DE957144C

DE957144C - Overpressure protection in the form of an overpressure membrane to protect electrical apparatus and devices

Info

Publication number: DE957144C
Application number: DEL22716A
Authority: DE
Inventors: Walter Bellon
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1955-08-19
Filing date: 1955-08-19
Publication date: 1957-01-31

Description

Zur Verhütung einer Deformation oder Zerstörung von elektrischen Apparatekesseln infolge innerer Überdrücke, hervorgerufen durch übermäßige Gasbildung bei einer Lichtbogenbildung im Isoliermittel, ist es bekannt, eine Sollbruchstelle, beispielsweise in Form einer Membran, vorzusehen, die bei einem bestimmten Überdruck zerstört wird und somit dem Gas die Möglichkeit gibt, zu entweichen. To prevent deformation or destruction of electrical apparatus boilers as a result internal overpressures, caused by excessive gas formation when arcing in the Isolation means, it is known to provide a predetermined breaking point, for example in the form of a membrane, which is destroyed at a certain overpressure and thus gives the gas the opportunity to escape.

So hat man beispielsweise solche Überdruckmembranen schon unmittelbar in der Wandung von Apparatekesseln angeordnet oder aber besondere Auspuffkanäle mit Membranen verschlossen.For example, one already has such overpressure membranes directly in the wall of Apparatus boilers arranged or special exhaust ducts closed with membranes.

Ebenfalls sind auch Überspannungsableiter mit Löschfunkenstrecke und spannungsabhängigen Widerständen mit einer Überdrucksicherung in Form einer Überdruckmembran ausgerüstet worden, um eine Zerstörung des Ableitergehäuses zu verhindern. Ursache einer Zerstörung von Überspannungsableitern ist meist die Überlastung der Ableiter bei länger anhaltenden intermittierenden Erdschlüssen durch die in den gesunden Phasen sich stetig wiederholenden Überspannungen. Das dadurch bedingte häufige Ansprechen hat eine thermische Überlastung des Widerstandsstapels zur Folge, so daß dieser schließlich elektrisch durchschlägt. There are also surge arresters with quenching spark gaps and voltage-dependent ones Resistors have been equipped with an overpressure safety device in the form of an overpressure membrane, to prevent the arrester housing from being destroyed. Cause of the destruction of surge arresters is mostly the overload of the arrester in the case of long-lasting intermittent earth faults due to those in the healthy phases constantly repeating overvoltages. The resulting frequent response has a thermal one Overloading of the resistor stack as a result, so that it finally breaks down electrically.

Die vielfach als Metallfolien ausgebildeten Überdruckmembranen müssen so dünn bemessen sein, daß sie bei relativ geringem Überdruck zerspringen.The overpressure membranes, which are often designed as metal foils, must be so thin that that they burst at a relatively low overpressure.

Die dünne Ausbildung der Membranen macht diese aber wiederum sehr anfällig gegen Beschädigungen, sei es durch mechanische Stöße oder durch atmosphärische Einflüsse, wobei letztere, über längere Zeit gesehen, eine völlige Korrosion der Membran zur Folge haben können, so daß die Schutzeinrichtung unbrauchbar wird.The thin construction of the membranes makes them very susceptible to damage. be it through mechanical impacts or through atmospheric influences, the latter over a longer period of time Time seen, a complete corrosion of the membrane can result, so that the protective device becomes unusable.

Um diese Schwierigkeiten auszuschalten und nach normalem Ermessen ein Versagen der Schutz einrichtung, bedingt durch die obengenannten Einflüsse, zu vermeiden, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, die Überdrucksicherung als von nur einem Träger gehaltene Doppelmembran auszubilden, derart, daß die Membranen durch einen Luftspalt getrennt übereinander angeordnet sind. Als besonders einfach und zweckmäßig erweist sich hierbei, den Membranträger scheiben-, ring- oder tellerförmig zu gestalten' und ihn im Bereich der Befestigung der Membranen mäander- oder sinusförmig auszubiegen. Die Befestigung der Membranen kann man dabei so vornehmen, daß sie in die entsprechenden, durch die mäanderförmige Ausbildung des Trägers entstehenden kreisförmigen Mulden eingelegt und die Mulden anschließend mit den darin befindlichen Membranrändern mit Gießharz ausgegossen werden. Die mäanderförmige Ausbiegung des Trägers kann so getroffen sein, daß beispielsweise die untere Membran in der äußeren kreisförmigen Mulde und die obere Membran in der entsprechenden inneren Mulde befestigt ist. Wesentlich im Hinblick auf den Schutz der Membranen beim Aus- oder vor dem Einbau ist dabei, daß einerseits die Höhe der einen Erhebung des Trägers so gewählt ist, daß sich der Träger beim Auflegen auf eine ebene Unterlage auf der Erhebung abstützt und andererseits der Träger im Bereich seiner Einspannstelle ebenfalls über die untere Membran übersteht, so daß auch diese Membran beim Auflegen des Trägers geschützt ist und mechanische Beschädigungen durch unmittelbare Auflage der Membranen auf irgendwelche Flächen vermieden sind. Ein Vorteil in fertigungstechnischer Hinsicht ergibt sich weiterhin dadurch, daß die Höhen der mäanderförmigen Erhebungen verschieden groß gewählt werden.In order to eliminate these difficulties and, according to normal judgment, a failure of the protective device, to avoid due to the above-mentioned influences, it is proposed according to the invention, to design the overpressure protection as a double membrane held by only one carrier, in such a way that that the membranes are arranged one above the other separated by an air gap. As special The diaphragm carrier in the shape of a disk, ring or plate proves to be simple and expedient to shape 'and to bend it in the area of the fastening of the membranes in a meander or sinusoidal shape. The fastening of the membranes can be done in such a way that they fit into the corresponding, Inserted and created by the meandering design of the carrier circular troughs the wells are then filled with casting resin with the membrane edges located therein. The meandering bend of the carrier can be made so that, for example, the lower Membrane in the outer circular trough and the upper membrane in the corresponding inner one Trough is attached. Essential with regard to the protection of the membranes during training or before the installation is that on the one hand the height of a survey of the carrier is chosen so that the carrier is supported on the elevation when it is placed on a flat surface and on the other hand the carrier also protrudes over the lower membrane in the area of its clamping point, see above that this membrane is also protected when the carrier is placed and mechanical damage are avoided by placing the membranes directly on any surfaces. An advantage In terms of manufacturing technology, it also results from the fact that the heights of the meander-shaped Elevations of different sizes can be chosen.

