EP1283575A1 - Störlichtbogengeschütztes elektrisches Bauteil - Google Patents

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EP1283575A1
EP1283575A1 EP01810770A EP01810770A EP1283575A1 EP 1283575 A1 EP1283575 A1 EP 1283575A1 EP 01810770 A EP01810770 A EP 01810770A EP 01810770 A EP01810770 A EP 01810770A EP 1283575 A1 EP1283575 A1 EP 1283575A1
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EP
European Patent Office
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arc
cup
component according
guided
insulator
Prior art date
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EP01810770A
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EP1283575B1 (de
EP1283575B2 (de
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Walter Schmidt
Robert Hauser
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ABB Schweiz AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/10—Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel
    • H01T4/14—Arcing horns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B17/00—Insulators or insulating bodies characterised by their form
    • H01B17/42—Means for obtaining improved distribution of voltage; Protection against arc discharges
    • H01B17/46—Means for providing an external arc-discharge path

Definitions

  • the invention is based on an arc protected electrical component according to the preamble of claim 1.
  • This component has an insulator made as a pillar, at its head a to a first electrical potential, in particular high-voltage potential, feasible first Conductor system is attached.
  • At the insulator foot is a on a second electrical Potential, in particular ground potential, feasible second conductor system attached.
  • First and the second conductor system each have one Arc electrode, which in turn each one of two in the direction of Column axis spaced from each other and in the radial direction from the insulator contain annular trained electrode sections.
  • One at one unwanted discharge formed between two conductor systems Arc fault is on the annular electrode sections commutated. Under the action of the magnetic field of the in the annular Electrode sections flowing stream is now predominantly axially aligned arc of arc set in rotation and then, for example, in Current zero crossing cleared.
  • Arc protected electrical component contains two by one columnar outdoor insulator held electrically isolated from each other and on different electrical potentials located conductor systems. each Each of these systems includes one designed as an open, annular loop and in the region of the insulator head or the insulator foot at a distance from the Insulator led conductor section. Occurs during operation of the component in one High voltage system - due to a lightning strike or a Wegvorgang - an unwanted arc on the component, so is the Arc in a arc containing the conductor sections as arc electrodes Stompfad led.
  • the arc is now mainly aligned axially and feet on the two circumferentially guided, annular Arc electrodes. Due to electromagnetic forces of the rotates Arc of arc on the arc electrodes fussend as long as the insulator of the Component until it erased, for example, in the zero crossing of the arc fault current is. The component is so in front of the eroding and corrosive effect of Arc protected.
  • the invention as defined in the claims solves the problem Arc protected electrical component of the type mentioned in which the eroding and corrosive effects are undesirable Arc arcs is particularly effective particularly suppressed.
  • the component according to the invention is at least one of the two Arc electrodes formed in the manner of a cup and has a attached to a power connector of the component cup bottom and a adjoining the cup base and mainly in the direction of the axis of the Insulator extended beaker wall, in the at least two from the bottom of the cup on the Cup rim extended and mainly guided in the circumferential direction Material recesses are formed. Due to the cup-shaped training of Arc electrode will emigrate during operation of the inventive electrical component in a high voltage system formed arc from the place of origin on the component to the outside on the Edge of the cup favors.
  • the formation of the arc electrode as a cup is for the stabilization of the Arc of arc substantially, since the arc root on the cup edge in axial and radial direction is fixed and only in the circumferential direction in desired way to move.
  • the edge of the cup made of erosion resistant material.
  • a particularly effective design of the cup wall as a coil and thus a particularly rapid rotation of the fault arc is achieved, if at least one of the two material recesses is designed as a slot and two Has sections of different width.
  • the two material recesses is designed as a slot and two Has sections of different width.
  • a second section following this section becomes smaller Slot width is guided mainly in the circumferential direction and in the axial direction.
  • cup wall is an angle greater than 10 ° smaller than 90 ° relative to the Cup bottom is arranged inclined.
  • angle of inclination 30 ° to 60 °, preferably about 45 °, the protection is optimized.
  • the height of the Arc electrode at least 0.1 and at most 0.5 times their Diameter is.
  • Such shaping can be done by casting or by Deforming, for example crimping, of a preformed material recesses containing, circular plate with a wall thickness between 2 and 25 mm be achieved.
  • the insulator is made hollow in the inventive component and an active part guided axially through the insulator is provided.
