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Überspannungsableiter mit Widerstandskörper und Funkenstrecke Die
Erfindung bezieht sich auf einen überspannungsableiter mit Funkenstrecke, dessen
Gehäuseinneres in zwei Räume unterteilt ist, von denen der eine besonders druckfest
ausgebildet ist. Die bekannten überspannungsableiter dieser Art haben den Nachteil,
daß der druckfeste Raum für den vollen, beim Ansprechen des Ableiters auftretenden
Überdruck bemessen werden muß.
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Es ist zwar ferner an sich bereits vorgeschlagen worden, die Isoliergehäuse
von Überspannungsableitern derart mit einem Boden auszurüsten, daß bei einem Überdruck
im Gehäuse der Boden mit der an ihm befestigten Erdleitung abfällt. Größere Isoliergehäuse
sind aber bei dieser Befestigung des Bodens noch nicht gegen Zerstörtwerden geschützt
bei solchen Drücken, die bei hohem Erdschlußstrom rasch eine beträchtliche Höhe
erreichen und eine brisante Sprengwirkung zur Folge haben. Ist dabei der überspannungsableiter
mit einer Bruchsicherung, insbesondere in Gestalt eines mit dem Isoliergehäuse aus
einem einzigen Materialstück bestehenden Abschlußbodens geringer Festigkeit versehen,
so muß zur Erreichung einer wirksamen Entlastung die Bruchsicherung so schwach sein,
daß die Gefahr besteht, daß sie schon beim Transportieren oder bei der Montage zerstört
wird. Zur Vermeidung dieser Gefahr ist eine gewisse Bodenstärke erforderlich, die
nicht unterschritten werden darf. Daraus würde sich bei dem bekannten überspannungsableiter
die Notwendigkeit ergeben, die Wandungen des ganzen Gehäuses stärker zu machen,
als es aus mechanischen Gründen erforderlich wäre.
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Demgegenüber wird nun der Innenraum des Isoliergehäuses, wie es auch
schon bei Überspannungsableitern ohne abfallenden Boden bekannt ist, so unterteilt,
daß nur ein Teil des Gehäuses oder ein besonderer Einsatz so stark ausgeführt wird,
daß er den bis zum Absprengen des Bodens sich entwickelnden Überdruck aufzunehmen
imstande ist. Die Erfindung besteht dann darin, daß der besondere druckfeste Raum,
welcher mindestens einen Teil eines mit der Funkenstrecke in Reihe liegenden Widerstandskörpers
enthält, bis an die Außenfläche des Gehäuses heranreicht und an dieser Stelle durch
eine an sich bekannte Bruchsicherung in Gestalt eines Bodens von geringerer Druckfestigkeit
abgeschlossen ist, während der andere Raum mit dem erstgenannten überhaupt nicht
oder nur durch kleinere Strömungsquerschnitte ver-
Bunden ist. Der
durch den druckfest ausgebildeten Raum aufgenommene Hauptdruck entsteht dabei z.
B. an der Stelle. an der
| eines der Ableiterelemente, z. B. der Wider- |
| s eng tandskörper, n umgeben van wird. der Die Wandung
in dem des engen Gehäus Spa -1 |
zwischen Ableiterelement und Wandung btfindliche Luft wird durch die ein Ableiterelement
entwickelte Stromwärme rasch erhitzt, und es wird damit ein plötzlicher starker
Druck gebildet, der dem Isoliergehäuse gefährlich werden kann, wenn nicht die Entlastung
durch Abfallen des Abschlußbodens erfolgen würde. Der druckfest ausgebildete Raum,
in dem das Ableiterelement angeordnet ist, braucht hierbei nicht für den vollen,
beim Ansprechen des Ableiters auftretenden Cberdruck bemessen zu werden, da beim
L'Iberschreiten einer bestimmten Druckhöhe die Entlastung durch Abfallen des Abschlußbodens
erfolgt.
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',Mach einer weiteren Erfindung kann die Anordnung so getroffen werden,
daß sich in dem aus keramischem Werkstoff bestehenden Isoliergehäuse eine Querwand
befindet und daß von den beiden durch die Querwand getrennten Räumen der eine durch
den bei Überdruck abfallenden Boden abgeschlossen ist, im übrigen aber besonders
starke Wandungen besitzt und von dem in ihm enthaltenen Teil des Widerstandskörpers
nahezu ganz ausgefüllt ist, während der andere Raum die übrigen Elemente des Ableiters
enthält, welche ihn aber nur teilweise ausfüllen. Hierdurch wird das aus keramischem
Werkstoff bestehende Isoliergehäuse des Überspannungsableiters in einer besonders
vorteilhaften Weise von dem durch die auf den auftretenden Kurzschluß- oder Erdschlußstrom
zurückzuführende Erhitzung der Widerstandskörper und die dadurch verursachte Gasentwicklung
entstehenden Überdruck entlastet, so daß das Isoliergehäuse zum größten Teil mit
verhältnismäßig geringer Wandstärke ausgeführt werden kann, ohne daß die Gefahr
besteht, daß der Isolierkörper zersprengt wird.
