-
Lichtbogenschutzeinrichtung für Hochspannungsisolatoren Zusatz zum
Patent 714192 Gegenstand des Patents 714 192 ist eine Lichtbogenschutzeinrichtung
für Hochspannungsisolatoren, die aus Ringsegmenten mit Hörnern besteht. Die vorliegende
Erfindung betrifft eine besonders zweckmäßige Fortbildung der Einrichtung nach dem
Hauptpatent, und zwar im wesentlichen anschließend an die Ausführungsform nach Abb.
z des Patents 714 z92. Die Lichtbogenschutzeinrichtung, welche in Abb. z des Patents
714 192 dargestellt ist, besteht aus etwa kreisförmigen Ringsegmenten
b, die von Speichen e
getragen werden, und zwei Hörnern bzw. stabförmigen
Elektroden, die zwischen den Enden der kreisförmigen Ringsegmente b hindurch nach
außen führen. Sie sind über den durch die Ringsegmente gebildeten Kreis nach außen
verlängert, um den Lichtbogen, der von einem der einseitig gespeisten Ringbogenstücke
auf das Horn c übergeht und bis zum Ende dieser Elektrode geführt wird, möglichst
weit vom Isolator fernzuhalten. Dies wird erreicht durch die Richtwirkung, die die
einseitig gespeisten Armaturteile, insbesondere das Horn c, auf den Lichtbogen ausüben.
-
Die Elektroden c und die Speichen e verlaufen, wenn die Lichtbogenschutzeinrichtung
wie üblich am unteren (bzw. oberen) Ende der Isolatorkappe angeschraubt wird, schräg
nach außen und oben
(bzw. unten) und bilden etwa die Mantellinien
eines Kegelstumpfes oder eines Rotationsparaböloids.. Der Durchmesser des durch
die Ringsegmente gebildeten Kreises muß so groß bzw: su klein gewählt werden, daß
die Isolatorkappe vor dem Ansatz eines Lichtbogens möglichst vollkommen abgeschirmt
wird.
-
Man kann aber auch die in den Ausführungsbeispielen des Patents 714
192 dargestellten Ringsegmente in Form von Halbellipsen ausbilden, so daß entsprechend
Abb. i ein Oval aus Ringsegmenten b derart entsteht, daß die die Ringsegmente tragenden
Speichen e in Richtung der kleinen Achsen, die Elektroden c in Richtung der großen
Achsen angeordnet sind. Hierdurch ist den praktischen Anforderungen an die Schutzvorrichtung
in höherem Maß Rechnung getragen, denn von den mehr am Isolatorende liegenden und
die Isolatorkappe vorzüglich abschirmenden Ellipsenstücken- wird der Liehtbogenfußpunkt
durch die einseitige Speisung schnellstens nach dem Ende des ellipsenförmigen Ringsegmentes
geführt und geht dort auf die Elektrode -c über, die in die Lücke zwischen zwei
benachbarte Ringsegmente hineinragt. Diese Elektrode liegt in Richtung der großen
Hauptachse der Ellipse; und damit ist der Punkt; an dem der Lichtbogen auf die Elektrode
c überzugehen pflegt, schon wesentlich weiter vom Isolator entfernt als die übrigen
Teile des ellipsenförmigen Ringsegmentes. Daher ist die Gefährdung der keramischen
Isolatorteile auch beim stabilen Brennen eines Lichtbogens an der Elektrode c wesentlich
herabgesetzt. Die räumliche Begrenzung der vorstehend beschriebenen Gestalt der
Lichtbogenschutzeinrichtung wird im wesentlichen durch einen elliptischen Kegelstumpf
oder eine elliptische Haube gebildet, deren Grundfläche die Ellipse der Ringsegmente
ist (elliptisches Paraboloid, vgl. Abb. z bis 4).
