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Schaltverbindung für Widerstandsstapel aus Widerstandsscheiben, insbesondere
für Uberspannungsableiter Zur Verringerung der Bauhöhe von Überspannungsableitern
für hohe Betriebsspannung, die mit Löschfunkenstrecke und spannungsabhängigen Widerständen
ausgestattet sind, ist schon vorgeschlagen worden, die strombegrenzenden Widerstände,
die meist als Widerstandsscheiben verwendet werden, in zwei nebeneinanderliegende
und in Reihe geschaltete spannungsabhängige Teilwiderstände zu unterteilen. Derartige
Scheiben besitzen meist eine Mittenbohrung, durch welche Schaltverbindungen gelegt
sind, die eine Serienschaltung der beiden genannten Teilwiderstände ergeben; mehrere
solcher unterteilter Widerstandsscheiben werden dann unter Verwendung isolierender
Zwischenscheiben übereinander angeordnet und meist durch einen auf dem Zylindermantel
aufgebrachten Belag eines Einbrennlackes zu einem Widerstandsstapel verbunden. Um
durch diesen Widerstandsstapel einen Stromfluß zu ermöglichen, sind die Isolierscheiben
zwischen den einzelnen Widerstandsscheiben mit geeigneten Schaltverbindungen auszurüsten.
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In Fig. 1 ist ein nach diesem Vorschlag aufgebauter Überspannungsableiter,
die in ein meist keramisches Isolatorgehäuse 1 eingebaut ist, dargestellt. Mit 2
ist eine Abschlußhaube, mit 3 eine Fußarmatur bezeichnet. Die eben genannten Widerstandsscheiben
sind im oberen Teil des Bildes mit 4 bezeichnet, ihre Fortsetzung nach unten aber
nicht weiter beziffert. Durch die nur im unteren Teil der Abbildung mit 7 bezeichneten
Isolierscheiben werden die Widerstandsscheiben gegeneinander distanziert und über
Schaltverbindungen 8 in der Isolierscheibe in der richtigen Reihenfolge in Serie
geschaltet. Die Schaltverbindung innerhalb der unterteilten Widerstandsscheiben
ist an zwei Stellen mit 9 bezeichnet. Durch auf die Widerstandssäule aufgebaute
Endbleche 10 und 11 und einen Mantel aus Einbrennlack 12 wird die Widerstandssäule
zu einem massiven Widerstandsstapel vereinigt. Im Ableiterfuß ist die in einem separaten
Isoliergehäuse untergebrachte Löschfunkenstrecke 5 und der sie meist umschließende
Steuerzylinder 6 dargestellt. Die ganze Anordnung wird mit einer durch ein Metallband
überbrückten Feder 13 unter dem erforderlichen Kontaktdruck gehalten. In Fig. 2
ist eine der Isolierscheiben 7 noch im Grundriß dargestellt, ebenso die durch einen
Durchbruch verlaufende Schaltverbindung B.
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Diese dargestellte Anordnung besitzt insofern einen Nachteil, als
bei der dargestellten Art der Schaltverbindung zwei unmittelbar einander gegenüberliegende
Kontaktschichten der Widerstandsscheiben miteinander verbunden werden und an dieser
Stelle, also zwischen einander gegenüberliegenden Widerstandsscheiben kein Potential
auftritt, während auf der diametral gegenüberliegenden Seite der Isolierscheibe
beim Ansprechen des Ableiters eine Spannungsdifferenz auftritt, die dem Spannungsabfall
des Ableitstromes an zwei in Serie geschalteten Teilwiderständen entspricht. Das
bedeutet, daß bei der dargestellten Anordnung wegen der auf der einen Seite der
Isolierscheibe auftretenden relativ hohen Beanspruchung diese Isolierscheibe verhältnismäßig
dick gemacht werden muß, während auf der gegenüberliegenden Seite der hohe Isolationswert
einer solchen Scheibe aber überhaupt nicht ausgenutzt wird, da dort die mit Kontaktschichten
versehenen Flächen der Widerstandsscheiben miteinander kurzgeschlossen verbunden
sind.
