DE742004C - Einrichtung zum Schutz von Schaltgeraeten, insbesondere Innenraumgeraeten, gegen UEberspannungen - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Schutz von Schaltgeräten, insbesondere Innenraumgeräten, gegen Uberspannungen Die elektrischen Starkstromanlagen werden heute weitgehend gegen den störenden Einfluß von Überspannungen geschützt. Zu diesem Zweck werden die Anlagesteile so angeordnet und bemessen, daß sie den betriebsbedingten Überspannungen ohne besondere Schutzeinrichtungen standhalten sollen. Dieser Forderung entsprechen die heutigen Prüfvorschriften der @Iochspannungsgeräte bezüglich Schlagweibe und überschlagsspannung. Dagegen lassen sich die atmosphärischen Störungen, vor allem Überschläge, die durch Blitz hervorgerufen werden, nicht vermeiden, können. aber an solche Stellen der Anlage geleitet werden, wo sie den Betrieb möglichst.wenig stören.
• Die Auffassungen darüber, wie der Schutz der Anlagen gegen die Überspannungen atmosphärischen Ursprungs am zweckmäßigsten angebracht wird, haben sich noch nicht zu einem einheitlichen Standpunkt verfestigt. Beim modernen Üb.erspannungsschutz bedient man sich im allgemeinen der Schutzfunkenstrecke oder des Überspannungsableiters oder beider Schutzelemente gleichzeitig in abgestufter Wirkungsweise, zunächst für das Verteilungsnetz. Sollten dennoch gefährliche Überspannungen über diese Schutzstufe hinaus in die U'erlze gelangen, so werden die wertvolleren Anlagenteile, besonders Maschinen und Transformatoren, gegen Durchschläge durch Außenableiter geschützt.
• Die Koordination der Hochspannungsgeräte selbst, die vor allem darin besteht, daß man Überschläge nur gegen Erde und nicht zwischen den Phasen oder über die Trennstelle auftreten läßt, dient einerseits dem Schutze der wertvollerem Anlagenteile an sich, anderseits der Aufrechterhaltung des Betriebes. Um diesen Zweck zu erreichen, müssen bei Schaltgeräten die Cberschlagsspannungen und damit die Schlagweiten zwischen den Schalterphasen und diejenigen an dien Trennstellen größer sein als die zwischen leitenden Teilen und Erde. Untersuchungen, speziell bei Innenraumgeräten, haben jedoch gezeigt, daß die Schlagweiten zwischen den Phasen und an der Trennstelle bei Beachtung der genannten Forderung schon unwirtschaftlich groß werden. Bei Freiluftgeräten, bei denen allgemein von der Schutzfunkenstrecke Gebrauch gemacht wird, kommt man praktisch mit einander gleichen Schlag-,veiten an den drei genannten Stellen durch. Dabei werden die Funkenelektroden entweder nur an der Erdseite oder mir an der Leitungsseite oder an der Erd- und Leitungsseite des Isolators angebracht.
• Die Erfindung bezweckt nun, auch die Innenraumgeräte mittels Schutzfunkenstrekken wirtschaftlich zu koordinieren. Dabei wird von der bekannten Tatsache Gebrauch gemacht, daß eine Funkenstrecke, bestehend aus Spitze-Platte, bei positiver Spitze die niedrigere Stoßüberschlagsspannung aufweist als bei negativer Spitze, während jede andere Anordnung, wie Spitze-Spitze, Kugel-Kugel usw., bei gleicher Schlagweite wesentlich höhere Überschlagsspannung aufweist, Demgemäß besteht die Erfindung darin, daß als Spitze wirkende Funk enelektroden, die sowohl an der leitungsseitigen als auch an der erdseitigen Isolatorarmatur der Geräte angeordnet sind, durch gegenseitiges Versetzen so weit voneinander entfernt angebracht sind, daß der Funke nicht zwischen zwei solchen Spitzen, sondern nur zwischen einer Spitze und der ihr gegenüberliegenden Armatur überspringt, so daß trotz hoo@dination der Schaltgeräte die Schlagweite zwischen den Schalterphasen und an der Trennstelle derjenigen der Schalterisolatoren gleichgemacht werden kann.