-
Bei dieser Ausbildung der Lichtbogenschutzeinrichtung ist es besonders
gut möglich, die Teile der Elektroden c, die über die Elhpsensegmente hinausragen,
kürzer zu halten als bei der ringförmigen Ausbildung gemäß dem Hauptpatent. Das
Ende der Elektrode c könnte nun in gerader Fortsetzung ihres unteren Teiles über
die Ebene der Ellipse in das elektrische Feld hineinragen. Hierbei würde aber eine
erhebliche Konzentration des elektrischen Feldes an der Elektrode c und demgemäß
eine Verringerung der Überschlagspannung des Isolators zustande kommen. Zur Vermeidung
dieses Nachteiles könnte die Elektrode c nach außen abgebogen oder einfach in der
Ebene der Ellipse abgeschnitten werden. Die Richtung des Lichtbogenansatzes würde
dann durch die Richtung der Elektrode c (z. B. entsprechend Abb. 4 schräg nach außen
geneigt) bestimmt.
-
Da aber erfahrungsgemäß bei großen Stromstärken die Elektrodenenden
c bei stabförmiger Ausbildung stark abbrennen und der Lichtbogenfußpunkt mit zunehmendem
Abbrand nicht nur unter die Ringbogenebene treten kann, sondern sich dabei gleichzeitig
infolge der Steigung bzw. Neigung der Elektrodenspeiche sowohl dem keramischen Teil
des Isolators als auch der Kappe nähert, also ein Übergang des Lichtbogens auf die
Kappe befürchtet werden muß, ist es vorteilhaft, das Elektrodenende mit einer Abbrandöse
auszurüsten, wie sie die Abbildungen zeigen. Mit dieser Abbrandöse kann sogar ein
leichtes Hineinragen in das Feld ohne Beeinträchtigung der Überschlagspannung zugelassen
werden. Die Abbrandöse verhindert also nicht nur den Abbrand, sondern vermindert
auch die bei stabförmigen Elektrodenenden auftretende Feldverzerrung und vermeidet
damit vorzeitige Glimmentladungen, die Rundfunkstörungen mit sich bringen.
-
Die Abb. i bis 4 zeigen eine der Erfindung entsprechende Schutzeinrichtung.
Darin bedeuten a die Kappe des zu schützenden Isolators, b die Ringsegmente, c den
unteren Teil der Hörner bzw. Elektroden, der mit den Abbrandösen d versehen
ist, und e die Speichen, welche die Ringsegmente b tragen.
-
Dadurch, daß die gesamte Länge der Elektrodenspeiche e für die Richtungsgebung
des Lichtbogenstieles wirksam ist, wird das mögliche Höchstmaß an Richtkraft ausgenutzt.
Durch die Lage der Elektrödenspeiche wird der Lichtbogen daher nach außen vom Isolator
ausreichend abgelenkt, ohne daß er unnötig in die Länge gezogen wird.
-
In weiterer Verbesserung der Einrichtung können die Enden der Ringsegmente
b, wie dies in Abb. 2 angedeutet ist, etwas nach abwärts gebogen werden, um ein
sicheres Überleiten des Lichtbogenfußpunktes von den Segmenten b auf die Abbrandösen
d zu gewährleisten, und zwar auch dann, wenn infolge von mechanischen Unzulänglichkeiten
die Speichen e mit den Ringsegmenten etwas schräg gestellt sein sollten.
-
Die Anwendung der vorgenannten Lichtbogenschutzeinrichtung ist nicht
auf das spannungsführende Ende des Isolators beschränkt, sondern kann in gleicher
Weise auch am geerdeten Isolatorende verwendet werden oder an beiden Enden gleichzeitig.
-
Um bei Abspannisolatoren und anderen angenähert waagerecht liegenden
Isolatoren, z. B. an Hochspannungsapparaten u. dgl., den Erfindungsgedanken anzuwenden,
kann zweckmäßig der Schutzeinrichtung eine Form gemäß Abb. 5 bis B gegeben werden,
bei der die beiden Ringsegmente b auf der Unterseite vereinigt sind und durch die
gemeinsame oder eine doppelte Speiche e getragen werden. Praktisch wird man so,
wie in Abb. 5 dargestellt, jedes Ringsegment an eigener Speiche anordnen. Die Elektrode
c trägt wiederum die Abbrandöse d. In entsprechender Weise können auch die Hörner-
bzw. Elektrodenenden anderer nach dem Patent 714 192 ausgebildeter Lichtbogenschutzeinrichtungen
mit Abbrandösen versehen werden.