DE71996C - Blitzschutzvorrichtungen für elektrische Starkstromleitungen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Das Wesen dieser Erfindung besteht in der Art und Weise, in welcher ein Blitz oder eine andere Entladung von hohem Potential befähigt wird, den Weg über durch freie Zwischenräume getrennte Elektroden zu nehmen, indem in einem Stromkreis infolge solcher' Entladungen secundäre Ströme von derart erhöhtem Potential durch Induction erzeugt werden, dafs dieselben zwischen beträchtlich von einander entfernten Elektroden einen elektrischen Lichtbogen und damit Verbindung mit der Erde zu unterhalten vermögen, während das gewöhnliche Potential der Leitung hierzu nicht im Stande ist. Der Zweck der Anordnung ist der, den Anschlufs der Fernleitung an Erde entbehrlich zu machen, und damit einem Uebelstand abzuhelfen, welcher besonders dann auftritt, wenn der Betriebsstrom selbst ein beträchtliches Potential besitzt. Diese secundären Ströme geben Veranlassung zur Bildung einer den Raum zwischen den Elektroden überspringenden Funkenreihe, welche somit den Anschlufs der Hauptleitung an Erde einleiten und dadurch die in derselben durch die Entladung hervorgerufenen Ströme so weit unterstützen, dafs dieselben einen Lichtbogen zwischen den Elektroden zu bilden vermögen, wozu dieselben an sich nicht im Stande sind.

Eine den gedachten Zweck verfolgende Einrichtung ist auf beiliegender Zeichnung in Fig. 1 schematisch dargestellt. Fig. 2 veranschaulicht im Querschnitt einen Behälter mit OeI, in welchen die Spulen eingetaucht werden. Fig. 3 versinnlicht schematisch die Schaltung der secundären Spulen, während Fig. 4 und 5 die verschiedenen zur Auslöschung des Lichtbogens bestimmten Ausführungsformen darstellen, wie dieselben gewissen Anforderungen der Praxis entsprechen.

Die Erdleitung E ist an irgend einen Theil einer elektrischen Vorrichtung angeschlossen, nach welcher eine Entladung geleitet werden soll, um neutralisirt zu werden. Die Leitungsenden oder Entladungsplatten PP¹P'², von denen drei vorhanden sind, werden durch Zwischenräume von einander getrennt, welche gröfser sind, als die bisher für solche Zwecke üblichen, nämlich so weit, dafs das Potential des Linienstromes zwischen denselben keinen Lichtbogen zu unterhalten vermag, auch wenn eine statische Entladung in den Zwischenräumen stattfindet. Die Platte P ist an die Erdplatte E angeschlossen, die Platte P¹ dient als Zwischenglied, und die Platte P² ist mit der zu schützenden Leitung L durch die primären Wickelungen 'einer Inductionsspule AA¹ verbunden, welche aus einer sehr geringen Zahl sehr gut isolirter Drahtwindungen besteht. Die secundären, die Spulen A A¹ einhüllenden dünnen Drahtwickelungen, deren eines Ende mit der Platte P bezw. P² verbunden ist, während die anderen Enden der beiden Wickelungen unter Einschaltung von Condensatoren C C¹ von geringer Capacität und hohem Widerstand an die Zwischenplatte P¹ angeschlossen sind (Fig. 1). Im Nebenschlufs ist ein Condensator K von etwas gröfserer Capacität mit den Platten PP² verbunden.

Die Wirkungsweise ist nun die folgende:
Es sei angenommen, dafs die Leitung L für einen Strom von solchem Potential bestimmt ist, welcher im Stande ist, zwischen den gewöhn-