  • Especially preferred components are an outdoor bushing and a surge arrester, in particular with an active part based on metal oxide.
  • surge arrester has a type of column executed and for example by a polymer, such as based on epoxy or silicone, or a ceramic, such as a porcelain, formed open air insulator 1 on.
  • the insulator is hollow and has one along an axis. 2 (Column axis) arranged, not apparent from the figure on active part with at least one non-linear resistance element, preferably on the basis of metal oxide, in particular zinc oxide.
  • At the insulator head is at a first electrical potential, for example High voltage potential, feasible first conductor system provided.
  • the first conductor system is electrically conductive with the head end of the active part connected and has a connectable to a high voltage line Power connection 3 and a trained in the manner of a mug Lichtbogenelektode 4, which opens down to Isolatorfuss out is aligned concentrically to the axis 2.
  • the arc electrode 4 is concentrically surrounded by an upwardly closed cover 5.
  • Am Isolator foot is at a second electrical potential, for example Ground potential, feasible second conductor system provided.
  • the second Conductor system is electrically connected to the foot end of the active part and has a connectable to a ground wire power connector 6 and one after Art of a cup trained Lichtelektode 7, which up to the Insulator head is open concentrically aligned with the axis 2.
  • the Arc electrode 7 is concentrically surrounded by an upward completed cover 8.
  • the two arc electrodes 4 and 7 consist of electrically good conducting material, in particular copper or a Copper alloy.
  • the downwardly facing edge 9 of the arc electrode 4 or the upwardly facing edge 10 of the arc electrode 7 are each off Abbrandfestem material, such as a high-melting copper-zinc, Copper-tungsten or copper-chromium alloy, manufactured.
  • the surge arrester is held by one at the power connector 6 attached insulator 11.
  • the two arc electrodes 4 and 7 are to each other arranged mirror-symmetrically.
  • FIGS. 2 and 3 The construction of the arc electrode 4 can be seen in FIGS. 2 and 3. These figures can be seen that the arc electrode 7 a Becherêt 12 and a subsequent to the cup bottom and predominantly in the direction of the axis 2 of the column extending cup wall 13, in the five from the bottom of the cup 12 on the cup rim 10 Vietnameseckt and mainly in Guided circumferential direction and designed as slots 14 material recesses are formed. Centric to the axis 2 is in the cup bottom 12 an opening 15th provided by a portion of the only shown in Fig.1 Power connection 6 is guided.
  • Each of the five slots 14 has two sections 16, 17 of different width, of which one on the cup bottom 12 attaching portion 16 a large Slit width and is guided in the circumferential direction. On the other hand, one instructs the section 16 subsequent section 17 a small slit width and is predominantly in the circumferential direction and in the axial direction of the cup rim 10th guided.
  • Two adjacent slots 14 are formed by one of the material of Cup wall formed conductor track 18 separated from each other. These Power trace 18 is between the slot portions 16 of the two adjacent slots 14 mainly axially guided and then between the slot portion 17 of the one slot 14 and the slot portion 16 of the other slot 14 to the cup rim 10 mainly in the circumferential direction.
  • this surge arrester Occurs during operation of the surge arrester in a high-voltage system between the power terminals 3 and 6 on the active part and / or on the insulator 1, an undesirable arc fault, so are its foot points (see Fig.3, in one of the two bases provided with the reference numeral 19 together is shown with the supply current I of the arc fault under the action of its own magnetic field in each case to one of the two arc electrodes 4 and 7 and guided there on the cup bottom 12 mainly radially outward. Via one or more of the current conductor tracks 18 arranged in the cup wall 13, the base point 19 of the arc fault is finally guided onto the cup rim 10.
  • the advantage Fillers in particular flame-retardant lean substances, are added the arc electrode 4, 7 from contact, for example by animals or by falling good, protected.
  • the area is also in front of the Protected by the action of heated material, which under the action of the Arc fault possibly is thrown off the component and not one represents insignificant fire risk.
  • Such protected components can therefore easily in dry areas with fire-prone vegetation, such as dried-up Grass or shrubbery, to be used.
  • the arc is particularly safe away from the insulator can be guided to the outside, when the cup wall 13 to an angle of 30 ° to 60 °, preferably about 45 °, relative to the cup bottom is arranged inclined and when in the direction of the column axis 2 extended Height of the arc electrode 4 or 7 at least 0.1 and at most that 0.5 times their diameter.