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Eine andere erfindungsgemäße Möglichkeit, einen druckfesten Raum im
Isoliergehäuse so zu schaffen, daß das Isoliergehäuse mindestens zum größten Teil
verhältnismäßig dünnwandig ausgeführt werden kann, besteht darin, daß ein im Isoliergehäuse
angeordnetes, oben fest verschlossenes Rohr aus Hartpapier oder einem ähnlichen
druckfesten Isolierstoff vorgesehen wird, das unten durch den bei überdruck abfallenden
Boden verschlossen ist und einige oder alle Elemente des Überspannungsableiters
enthält. Da das Hartpapier o. dgl. gegenüber dem spröden keramischen Werkstoff,
insbesondere Porzellan, des Isoliergehäuses größere Festigkeit und eine gewisse
Elastizität besitzt, so vermag ein aus einem derartigen Isolierstoff bestehender
rohrförmiger Körper Formänderungsarbeit auf-
| zunehmen, ohne zersprengt zu -werden. |
| # Werden hierbei sämtliche aktiven Teilu d(s |
| nerspannungsableiters, also auch die Fun- |
kenstrecke, von dem i-iartpapierronr umscniossen, so schützt das Hartpapierrohr
das Isoliergehäuse auch in vorteilhafter Weise gegen die Einwirkungen eines an der
Funkenstrecke etwa auftretenden Lichtbogens, während die Lichtbogenhitze ohne Anbringung
eines Hartpapierrohres unmittelbar auf den keramischen Werkstoff einwirken und dadurch
die Widerstandsfähigkeit desselben gegen inneren L'berdruck herabsetzen würde.
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In den zig. i bis 3 sind Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt.
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In den Figuren ist das aus kerainischein .Material bestehende Isoliergehäuse
des Überspannungsableiters mit io bezeichnet. Das Isoliergehäuse wird oben durch
eine Metallkappe i i abgeschlossen, die die eine Elektrode 12 der zum überspannungsableiter
gehörenden Funkenstrecke trägt. Nach Fig. i ist der untere Teil des Isoliergehäuses
als druckfester Raune mit verstärkter Wandung ausgebildet und dieser Raum gegen
den übrien Raum im Gehäuse durch einen starken' Zwischenboden 13 abgeschlossen.
Der dl;uckfeste Raum ist von einem `fei. 14 des Widerstandskörpers nahezu ganz ausgefüllt.
In dem über dem druckfesten Raum befindlichen weiteren Raum des Isoliergehäuses
befindet sich der andere Teil 15 des Widerstandskörpers mit der zur Funkenstrecke
gehörenden zweiten Elektrode 16. Der druckfeste Raum des Isoliergehäuses «-ird unten
durch den mit der Anschlußklemme i,- versehenen Boden i S abgeschlossen. Der Boden
ist mittels der Schraubenbolzen i9 und 2o an dem Sockel 21 des Isoliergehäuses i
o befestigt, der von zwei U-Eisen 2- und 23 getragen wird. Der Boden ig ist ferner
mit einer kreisförmigen Einkerbung 2q. versehen, so daß bei einem Überdruck im Druckraum
des Isoliergehäuses der mittlere Teil des Bodens herausgebrochen wird und mit der
an der Anschlußklemme 17 befestigten Erdleitung abfällt.
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In Fig.2 ist das aus Löschfunkenstrecke und Widerstandskörper bestehende
Ableiterelement 25 innerhalb des Isoliergehäuses io in einem Hartpapierrohr 26 angeordnet,
das oben durch die metallene Kappe 27 fest abgeschlossen ist. Die .Metallkappe trägt
die andere Elektrode 16 der Funkenstrecke und ist mit dem Ableiterelement 25 leitend
verbunden. Das in den Sockel 2 i eingesetzte Hartpapierrohr 26 wird unten durch
den Boden iS abgeschlossen, der wie in Fig.i
mit Schraubenbolzen
19 und 2o am -Sockel zi befestigt und mit einer Einkerbung 2:1 versehen ist.
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In Fig.3 sind alle Elemente des Überspännungsableiters, d. b. Widerstandskörper
25 und Funkenstrecke mit den Elektroden 12 und 16 im Hartpapierrohr 26 angeordnet.
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Um das Abreißen des Bodens vom Gehäuse zu beschleunigen und damit
den Erdschlußstrom durch Fortschleudern der `Er dleitung möglichst rasch zu unterbrechen,
kann erfindungsgemäß die Druckbildung im druckfesten Raum des _ Isoliergehäuses
dadurch unterstützt werden, daß man in diesem Raum eine Substanz, z. B. ein schwachwirkendes
Schwarzpulver, vorsieht, aus der bei Erwärmung eine größere Menge Gas entwickelt
wird.