DE738571C

DE738571C - Arc protection device for high voltage insulators with Loeschhoernern provided at both ends of the insulator

Info

Publication number: DE738571C
Application number: DER105089D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Ziegler
Original assignee: Rosenthal Isolatoren GmbH
Current assignee: Rosenthal Isolatoren GmbH
Priority date: 1939-04-27
Filing date: 1939-04-27
Publication date: 1943-08-21

Description

Lichtbogenschutzeinrichtung für Hochspannungs-Isolatoren mit an beiden Enden des Isolators vorgesehenen Löschhörnern Es ist bekannt, bei Ho,chspannungs-Iso@latoren zur Verhinderung von Zerstörungen des aus keramischem Werkstoff hergestellten Is,o-Aüerkörp:ers, wie sie bei Ü'berschlagslichtbögen .durch thermische Einwirkung des Lichtbogens entstehen können, Lichtbogen;schutzarmaturen anzuwenden. Solche Lichtbogenschutzarmaturen bestehen aus Metallelektro-,den, die am geerdeten und am sp,annungfühsenden Ende des Hochspannungs-Isolators in: geeignetem Abstand von der Isolatoroberfläche angeordnet und auf Beine Schlagweite eingestellt sind, die geringer ist als die Schlagweite zwischen den Enden des, Isolators ohne Schutzarmaturen. Ein an,der Oberfläche des Isolators, beispielsweise bei Nebel und Verschmutzung, zündender Überschlaglichtbogen wird daher in kürzester Zeit durch die bekannte thermische und elektromagnetisrche Blaswirkung an de auf kürzere Lichtbogenlänge eingestellten Schutzarmaturen getrieben und dadurch von der Oberfläche, des Isolators entfernt, Die Erfahrungen haben nun gelehrt, daß mit der vorbeschriebenen Wirkung allein noch nicht -ein völlig sicherer Lichtbogenschutz erreicht wird, da der zwischen den Schutzarmaturen brennende Lichtbogen bei längerer Wirkungsdauer dennoch die Isolierkörpier gefährden kann. Eine einwandfreie Lichtbogen.-schutzwirkung wird erst dann erreicht, wenn die Schutzarmaturen eine Formgebung besitzen, die ein zusätzliches Wegtreiben und Auseinanderziehen des Lichtbogens bewirken.Arc protection device for high-voltage insulators with on both The ends of the isolator provided extinguishing horns. It is known to use high-voltage isolators to prevent destruction of the Is, o-body made of ceramic material: ers, As with flashover arcs, due to the thermal effect of the arc electric arcs may occur; protective fittings must be used. Such arc protection fittings consist of metal electrodes, those at the grounded and at the sp, at the leading end of the high-voltage insulator at a suitable distance from the insulator surface and are set to legs throwing distance that is less than the throwing distance between the ends of the, insulator without protective fittings. An on, the surface of the Insulator, for example in the case of fog and pollution, igniting flashover arc is therefore in the shortest possible time through the well-known thermal and electromagnetic Blowing effect driven by the protective fittings set to a shorter arc length and thereby removed from the surface of the insulator, the experiences now have taught that the above-described effect alone is not a completely safer one Arc protection is achieved because the arc burning between the protective fittings with longer duration of action can endanger the insulating body. A flawless one Arc protection is only achieved when the protective fittings have a Have a shape that additionally drifts away and pulls the arc apart cause.

In Verfolg diese s. Gedankenganges. hat man unter Anwendung der bekannten. Wirkung des Lichtbogenlöschhornes., beispielsweise nach Abb. i, Schutzringe S1 und S2 verwendet, die Kegelflächen F, und F2 besitzen und dadurch ein Lichtbogenlöschhorn bilden. Es, wurde dabei angenommen, daß die thermische und elektromagnetische Blaswirkung eine resultierende Kraft in Richtung In'r auf den Lichtbogen L ausübt und den. Lichtbogen der zeitlichen Reihenfolge nach etwa in die Lage L1, L2, L" und L. bis an den äußersten Rand 0 der Armaturen S, und & treibt. Dadurch wird der Lichtbogen sowohl von der Isolatorenoberfläche noch weiter entfernt als auch in seiner Länge auseinandergezogen. Bei waagerechter Lage der Isolatora:chse Ä .ist diese Wirkung in vollkommener Weise zu erzielen, da die thermische Komponente der Kraft K, stets senkrecht nach oben und die stets senkrecht zur Isolatorenachse wirkende elektromagnetische Komponente auch in der Mehrzahl der praktischen Fälle in der gleichen Richtung verläuft.In pursuit of this see train of thought. one has using the known. Effect of the arc extinguishing horn., For example according to Fig. I, protective rings S1 and S2 used, the conical surfaces F, and F2 have and thus an arc extinguishing horn form. It was assumed that the thermal and electromagnetic blowing action a resulting force in the direction In'r exerts on the arc L and the. Electric arc in the chronological order approximately in the position L1, L2, L "and L. to the outermost Margin 0 the fittings S, and & drives. This causes the arc both further away from the insulator surface and in its length pulled apart. If the isolator axis is in a horizontal position, this effect is to achieve in a perfect way, since the thermal component of the force K, always vertically upwards and the electromagnetic one, which always acts perpendicular to the isolator axis Component also runs in the same direction in the majority of practical cases.

