Einsatzes io hineingezogen, so daß die Glimmentladung in dem unteren Teil des i'berspannungsableiters erlischt. Uni dieses Erlöschen sicher zu erreichen, kann man den unteren Teil des Elektrodenkörpers 8 noch finit einem Ansatz 12 aus einem Isolier- -niaterial. beispielsweise aus Keramik, versehen.
• In Fig. 2 ist der Elektrodenkörper 8 in einer Stellung gezeichnet, die er einnimmt, .obald die Magnetspule i i voni Strom durchflossen wird. Wie die Figur deutlich erkennen läßt, ist in dieser Stellung der untere "!'eil des Elektrodenkörpers um einen gcwisse,i Betrag in die 13,ohrung des keramischen Einsatzes i o 'hineingezogen, so daf, insbesondere wegen des Isolieransatzes 1z, ein,-sichere Löschung der Glimmentladung erzielt wird.
• Fig.3 zeigt ein weiteres _@usfü@rungsbeispiel, bei dein das keramische Gehäuse i i indessen nur einen Glimmentladungsrauin, und zwar in seinem unteren Teile aufweist. Die Abdichtung der Stirnseiten des Gehäuses i i, erfolgt auch hier durch Auflöten zweier Metallkappen 12 und 13. Der Elektrodenkörper ist mit 18 bezeichnet: sein der Elektrode 17 gegenüberstehendes Ende kann auch hier einen aus einem Isolierstoff bestehenden Ansatz 22 tragen. Z@"enn bei dieser Ausführung d'e -,Magnetspule 21 vom Strom durchflossen wird, dann wird der Elektrodenkörper 18 gegen die Kraft der Feder 3o' aufwärts be-, wiegt, so daß auch bei Überspannungsableitern dieser Art die Glimmentladung zwischen den Elektroden 18 und 17 erlischt.
• Fig. d. zeigt eine Schaltungsanordnung für L'berspannungsableiter nach der Erfindung. Die zu schützende Hochspannungsleitung ist finit .4o beze'chnet: in Serie mit dein L'berspannungsableiter d.2 ist ein Wideistandseleinent .I3 geschaltet. Die den L berspannungsableiter konzentrisch umgebende 1-Iagnetsptlle ist mit -.i bezeichnet: sie ist über die Leitungen .LM und 45 mit den Enden des Widerstandes bei 43 verbunden. - Wird nun eine in der Leitung d.o auftretende Überspannung abgeleitet, so entsteht an den Enden des Widerstandes .I3 ein Spannungsabfall, demzufolge c°in Strom die Magnetspule 4i durchfließt und dadurch den Elektrodenkörper 8 bzw. i8 derartig bewegt, daß die Glimmentladung unterbrochen wird. Es kann deshalb der infolge der Betriebsspannung in der Leitung 40 an sieh mögliche Reststrom nicht nachfließen.
• Mit Rücksicht darauf, dab bisweilen Mehrfachblitze auftreten, ist es erwünscht, daß der >`7berspannungsableiter erst nach '", bis ';`5 Sekunde den Ableitungsstromkreis öffnet. Bei dein erfindungsgemäßen Cb,-rspannungsableiter kann jede gewünschte \`errögeruiig f=ür den erwähnten Zweck erzielt werden. Man kann beispielsweise die Masse des ferromagnetischen Elektrodenteiles entsprechend bemessen oder ihn aus einem Material finit passenden magnetischen Eigenschaften Herstellen. Schließlich wäre es auch möglich, durch die Anbringung von K:irzsclilußwindungen auf der Spule das erwähnte "Ziel zu erreichen. Überspannungsableiter nach der Erfindung erweisen sich als äußerst widerstandsfähig und gewährleisten ein sicheres Arbeiten auch beim Ableiten hoher Gleichspannungen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Überspannungsableiter mit einem vorzugsweise keramischen Gehäuse, bei dein eine der Elektroden ganz oder teilweise aus ferromagnetischem Stofft hergestellt ist, wobei der Abstand dieser Elektrode von der entsprechenden Gegenelektrode durch magnetische Beeinflussung geändert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche-Elektrode an ihrer Stirnseite mit einem Ansatz aus Isolierstoff ausgestattet und durch die Bohrung eines keramischen Einsatzkörpers geführt ist, derart, daß beim Entfernen der Elektrode von der entsprechenden Gegenelektrode die Elektrode in die Bohrung des keramischen Einsatzes hineinbewegt und die Entladungswege zwischen den Elektroden durch die Isolierstoffteile unterbrochen werden.
2. 2. überspannungsableiter nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der ferromagnetische Teil der Elektrode und die Spule so- bemessen sind, daß beim Auftreten einer Überspannung der Lichtbogen erst mit einer Zeitverzögerung von min-, destens 1/1o Sek. abgeschaltet wird.
3. 3. Schaltungsanordnung zum Betrieb von überspannungsableitern nach den Ansprüchen i und 2, bei der in Serie mit dem Überspannungsableiter in an sich bekannter Weise ein Widerstand geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden dieses Widerstandes mit den Stromzuführungen der zur Beeinflussung der beweglichen Elektrode des Überspannungsableiters dienenden Magnetspule verbunden sind.