An Stelle der mäander- oder sinusförmigen Ausbildung einer verhältnismäßig' dünnen Trägerscheibe kann auch eine etwas dickere kreisförmige Platte als Träger vorgesehen sein. Zur Aufnahme der beiden Membranen kann diese beispielsweise oben und unten mit entsprechenden Ausdrehungen versehen sein, und die Membranen können in vorstehend genannter Art sinngemäß befestigt sein. Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung, die zwei Ausführungsbeispiele von Überdrucksicherungen für Überspannungsableiter im Schnitt wiedergibt, noch näher erläutert. Es sind dabei nur die im Rahmen der Erfindung interessierenden Teile des Überspannungsabieiters dargestellt. Instead of the meandering or sinusoidal formation of a relatively 'thin carrier disk a somewhat thicker circular plate can also be provided as a carrier. To record of the two membranes, this can, for example, top and bottom with corresponding recesses be provided, and the membranes can be attached in the manner mentioned above. The invention is described below with reference to the drawing, the two exemplary embodiments of Repeats overpressure protection for surge arresters in section, explained in more detail. It only those parts of the surge arrester that are of interest within the scope of the invention are shown.

Nach Fig. 1 ist der verhältnismäßig dünne, aus Kunststoff, Metall oder kunststoffummanteltem Metall bestehende scheibenförmige Träger 10 an seinem Innenbereich mäanderförmig ausgebogen, wobei die Höhe der äußeren Erhebungen 11 größer als die Höhe der inneren, sich nach unten wölbenden Erhebung 12 gewählt ist. Legt man den ausgebauten, mit den beiden Membranen versehenen Träger auf eine ebene Unterlage, so kommt abhängig von der Lage des Trägers 10 z. B. die obere Membran 13 auf Grund der in Achsrichtung gesehen höher als die Membran gelegene wülstförmige Erhebung 11 nicht in Berührung mit der Auflagefläche, oder bei umgekehrter Lage des Trägers ist infolge der tiefer als die untere Membran 13 angeordnete Trägerseite 21 eine Berührung der Membran mit der Unterlage vermieden.According to Fig. 1, the relatively thin, made of plastic, metal or plastic-coated Metal existing disc-shaped carrier 10 bent in a meandering shape on its inner area, wherein the height of the outer elevations 11 is greater than the height of the inner, arching downwards Elevation 12 is selected. If you put the removed one provided with the two membranes Carrier on a flat surface, depending on the position of the carrier 10 z. B. the upper one Diaphragm 13 due to the bulge-shaped position, seen in the axial direction, higher than the diaphragm Elevation 11 not in contact with the support surface, or when the carrier is in the opposite position, it is arranged lower than the lower membrane 13 as a result Carrier side 21 avoids contact of the membrane with the base.

Die obere Membran 13 ist an ihrer Außenseite ebenfalls leicht abgebogen, derart, daß sich der Rand gut an die Muldenkante 14 anschmiegt. Sinngemäß ist auch die untere Membran 15 im Bereich ihres Randes dem Verlauf der Mulde 16 angepaßt. Die Befestigung der Membranen erfolgt im gezeigten Beispiel durch Ausgießen der Mulden mit Gießharz. Durch die Variation der Höhe der Erhebungen des Trägers kann man entsprechend auch den Abstand zwischen den beiden Membranen verändern und ihn somit auf den jeweils günstigsten bzw. zweckmäßigsten Wert einstellen. Die Befestigung des Trägers 10 und damit der Membranen im Abschlußteil des Überspannungsabieiters erfolgt unter Verwendung von zu beiden Seiten des Trägers angeordneten Dichtungen 17 und mittels einer Kappe 18, die über den Träger geschoben und an das Gehäuse 19 angewalzt ist.The upper membrane 13 is also slightly bent on its outside, so that the Edge clings well to the recess edge 14. The lower membrane 15 is correspondingly also in the area its edge adapted to the course of the trough 16. The fastening of the membranes takes place in the shown Example by pouring the wells with resin. By varying the height of the elevations of the carrier, the distance between the two membranes can also be changed accordingly and thus set it to the most favorable or most appropriate value in each case. The attachment of the carrier 10 and thus the membranes in the terminating part of the surge arrester using seals 17 arranged on both sides of the carrier and by means of a cap 18 which is pushed over the carrier and rolled onto the housing 19.