Die thermische Komponente ist nun meist die weitaus überwiegende, und nur bei sehr hohen Stromstärken über einigen tausend Ampere, .die beispielsweise bei Lichtbögen an Freileitungs-Isolatoren praktisch nicht zu erwarten sind, spielt die elektromagnetische Komponente eine erhebliche Rolle. Aus diesem Komponentenverhältnis. :ergibt sich, daß hei geneigter oder insbesondere bei senkrechter Lage der Isolatorachse, wie in Abb. 2 dargestellt, die auf den Lichtbogen wirkende resultierende Kraft nicht durcheine waagerecht wirkende Kraft I(1, sondern durch eine schräg nach oben gerichtete Kraft K, dargestellt wird. Zufolge dieser nach oben gerichteten Wirkungsrichtung der auf den Lichtbogen -wirkenden resultierenden Kraft kommt erfahrungsgemäß die gewünschte Wirkung der Schutzarmatur nicht voll zur Auswirkung, und es werden nicht mit Sicherheit die auf der linken Hälfte der Abb. i gezeichneten Lagen L1 bis L4 des Lichtbogens erzielt, sondern die auf der rechten Zeichnungshälfte dargestellten Lagen L1 bis L4, d. h. es wandert zwar der obere Fußpunkt des Lichtbogens nach. außen, aber der untere bleibt im allgemeinen bei normalen Strömstärken ziemlich unverändert stehen.The thermal component is now usually the by far predominant and only at very high currents above a few thousand amperes, for example are practically not to be expected in the case of arcing on overhead line insulators the electromagnetic component plays a significant role. From this component ratio. : it follows that if the isolator axis is inclined or, in particular, in a vertical position, as shown in Fig. 2, the resultant force acting on the arc is not by a horizontally acting force I (1, but by a force directed diagonally upwards Force K, is represented. As a result of this upward direction of action experience has shown that the resulting force acting on the arc is the The desired effect of the protective fitting is not fully effective, and it will not certainly the layers L1 to L4 drawn on the left half of Fig. i of the arc, but rather those shown on the right-hand side of the drawing Layers L1 to L4, i.e. H. It is true that the upper base point of the arc moves to it. outside, but the lower one generally stays pretty much at normal currents stand unchanged.

Es ist ferner bekannt, bei einer Isolatorenkette an beiden Enden und in der Mitte Schutzringe vorzusehen, die kurze, schräg nach außen gerichtete und mit Spitzen versehene Fortsätze aufweisen, die beim oberen und mittleren Ring nach oben, beim unteren nach unten verlaufen. Bei .dieser bekannten Einrichtung kann jedoch ein Auseinanderziehen des Lichtbogens und die Vermeidung der durch die Spitzenwirkung verursachten starken lokalen Erhitzung nicht .erreicht werden.It is also known to have an isolator chain at both ends and Provide protective rings in the middle, the short, obliquely outward and have pointed extensions that follow the upper and middle ring at the top, run down at the bottom. With .this known device however, pulling the arc apart and avoiding the tip effect strong local heating caused cannot be achieved.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile und gestattet, auch bei im wesentlichen senkrecht angeordneten Isolatoren, wie Stütz.-, Hänge-, Abspann- Isolatoren, bei denen iafolge übercviegens der thernnischen Komponente die den Lichtbogen nach außen treibende Kraft schräg nach oben wirkt, ein gleichmäßiges Auseinanderziehen und sicheres Abreißen des Lichtbogens unter Vermeidung starker lokaler Erhitzung zu gewährleisten. Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß die den Lichtbogen aufnehmenden Teile der Löschhörner als gegen die Isolatorachse schräg nach oben verlaufende längere Äste ausgebildet sind. Abb.2 zeigt die Ausführung der Erfindung schematisch für den der Abb. i entsprechenden Fall der Verwendung ringförmiger Schutzelektroden. Während der obere Schutzring von der bisherigen Anordnung gemäß Abb. i unverändert übernommen wird, besitzt die untere Schutzelektrode eine nach oben unter dem Winkel a geneigte Fläche F3, die ein Abwandern des Lichtbogens L in der Richtung der Kraft 1@2 begünstigt, wobei die Lagen des Lichtbogens Ll bis L, durchlaufen werden können.The invention avoids these disadvantages and allows, even with im essential vertically arranged insulators, such as support, suspension and tensioning insulators, in which the main component is the arcing the outside driving force acts diagonally upwards, an even pulling apart and safe breaking of the arc while avoiding strong local heating to ensure. This is achieved according to the invention in that the arc receiving parts of the quenching horns than against the isolator axis obliquely upwards running longer branches are formed. Fig.2 shows the implementation of the invention schematically for the case of the use of ring-shaped protective electrodes corresponding to Fig. i. While the upper guard ring remains unchanged from the previous arrangement according to Fig. I is taken over, the lower protective electrode has an upward under the angle a inclined surface F3, allowing the arc L to wander in the direction of the force 1 @ 2 favors, whereby the layers of the arc Ll to L can be traversed.