  • the material recesses provided in the arc electrodes 4 and 7 do not necessarily have to be slots 14 but can also be called grooves be executed. For certain components, it may also be sufficient if only one of the two arc electrode has 4 or 7 cup shape.

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Abstract

Das störlichtbogengeschützte elektrische Bauteil weist einen säulenförmigen Isolator auf, ein am Isolatorkopf vorgesehenes und auf Hochspannungspotential führbares erstes Stromleitersystem und ein am Isolatorfuss vorgesehenes und auf ein Erdpotential führbares zweites Stromleitersystem. Beide Stromleitersysteme enthalten jeweils eine Lichtbogenelektrode (7) zum Ableiten eines bei einer Entladung zwischen den beiden Stromleitersystemen auftretenden Störlichtbogens. Eine besonders wirkungsvolle Ableitung des Störlichtbogens wird erreicht, wenn mindestens eine der beiden Lichtbogenelektroden (7) nach Art eines Bechers ausgebildet ist und einen an einem Stromanschluss des ersten oder zweiten Stromleitersystems befestigten Becherboden (12) aufweist sowie eine sich an den Becherboden (12) anschliessende und vorwiegend in Richtung der Achse (2) der Säule erstreckte Becherwand (13). In die Becherwand (13) sind hierbei mindestens zwei vom Becherboden (12) auf den Becherrand (9, 10) erstreckte und vorwiegend in Umfangsrichtung geführte Materialausnehmungen eingeformt. <IMAGE>

Description

TECHNISCHES GEBIET
Bei der Erfindung wird ausgegangen von einem störlichtbogengeschützten elektrischen Bauteil nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Dieses Bauteil weist einen als Säule ausgeführten Isolator auf, an dessen Kopf ein auf ein erstes elektrisches Potential, insbesondere Hochspannungspotential, führbares erstes Stromleitersystem befestigt ist. Am Isolatorfuss ist ein auf ein zweites elektrisches Potential, insbesondere Erdpotential, führbares zweites Stromleitersystem befestigt. Erstes und das zweites Stromleitersystem weisen jeweils eine Lichtbogenelektrode auf, welche ihrerseits jeweils einen von zwei in Richtung der Säulenachse voneinander sowie in radialer Richtung vom Isolator beabstandete kreisringförmig ausgebildete Elektrodenabschnitte enthalten. Ein bei einer unerwünschten Entladung zwischen beiden Stromleitersystemen gebildeter Störlichtbogen wird auf die kreisringförmig ausgebildeten Elektrodenabschnitte kommutiert. Unter der Wirkung des Magnetfeldes des in den kreisringförmigen Elektrodenabschnitten fliessenden Stroms wird der nun überwiegend axial ausgerichtete Störlichtbogen in Rotation versetzt und dann beispielsweise im Stromnulldurchgang gelöscht.
STAND DER TECHNIK
Mit dem Oberbegriff nimmt die Erfindung auf einen Stand der Technik von störlichtbogengeschützten elektrischen Bauteile Bezug, wie er in US 5,903,427 A beschrieben ist. Ein in dieser Patentveröffentlichung beschriebenes störlichtbogengeschütztes elektrisches Bauteil enthält zwei durch einen säulenförmigen Freiluftisolator voneinander elektrisch isoliert gehaltene und auf unterschiedlichen elektrischen Potentialen befindliche Stromleitersysteme. Jedes dieser Systeme enthält jeweils einen als offene, ringförmige Schleife ausgeführten und im Bereich des Isolatorkopfes bzw. des Isolatorfusses mit Abstand um den Isolator geführten Leiterabschnitt. Tritt während des Betriebs des Bauteils in einer Hochspannungsanlage - etwa bedingt durch einen Blitzschlag oder durch einen Schaltvorgang - ein unerwünschter Störlichtbogen am Bauteil auf, so wird der Störlichtbogen in einen die Leiterabschnitte als Lichtbogenelektroden enthaltenden Stompfad geführt. Der Störlichtbogen ist nun überwiegend axial ausgerichtet und fusst auf den beiden in Umfangsrichtung geführten, ringförmigen Lichtbogenelektroden. Aufgrund von elektromagnetischen Kräften rotiert der Störlichtbogen auf den Lichtbogenelektroden fussend solange um den Isolator des Bauteils bis er zum Beispiel im Nulldurchgang des Störlichtbogenstroms gelöscht ist. Das Bauteil ist so vor der erodierenden und korrodierenden Wirkung des Störlichtbogens geschützt.