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Dieses Problem der Dimensionierung isolierender Zwischenlagen zwischen
Widerständen, die in sich unterteilt und in Reihe geschaltet sind, tritt in der
gleichen Weise auch dann auf, wenn statt der in Fig. 1 angenommenen Unterteilung
der einzelnen Scheiben in zwei Teilwiderstände eine drei- oder mehrfache Unterteilung
vorliegt, sowie dann, wenn derart aufgebaute Widerstandsstapel für andere Zwecke
denn als strom- bzw. spannungsbegrenzender Widerstand von ZTberspannungsableitern
Verwendung finden. Eine solche Verwendung ist etwa dann gegeben, wenn derart aufgebaute
Widerstandssäulen als Steuerungselemente zur Festlegung einer bestimmten Potentialverteilung
in Hochspannungsgeräten und -apparaten Anwendung finden.
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Die Erfindung betrifft eine Schaltverbindung für Widerstandsstapel
aus in sich unterteilten und in Reihe geschalteten Widerstandsscheiben, zwischen
denen Isolierscheiben angeordnet sind, insbesondere für Überspannungsableiter.
Zur
Lösung des vorstehend genannten Problems vird vorgeschlagen, zum Zwecke der Reduzierung
der Zandbeanspruchung der aufeinanderfolgenden, in Zeihe geschalteten separaten
Widerstandsscheiben remäß der Erfindung jeweils zwei diametral einander regenüberliegende
Kontaktflächen zweier aufeinander-'olgender Widerstandsscheiben miteinander zu ver-)inden.
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Die Erfindung sei nachstehend an Hand der Fig. 3 find 4, die zwei
Ausführungsbeispiele der Erfindung >chematisch wiedergeben, noch näher erläutert.
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In Fig.3, die ein Beispiel der Erfindung in An-,vendung auf den Widerstandsstapel
eines Über-;pannungsableiters wiedergibt, sind mit 4 wieder die n sich unterteilten
Widerstandsscheiben finit den die )eiden Scheibenhälften in Serie schaltenden Ver-)indungsbändern
9 bezeichnet. 7 und 8 sind die Isolierscheiben mit ihrer Schaltverbindung am roteren
Ende des Widerstandsstapels, der dort durch las Abdeckblech 10 abgeschlossen ist.
12 ist wieder ler oben schon erwähnte Mantel aus Einbrennlack. Die Schaltverbindung
zwischen den Scheiben wird -iach der Erfindung nun etwa dadurch hergestellt, daß
lie Isolierscheibe 14, aus möglichst wärmebestänligem Isoliermaterial, in ihrer
Mitte einen schmalen Durchbruch erhält, durch den das Schaltband 15 in fier dargestellten
Weise hindurchgeführt wird. Dieses Schaltband 15 verbindet die rechte obere Kontaktßäche
der untersten Widerstandsscheibe mit der linken unteren Kontaktfläche der zweiten
Widerstandsscheibe, d. h. zwei diametral einander gegeniiberliegende Kontaktflächen
zweier aufeinanderfolgender )ÄTiderstandsscheiben.
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Eine weitere Möglichkeit, den Erfindungsgedanken rti verwirklichen,
ist in Fig. 4 dargestellt. Die Isolierscheibe 14 ist ersetzt durch zwei Isolierscheiben
16, wobei das Schaltband 17 beim Übergang von der einen Scheibenhälfte zur anderen
zwischen den beiden Isolierscheiben geführt ist. Nach Fig. 5, in der die Isolierscheiben
zu Fig. 4 mit der Schaltverbindung im Grundriß wiedergegeben sind, wird die metallische
Verbindung 17 im Bereich der Mittenbohrung der Widerstandsscheiben 4 zweckmäßig
ausgespart, um eine Durchbohrung der Isolierscheiben in ihrer Mittenachse zu ermöglichen.
Eine derartige Bohrung kann für die Innenkühlung der Widerstandsstapel sehr erwünscht
sein.