-
Ventilableiter In elektrischen überspanmungs.abdeitern mit Funkenstrecken
und damit in Reihe geschalteten spannungsabhängigen Widerständen ist vorgeschlagen
worden, die Widerstände mit Kapazitäten parallel zu schalten, um den Spannungsabfall
über die Wälderstände zu erniedrigen, der durch den, Aufladestrom zu den Funkenstrecken
verursacht wird. Hierdurch erreicht man., daß. eine auftretende Überspannung beinahe
nur über die Funkenstrecken. verteilt wird, wodurch die Ventilableiter bei einer
niedrigeren Überspannung ansprechen als, wenn auch ein, Teil der überspannung auf
die Widerstände fallen würde.
-
Falls die Ventilableiter aus mehreren reihengeschalteten Einheiten:
aus Funkenstrecken oder Funkenstreckengruppen mit in Reihe geschalteten Widerständen.
bestehen,, ist es von Bedeutung, daß die auf die Einheiten fallenden Teile der Überspannung
gleich groß werden. Um dies zu erreichen, hat man einen kapazitiven Spannungsteiler
mit den Abileiterei.nheiten parallel geschaltet und dabei die verschiedenen Einheiten
mit entsprechenden Teilen des Spannungsteilers verbunden. Wichtig ist dabei, daß
die in dem Spannungsteiler enthaltenen. Kapazitäten im Verhältnis zu der Eigenkapazität
der Funkenstrecken oder deren Kapazität zu Erde groß ist, denn nur dann wird der
Einfluß des Spannungsteilers auf die Verteilung der Spannung über die Ableiterkette
maßgebend.
Die Durchführung der obengenannten beiden Maßnahmen fordert
aber die Verwendung von verhältnismäßig großen Kondensatoren, weshalb der ganze
Ableiter ein großes Volumen. bekommt, wenn Kondensatoren der gewöhnlichen Art verwendet
werden.
-
Die Erfindung betrifft eine Anordnung, durch welche genügend große
Kapazitäten verwendet werden können, ohne da.ß das Volumen des Ableiters nennenswert
vergrößert wird, und vor allen Dingen, ohne daß die Bauhöhe groß wird.
-
Die Erfindung ist dadurch geken11zelchnet, daß die Funkenstrecken.
und die Widerstände in getrennten, nebeneinander angebrachten Säulen zusammengefaßt
sind und daß die Widerstände und die Funkenstreckengruppen durch isolierende Zwischenlagen
unterteilt sind und die Zwischenlagen der Funkenstreckengruppen gleichzeitig auch
solche der Widerstände sind, daß ferner diese Zwischenlagen und ihre Beschläge derart
angeschlossen und bemessen sind, d'aß sie Kapazitäten bilden, die zur Erhöhung der
Ansprechempfindlichkeit der Funkenstrecken entweder ganz oder teilweise die spannungsabhängigen
Widerstände überbrücken oder eine oder mehrere mit der Ableiterkette parallel geschaltete,
die Spannung über die Ableiterkette verteilende Kond, nsatorketwn bilden.
-
Die Säulen werden zweckmäßigerweise in den Ecken eines Vielecks angeordnet,
und das Ganze wird zweckmäßigerwei,se in einem Isolierbehälter, z. B. einem Porzellan_ylinder,
eingeschlossen.
-
In Abb. i der Zeichnung wird eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt.
Hier sind die Funkenstrecken in einer Säule angeordnet, und die Widerstände umgeben
in mehreren Säulen: die Funkenstreckensäule. In der Abbildung sind aber die Säulen
der Deutlichkeit wegen nebeneinander gezeichnet, obgleich sie in der Wirklichkeit
in den Ecken eines Dreiecks angeordnet sind.
-
Die Abb. 2 zeigt schematisch die elektrische Verbindung zwischen den
Teilen des Ableiters. In der Zeichnung bezeichnet i die Elektrodenplatten, der Funkenstrecken,
und 2 zwischen diesen angeordnete Abstandsstücke, welche zweckmäßigerweise aus,
einem Material mit hohem Widerstand hergestellt sind und dabei als Steuerwiderstände
dienen. 3 sind spannungsabhängige Widerstände, welche Zylinderform haben und aus
einem keramischen-Widerstandsmaterial hergestellt sind, und 4 und 5 sind zwischen
den Widerstandszylindern bzw. den Gruppen der Funkenstrecken eingeschobene Isolationszwischenlagen.
Die Zwiischenlagen q. sind miteinander durch Verbindungen 6 verbunden, während die
Zwischenlagen, 5, welche zwischen den Gruppen von Funkenstrecken eingeschoben sind,
so langgestreckt sind, daß sie auch zwischen den Widerstandszylindern hineinragen.
Die Zwischenlagen 4. werden deshalb mit ihren Metallbelägen zwei parallel geschaltete
kapazitive Spannungsteiler bilden, deren Teile mit entsprechenden Punkten der Ableiterkette
verbunden sind, während die Zwischenlagen 5 mit ihren 1@"Zetallbelägen Kapazitäten
bilden, welche die Widerstände 3 überbrücken. Die verschiedenen Kapazitäten sind
in der Abb.2 mit derselben Nummer wie in der Abb. i bezeichnet. Durch die Wahl der
geeigneten. Dicke der Zwischenlagen kann die für die Span.nungsverteil.ung gewünschte
Größe der verschiedenen Teilkapazitäten leicht erhalten werden.
-
Das Ganze ist in einem Porzellanzylinder 7 mit Metallboden 8 eingeschlossen.
Der Zylinder fi ist oben von, einem Deckel 9 zugeschlossen, und sowohl der Deckel
wie der Boden 8 sind mit in der Zeichnung nicht gezeigten Anschlußklemmen versehen..