lichen Blitzableiterplatten einen Lichtbogen zu unterhalten, falls keine besondere Auslöschvorrichtung vorhanden ist, jedoch nicht befähigt ist, einen Lichtbogen zwischen den Entladungsplatten P und P² zu unterhalten, weil der Abstand derselben, wie erwähnt, wesentlich gröfser ist, als sonst bei solchen Vorrichtungen üblich. Falls nun eine statische Entladung in die Leitung L hinein mit dem Bestreben stattfindet, nach der Erde hin sich einen Ausweg zu suchen, so fliefst ein kurz andauernder Strom durch die starken Windungen der Inductionsspule, welcher, den Condensator K ladet. Gleichzeitig werden in den secundären feinen Drahtwindungen S S¹ starke Inductionsströme hervorgerufen, welche ein Laden der Condensatoren C C¹ bewirken und veranlassen, dafs schwache Funken zwischen den Platten P, P¹ und P'² überspringen. Diese schwachen Funken veranlassen, dafs der Condensator K sich augenblicklich entladet, indem die leitende Verbindung durch diese Funken hergestellt wird. Ein Knistern und eine etwas starke Entladung wird zwischen diesen Platten stattfinden, und für einen Augenblick wird infolge dieser Entladung ein guter Anschlufs an Erde hergestellt, und in der Leitung L die gesammte statische Energie beseitigt. Die Zahl der Windungen in den feinen Drahtspulen 5 S¹ und die Capacität der Condensatoren C C¹ und K mufs so geregelt sein, dafs die Funkenbildung zwischen den Blitzableiterplatten stattfinden kann. Der besondere Zweck der kleineren Condensatoren C C¹ ist, einem Kurzschlufs des Linienstromes zwischen den Platten P P'² durch den Einflufs der Secundärspulen 5 S¹ vorzubeugen. Wenn der Widerstand in diesen Spulen ein so hoher ist, dafs jeder Stromverlust auch ohne die Mitwirkung der Condensatoren keine nachtheilige Folgen herbeiführt, so kann man diese fortlassen. Die Condensatoren können übrigens auch an einer anderen Stelle in die an die Spulen 5 S¹ angeschlossenen Leitungen eingefügt werden.

Infolge des in den Wickelungen S S¹ erzeugten Stromes von sehr hoher Spannung ist es, selbst wenn zu denselben nur eine geringe Drahtmenge benutzt ist, vorzuziehen, dieselben in eine die Elektricität nicht leitende Flüssigkeit, wie z. B. OeI, zu tauchen. Zu diesem Zwecke dient ein mit OeI gefüllter Behälter Q, Fig. 2, in welchen ein von den feinen Drahte Wickelungen 5 S¹ umgebenes Glasrohr G ein-, getaucht ist. Die Primärspule ruht im Innern des Glasrohres, so dafs statische Entladungen und Kurzschlufs an dieser Stelle vollständig ausgeschlossen sind. Bei Versuchen hat sich herausgestellt, dafs häufig eine einzige Lage von dünnem Draht für die Secundärspulen SS¹ genügt. Für den Fall, dafs mehrere Lagen vorhanden sind, sollten die einzelnen Wickelungen sorgfältig so angeordnet werden, dafs ein Kurzschlufs zwischen den einzelnen Lagen unmöglich wird.

In der Fig. 3 ist die Schaltung der secundären Spulen und der Entladungsplatten im besonderen veranschaulicht. Dieselbe ist mit der Schaltung Fig. ι übereinstimmend, indessen sind der Condensator K und die Primärspulen der einfachen Darstellung halber fortgelassen. Die Entladungsplatten sind auch in diesem Falle spitz zulaufend geformt, so dafs sich verbreiternde Entladungsrä'ume zwischen ihnen entstehen, welche es ermöglichen, den Lichtbogen zu verlängern und zu unterbrechen.

Obwohl im allgemeinen die beschriebene Anordnung die Benutzung besonderer Vorrichtungen zur Auslöschung der Lichtbogen überflüssig macht, ist doch die Anwendung derartiger Vorrichtungen in manchen Fällen empfehlenswerth. So. z. B. kann· der in Fig. 4 dargestellte Magnet M zu diesem Zwecke benutzt werden, dessen Pole in die Entladungsräume hineinreichen. Bei der in Fig. 5 gezeigten Anordnung wird ein aufwärts gerichteter Luftzug durch die Entladungsräume hindurch geleitet, zu dessen Herstellung in den geeigneten Röhren O O¹ ein Theil des Stromes selbst nutzbar gemacht wird, indem man innerhalb der Röhren durch vom Strom durchflossene Widerstandsspulen R eine Lufterwärmung herbeiführt. Die Hinzufügung einer solchen Einrichtung ist zweckmäfsig, sobald es sich um sehr hoch gespannte Ströme handelt, die Entfernungen der Blitzableiterspitzen also übermäfsig grofse sein müfsten, um den elektrischen Bogen auszulöschen und somit ein überschüssiges Potential in den feinen Drahtwickelungen SS¹ erforderlich würde, um die zur Entladung nöthige Funkenbildung in den letzteren hervorzurufen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Eine Schutzvorrichtung für elektrische Lei-'tungen gegen starke Entladungen, bei welcher die — Ströme von gewöhnlicher Stärke ihres grofsen Abstandes wegen nicht durchlassenden — Elektroden Ströme von aufsergewöhnlicher Stärke mit Sicherheit nach Erde überzuleiten dadurch befähigt werden, dafs beide an eine Leitung angeschlossen sind, in welcher die letzteren durch Induction Ströme von die Lichtbogenbildung ermöglichendem Potential erzeugen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.