Ventilelement für Uberspannungsableiter Ein wichtiger Bestandteil
von Ventilüberspannungsableitern ist das Ventilelement. Es hat die Aufgabe, erstens
nach Ansprechen des Ableiters einen durch die Überspannung bedingten Strom zu leiten,
ohne daß die Spannung, am Element einen für die Isolation der Anlage schädlichen
Wert annehmen darf, und zweitens einen diesem Vorgang nachfolgenden Betriebsstrom
zu drosseln und sicher zu unterbrechen. Dementsprechend ist der Widerstand des Ventilelementes
-bei großen Strömen klein und 'bei kleinen Strömen groß. In der am meisten üblichen
Bauweise von Ventilelementen für Überspannungsableiter wird der Strom über Silicium,
Karbid-Körner geleitet. Silicium-Karbid mit geeigneten Füllstoffen wird zu einzelnen
Scheiben oder Blocks zusammengepreßt. Mehrere dieser Scheiben oder Blocks werden
zu dem Ventilelement zusammengebaut. Hierzu werden die Stirnseiten der Scheiben
metallisiert unfd über.einandergelegt, oder die Scheiben werden nicht metaillisiert
und durch Aufeinanderstapeln, zu gegenseitigem Kontakt gebracht. Derartige Ventilelemente
werden für die Dauer eines Stromes von einigen io bis einigen ioo ,us und mehr bemessen.
Fließt ein Strom mit einigen ioo bis einigen iooo Amp., so, entsteht an einem Block
ein Spannungsabfall von einigen iooo V je Zentimeter Blockhöhe.Valve element for surge arresters An important component
of valve surge arresters is the valve element. It's job, firstly
to conduct a current caused by the overvoltage after the arrester has responded,
without the voltage on the element damaging the insulation of the system
And, secondly, an operating current that follows this process
to throttle and safely interrupt. The resistance of the valve element is accordingly
-with large currents small and 'with small currents large. In the most common
Design of valve elements for surge arresters, the current is via silicon,
Carbide grains headed. Silicon carbide with suitable fillers becomes individual
Slices or blocks pressed together. Several of these disks or blocks will be
assembled to the valve element. For this purpose, the end faces of the disks
metallized and superimposed, or the panes are not metallized
and by stacking them on top of each other brought into mutual contact. Such valve elements
are rated for the duration of a current from a few io to a few ioo, us and more.
If a current flows with a few ioo to a few iooo amps, it is produced on a block
a voltage drop of a few thousand volts per centimeter of block height.
Um Überschläge entlang der Mantelfläche zu vermeiden, die durch dieses
Spannungsgefälle möglich werden, ist es üblich, die äußere Fläche mit einem Lack
oder einem Schutzanstrich zu bestreichen oder ihm einen harten starken Überzug zu
geben. Man kann ihn auch vergießen, z. B. mit Kabelvergußmasse. Belastet man derartige
Ventilelemente mit
Strömen von einigen ioo bis einigen iooo Amp.
mit Zeiten, die ioo ys überschreiten und, die bis mehr als iooo ,uns andauern können,
-so zeigt sich eine starke mechanische Wirkung des Stromes auf dem, Überzug oder
auf der Vergußmasse. Der Strom hat nämlich an 6en$ontäktstellendereinzelnen Silicium-Karbid-Körner
Temperatursteigerungen bis über 2000° zur Folge. Der Wärmestrom, der von diesen
Punkten ausgeht, ist der Zeitdauer proportional. Die Folge dieser Erwärmung ist
eine starke Erhitzung der Luft im Innern des porösen Blocks oder auch zwischen den
übereinarndergestapelten Blocks. Stoßartig expandiert die Luft, von den Ursprungsstellen
gehen :starke Druckwellen aus, denen Zonen stark verminderter Luftdichte folgen.
Der schlagartigen Beanspruchung ist der harte Überzug oftmals nicht gewachsen. Selbst
weiche Vergußmassen, z. B. Kabelmassen, sind 'bei dieser Beanspruchung spröde und
zerplatzen leicht. Die Folge ist. entweder Losplatzen einzelner Teilchen des Überzugs
oder Risse im Überzug> Jedenfalls finden leicht Überschläge in der Grenzschicht
zwischen Block und Schutzüberzug oder entlang dem Schutzüberzug statt. Es ist ein
besonderes Kennzeichen dieses Vorgangs, daß diese Überschläge nicht mit dem Maximum
des Stromes zusammenfallen, sondern oftmals eine gewisse Zeit später stattfinden,
nachdem: der Strom auf nur einige Prozent oder sogar Promille des ursprünglichen
Wertes abgeklungen ist.In order to avoid flashovers along the lateral surface caused by this
If a voltage gradient becomes possible, it is common to cover the outer surface with a varnish
or a protective coating or a hard, strong coating
give. It can also be shed, e.g. B. with cable potting compound. Are you burdened with such
Valve elements with
Stream from a few ioo to a few iooo amps.
with times that exceed ioo ys and that can last up to more than iooo us,
-so shows a strong mechanical effect of the current on the, coating or
on the potting compound. This is because the current has individual silicon carbide grains at six points of contact
Temperature increases of up to over 2000 ° result. The heat flow from these
Points, the duration is proportional. The consequence of this warming is
a strong heating of the air inside the porous block or between the
stacked blocks on top of each other. The air expands abruptly from the point of origin
go: strong pressure waves, which are followed by zones of greatly reduced air density.
