DE91133C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung hat einen Blitzableiter für Starkstromanlagen zum Gegenstande. Die Aufgabe, die zu lösen war, bestand darin., einen möglichst einfachen Blitzableiter ohne bewegliche Theile und möglichst ohne Selbstinduction herzustellen, der besonders für hohe Spannungen geeignet wäre.

Fig. ι zeigt eine Seitenansicht . des Blitzableiters in seiner Ausführung. Seine wesentlichen Theile sind zwei einander gleiche Drähte D¹ D² aus Kupfer oder einem anderen Metalle von eigentümlicher Form, die von Porcellan- isolatoren J¹ J² und i¹ i² getragen werden.

Die Drähte bestehen aus einem unteren waagrechten Stück, dann folgt ein senkrechtes oder nahezu senkrechtes Stück, dem sich endlich ein schräg nach oben laufendes Stück anschliefst. Diese Drähte sind einander mit ihren senkrechten Stücken parallel oder annähernd parallel nahe gegenübergestellt, so dafs an der engsten Stelle zwischen ihnen nur ein Abstand von wenigen Millimetern bleibt, während die Drähte oberhalb weit aus einander laufen, so dafs ihre oberen Enden je nach der Spannung, für die sie verwendet werden sollen, 400 bis 800 mm aus einander stehen. Die unteren Enden brauchen nicht waagrecht zu verlaufen, sondern sollen sich nur wieder von einander entfernen; ihre Lage ist aus baulichen ^; Gründen waagrecht gewählt. Diese waagrechten Theile ruhen verschiebbar auf je einer der metallenen Kappen K¹ K², die auf Porcellanisolatoren aufgekittet sind. Um den verhä'ltnifsmäfsig langen Drähten mehr Halt zu geben, sind sie oben bei a¹ und a² an ihrem schräg verlaufenden- Theil nochmals gestützt. Die Stützen sind durch ein isolirendes Zwischenstück i¹ und z² unterbrochen, damit durch sie kein Strom zu den Drähten gelangen kann. Durch die verschiebbare Lagerung der waagrechten Drahtstücke bei K¹ K² kann der Abstand der Drähte von einander der Spannung entsprechend nach Belieben eingestellt werden. Der eine Draht wird mit der Leitung, der andere mit der Erde leitend verbunden. Die Blitzelektricität durchschlägt den Zwischenraum zwischen beiden Drähten und wird zur Erde abgeleitet. Wird durch diese Entladung ein Lichtbogen eingeleitet, ~so wandert er an den beiden Drähten in die Höhe. Dabei wird er infolge. der Gestalt der Drähte immer weiter aus einander, gezogen und erlischt daher nach. kürzester Zeit, ohne dafs ein weiteres Mittel erforderlich ist, um ihn auszublasen.
. Es ist nicht neu, zwei einander gegenüberstehenden .Entladungsplatten, zwischen denen sich ein. Lichtbogen bilden kann, solche Gestalt zu geben,:.dafs. der Abstand zwischen beiden nach oben hin weiter wird. Der durch die Erwärmung.der Luft verursachte aufsteigende Luftstrom soll den Lichtbogen nach oben treiben und dadurch seine Länge bis zum Erlöschen vergröfsern. Eine derartige Anordnung hat Elihu Thomson in seinem amerikanischen Patent Nr. 434961 (Fig. 4) getroffen und beschrieben. Elihu Thomson hat ferner die-

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selbe Anordnung bei seinem bekannten Blitzableiter angewendet (Fig. 5). Indessen ist bei dem letzteren die Funkenstrecke zwischen den Polen eines kräftigen Elektromagneten angeordnet, dessen Wirkung darin besteht, den Leiter aus seinem Felde herauszutreiben, also nach oben zu blasen. Die Form der Entladungsplatten genügt hier nämlich keineswegs, um für sich allein diese Wirkung mit Sicherheit auszuüben.