Ein als Überspannungsableiter ausgeführtes weiteres störlichtbogengeschütztes elektrisches Bauteil ist in US 6,018,453 A angegeben. Auch bei diesem Bauteil werden unerwünschte Störlichtbögen auf zwei in Richtung einer Achse des Bauteils voneinander beabstandete Lichtbogenelektroden kommutiert, zur Rotation um die Achse gezwungen und so zum Beispiel im Stromnulldurchgang gelöscht. Im Unterschied zum vorgenannten Stand der Technik sind bei diesem Bauteil jedoch die beiden Lichtbogenelektroden jeweils als Platte ausgebildet und sind in die Platten jeweils eine Vielzahl von überwiegend radial geführten Schlitzen eingeformt.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen definiert ist, löst die Aufgabe, ein störlichtbogengeschütztes elektrisches Bauteil der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem die erodierende und korrodierende Wirkung unerwünschter Störlichtbögen besonders wirksam besonders unterdrückt ist.
Beim Bauteil nach der Erfindung ist mindestens eine der beiden Lichtbogenelektroden nach Art eines Bechers ausgebildet und weist einen an einem Stromanschluss des Bauteils befestigten Becherboden auf sowie eine sich an den Becherboden anschliessende und vorwiegend in Richtung der Achse des Isolators erstreckte Becherwand, in die mindestens zwei vom Becherboden auf den Becherrand erstreckte und vorwiegend in Umfangsrichtung geführte Materialausnehmungen eingeformt sind. Durch die becherförmige Ausbildung der Lichtbogenelektrode wird das Auswandern eines bei Betrieb des erfindungsgemässen elektrischen Bauteils in einer Hochspannunganlage gebildeten Störlichtbogens vom Entstehungsort am Bauteil nach aussen auf den Rand des Bechers begünstigt. Da der Lichtbogenstrom in der Becherwand in mehreren überwiegend in Umfangsrichtung geführten und nach Art einer Spule teilweise axial übereinander angeordneten und durch die Materialausnehmungen begrenzten Teilstromleitern fliesst, baut sich am Fusspunkt des Störlichtbogens ein starkes, überwiegend radial gerichtetes Magnetfeld auf. Auf den überwiegend in axialer Richtung geführten Störlichtbogen wirkt nun eine senkrecht zum Magnetfeld und senkrecht zur Lichtbogenachse gerichtete elektrodynamische Kraft, welche den Lichtbogen zur erwünschten raschen Rotation um die Achse des Bauteils veranlasst. Der Störlichtbogen kann so praktisch unabhängig von seiner Intensität und Lage sehr rasch von den lichtbogenerosions- und lichtbogenkorrosionsgefährdeten Bereichen des erfindungsgemässen Bauteils weggeführt und gelöscht werden.
Die Ausbildung der Lichtbogenelektrode als Becher ist für die Stabilisierung des Störlichtbogens ganz wesentlich, da der Lichtbogenfusspunkt am Becherrand in axialer und radialer Richtung fixiert ist und sich nurmehr in Umfangsrichtung in gewünschter Weise bewegen kann. Um den Materialabbrand der Lichtbogenelektrode möglichst gering zu halten, empfiehlt es sich, den Becherrand aus abbrandfestem Material zu bilden.
Eine besonders wirksame Ausbildung der Becherwand als Spule und damit eine besonders rasche Rotation des Störlichtbogens wird erreicht, wenn mindestens eine der beiden Materialausnehmungen als Schlitz ausgeführt ist und zwei Abschnitte unterschiedlicher Breite aufweist. Hierbei ist ein am Becherboden ansetzender Abschnitt grosser Schlitzbreite in Umfangsrichtung geführt, wohingegen ein an diesen Abschnitt anschliessender zweiter Abschnitt kleiner Schlitzbreite vorwiegend in Umfangsrichtung und in axialer Richtung geführt ist.
