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Löschrohrableiter Es ist bekannt, zum Schutz gegen überspannungen
auf Hochspannungsleitungen und in Stationen sog. Löschrohrableiter zu verwenden.
Es sind dies Schutzfunkenstrecken, deren Elektroden und Entladungsstrecke mindestens
teilweise von einem engen Isolierrohr, -vorzugsweise aus einem unter der Einwirkung
des Lichtbogens Löschgas abgebenden Stoffe, umschlossen sind. Die stoßartige Überspannung
ruft einen Lichtbogenüberschlag zwischen den Elektroden hervor. Nach Ableitung der
übersparinungsenergie wird der von der normalen Betriebsspannung nachgespeiste Lichtbogen
mit Hilfe der aus dem Rohr abströmenden Gase gelöscht.
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Es wurde nun beobachtet, daß es, wenn man nicht besondere konstruktive
Schutzvorkehrungen trifft, vorkommen kann, daß der Überschlag, der durch eine stoßartige
Spannungsbeanspruchung hervorgerufen wird, statt im Innern des Rohres über dessen
Außenarmaturen erfolgt, obwohl hier die Schlagweite erheblich größer ist als zwischen
den im Rohrinnern angeordneten Elektroden. Man kann dies dadurch erklären, daß im
Innern des Rohres nur relativ wenig neue freie Elektronen, z. B. durch die ionisierende
Einwirkung der harten Höhenstrahlung, erzeugt werden, während im Feld außerhalb
des Rohres verhältnismäßig viele Elektronen in jeder Sekunde frei werden; zudem
werden die wenigen im Innern des Rohres frei werdenden Elektronen noch durch die
sehr nahe an ihnen befindliche Rohrwandung gebunden. Infolgedessen wird die sog.
Streuzeit, d. h. die Zeit, welche vergeht, bis es nach Erreichen eines bestimmten
Spannungswertes im Innern des Rohres zum Überschlag kommt, unverhältnismäßig lang,
so daß ein starkes Überschießen der Spannung über den Wert der : überschlagspannung
bei
Normalfrequenz eintritt. Dieses Überschießen kann unter Umständen dazu führen, daß
der Überschlag auß erhalb j des Rohres zuerst stattfindet, obwohl"@e-+F<9 die
normalfrequente überschlagspannung @ sentlich größer ist als im Innern des RohrgAs
zwischen den eigentlichen Elektroden.
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Um diese unerwünschte Erscheinung zu vermeiden und ferner die Möglichkeit
des Auftretens von Strahlungserscheinungen im Rohrinnern auf jeden Fall auszuschließen,
da die hiermit verbundene Erzeugung von Oxydationsstufen des Stickstoffes und von
Ozon eine allmähliche Zerstörung des Isoliervermögens des Löschrohres bewirken kann,
werden nach der Erfindung an einer oder beiden Elektroden des Löschrohres Zündfunkenstrecken
vorgesehen. Die für die Zündfunkenstrecken erforderliche Potentialdifferenz kann
aus dem elektrischen Feld mit Hilfe eines mit der Zündelektrode verbundenen Metallringes
oder eines mehr oder weniger gut leitenden Belages auf der Außenseite des Rohres
abgegriffen werden. Statt dessen kann die Hilfselektrode auch durch einen hochohmigen
kapazitiven und/oder induktiven Widerstand mit der Hauptelektrode verbunden werden.
Vorzugsweise wird hierzu ein hochohmiger Widerstand verwendet. Eine solche elektrische
Verbindung zwischen Haupt-und Hilfselektrode kann auch dann, wenn die zwischen Zünd-
und Hauptelektrode erforderliche Potentialdifferenz aus dem umgebenden Feld abgegriffen
wird, von Vorteil sein, um ein dauerndes Funkenspiel zwischen Haupt- und Hilfselektrode
zu unterbinden.
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Im folgenden seien die Erfindungsmerkmale an Hand des in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.
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i ist das Löschrohr, das vorzugsweise aus Fiber, Hartgummi, Harnstoffkunstharz
o. dgl. hergestellt wird und an seinem unteren Ende eine Ausströmöffnung besitzt.
2, 3 sind die Hauptelektroden. 7 ist die *zu schützende Leitung, mit der das Löschrohr
über eine Vorfunkenstrecke in Verbindung steht, während es an seinem entgegengesetzten
Ende geerdet ist. ¢ ist eine parallel zu der Elektrode 2 am oberen Ende des Rohres
in .dessen Innern angeordnete Hilfselektrode. Sie ist bei diesem Ausführungsbeispiel
mit einem außerhalb des Rohres befindlichen metallischen Steuerring 5 verbunden.
Der Steuerring 5 greift aus dem von der oberen Elektrode der Vorfunkenstrecke 6
und der unteren geerdeten Elektrode 3 des Löschrohres gebildeten Feld eine bestimmte
Spannung ab. Ein im Betrieb bei Normalfrequenz sich zwischen der Hilfselektrode
¢ und der Hauptelektrode 2 etwa ausbildendes dauerndes Funkenspiel läßt sich durch
Anordnung eines hocholnnigen Widerstandes ä, beispielsweise eines Carbonidwiderstandes,
verhindern. Ein "Vorteil des Steuerringes besteht darin, daß das Feld der Stabfunkenstrecke
2 homot-genisiert, so daß bei gleicher Ansprechspan-_@ung die Schlagweite verringert
werden kann.
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Im übrigen besteht die Wirkung der beschriebenen Anordnung darin,
daß bei Stoßwellen, welche in ihrer Stirnsteilheit einer hohen Frequenz entsprechen,
das Potential des Steuerringes durch den Widerstand ä nicht mehr annähernd auf dem
Potential der Elektrode 2 gehalten wird, sondern daß der Steuerring vielmehr ein
dem elektrischen Felde entsprechendes, hiervon abweichendes Potential annimmt, ebenso
auch die hiermit in starrer Verbindung stehende Elektrode q.. Es kommt daher bei
Spannungsstößen, welche eine sprunghafte Änderung des Potentials an der Elektrode
2 hervorrufen, zum Auftreten eines Zündfunkens zwischen den Elektroden 2 und q..
Hierduich wird eine kräftige photoelektrische Vorionisierung des Luftraumes innerhalb
des Rohres bewirkt, so daß die für eine kurze Streuzeit der Stoßentladung erforderliche
Menge Anfangselektronen zur Verfügung steht und die Entladung nahezu auf die sog.
Aufbauzeit, die für ihre Entstehung erforderlich ist, beschränkt werden kann. Die
Wirkung der Vorionisierung durch eine Zündfunkenstrecke kann durch Einführung eines
zweiten Steuerringes 9, der mit einer zweiten Hilfselektrode io verbunden ist, noch
erhöht werden, insbesondere, wenn die Elektroden 3 und io durch .einen hochohmigen
Widerstand i i miteinander auf dem gleichen Potential gehalten werden, so daß schädliche
Vorentladungen vermieden sind.
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Die Ausführungs- und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden
durch das hier behandelte Beispiel keineswegs erschöpft. Die Vorschläge der Erfindung
können auch unabhängig hiervon einzeln, gemeinsam oder in beliebigen Kombinationen
mit Vorteil verwendet werden.