Die Aufgabe, die zu lösen war, besteht nun darin, den Entladungsplatten eine solche Form zu geben, dafs sie allein im Stande wären, den Lichtbogen nach oben zu treiben. Dies wurde dadurch erreicht, dafs man dieselben aus einem im wesentlichen linearen Körper herstellte. Dadurch wurde die elektromagnetische Wirkung, die Elihu Thomson nur durch einen besonderen Elektromagneten erzielen konnte, ohne Weiteres und wenn auch in schwächerem, so doch in vollkommen ausreichendem Mafse gesichert. Eine Betrachtung der Fig. 2, 3, 4 und 5 wird dies ohne Mühe erkennen lassen. Fig. 4 und 5 zeigen die von Elihu Thomson gewählten Formen der Entladungsplatten. Der Funke wird sich an der engsten Stelle, also am unteren Ende der Platten bilden. Die Ströme, die dann zur Funkenstrecke hin- und von ihr wegfliefsen, müssen daher gröfstentheils eine mehr oder minder schräge Richtung von oben nach unten annehmen. Sind dagegen die Theile, an denen die Entladung stattfindet, von linearer Gestalt, nämlich aus Drähten gebildet, und wird der Strom wie in Fig. 2 an den tiefsten Stellen C und D zu- und abgeführt, so mufs der Lichtbogen, dessen Ansatzpunkte A und B sein mögen, der höchste Theil der Strombahn sein. Es wird nun wieder wie bei den vorher beschriebenen Anordnungen die Luft durch den Lichtbogen erwärmt und dadurch ein Aufsteigen der Luft veranlafst. Aufserdem aber übt jetzt der Strom selbst eine elektrodynamische Wirkung aus, die in demselben Sinne wirkt. Betrachtet man den Strom in einem Augenblicke, so wird er beispielsweise wie die Pfeile in Fig. 2 verlaufen. Nun bilden die Theile α und b der Strombahn einen Winkel mit einander, indem α nahezu senkrecht und b nahezu waagrecht verläuft. Leiter, die einen Winkel mit einander einschliefsen, suchen sich aber unter dem Einflüsse der sie durchfliefsenden Ströme parallel zu stellen. Der Theil b der Strombahn sucht sich daher um den Ausgangspunkt A zu drehen, d. h. es entsteht ein Auftrieb, wie die kleinen senkrechten Pfeile in Fig. 3 anzeigen. Ebenso sucht sich der Theil c der Strombahn um den Endpunkts zu drehen (Fig. 2), und zwar wieder nach oben. Es entsteht also auch hier wieder ein Auftrieb. Der elektrodynamische Auftrieb ist nichts weiter als die schon von Faraday beobachtete und erklärte Erscheinung, nachdem ein Kupferbügel, der als Schwimmer zwei parallel neben einander angeordnete Quecksilberrinnen leitend mit einander verbindet, durch den elektrischen Strom so fortgetrieben wird, dafs die Strombahnen in den Quecksilberrinnen länger werden. Der thermische und der elektrodynamische Auftrieb der Luft addiren sich demnach und blasen den Lichtbogen in die Höhe. ^: Voraussetzung für das richtige Arbeiten der Vorrichtung ist, dafs der Lichtbogen der oberste Theil der Strombahn ist. Denn würden die Ströme durch die beiden Drähte von oben zu dem Lichtbogen gelangen, so würde die elektrodynamische Wirkung nach unten gerichtet sein und es würde nur der Unterschied der thermischen und der elektrodynamischen Wirkung zur Geltung kommen. In diesem Falle ist der Erfolg unsicher und besonders bei niedrigen Spannungen und hohen Strömen kann man beobachten, dafs der Lichtbogen stehen bleibt oder sogar nach unten wandert und dauernd bestehen bleibt. Aus diesem Grunde werden die Anschlüsse zur Leitung und zur Erde an dem unteren waagrechten Ende angebracht und die oberen Drahtstützen sorgfältig von den unteren isolirt.

Vergleicht man hiermit die Wirkung der Ströme in den flächenartig ausgebildeten Entladungsplatten bei den Blitzableitern von Elihu Thomson (Fig. 4 und 5), so sieht man, dafs hier die elektrodynamische Wirkung nach unten gerichtet oder im günstigsten Falle nicht vorhanden ist.

Wesentlich bei dem neuen Blitzableiter ist demnach die Benutzung von linearen Leitern, d. h. von Drähten zu den Entladungstheilen, die so angeordnet und mit den Str.omzuleitungen verbunden sein müssen, dafs der Lichtbogen mit den Strombahnen in den Entladungstheilen eine nach unten offene Schleife bildet. Die Stromzuführung mufs daher unten an den Punkten C und D (Fig. 2) erfolgen. Ferner müssen die oberen Stützen U₁ a₂ der Drähte (Fig. 1), ohne die sie zu wenig Halt besitzen würden, von den Drähten isolirt sein, so dafs hier kein Strom eintreten und von oben nach unten gelangen kann.

Ein auf diese Weise hergestellter Blitzableiter zeichnet sich durch ungemeine Einfachheit aus. Er unterbricht den Lichtbogen nicht nur selbst bei den höchsten Spannungen mit gröfster Sicherheit und ohne Schaden zu leiden, sondern hat auch sonst alle Eigenschaften eines guten Blitzableiters. Er besitzt so gut wie gar keine Selbstinduction und bietet somit der Entladung der atmosphärischen Elektricität kein Hindernifs. Er hat keine beweglichen Theile, 'die einer gröfseren Aufmerksamkeit bedürfen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Blitzableiter mit zwei von einander isolirten, nach oben aus einander laufenden Leitern, dadurch gekennzeichnet, dafs die in wesentlich linearer Gestaltung — stabförmig — ausgeführten, in ihrem mittleren wesentlich senkrechten Verlaufe einander nahe gegenüberstehenden Leiter mit ihrem unteren zu den Anschlüssen führenden Fortsetzungen aus einander weichen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.