Die Überdruckmembran ist in der Regel so bemessen, daß sie bei einem inneren Überdruck von etwa· 2,5 atü anspricht. Entsprechend sind die nach der Erfindung vorgesehenen beiden Membranen so ausgelegt, daß jede einzelne einem inneren Überdruck von etwa 2,5 atü standhält. Ist nun die Festigkeit einer der beiden Membranen infolge mechanischer Störungen herabgesetzt oder eine der Membranen durch sonstige Einflüsse so weit korrodiert, daß sie dem vorgesehenen Überdruck nicht mehr standhalten kann und somit schon bei verhältnismäßig geringem Druckanstieg zerreißt, ohne daß tatsächlich akute Gefahr besteht, so bleibt der Überspannungsableiter auf Grund der noch guten Membrane weiterhin betriebsbereit.The overpressure membrane is usually dimensioned so that it is at an internal overpressure of responds to about 2.5 atmospheres. The two membranes provided according to the invention are correspondingly so designed so that each individual can withstand an internal overpressure of about 2.5 atmospheres. Is that now Strength of one of the two membranes decreased due to mechanical disturbances or one of the Diaphragms corroded by other influences to such an extent that they cannot reach the intended overpressure can withstand more and thus tears even with a relatively small increase in pressure, without that there is actually an acute danger, the surge arrester remains due to the good ones Membrane still ready for operation.

Ein aus einer zylindrischen Scheibe 20 mit einer Innenaussparung 21 bestehender Träger ist in Fig. 2 schematisch wiedergegeben. An seiner Oberseite ist dieser Träger, der ebenfalls aus Metall oder Kunststoff bestehen kann, mit einer kreisförmigen Eindrehung versehen, die zur Befestigung der oberen Membran 13 dient und ebenfalls mit Gießharz od. dgl. ausgegossen sein kann. Eine entsprechende kreisförmige Eindrehung besitzt der Träger auch auf seiner Unterseite, und das Einsetzen bzw. die Befestigung der unteren Membran 15 erfolgt sinngemäß. Auch hierbei kann durch die Dicke des Trägers oder durch die Tiefe der Eindrehungen der gegenseitige Abstand der Membranen variiert werden. Zweckmäßiger weise ordnet man auch hierbei die Membranen so an, daß derA carrier consisting of a cylindrical disk 20 with an internal recess 21 is shown in FIG Fig. 2 is shown schematically. At its top is this carrier, which is also made of metal or plastic, provided with a circular recess, which is used for fastening the upper membrane 13 is used and can also be cast with resin or the like. A corresponding The carrier also has a circular recess on its underside, and the insertion or the attachment of the lower membrane 15 is carried out analogously. Here too, the Thickness of the support or the depth of the indentations, the mutual spacing of the membranes can be varied. Appropriately, one also arranges the membranes here so that the

Träger im Bereich seiner Befestigung oben und unten über die Membranen übersteht, so daß die Membranen beim Auflegen des Trägers nicht in unmittelbare Berührung mit der Auflagefläche kommen.Supports in the area of its attachment above and below over the membranes so that the When the carrier is placed, the membranes do not come into direct contact with the support surface come.

Claims

Patent claims:

1. Overpressure protection in the form of an overpressure membrane to protect electrical apparatus and devices against destruction by excessive pressure, characterized in that that the overpressure protection is designed as a double membrane held by only one carrier and that the membranes are arranged one above the other separated by an air gap are.

2. Overpressure protection device according to claim i, characterized in that the membrane carrier ring, disc or plate-shaped and designed in its for the attachment of the membranes provided area is sinusoidal or meander shaped.

3 .. Overpressure protection according to claim 1 and 2, characterized in that the membranes in aj the corresponding troughs resulting from the meandering shape of the carrier shaped depressions are inserted and fixed there.

4. Overpressure protection according to claim 1, characterized in that as a membrane carrier an annular one on its top and bottom with grooves to accommodate the two Diaphragm provided plate is provided.

5. Overpressure protection according to claim r to 4, characterized in that the attachment of the Membrane is done by pouring the wells or grooves with casting resin.

6. Overpressure protection according to claim 1 to 5, characterized in that the membrane carrier is made of metal, plastic or plastic-coated Made of metal.

7. Overpressure protection according to claim ibisö, characterized by such an arrangement of the membranes that they are within the bearing surfaces of the wearer.

1 sheet of drawings