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Uberspannungsableiter Die Erfindung betrifft einen überspannungsableiter,
der aus einer Löschfunkenstrecke und einem spannungsabhängigen. Widerstand in Reihen:
schaltung besteht. Um einen möglichst hohen Schutzwert der Ableiter zu erreichen,
ist man, bestrebt, den Stoßfaktür bzw. den: An:sprechverzug dieser Ableiter möglichst
klein zu halten. Es sind dabei Anordnungen bekanntgeworden, die mit Hilfe einer
Spaltelektrode oder auch einer gemischt ohmisch-kapazitiven Steuerung der Löschfunkenstrecke
dieses Ziel verwirklichen. Der Nachteil der Spaltelektrode besteht aber darin, ,daß
bei hohen. Blitzströmen der kleine Spalt durch die Schmelz-@,virkung des Entladelichtbogens
kurzgeschlossen, also unwirksam gemacht wird. Die Funkenstreckensteuerung dagegen
erfordert einen. größeren Aufwand und läßt sich nur bei größeren Ableitern wirtschaftlich
durchführen. Daneben, ist es auch bekannt; den Ansprechverzug von Überspannungsableitern,
dadurch zu verringern, da.ß die ankommende Überspannungswelle entsprechend der Ansprechcharakteristik
der Ableiteran._ Ordnung verformt wird. Zu diesem Zweck wird parallel zur Funkenstrecke
und dem Reihenwiderstand des Ableiters: ein: Kondensator vorgesehen. Es soll damit
erreicht werden, daß die Zeitkonstante aus Wellenwiderstand der Leitung und Kapazität
größer ist als die Summe aus Entladeverzug und Zeitkonstante des Ableitwiderstandes.
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Die Erfindung schafft demgegenüber einfachere und günstigere Verhältnisse.
Sie geht davon aus, daß beim Ableiter der in Rede stehenden. Art beim Auftreffen
einer Wanderwelle die Löschfunkenstrecke bzw. deren Ersatzkapazität schnell überwunden
wird, so daß der größte Teil des Spannungsabfalles auf den Reihenwiderstand des
Ableiters
entfällt und die Funkenstrecke ihre Spannung zu spät erhält. Zur Vermeidung dieser
nachteiligen Verzögerung wird erfindungsgemäß parallel zum Reihenwiderstand des
Ableiters eine Kapazität geschaltet, die derartig groß gegenüber der Eigenkapazität
der Löschfunkenstrecke gewählt ist, daß der weitaus größte Teil der Spannung am
gesamten Ableiterwiderstand von der Löschfunkenstrecke übernommen wird. Vorzugsweise
wird die Zusatzkapazität derart bemessen, daß sie, die Ersatzkapazität der Löschfunkenstrecke,
um etwa eine Größenordnung übertrifft. Man erreicht dadurch, daß die Ansprechspannung
für den Ableiter praktisch sich so verhält, als wäre die durch das spannungsabhängige
Widerstandsmaterial bedingte Verzögerung , im Augenblick des Ansprech.ens nicht
vorhanden. Daher ist der noch verbleibende Ansprechverzug vernachlässigbar klein.
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Im nachstehenden wird die Erfindung an Hand. der Zeichnung noch näher
erläutert.
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Fig. i zeigt zunächst schematisch den Aufbau der bekannten Überspannungsableiter
.mit Löschfunkenstrecke und spannungsabhängigem' Widerstand. i ist die Löschfunkenstrecke,
2 die Säule des spannungsabhängigen Widerstandsmaterials, 3 der Erd- und q. der-
Leitungsanschluß. In F'ig. 2 ist das elektrische Ersatzschema dargestellt, wobei
die Gesamtkapazität zwischen erster und letzter Elektrode der Löschfunkenstrecke
durch dem. Kondensator 5, die Widerstandssäule 2 durch den Ersatzwiderstand 6 und
die, Eigenkapazität der Säule 2 durch .dein Kondensator 7 ersetzt ist. Der KonKlensatOr
7 ist wegen der großen Länge der Widerstandssäule, d.. h. dem großen Abstand der
wirksamen Endflächen klein gegenüber denn Kondensator 5, da die Löschfunkenstrecke
bekanntlich nur sehr kleine Abstände aufweist, die zudem noch durch Material hoher
Dielektrizitätskonstante, z. B. Glimmer, teilweise ausgefüllt sind.
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Die Anordnung wirkt in folgender Weise. Läuft bei der bekannten Anordnung
eine Überspannungswelle auf den 'Ableiter auf, die z. B. die Gestalt einer Kelil-Stirn-Welle
entsprechend der Kurve ä der Fig. 3 besitzt, so stellt sich die Spannung an der
Funkenstrecke i infolge der durch die Widerstandsscheiben bedingten Ansprechverzögerung
erst gemäß der Kurve 9 der Fig. 3 ein. Hat beispielsweise die Funkemistrecke, die
Ansprechspan.-nung 0A, die, sie bei un.verzögertem Ansprechen in einer Zeit t1 erreichen
würde, so, ruß die Spannung jetzt erst auf den Wert 0C ansteigen, bevor an der Löschfunkenstrecke
die für, --das Ansprechen notwendige Spannung OB erreicht wird. Die An. sprechspan.nung
des Ableiters hat sich also um den Betrag AD gegenüber der Ansprechspannung
der Funkenstrecke erhöht.
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Wird nun erfindungsgemäß parallel zu dem Widerstandsstapel ein Kondensator
geschaltet, der derartig bemessen ist, d:aß der größte Teil der Spannung von: der
Löschfunkenstrecke übernommen wird, so wird ein praktisch sofortiges Ansprechen
des Ableiters erreicht. Beispielsweise wenn die Kapazität von 7 (Fig. a) dreißigmal
größer als die Kapazität von 5 ist, so kann, da sich die Spannungen :im umgekehrten
Verhältnis der Kapazitäten verteilen, die Spannung an der Löschfunkenstrecke höchstens
um 3,30/0 kleiner sein als die Gesamtspannung des Ableiters, gemessen zwischen
den Punkten 3 und q., Zweckmäßig bringt man diese Zusatzkapazität nach Art der Steuerbeläge
bei Kondensatordurchführungen in dem allgemein üblichen Hartpapierschutzzylinder
io unter, der die Widerstandssäule :2 umgibt, wie die Fig. q. zeigt, in der die
Kondensatorbeläge mit i i bezeichnet sind, oder aber man versieht das Porzellangehäuse
des. Ableiters mit entsprechenden Metallbelägen. Eine derartige Anordnung zeigt
Fig. 5, in der 12 der spannungsseitige und 13 der erdseitige Beilag der Zusatzkapazität
ist.
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Während nach der Abbildung der Belag 12 an die unterste Elektrode
der Löschfunkenstrecke angeschlossen ist, läßt sich eine weitere Vereinfachung dadurch
erzielen, daß der Belag 12 auf freiem Potential gelassen, also nicht angeschlossen.
wird. Zweckmäßig wird er dann nach oben, etwa bis zur halben Höhe der Löschfunkenstrecke,
verlängert. Er wird dann stärker kapazitiv mit der Löschfunkenstrecke gekoppelt
und führt über diese Kopplung d'erLö@schfunkeustreckeden:Ladeistro-m zu.