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Überspannungsschutzeinrichtung für elektrische Apparate, insbesondere
Transformatoren Gegenstand der Erfindung ist eine überspannungsschutzeinrichtung
für elektrische Apparate, insbesondere Transformatoren. Bekannt sind überspannungsschutzeinrichtungen,
die aus einer Funkenstrecke bestehen, deren Entladungsbahn durch Körper aus Isolierstoff
eng umschlossen ist. Der Querschnitt des bei der Entladung auftretenden Lichtbogens
ist hierdurch begrenzt. In der Entladungsbahn kann auch ein Isolierkörper eingesetzt
sein, der einzelne Entladungskanäle enthält. Die mit dem Entladungslichtbogen in
Berührung kommenden Wandteile der Isolierkörper oder die ganzen Isolierkörper können
mit Stoffen getränkt oder bestrichen sein oder solche Stoffe enthalten, die bei
auftretenden Entladungen erstionisierende Gase frei werden lassen. Derartige Schutzeinrichtungen
baut man möglichst nahe der die überspannungen führenden Leitung in Wandteile, z.
B. in die Seitenwand oder in den Deckel des Transformatorkessels ein. . Die mit
dem Kessel leitend verbundene Elektrode der Einrichtung dient zum Anklemmen des
Überspannüngsschutzes an der Kesselwand.
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Die Erfindung befaßt sich nun mit einer baulichen Ergänzung eines
derartigen überspannungsschutzes. Gemäß der Erfindung wird mit der Schutzeinrichtung
ein rohrförmiger oder prismatischer Isolierkörper zu, sammengebaut, der ein oder
mehrere als Schmelzsicherung dienende Drähte oder Bänder enthält. Die eine Elektrode
dieser Einrichtung ist mit dem zu schützenden Apparat und dem einen Schmelzdrahtende
verbunden, während das andere Schmelzdrahtende an die zureite Elektrode angeschlossen
ist, die gleichzeitig als Elektrode für die Funkenstrecke des Überspannungsschutzes
dient und mit der die Überspannungen führenden Leitung verbunden ist. Diese Elektrode
enthält außerdem erfindungsgemäß eine Bohrung, die den die Schmelzsicherung enthaltenden
Raum mit dem Entladungsraum der Funkenstrecke und der Außenluft verbindet. Dadurch
wird ein gedrängter Zusammenbau mit kurzen Verbindungsleitungen und eine sichere
Löschung des beim Ansprechen der Schmelzsicherungen auftretenden Lichtbogens erzielt.
Die Kürze der genannten Verbindungsleitungen ist füf das Fernhalten der einziehenden
überspannungswellen von den Apparateteilen, z. B. von den Wicklungen, von ausschlaggebender
Bedeutung. Je kürzer die genannten Leitungen sind, desto geringere Anteile der überspannungswelle
werden auf die Apparatewicklungen durchgekoppeIt-Die Figuren enthalten Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Einrichtung.
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Der Schmelzdraht oder die Schmelzdrähte oder -bänder i der Sicherung
sind in einem Isolierrohr 2 angeordnet und mit der an die
Transformatorwicklung
angeschlossenen Elektrode 4 verbunden. Die Elektrode 5 ist mit dem anderen Ende
des Schmelzdrahtes i und. durch die Leitung 6 mit der Überspannungen führenden Hochspannungsleitung
verbunden. Zu den Überspannungen sind natürlich auch sehr rasch verlaufende Stoßwellen
zu rechnen, die besonders die Eingangswindungen der Transformatoren hoch beanspruchen.
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Der Entladungsraum des überspannungsschutzes ist durch einen Isolierkörper
7 in eine Anzahl- einzelner Entladungsbahnen 8 unterteilt. Der Isolierkörper 7 ist
von einem Isolierrohr 9 umgeben, in dessen eines Ende die Elektrode 5 eingesetzt
und dessen anderes Ende mit der Elektrode i o versehen ist. Die Elektrode i o ist
mit Erde oder mit der Kesselwand i i des Transformators verbunden. Sie hat eine
Bohrung 12, die zum Abführen der sich beim Ansprechen der Schmelzsicherung bzw.
des Überspannungsschutzes bildenden Gase in den Außenraum dient und in besondere
Rohrstutzen oder Rohrkrümmer 13 ausläuft, die den Auspuffgasen die gewünschte Richtung
geben oder die die Auspuffgase aus dem Raum, in dem der Transformator aufgestellt
ist, durch die Wand er Transformatorstation hindurch ins Freie führen. Die an der
Leitung 6 liegende Elektrode 5 der Schutzeinrichtung ist mit der Bohrung 14 versehen,
die den Innenraum der Schmelzsicherung mit dem Entladungsraum des lJberspannungsschutzes
9 verbindet. Ein Distanzrohr 15 dient zur Einstellung des Abstandes zwischen der
Elektrode 5 und den Entladungsbahnen, so daß zwischen der Elektrode 5 und dem Isolierkörper
7 ein freier Raum 16 verbleibt. Die Elektrode 5 ist mit einem in diesen Raum 16
vorspringenden Ansatz 17 versehen, der zur gleichmäßigen Verteilung der Entladungen
über den Raum 16 und auf die einzelnen Entladungsbahnen 8 dient. Für die Isolierrohre
2 und 9 können keramische Werkstoffe, wie Porzellan und Glas, oder Kunstharzpreßstoff,
Hartpapier oder ähnliche Isolierstoffe verwendet werden. Vorteilhaft besteht das
Rohr 2 aus keramischem Material, während das Rohr 9 aus Faserstoffmaterial hergestellt
ist, z. B. aus Preßpapier. Dieses kann zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit
noch mit hartbaren Kunstharzen getränkt sein.
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In Fig.2 ist der Einbau der Schutzeinrichtung gemäß der Erfindung
im Inneren des Transformatorgehäuses gezeigt. Die überspannungen führenden Leitungen
20 sind über die Schmelzdrähte 2 i mit der Wicklung 22 verbunden. Die überspannungsschutzeinrichtung
mit dem Isolierrohr i 9 ist in die Wand i i des Transformators eingesetzt bzw. an
dieser festgeschraubt. Sie kann z. B. durch den Auspuffrohrstutzen 13 in einer Bohrung
der Gehäusewand festgeklemmt sein. 23 ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Niederspannungswicklung.
In ihrem Stromkreis liegen die beiden temperaturabhängigen Schutzschalter 24. Diese
sprechen bei Überstrom oder bei unzulässiger Erwärmung des den Transformator füllenden
flüssigen Isoliermittels oder Isolieröles an und schalten die Niderspannungswicklung
ab. Der neutrale Punkt 25 der Niederspannungswicklung 23 kann unmittelbar bei 26
geerdet sein oder über eine Funkenstrecke geerdet werden. Parallel zu dem Durchführungsisolator
27 kann eine Schutzfunkenstrecke vorgesehen werden, die durch Stellschraube 28 einstellbar
ist. Die Funkenstrecke liegt also parallel zum Isolator zwischen der Kappe mit den
Anschlußteilen und der Gehäusewand bzw. der Isolatorfassung. Das Gehäuse des Transformators
selbst kann unmittelbar oder über eine Funkenstrecke 29 geerdet sein.