The hard coating is often not able to withstand sudden loads. Self
soft casting compounds, e.g. B. cable grounds are 'brittle and brittle under this stress
burst easily. The result is. either individual particles of the coating burst loose
or cracks in the coating> In any case, flashovers can easily be found in the boundary layer
between the block and the protective coating or along the protective coating. It is a
A special feature of this process is that this rollover does not match the maximum
of the stream, but often take place a certain time later,
after: the current to only a few percent or even per mille of the original
Value has subsided.
Um diese Überschläge oder Durchschläge zu vermeiden, erhält nach der
Erfindung das Ventilelement einen hinreichend elastischen Schutzmangel, Der Hauptbestandteil
des Mantels, der :die Elastizität verbürgt, ist Faserstoff. Diese Faserbestandteile
können Seide, Hanf, Glaswolle, Glasfäden, Asbest oder Holzmasse sein. Er kann um
das Ventilelement gepreßt werden, er kann auch aufgestrichen, gespritzt oder aufgewickelt
werden. Als Bindemittel kann beliebiger Klebestoff, wie er z. B. aus der Zusammensetzung
von Kitten bekannt ist, benutzt werden. Man wird hierzu Verbindungen oder Mischungen
vorziehen, die mit den Bestandteilen des Ventilelementes eine ge-wisse Verwandtschaft
haben. In Betracht kommen z. B. Wasserglas, Portlandzement, Chlor-Zink-Lösung, Schellack,
Bakelit, geschmolzener Schwefel oder Klebelack, alle mit Füllstoffen, die beim Kitten
verwendet werden. Zur näheren Erläuterung zeigt Fig. i ein Ausführurtgsbeispiel.
Es bedeutet i das Ventilelement mit den Stromzuführungsflächen 2 und 3. Das Element
kann aus einem einzigen Körper bestehen, es kann aber auch aus mehreren einzelnen
Körpern zusammengesetzt sein. Es ist für die Erfindung unerheblich, ob die Berührungsflächen
dieser einzelnen Körper metallisiert sind oder ob sie mit oder ohne Metallisierung
in unmittelbarer Kontaktberührung oder mit kleinem Zwischenraum voneinander getrennt
angeordnet sind. Die Form des Ventilelementes kann zylindrisch oder konisch oder
rechteckig, jedenfalls 'beliebig sein. Der gemäß der Erfindung vorgesehene Schutzmantel
ist bei diesem Ausführungsbeispiel in Form einer Schnur ¢ aus Hanf, Asbest oder
Glasgespinnst um den zylindrischen Ventilkörper i gewickelt. An Stelle der Scbnur
kann auch ein Band treten oder ein zylindrischer strumpfartiger Körper. Das Bindemittel,
das den elastischen Körper mit dem Ventilelement verbindet und ihn zusammenhält,
ist in Fig. 2 ersichtlich und mit 5 bezeichnet. Dieses Bindemittel kann auch außerhalb
auf den Mantel gestrichen sein, so. daß die elastische Wicklung nicht sichtbar ist.To avoid these flashovers or punctures, the
Invention the valve element provides a sufficiently elastic deficiency, the main component
of the jacket, which: guarantees elasticity, is fiber. These fiber components
can be silk, hemp, glass wool, glass thread, asbestos or wood pulp. He can go around
the valve element can be pressed, it can also be painted on, sprayed or wound up
will. Any adhesive, such as that used, for. B. from the composition
known to be used by kittens. This is done using compounds or mixtures
prefer that they have a certain relationship with the components of the valve element
to have. Consider z. B. water glass, portland cement, chlorine-zinc solution, shellac,
Bakelite, molten sulfur, or glue varnish, all with fillers that are useful in puttying
be used. For a more detailed explanation, FIG. 1 shows an exemplary embodiment.
It means i the valve element with the power supply surfaces 2 and 3. The element
can consist of a single body, but it can also consist of several individual bodies
Bodies be composed. It is irrelevant for the invention whether the contact surfaces
these individual bodies are metallized or whether they are with or without metallization
separated from each other in direct contact or with a small gap
are arranged. The shape of the valve element can be cylindrical or conical or
rectangular, in any case, be arbitrary. The protective jacket provided according to the invention
is in this embodiment in the form of a cord ¢ made of hemp, asbestos or
Woven glass wound around the cylindrical valve body i. Instead of the cord
a band or a cylindrical stocking-like body can also occur. The binder,
that connects the elastic body to the valve element and holds it together,
can be seen in FIG. 2 and denoted by 5. This binder can also be used outside
be painted on the coat, like that. that the elastic winding is not visible.