Ausreichend guter Schutz vor Störlichtbögen ist im allgemeinen dann gegeben, wenn die Becherwand um einen Winkel grösser 10° kleiner 90° gegenüber dem Becherboden geneigt angeordnet ist. Mit einem Neigungswinkel von 30° bis 60°, vorzugsweise ca. 45°, ist der Schutz optimiert.
Für einen ausreichend guten Lichtbogenschutz des erfindungsgemässen Bauteils ist es wesentlich, dass die in Richtung der Säulenachse erstreckte Höhe der Lichtbogenelektrode mindestens das 0,1- und höchstens das 0,5-fache ihres Durchmessers beträgt. Eine solche Formgebung kann durch Giessen oder durch Verformen, beispielsweise Crimpen, einer vorgeformte Materialausnehmungen enthaltenden, kreisrunden Platte mit einer Wandstärke zwischen 2 und 25 mm erreicht werden.
Im allgemeinen ist beim erfindungsgemässen Bauteil der Isolator hohl ausgeführt und ist ein axial durch den Isolator geführtes Aktivteil vorgesehen. Besonders bevorzugte Bauteile sind eine Freiluftdurchführung und ein Überspannungsableiter, insbesondere mit einem Aktivteil auf der Basis Metalloxid.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:
Fig. 1
eine Seitenansicht eines als Überspannungsableiter ausgeführten Bauteils nach der Erfindung mit zwei Lichtbogenelektroden und mit zwei geschnitten dargestellten Abdeckhauben,
Fig. 2
eine Seitenansicht einer der beiden Lichtbogenelektroden des Überspannungsableiters gemäss Fig.1, und
Fig.3
eine Aufsicht auf die Lichtbogenelektrode gemäss Fig.2.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Der in Fig.1 dargestellte Überspannungsableiter weist einen nach Art einer Säule ausgeführten und beispielsweise von einem Polymer, etwa auf der Basis Epoxy oder Silikon, oder einer Keramik, etwa einem Porzellan, gebildeten Freiluftisolator 1 auf. Der Isolator ist hohl ausgebildet und weist ein längs einer Achse 2 (Säulenachse) angeordnetes, aus der Figur nicht ersichtliches Aktivteil auf mit mindestens einem nichtlinearen Widerstandselement, vorzugsweise auf der Basis von Metalloxid, wie insbesondere Zinkoxid.
Am Isolatorkopf ist ein auf ein erstes elektrisches Potential, beispielsweise Hochspannungspotential, führbares erstes Stromleitersystem vorgesehen. Das erste Stromleitersystem ist elektrisch leitend mit dem Kopfende des Aktivteils verbunden und weist einen mit einer Hochspannungsleitung verbindbaren Stromanschluss 3 und eine nach Art eines Bechers ausgebildete Lichtbogenelektode 4 auf, welche nach unten zum Isolatorfuss hin geöffnet konzentrisch zur Achse 2 ausgerichtet ist. Die Lichtbogenelektrode 4 ist konzentrisch umgeben von einer nach oben abgeschlossenen Abdeckhaube 5. Am Isolatorfuss ist ein auf ein zweites elektrisches Potential, beispielsweise Erdpotential, führbares zweites Stromleitersystem vorgesehen. Das zweite Stromleitersystem ist elektrisch leitend mit dem Fussende des Aktivteils verbunden und weist einen mit einem Erdleiter verbindbaren Stromanschluss 6 und eine nach Art eines Bechers ausgebildete Lichtbogenelektode 7 auf, welche nach oben zum Isolatorkopf hin geöffnet konzentrisch zur Achse 2 ausgerichtet ist. Die Lichtbogenelektrode 7 ist konzentrisch umgeben von einer nach oben abgeschlossenen Abdeckhaube 8. Die beiden Lichtbogenelektroden 4 und 7 bestehen aus elektrisch gutleitendem Material, insbesondere aus Kupfer oder einer Kupferlegierung. Der nach unten weisende Rand 9 der Lichtbogenelektrode 4 bzw. der nach oben weisende Rand 10 der Lichtbogenelektrode 7 sind jeweils aus abbrandfestem Material, beispielsweise einer hochschmelzenden Kupfer-Zink-, Kupfer-Wolfram- oder Kupfer-Chrom-Legierung, gefertigt.
Der Überspannungsableiter ist gehalten durch einen am Stromanschluss 6 befestigten Isolator 11. Der beiden Lichtbogenelektroden 4 und 7 sind zueinander spiegelsymmetrisch angeordnet.
