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Vielfachfunkenstrecke für überspannungsableiter In Cberspannungsableitern
gelangen vielfach Funkenstrecken zur Anwendung, «-elche aus einer Anzahl von Funkenscheiben
aus XYetall und einer Anzahl von Zwischenstücken aus Isolierstoff zusammengestellt
werden, wobei die letzteren die Aufgabe haben, die einzelnen Funkenscheiben voneinander
zu isolieren und im richtigen Abstand voneinander zu halten. Der Zusammenbau erfolgt
meist so, daß Funkenscheiben und Isolierstücke in der erforderlichen Anzahl abwechsielnd
zu einer Säule lose aufeinandergeschichtet werden, wodurch eine Vielfachfunkenstrecke
entsteht. Hierbei werden zum Zusammenhalten der Scheiben zusätzliche Mittel, wie
Spannbolzen u. dgl., angewendet, oder der Zusammenbau erfolgt erst im Ableiter selbst.
Im letzteren Fall ist eine Kontrolle hinsichtlich richtiger Maße der Einzelfunkenstrecken
vor dem Einbau in den Ableiter nicht möglich. und es ist auch eine Prüfung auf richtiges
Ansprechen erst am kompletten Ableiter durchführbar, so daß bei Feststeliung unrichtiger
Ansprechwerte ein Ausbau und neuerlicher Einbau der Scheiben notwendig ist, wobei
die Auffindung der die Abweichung verursachenden Einzelfunkenstrecken sehr schwierig
ist.
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Werden Zwischenstücke aus keramischen Werkstoffen verwendet, welche
gegenüber solchen aus anderen .Isolierstoffen mehrfache Vorteile besitzen, so darf
die Stärke derselben in Richtung der Säulenachse nicht zu klein sein, damit beim
Zusammenpressen der Säule, sei es mittels Spannbolzen oder beim Einbau in den Ableiter,
die keramischen Zwischenstücke nicht zerspringen. was durch unvermeidliche Unebenheiten
an denselben sehr begünstigt wird. Die Ausführung der Zwischenstücke in einer hinreichend
sicheren
Stärke hat aber den Nachteil, daß der Platzbedarf für die
Vielfachfunkenstrecke dadurch vergrößert wird. Werden die keramischen Zwischenstücke
an den Berührungsstellen plan geschliffen, so können diese zwar dünn ausgeführt
werden, doch ist der Arbeitsaufwand für das Schleifen sehr erheblich.
| Durch die Erfindung lassen sich alle die' |
| Nachteile vermeiden, indem die für eine .:V |
| fachfunkenstrecke erforderliche Anzahl |
Funkenscheiben und Isolierzwischenstückeli durch ein geeignetes Bindemittel, «-elches
all den Berührungsflächen der Scheiben bzw. der Zwischenstücke aufgebracht wird,
fest mitsammen verbunden werden, so claß zusätzliche Teile zum Zusammenhalten nicht
erforderlich sind, und trotzdem die Vielfachfunkenstrecke schon vor dein Einbau
in den Allleiter einen einzigen Körper bildet, all dem die Lage der einzelnen Funl:ensclieiben
zueinander nicht mehr wesentlich verändert werden kann. Dadurch ist es möglich,
die Kontrolle der Abstände und die Prüfung der Ansprechspannung schc,n vor dem Einbau
in den Ableiter vorzunehmen. Als Bindemittel können bekannte, zum Zusammenkitten
oder -kleben von Metallteilen mit keramischen Teilen geeignete Mittel, z. B. Elektropaste,
Metall-Porzellankitt
88150 der Postleritwerke oder Feuerkittm ave verwendet
werden.
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Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der Erfindung darin, wenn,
um die bekannten Nachteile von Zwiscllenst.ücken aus anderen Isolierstoffen zu vermeiden,
dieselben aus keramischen Stoffen hergestellt werden. In diesem Falle kann das Bindemittel
auch dazu dienen, die durch die Herstellung bedingten Unebenheiten an den Berührungsflächen
der kcramischen Zwischenstücke auszugleichen.
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Durch dünneren oder dickeren Auftrag des Bindemittels können die Dickenabweichungen
der Isolierzwischenstücke vorteilhaft auf einfachste `'eise ausgeglichen werden,
so daß eine große Genauigkeit der einzelnen Spannungsabstände erreicht wird.
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Durch verschiedenen Auftrag des Bindemittels bei gleicher Stärke der
Isolierzwischenstücke ist es möglich, die Spannungsabstände zwischen den einzelnen
Funkenscheiben verschieden groß zu machen und so die Spannungsverteilung oder die
Ansprechspannung zu beeinflußen.
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Durch die Anwendung der Erfindung sind s - in' Lliche Funkenscheiben
und Zwischenstücke einer Vielfachfunkenstrecke auch in der Richtung quer zur Säulenachse
in ihrer Lage gesichert, so daß sich dadurch die Allbringung von Zentrierleisten
und ähnliche .Maßnahme an den Isolierzwischenstücken erübrigen.
