DE757252C

DE757252C - UEberspannungsableiter fuer Freileitungen

Info

Publication number: DE757252C
Application number: DES115063D
Authority: DE
Inventors: Karl Dr-Ing Neuroth
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1934-08-12
Filing date: 1934-08-12
Publication date: 1954-02-08

Description

Überspannungsableiter für Freileitungen Es ist bereits ein Vorschlag bekanntgeworden, wonach Überspannungsableiter aus Halbleiterstoffen mit spannungsabhängiger Widerstandscharakteristik auf Grund ihrer an die des Granits heranreichenden mechanischen Festigkeit gleichzeitig als Träger für die Freileitungen dienen sollen. Diese aus Siliziumcarbid mit Ton als Bindemittel bestehenden spannungsabhängigen Halbleitermaterialien nehmen aber bereits bei der normalen Betriebshochspannung so viel Strom auf, daß eine erhebliche Vorerhitzung eintritt, infolge welcher erwiesenermaßen bei hinzukommenden Stoßstromentladungen, insbesondere solchen, die von Mehrfachblitzen herrühren, nicht die gerade für Leitungsträger besonders wichtige mechanische Beständigkeit des Materials gewährleistet ist.
Die Erfindung betrifft ebenfalls einen aus einem oder mehreren Freileitungsisolatoren mit!spannungsabhängiger Widerstandscharakteristik bestehenden Überspannungsableiter für Freileitungen. Gemäß der Erfindung bestehen die Freileitungsisolatoren normaler Bauart aus einer Porzellanmasse, d. h. einer ebenfalls mechanisch sehr festen, aber an sich elektrisch isolierenden, bei hoher Temperatur gebrannten Masse aus Kaolin, Quarz und Feldspat, der durch besondere Herstellungsweise vorzugsweise durch Behandeln mit Metallsalzen, insbesondere Silbersalzen, eine stark spannungsabhängige Stromspannungscharakteristik gegeben worden ist.
Bestehen die Leitungsträger aus einer solchen Porzellanmasse, so läßt sich eine schädliche Vorheizung des Materials durch dauernd fließende Verlustströme vermeiden, auch wenn die Betriebsspannung dauernd unmittelbar an dem Material liegt. Porzellan ist nämlich an sich ein Isolator. Erst oberhalb einer bestimmten Sperrspannung beginnt ein Strom durch das Material zu fließen; dieser Effekt ist dadurch zu erklären, daß durch feine und feinste Poren hindurch, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von in das Material absichtlich eingebetteten, aber keinen durchgehenden leitenden Pfad bildenden Silber-oder sonstigen Metallteilchen, die durch Behandlung des Materials mit Metallsalzen in entsprechend feiner Verteilung eingebracht werden können, eine fein aufgeteilte Lichtbogen- bzw. Glimmentladung stattfindet, die naturgemäß erst oberhalb des Sperrspannungswertes einsetzt. Ein Stromdurchgang durch das Material findet somit nur bei den Ableitvorgängen selbst statt, so daß eine Gefährdung der für Leitungsträger notwendigen mechanischen Eigenschaften durch dauernde Vorheizung vermieden ist. Als besondere Sicherheitsmaßnahme kann man nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung die Leitungsträgerknüppel.ausspannungsabhängigem Material durch Überschlagfunkenstrecken, die in den Leitungsträgeranordnungen vorgesehen werden, von der unmittelbaren Beanspruchung durch die normale Betriebsspanmzng entlasten.
In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar eine, Isola torenkette zur Aufhängung von Freileitungen. In der Figur sind i und 2 Isolatoren, die gemäß der Erfindung aus einer Porzellanmasse mit stark spannungsabhängiger Widerstandscharakteristik bestehen. Der kurze Knüppelisolator 31 trägt eine Löschfunkenstrecke zusammen mit dem oberen Lichtbogenschutzring. Der Isolator q. ist in normaler Weise ausgeführt. Unter ihm ist der untere Lichtbogenring angebracht. Die Spannungsverteilung bei dieser Isolatorkette ist so gehalten, daß der Spannungsabfall des Isoliergliedes 4 keine größeren Werte annimmt, als dies bei einer normalen