Der Aufbau der Lichtbogenelektrode 4 ist aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich. Diesen Figuren kann entnommen werden, dass die Lichtbogenelektrode 7 einen Becherboden 12 aufweist sowie eine sich an den Becherboden anschliessende und vorwiegend in Richtung der Achse 2 der Säule erstreckte Becherwand 13, in die fünf vom Becherboden 12 auf den Becherrand 10 ersteckte und vorwiegend in Umfangsrichtung geführte und als Schlitze 14 ausgeführte Materialausnehmungen eingeformt sind. Zentrisch zur Achse 2 ist im Becherboden 12 eine Öffnung 15 vorgesehen, durch die ein Abschnitt des lediglich in Fig.1 dargestellten Stromanschlusses 6 geführt ist.
Jeder der fünf Schlitze 14 weist zwei Abschnitte 16, 17 unterschiedlicher Breite auf, von denen ein am Becherboden 12 ansetzender Abschnitt 16 eine grosse Schlitzbreite aufweist und in Umfangsrichtung geführt ist. Hingegen weist ein an den Abschnitt 16 anschliessender Abschnitt 17 eine geringe Schlitzbreite auf und ist vorwiegend in Umfangsrichtung und in axialer Richtung auf den Becherrand 10 geführt. Zwei benachbarte Schlitze 14 sind durch eine vom Material der Becherwand gebildete Stromleiterbahn 18 voneinander getrennt. Diese Stromleiterbahn 18 ist zwischen den Schlitzabschnitten 16 der beiden benachbarten Schlitze 14 vorwiegend axial geführt und anschliessend zwischen dem Schlitzabschnitt 17 des einen Schlitzes 14 und dem Schlitzabschnitt 16 des anderen Schlitzes 14 bis zum Becherrand 10 vorwiegend in Umfangsrichtung.
Die Wirkungsweise dieses Überspannungsableiters ist nun wie folgt:
Tritt bei Betrieb des Überspannungsableiters in einer Hochspannungsanlage zwischen den Stromanschlüssen 3 und 6 am Aktivteil und/oder am Isolator 1 ein unerwünschter Störlichtbogen auf, so werden dessen Fusspunkte (vgl. Fig.3, in der einer der beiden Fusspunkte mit dem Bezugszeichen 19 versehen zusammen mit dem Speisestrom I des Störlichtbogens dargestellt ist) unter der Wirkung seines eigenen magnetischen Feldes jeweils an eine der beiden Lichtbogenelektroden 4 und 7 geführt und dort auf dem Becherboden 12 vorwiegend radial nach aussen geführt. Über eine oder mehrere der in der Becherwand 13 angeordneten Stromleiterbahnen 18 wird der Fusspunkt 19 des Störlichtbogens schliesslich auf den Becherrand 10 geführt. Am Übergang vom Becherboden 12 in die Becherwand 13 fliesst der den Störlichtbogen speisende Strom I (Fig.3) in einem gekrümmt ausgebildeten Abschnitt der Stromleiterbahn 18. Durch diese Krümmung wird das auf den Fusspunkt des Störlichtbogens wirkende Magnetfeld das Speisestroms I verstärkt und dadurch auch eine den Störlichtbogen nach aussen zum Becherrand 10 hin führende elektrodynamische Kraft. In den überwiegend im Umfangsrichtung geführten äusseren Abschnitten der Strombahnen 18 ist das Magnetfeld des Speisestroms I am Ort des Lichtbogenfusspunktes radial nach aussen gerichtet und wirkt so auf den Störlichtbogen eine in Umfangsrichtung gerichtete elektrodynamische Kraft, welche dessen Rotation bis zu dessen Erlöschen im Stromnulldurchgang veranlasst.
Durch die beiden aus einem isolierenden Material, wie vorzugsweise einem Polymer auf der Basis Silikon, Epoxy, Polycarbonat oder Polyamid, dem mit Vorteil Füllstoffe, wie insbesondere flammhemmende Magerstoffe, zugesetzt sind, werden die Lichtbogenelektrode 4, 7 vor Berührung, beispielsweise durch Tiere oder durch herabfallendes Gut, geschützt. Zugleich wird auch die Umgebung vor der Einwirkung von aufgeheiztem Material geschützt, welches unter der Wirkung des Störlichtbogens gegebenenfalls vom Bauteil weggeschleudert wird und ein nicht unerhebliches Brandrisiko darstellt. Derart geschützte Bauteile können daher problemlos in Trockengebieten mit brandgefährdeter Vegetation, wie vertrocknetes Gras oder Buschwerk, eingesetzt werden.