• Das Ausführungsbeispiel der Zeichnung zeigt einen dreiphasigen Druckluftschalter für Innenräume in Vorderansicht, Fig. i, und Seitenansicht, Fig. :2: bei letzterer ist die vordere Schalterphase entfernt. Der Schalter wird von seinem an einer Wand a. befestigten Druckluftbebälter b getragen. in diesem -sitzen die beiden Traversen c und d für die sechs Isolatoren e und f. Jeder der drei oberen. Isolatoren f trägt eine Druckluftschaltkammer b mit oben aufgesetztem Schalldämpfer lt, Anschlußklernme i. und unten angelenktetn Trennmesser in.. Der feiste Gegenkontakt des Trennmesser: finit der zweiten Anschlußlzletnme bz sitzt am Kopf des unteren Isolators e. An den Köpfen der drei unteren Isolatoren e sind nun nach außen gerichtete Spitzenelektroden n- und ebenso an den Köpfen der oberen Isolatoren f Spitzenelektroden c angebracht, die eine Schutzfunkenstrecke zwischen Isolatorkopf und Isolatorsockel bilden. Weitere Spitzenelektroden befinden sich in der Mitte zwischen den Schalterpliasen auf dien geerdeten und mit den Isolatorsockeln leitend verbundenen Traversen c und d, und zwar die Elektroden p auf der Traverse c und die Elektroden d auf der Traverse d. Dadurch ist für jede Polarität der Überspannung ein minimaler Überschlagsweg Spitze-Platte gebildet, der kürzer ist als die Entfernung r zwischen zwei Spitzen ii-p bzw. o-<1, so daß die Schlagweiten s zwischen den Schalterphasen und die Trennstrecken t entsprechend kurz gehalten werden können. und zwar der Überschlagsweg ti bei positiver und der Überschlagsweg z# bei negativer Leitung. (In der Zeichnung e=rscheinen die Strecken r und z, nicht in ihrer wahren Länge, sondern verkürzt.) Der Ausdruck »Platte« ist ebenfalls nur relativ zu verstehen, denn gegenüber einer Spitzenelektrode wirkt jeder anders geformte Metallkörper wie eine Platte.
• Die Spitzenelektroden ]>rauchen dicht an den in der Zeichnung angegebenen Stellen zu sitzen. Beispielsweise können die Spitzen der Leitungsseite, also die an den Isolatorköpfen befestigten Spitzen, auf den einander zugewandten Seiten der Isolatoren und die Spitzenelektroden der Erdseite auf den der Trennstelle abgewandten Seiten der Isolatoren angeordnet werden, so daß die Spitzen an hopf und Fuß jedes Isolators um iSo° gegeneinander versetzt sind. Auch die umgekehrte Anordnung ist möglich, ferner jede Versetzung der Spitzen des gleichen Isolators uin 9o° oder mehr, z. B. um 1«o°. Wesentlich ist dabei nur, daß der obengenannte Zweck der Erfindung erreicht wird.
• Ebensowenig wie es nötig ist, daß der Begriff ;>Platte« im wörtlichen Sinn erfüllt ist. ist es erforderlich, für die Spitzenelektroden eine Spitze in wörtlicher Bedeutung zu nehmen. Maßgebend ist nur die technische Wirkung, daß der Überschlag in der positiven Richtung bei niedriger Spannung erfolgt als in der negativen Richtung. Auch ein am freien Ende abgerundeter oder abgeflachter Elektrodenstab kann gegenüber einer räumLich mehr ausgedehnten Elektrode die genannte Wirkung haben, selbst dann, wenn er am freien Ende mit einer kleinen Kugel versehen ist.
• Um einen sicheren Schutz zu gewähren, braucht die Überschlagsstrecke zwischen der Funkenelektrode und der Armatur nur wenig kleiner zu sein als die Schlagweite des Isolators. Durch die Erfindung wird somit letztlich der Zweck erreicht, die Bauteile des Schalters weit näher als bisher zulässig aneinanderzurücken und so Werkstoff und Platz zu sparen, unter voller Wahrung der Koordination des Schalters.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Schutz von Schaltgeräten, insbesondere Innenraumgeräten, gegen Überspannungen, vor allem gegen Blitzschlag, mittels Schutzfunkenstrecken zwischen wenigstens einerseits vorgeschobenen Elektroden, wobei diese Schutzfunkenstrecken kürzer sind als die Schlagweiten zwischen den Schalterphasen und an den offenen Trennstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß als Spitze wirkende Funkenelektroden, die sowohl an der leitungsseitigen als auch an der erdseitigen Isolatorarmatur des Gerätes angeordnet sind, durch gegenseitiges Versetzen so weit voneinander entfernt angebracht sind, daß der Funke nicht zwischen zwei solchen Spitzen, sondern nur zwischen einer Spitze und der ihr gegenüberliegenden Armatur überspringt, so daß trotz Koordination der Schaltgeräte die Schlagweite zwischen den Schalterphasen und an der Trennstelle derjenigen der Schaltisolatoren gleichgemacht werden kann.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden einem Isolator zugeordneten Spitzenelektroden um wenigstens 9o° am Umfang des Isolators gegeneinander versetzt sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden einem Isolator zugeordneten Spitzenelektroden um i8o° gegeneinander versetzt sind.
4. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die erdseitigen Spitzenelektroden auf Bauteilen zwischen den Schalterphasen angeordnet sind.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß die erdseitigen Spitzenelektroden auf den drei Stützisolatoren tragenden Traversen angeordnet sind.