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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.