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Uberspannungsableiter Überspannungsableiter, deren aktive Elemente,
nämlich spannungsabhängige Widerstände und Löschfunkenstrecke, in einem luftdicht
abgeschlossenen Hohlisolator eingebaut sind, sind derart gebaut, daß im normalen
Betrieb und bei normalem Ansprechen keine Überlastung eintreten kann.
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Bei einer außerordentlichen' Beanspruchung, wenn z. B. bei einem nahen
Blitzschlag der Ableiter unmittelbar im Wege des Blitzes liegt, kann infolge der
unvermeidlichen hohen Überlastung die Wärmewirkung und damit die Erhitzung derart
stark und plötzlich sein, daß die Ableiterteile explodieren. Um eine Zerstörung
des umschließenden und luftdicht abgeschlossenen Isoliergehäuses durch die Steigerung
des Innendruckes zu vermeiden, sind Bruchsicherungen bekannt.
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Bei einer bekannten Ausführung ist als Bruchsicherung ein Abschlußdeckel
vorgesehen, der bei einem explosionsartigen Durchschlag abgesprengt wird. Dieser
Deckel ist mittels Niete an einer Metallkappe befestigt. Nachteilig ist bei dieser
Ausführung, daß bei einer Explosion Befestigungsniete mit Gewalt zerrissen werden.
Eine Rückstellung in die Normallage ist nicht mehr möglich. Der Überspannungsableiter
muß abmontiert und durch einen anderen ersetzt werden. Dieser Nachteil wird bei
der Erfindung behoben, indem vermieden wird, daß irgendein wichtiger Teil zerstört
wird.
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Die Erfindung betrifft ebenfalls einen Überspannungsableiter, dessen
Elemente in einem mit einer Bruchsicherung versehenem Isoliergehäuse eingebaut sind.
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Die Erfindung besteht darin, daß als Bruchsicherung eine den Isolatorraum
abdeckende Metallkappe dient, die eine mittels einer Tellerfeder auf dem Isolatorrand
luftdicht aufgepreßte Abschlußplatte enthält, welche bei starkem Druckanstieg schnappartig
abgehoben wird und so ein bleibendes Öffnen des Isolatorraumes eintritt.
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Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel des Überspannungsableiters im Schnitt dargestellt;
Fig. 2 zeigt die Ansicht von oben bei abgehobenem Deckel.
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1 bedeutet das als Isolator dienende Isoliergehäuse aus Keramik, dessen
unterer, nicht dargestellter Teil ebenfalls luftdicht abgeschlossen ist. Im Innern.
befinden sich die aufgeschichteten Resorbitwiderstände und Funkenstrecken. Am oberen
offenen Ende des Hohlisolators 1 liegen die Elemente des Überspannungsableiters
an der An schlußplatte 4 an. 4 hat metallische Verbindung mit dem Rohrteil 2. Dieser
Rohrteil, z. B. aus Aluminiumguß bestehend, ist luftdicht auf den Isolator aufgekittet,
12, und bildet einen Anschlußpol. Auf dem Rohrteil 2 sitzt der Deckel 3, welcher
mit drei Schrauben 13 fest aufschraubbar ist. Zwischen dem kohrteil2 und dem Deckel
3 befindet sich der Druckausgleichraum 7. Dieser Raum 7 steht mit der Außenluft
über am Umfang verteilten Auspufföffnungen 15 in Verbindung. Zwischen den Auspufföffnungen
15 sind Nasen 14 vorhanden für die Auflage des Deckels 3 auf dem Rohrteil 2.
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Gemäß der Erfindung befindet sich unter dem Dekkel 3 eine mittels
einer Tellerfeder 5 auf den Rand des Isolators 1 luftdicht aufgepreßte Abschlußplatte
4. Für den luftdichten Abschluß ist eine Gummischnurdichtung 6 vorhanden. Die Tellerfeder
5 ist mit ihrem äußeren Rand auf einen Springring 16 abgestützt und durch eine nach
innen stehende Nase 14, in die der Springring eingelassen ist, zentrisch gehalten.
Der Springring 16 hält die Tellerfeder 5 unter ständiger Vorspannung unter Druck
auf der Abschlußplatte 4, wodurch ein luftdichter Abschluß des Isolatorinnenraumes
erreicht wird. Die Abschlußplatte, welche an der Wand des Rohrteiles 2 geführt ist,
weist am Rand Ausschnitte auf, die ein unbehindertes Entweichen der Luft im Falle
einer Druckerhöhung im Isolatorraum ermöglichen.