Der gleiche Erfindungsgedanke, der in Abb.2 für ringförmige Schutzelektroden dargestellt ist, wobei der Ring als Kreisring oder elliptischer bzw. ovaler Ring ausgebildet sein kann, kann für die Ausbildung anderer üblicher Arten von Lichtbogenschutzarmaturen, wie beispielsweise Schutzhörnern nach Abh.3 oder entsprechenden Schutzhornkreuzen, angewendet werden. Er kann auch dadurch verwirklicht werden, daß an dein Kappen des Isolators: entsprechende hornartige Ausbildungen H gemäß Abb. q. angeformt oder in beliebiger Weise auswechselbar befestigt angeordnet werden.The same idea of the invention that in Fig. 2 for ring-shaped protective electrodes is shown, the ring as a circular ring or elliptical or oval ring can be designed, can be used for the formation of other common types of arc protection fittings, such as protective horns according to Fig. 3 or corresponding protective horn crosses, be applied. It can also be realized by the fact that on your caps of the insulator: corresponding horn-like formations H according to Fig. q. molded or be arranged interchangeably fastened in any way.

Der Erfindungsgedanke kann ,auch Anwendung finden für beliebige Kombinationen der genannten Schutzarmaturen, also beispielsweise für die Anordnung -eines Schutzhornkreuzes als untere und eines Schutzringes als obere Lichtbogenelektrode oder umgekehrt.The idea of the invention can also be used for any combination of the protective fittings mentioned, for example for the arrangement of a protective horn cross as a lower and a protective ring as an upper arc electrode or vice versa.

Der in den Abb. i bis q. als, Isolatorenkette dargestellte Isolator J, der durch die erfindungsgemäße Anwendung von - Lichtbogenschutzarmaturen geschützt wird, kann ein beliebiger ein- oder mehrteiliger Freileitungsisolator, also ein Einzelisolator, eine Isolatorenkette oder auch ein Stützer oder eine Durchführung für Innenraum- oder Freiluftverwendung sein.The one shown in Figs. I to q. as an isolator chain shown isolator J, who is protected by the application of the invention by - arc protection fittings any one-part or multi-part overhead line insulator, i.e. a Single insulator, an insulator chain or a support or a bushing be for indoor or outdoor use.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arc protection device for high voltage: gs insulators with extinguishing horns provided at both ends of the insulator, characterized in that that the arc aufnelunenden parts of the quenching horns than against the isolator axis obliquely upwardly extending branches are formed.

2. Arc protection fitting for high-voltage insulators according to claim i, da-, characterized, da.ß the Extinguishing horn that is open obliquely upward is formed by ring-shaped fittings.

3. Arc protection fitting for high voltage insulators according to claim a, characterized in that that this . obliquely still: extinguishing horn open at the top through protective horns oideri S. protective horn crosses is formed. q .. arc protection fitting for hole, voltage insulators Claim r, characterized in that the extinguishing horn which is open obliquely upward through on, the caps or electrodes of the insulators correspondingly molded # @ or interchangeable, any mechanically fastened training is shown. Arc protection fitting for high-voltage insulators according to claims r to q., characterized in that the extinguishing horn, which is open at an angle, by any combination between protective horn crosses, Protective horns, protective rings or arc electrodes attached to the caps is formed.