Freileitungskette der Fall ist. Die Kapazität des Isolators 4., der auch mehrteilig ausgeführt sein kann, und die Kapazität der Ableiterelement° i und 2 werden zweckmäßig aufeinander abgestimmt, damit im normalen Betriebszustand der Spannungsanteil des oder der Teile q, nicht zu groß wird und bei Überspannungen eine genügende Absenkfähigkeit erreicht wird. Das Isolatorglied d, mit dem unteren Schutzring 5 und dem Schutzring an derLöschfunkenstrecke 3:wirkt als Vorfunkenstrecke und soll bei Spannungen ansprechen, die etwas kleiner sind als die Stoßüberschlagsspannung, die der Isolator 4, ohne Schutzring aushält. Der Löschfunkenstrecke fällt die Aufgabe zu, in bekannter Weise nach Ableitung der Überspannung den nachfließenden normalfrequenten Strom zu unterbrechen.
In der Praxis werden zweckmäßig sämtliche Isolierketten einer Freileitung mit solchen Anordnungen ausgerüstet. Bei einem unmittelbaren Einschlag an irgendeiner Stelle der Freileitung ist eine Zerstörung des Ableiters durch Überschreiten seiner Schluckfähigkeit deshalb wenig zu befürchten, weil bei einer Überspannung mehrere Ableiter ansprechen würden und sich dadurch die Ableitung der Überspannungsenergie auf mehrere Ableiter verteilen würde. An Kreuzungen, die eine erhöhte Sicherheit in der Ausführung der Leitung verlangen, kann man die Freileitungsseile an einer Doppelkette aufhängen, bei der die eine Kette mit normalen Isolatoren ausgeführt ist, die zweite jedoch als Überspannungsschutzableiter gemäß der Erfindung dient.
Die Herstellung der Porzellanmasse mit spannungsabhängiger Widerstandscharakteristik kann auf verschiedene Weise erfolgen. Bei der Herstellung der -lasse kann man z. B. so verfahren, daß die Zusätze nicht mit Wasser, sondern mit einer entsprechend verdünnten Metallsalzlösung, z. B. einer Silbersalzlösung, angerührt werden. Durch entsprechende Konzentration der Lösung kann dann die Leitfähigkeit des Porzellans beeinflußtwerden. Bei dem Brennen des Porzellans können sich unter Umständen die Sill)crsalze zu feinverteiltem metallischem Silber reduzieren.
Für die Erfindung kommen alle möglichen Isolatoren in Frage, bei denen eine Ableitung von Überspannung in Betracht kommen kann. Die Einrichtung kann demnach sowohl bei Stützisolatoren als auch bei Hängeisolatoren angewendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Überspannungsableiter für Freileitungen, bestehend aus einem oder mehreren Freileitungsisolatoren mit spannungsabhängigerWiderstandscharakteristik, gekennzeichnet durch Freileitungsisolatoren normaler Bauart aus einer Porzellanmasse, die durch besondere Herstellungsweise, vorzugsweise durch Behandeln mit 'Metallsalzen, insbesondere Silbersalzen, eine stark spannungsabhängige Widerstandscharakteristik aufweist.
2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Isolatorenkette, deren sämtliche oder auch nur einige Glieder aus Porzellan mit einer stark spannungsabhängigen Widerstandscharakteristik bestehern.
3. Überspannungsableiter nach den Ansprüchen 1 und,2, dadurch gekennzeichnet, daB in; dien Isolatoremkette einte Löschfunkenstrecke an sich bekannter Bauart eingefügt ist. Überspannungsableiter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daB an dem dem Freileitungsseil zugewendeten Ende der Isolatorenkette ein oder mehrere normale Isolatoren (4), am mastseitigen Ende die Isolatoren (1, 2) mit stark spannungsabhängiger Widerstandscharakteristik und dazwischen gegebenenfalls die Löschfunkenstrecke (3) angeordnet sind. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 278017, 542 940; österreichische Patentschrift Nr. 1132 257; französische Patentschrift Nr. 65;,8 3;o5.; britische Patentschrift Nr. 27'o 391; USA.-Patentschriften Nr. 1449 694, 'ETZ. I 822,-42; 1930, S. 1307 ww 1308, 1932, S,. 848; General Electric Review 193;1, S.65.