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Bei Druckanstieg im Isolatorinnern wird unter Zusammendrücken der
Tellerfeder die Platte abgehoben unter gleichzeitigem verstärktem Zusammendrücken
der Tellerfeder. Nach Überschreiten einer bestimmten Durchdrückung der Tellerfeder
kippt diese durch, und die Absehlußplatte wird durch den Gasdruck schnappartig abgehoben.
Dadurch tritt eine bleibende
Öffnung des Isolatorraumes ein. Diese
Schnappbewegung wird dadurch erreicht, daß die Tellerfeder 5 eine Kraftwegkennlinie
gemäß der Fig.3 aufweist, wo P den Druck der Feder auf die Platte 4 und a den Hub
der Zusammendrückung der Feder bedeutet. Mit zunehmenem Durchdrücken steigt die
Federkraft zunächst# an, erreicht ein Maximum Po nach einem Durchdrückweg ao und
nimmt dann wieder ab. Nach" Erreichen einer bestimmten Durchdrückung a2 und eines
reduzierten Druckes P2-'-kippt die Feder plötzlich durch. Die Vorspannung der Feder,
also der Druck auf die Abschlußplatte 4, ist nun so gewählt, daß diese einer Kraft
P1' auf dem absteigendem Kurvenstück- entspricht.
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Bei langsamem Druckanstieg im Isolatorraum, ohne daß dieser Druckanstieg
exp.losionsärtig erfolgt, hebt sich die Abschlußplatte 4 ein wenig. Dabei dehnt
sich die unter dem Druck der Tellerfeder gepreßte Gummidichtung aus, ohne daß dabei
jedoch die Abdichtung aufhört. Ein Entweichen der nur unter leichtem Überdruck entstehenden
Gase wird zunächst noch verhindert. Da aber die Vorspannung der Feder auf dem absteigenden
Ast der Kraftwegkennlinie liegt, nimmt die Federkraft mit zunehmendem Hub äb, während
der Druck im Innern des, Isolators ansteigt. Dies hat zur Folge, daß die Kraftdifferenz
zwischen der Feder und dem Isolatorinnendruck ein Umkippen der Tellerfeder bewirkt.
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Erfolgt jedoch der Druckanstieg infolge einer Explosion im Innern
rasch, so überschreitet die Zusammendrückung der Tellerfeder ihren Maximalwert a2.
Die Folge ist, daß die Tellerfeder durchkippt, die Platte schnappartig abgehoben
wird und so eine bleibende Öffnung des Isolatorräumes eintritt.
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Um betriebsmäßig anzuzeigen, daß eine bleibende Dürchdrückung der
Tellerfeder eingetreten ist, z. B. infolge eines großen Druckanstieges bei einer
Explosion der Ableiterelemente, sind die Auspufföffnungen 15 zwischen Rohrteil 2
und dem Deckel 3 durch ein leicht zerreißbares Metallband 8 abgedeckt. Dieses Metallband,
zweckmäßig aus Kupfer, liegt möglichst dicht auf. Infolge eines plötzlichen Durehschnappens
der Tellerfeder und der Abschlußplatte 4 entsteht im Drückausgleichraum 7 ein plötzlicher
Überdruck, der stark genug ist, das abschließende Metallband 8 zu zerreißen. Daran
kann nachträglich erkannt werden, daß eine Explosion stattgefunden hat und eine
Revision vorgenommen werden muß. Da das Band dicht anliegend sein muß, ist es zweckmäßig,
dieses mit einer Schlaufenverbindung zu versehen, die sich gegebenenfalls wieder
lösen läßt.
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Der Vorteil des vorliegenden Überspannungsableiters besteht darin,
daß nie ein gefährlicher Überdruck, der zur Explosion des Isolierkörpers führen
könnte, entstehen kann. Wenn bei einem Blitzschlag eine Zerstörung der innenliegenden
Elemente eintritt, so bleibt das Gehäuse unversehrt, gleichzeitig wird durch das
Zerreißen des Metallbandes angezeigt, daß eine Zerstörung der innenliegenden Elemente
eingetreten ist und eine Revision erforderlich wird.