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Ein weiterer Erfindungsgedanke bestellt darin, claß als oberer und
unterer Abschluß der Vielfachfunkenstrecke Isolierstricke von solcher Form und Größe
vorgesehen «-erden, daß dadurch die Vielfachfunkenstrecke gegen die Innenwand des
Ableitergehäuses abgestützt und in ihrer Lage gesichert wird. Diese Endisolierstücke
werden auf die gleiche Weise, wie bereits beschrieben, mit den Nachbarscheiben fest
verbunden, wodurch eine äußerst einfache und vorteilhafte AbstÜtzungsart erreicht
wird.
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All <lein in Fig. i dargestellten Ausführungsbeispiel sollen die
Erfindungsmerkmale näher beschrieben werden. Die Funkenscheiben i aus Metall, welche
z. B. durch Prägen hergestellt werden können, sind unter Zwischenlegung der Isolierscheiben
2 zu einer Säule aufeinandergestapelt und mittels der Zwischenschichten 3 aus einem
geeigneten Bindemittel fest mitsammen verbunden, so <Maß die Lage der Funkenscheiben
und Zwischenstücke zueinander in jeder Richtung gesichert ist.
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Etwaige Maßabweichungen bei der Stärke s vier Isolierstücke 2 lassen
sich durch stärkeren oder schwächeren Auftrag der Zwischenschichten 3 ausgleichen,
so daß die Schlagseiten a. mit großer Genauigkeit eingehalten «-erden können. Andererseits
ist es aber auch möglich, mit Hilfe verschieden starker Zwischenschichten 3 verschiedene
Abstände a zu erreichen.
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Die beiden Endscheiben d. sind in ihrem :\ußenniaß annähernd dem Innenmaß
des Ableitergehäuses 5 angepaßt und ebenfalls mittels der Zwischenschichten 3 fest
mit der oberen und unteren Funkenscheibe i verbunden, wodurch die ganze Vielfachfunkenstrecke
im Gehäuse 5 abgestützt ist, wobei der Kriechweg parallel zur Vielfachfunkenstrecke
ein Mehrfaches der Summe der Einzelschlagweiten a beträgt.
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Ein besonders widerstandsfähiger Zusammenhalt der einzelnen Funkenscheihen
und Isolierstücke und ein einfacher Zusanimeilbau derselben zu einer Vielfachfunkenstrecke
läßt sich nach einem weiteren Erfindungsgedanken dadurch erreichen, daß die keramischen
Zwischenstücke mit Ansätzen versehen sind, so daß sich die Zwischenstücke untereinander
berühren und zusammengekittet «-erden, wobei die Funkenscheiben in dem durch die
Ansätze gebildeten Zwischenräumen gelagert sind. Bei dieser Anordnung wird der besondere
Vorteil erzielt, daß die Stärke der keramischen Zwischenstücke trotz kleiner Gesanitbauhöhe
der Vielfachfunkenstrecke groß gehalten werden kann, da sich die Stärke der Zwischenstücke
aus Funkenscheibenstärke plus Einzelschlagweite ergibt.
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Ein Beispiel für die Ausführung gemäß
dieseln Erfindungsgedanken
zeigt Fig. z. Die Funkenscheiben i sind hierbei in Aussparungen der Isolierzwischenstücke
a gelagert, so daß die erforderlichen Abstände zwischen den Funkenscheiben entstehen.
Die Isolierzwischenstücke z stehen durch die angebrachten Ansätze in direkter Berührung
miteinander und werden durch die Zwischenschichten 3 aus einem geeigneten Bindemittel
fest zusammengehalten.
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Eine weitere Verbesserung dieser Anordnung ist noch dadurch möglich,
daß die einzelnen keramischen Zwischenstücke unter Anwendung eines der bekannten
Bindemittel durch Wärmebehandlung zu einem festen Körper vereinigt (zusammengarniert)
werden, wobei selbstverständlich die für die Funkenscheiben zulässige Temperatur
nicht überschritten werden darf.
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Durch Herstellung der keramischen Zwischenstücke im Trockenpreßverfahren,
wobei dieselben bereits vor dem Zusammenbau mit den Funkenscheiben gebrannt werden,
läßt sich eine besondere Genauigkeit erreichen,-und der erforderliche Arbeitsaufwand
noch weiter senken.
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An den Funkenscheiben kann eine Einsparung von Metall- und Arbeitsaufwand
sowie ein geringeres Gewicht dadurch erreicht werden, daß diese in Form flacher
Blechdosen mit innerem Hohlraum aus dünnem Blech hergestellt werden. Am zweckmäßigsten
wird hierbei jede Funkenscheibe aus zwei Hälften hergestellt, wobei die Verbindung
der beiden Hälften z. B. durch Falzung, wie in Fig. 3 dargestellt, erfolgen kann
oder dadurch bewerkstelligt wird, daß zwei genau gleichgeformte Scheibenhälften
aufeinandergelegt und an den Berührungsstellen mitsammen verlötet oder verschweißt
werden, wie dies in Fig. q. angedeutet ist.