Es hat sich gezeigt, dass sich der Störlichtbogen mit besonders grosser Sicherheit vom Isolator weg nach aussen geführt werden kann, wenn die Becherwand 13 um einen Winkel von 30° bis 60°, vorzugsweise ca. 45°, gegenüber dem Becherboden geneigt angeordnet ist und wenn die in Richtung der Säulenachse 2 erstreckte Höhe der Lichtbogenelektrode 4 bzw. 7 mindestens das 0,1- und höchstens das 0,5-fache ihres Durchmessers beträgt.
Die in den Lichtbogenelektroden 4 und 7 vorgesehenen Materialausnehmungen müssen nicht notwendigerweise als Schlitze 14, sondern können auch als Nuten ausgeführt sein. Bei bestimmten Bauteilen kann es ferner ausreichen, wenn lediglich eine der beiden Lichtbogenelektrode 4 oder 7 Becherform aufweist.
BEZUGSZEICHENLISTE
1
Isolator
2
Achse
3, 6
Stromanschlüsse
4, 7
Lichtbogenelektroden
5, 8
Abdeckhauben
9, 10
Becherränder
11
Isolator
12
Becherboden
13
Becherwand
14
Schlitze
15
Öffnung
16, 17
Schlitzabschnitte
18
Stromleiterbahnen
19
Fusspunkt eines Störlichtbogens
I
Speisestrom des Störlichtbogens

Claims (9)

  1. Störlichtbogengeschütztes elektrisches Bauteil mit
    einem nach Art einer Säule ausgebildeten Isolator (1),
    einem am Isolatorkopf vorgesehenen und auf ein ersten elektrisches Potential führbaren ersten Stromleitersystem, und mit
    einem am Isolatorfuss vorgesehenen und auf ein zweites elektrisches Potential führbaren zweiten Stromleitersystem,
    bei dem das erste und das zweite Stromleitersystem jeweils eine Lichtbogenelektrode (4, 7) aufweisen zum Ableiten eines bei einer Entladung zwischen erstem und zweitem Stromleitersystem auftretenden Störlichtbogens,
    dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden Lichtbogenelektroden (4, 7) nach Art eines Bechers ausgebildet ist und einen an einem Stromanschluss (3, 6) des ersten oder zweiten Stromleitersystems befestigten Becherboden (12) aufweist sowie eine sich an den Becherboden (12) anschliessende und vorwiegend in Richtung der Achse (2) der Säule erstreckte Becherwand (13), in die mindestens zwei vom Becherboden (12) auf den Becherrand (9, 10) erstreckte und vorwiegend in Umfangsrichtung geführte Materialausnehmungen eingeformt sind.
  2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Becherrand (9, 10) aus abbrandfestem Material gebildet ist.
  3. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden Materialausnehmungen als Schlitz (14) ausgeführt ist und zwei Abschnitte (16, 17) unterschiedlicher Breite aufweist, von denen ein am Becherboden (12) ansetzender erster Abschnitt (16) grosser Schlitzbreite in Umfangsrichtung geführt ist und ein an den ersten Abschnitt (16) anschliessender zweiter Abschnitt (17) kleiner Schlitzbreite vorwiegend in Umfangsrichtung und in axialer Richtung geführt ist.
  4. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Becherwand (13) um einen Winkel von 30° bis 60° gegenüber dem Becherboden (12) geneigt angeordnet ist.
  5. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in Richtung der Achse (2) erstreckte Höhe der Lichtbogenelektrode (4, 7) mindestens das 0,1- und höchstens das 0,5-fache ihres Durchmessers beträgt.
  6. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtbogenelektrode (4, 7) durch Giessen oder durch Verformen einer vorgeformte Materialausnehmungen enthaltenden Platte gebildet ist.
  7. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator (1) hohl ausgeführt ist und ein axial geführtes Aktivteil aufweist.
  8. Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil als Freiluftdurchführung ausgeführt ist.
  9. Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil als Überspannungsableiter mit einem Aktivteil auf der Basis von Metalloxid ausgeführt ist.
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