Zwischen dem Deckel bzw. dem Boden und den äußersten Isolationszwischenlagen sind
federnde Unterlegescheiben io und ii aus Metall eingelegt, und die Verbindung zwischen
dem Deckel 9 und dem Boden! 8 mit dem Anfang und Ende der Ableiterketbe geschieht
mittels Verbindungsbleche 12 und 13.
-
Wie aus der schematischen Darstellung der Abb.2 hervorgeht, bilden
die Elemente des Ableiters zwischen dem Deckel 9 und Boden 8 vier parallel geschaltete
Stromwege. Der erste besteht aus den aus den Zwischenlagen 41, 44 und 45 gebildeten
Kondensatoren und, den Verbindungsleitungen 6.
-
Der zweite Stromweg wird aus den aus den Zwischenlagen 42 und 43 gebildeten
Kondensatoren und den Verhind:ungsleitungen 12, 13 und die Verbindungsleitung
6 auf der rechten Seite der Abt. i zusammengesetzt.
-
Der dritte Stromweg wird aus den vier Funlenstreckengruppen und den
Widerständen 3 samt den Verbindungsleitungen 12, 6 und 13 wie folgt gebildet: Vom
Deckel 9 über die Verbindungsleitung 12 zum oberen. Beschlag des Kondensators .42,
durch den obersten Widerstand der rechten Widerstandssäule hinauf bis zum unteren.
Beschlag des Kondensators 5, zum oberen Ende der obersten der vier Funkenstrecken:gruppen
und durch diese hinunter bis zum oberen Beschlag des Kondensators 52, von dort durch
den obersten Widerstand der linken Widerstandssäule und durch die oberste linke
Verbindungsleitung 6 zum unteren, Ende des nächstobersten Widerstandes derselben
Widerstandssäule zum unteiren Beschlag des. Kondensators 52 und durch diesen Beschlag
zum oberen Ende der nächstobersten Funkensbreckengruppe zum
oberen
Beschlag des Kondensators. 53. Durch diesem; Beschlag geht der Stromweg weiter zu
dem unterem Ende desi nächstobersten Widerstandes der rechten Widerstandssäule,
durch diesen hinauf zum unteren Beschlag des Kondensators 42 und durch die Verbindungsleitung
6 zum unteren; Ende des nächstniedrigsten Widerstandes der rechten Widerstandssäule
und weiter durch diesen hinauf und durch den unteren Beschlag des Kondensators 53
zum oberen. Ende der näch!stniedrigsten Funkenstreckengruppe usw. bis, zum Boden
B.
-
Der vierte. Stromweg führt von: dem Deckel 9 und der federnden Unterlegeschelbe
i o zum oberen Beschlag des Kondensators 51 und geht von dem unteren Beschlag dieses
Kondensators über die oberste Platte der ersten Funkenstreckengruppe zu dem oberstem
Steuerwiderstand 2 und weiter durch diesen und durch die nächste Platte der Funkenstreckengruppe
zum zweitem; Steuerwiderstand und durch diesen zur unterscben Platte dieser Funkemstreckengrup.pe
und weiter zu dem oberen Beschlag des Kondensators 52. Der Stromweg geht weiter
durch diesen Kondensator, durch die folgende Funkenstreckengruppe zum Kondensator
53 usw. durch diesen Kondensator, nächste Funkenstreckengruppe, Kondensator 54,
die unterste Funken@streckengrup:pe, und durch den Kondensator 55 bis zum Boden
B.
-
Die einzelnen Funkenstrecken der Gruppen sind, wie die Abb. 2 zeigt,
parallel geschaltet mit den Steuerwiderständen 2, und die Widerstände 3 sind über
die Verbindungsleitungen 12, 6 und 13 mit den Kondensatomen 5" 521
5s@ 54, 5s parallel geschaltet, und zwar die äußersten Widerstände einzeln und die
andieren paarweise in Reihe. Die Verbindungspunkte der Widerstände in den einzelnen
Paaren sind mit dem, beiden Kondeusatorketten 41, 44 und 45 bzw. 42 und 43 durch
die Verbindungsleitungen 6 links bzw. rechts verbunden.
-
Durch diese Anordnung der Funkenstrecken in einer zentralen Säule
und mit der Anordnung der Widerstände in zwei oder mehreren um diese angeordneten
Säulen erreicht man eine niedrigere Bauart als bisher, und durch die Aufteilung
der Funkenstrecken und Widerstände in mehrere Gruppen durch mit Metallbeschlägen
versehenen Isolationszwischenlagen erreicht man, daß keine besonderen. Kondensatoren
erforderlich sind, weshalb der für diese erforderliche Platzbedarf gespart werden
kann.
-
Die oben beschriebene Anordnung kann natürlich in mehreren Weisen
verändert werden, ohne daß der Erfindungsgedanke dabei verlassen wird. So können
z. B. sowohl die Funkenstrecken wie. die Widerstände in einer oder mehreren Säulen
angeordnet werden. Die Anordnung kann auch eine solche sein, daß die Kapazitäten
vollständig die Widerstände überbrücken, aber es ist auch denkbar, daß nur ein Teil
von den Widerständen überbrückt wird. Ferner können die als Spannungsteiler dienenden
Kapazitäten entweder in einer oder in mehreren. parallel geschalteten Ketten angeordnet
werden, und es ist ferner nicht erforderlich, daß die Zwischenlagere mit Metallbelägen
versehen sind', wenn die Funkenstrecken und Widerstände so geformt sind, daß die
Zwischen lagen trotzdem als Kondensatoren dienen.