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Es ist weiteres möglich, die Herstellung der Funkenscheiben noch zu
vereinfachen, indem die Verbindung der beiden Scheibenhälften zu einer Dose gleichzeitig
mit der Verbindung der einander berührenden Isolierzwischenstücke mit Hilfe eines
geeigneten Bindemittels erfolgt. Jede Funkenscheibe besteht hierbei aus zwei gleichgeformten
Scheibenhälften, welche beim Zusammenbau der Vielfach:funkenstrecke lose aufeinandergelegt
und in die durch die Isolierzwischenstücke gebildeten Aussparungen eingelegt werden.
Durch Auftragung des Bindemittels auf die sich berührenden Flächen der Isolierzwischenstücke
und durch unter Drucksetzung der ganzen Säule bis zur Verfestigung des Bindemittels
ist gleichzeitig mit der festen Verbindung der Isolierzwischenstücke untereinander
auch die Gewähr einer guten Kontaktverbindung zwischen den Funkenscheibenhälften
gegeben. Verschiedenheiten in der Stärke der Funkenscheiben, der Isolierzwischenstücke
oder in der Höhe der Aussparungen der letzteren können hierbei ohne Schwierigkeit
durch dünneren oder dickeren Auftrag des Bindemittels ausgeglichen werden.
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Die Fig. 5 zeigt an Hand eines weiteren Beispiels die Verwirklichung
der erfindungsgemäßen Verbindungsart im vergrößerten Maßstab. i sind die beiden
Funkenscheibenhälften, z die Isolierzwischenstücke und 3 die durch das Bindemittel
gebildeten Zwischenschichten.
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Werden die Zwischenstücke so geformt, daß diese außen um die Funkenscheiben
herum angeordnet sind, wie dies beispielsweise in Fig. z und Fig. 5 dargestellt
ist, so können durch die feste und dichte Verbindung der Zwischenstücke die innenliegenden
Funkenscheiben gegen den Außenraum vollkommen abgeschlossen und auf diese Weise
dem Zutritt der Luft und ihrer Bestandteile entzogen werden. Dadurch wird es möglich,
die Funkenscheiben, welche bisher aus weitgehend korrosionsfesten Metallen, wie
z. B. Kupfer, hergestellt werden mußten, aus weniger korrosionsfesten und weniger
wertvollen Metallen, wie z. B. Stahl, anzufertigen. Hierbei ist es vorteilhaft,
die Außenflächen der obersten und untersten Funkenscheibe einer Säule, an welchen
der Ein- und Austritt des abgeleiteten Stromes erfolgt, mit einer korrosionsfesten
und gut leitenden Metallschicht zu überziehen, indem diese Flächen z. B. verkupfert
oder versilbert werden.
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Es wurde bereits vorgeschlagen, durch ungleiche Abstände zwischen
den einzelnen Funkenscheiben einer Vielfachfunkenstrecke die Spannungsverteilung
längs derselben zu beeinflussen. Dies hat aber den Nachteil, daß Funkenscheiben
oder Isolierzwischenstücke verschiedener Stärke angewendet werden müssen. Gemäß
einer weiteren Erfindung wird die Spannungsverteilung bei den vorbeschriebenen Ausführungsarten
auf viel einfachere Weise dadurch beeinflußt, daß die Isolierzwischenstücke einer
Vielfachfunkenstrecke aus Werkstoffen mit verschiedener Dielektrizitätskonstante
hergestellt werden, wodurch auch die Ansprechspannung beeinflußt werden kann. Diese
läßt sich auch bei Verwendung von Isolierzwischenstücken aus durchwegs - gleichem
Werkstoff durch passende Wahl der Dielektrizitätskonstante desselben beeinflussen.
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Eine weitere Vereinfachung in der Herstellung und Lagerhaltung der
Vielfachfunkenstrecken ist dadurchemöglich, daß bereits fertig auf Lager gehaltene
und für bestimmte Nennspannungen geeignete Funkenstrecken durch Kitten oder Kleben
mit Hilfe eines geeigneten
Bindemittels zu Funkenstrecken für höhere
Nennspannungen vereinigt werden.
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Ein Beispiel für diese Art des Zusammenbaues zeigt die Fig.6. Hier
ist beispielsweise eine Vielfachfunkenstrecke für 2_5 kV Nennspannung unter Verwendung
von zwei Normalvielfachfunkenstrecken für io BV und einer solchen für 3 kV zusaminengehaut.
Dabei ist angenommen, daß sich an den beiden Stoßstellen je eine zusätzliche Funkenstrecke
entsprechend einer Nennspannung von i kA" ergibt.
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Für den Fall, daß aus irgendwelchen Gründen eine nach den vorbeschriebenen
Verfahren durch Anwendung eines geeigneten Bindemittels fest -zusammengebaute Vielfachfunkenstrecke
wieder zerlegt «erden muß, ist es vorteilhaft, wenn ein Bindetnittel angewendet
wird, welches diese Maßnahme gestattet, ohne daß hierbei die Funkenscheiben oder
die Isolierzwischenstücke unbrauchbar werden, so daß dieselben neuerlich verwendbar
sind.