DE1911074A1

DE1911074A1 - UEberspannungsableiter

Info

Publication number: DE1911074A1
Application number: DE19691911074
Authority: DE
Inventors: Hanspeter Christener
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown Boveri und Cie AG Germany
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1968-06-12
Filing date: 1969-03-05
Publication date: 1970-01-29
Also published as: FR2010739A1; DE1911074B2; US3560794A; AT295628B; GB1203919A; CH483732A; BE734345A; SE361236B

Description

Aktiengesellschaft Brown, Boveri & Cie., Baden ( Schweiz )

Ueberspannungsableiter

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ueberspannungsableiter, dessen aktiver Teil aus mindestens einem säulenförmigen Stapel besteht, der aus Funkenstrecken und Widerständen aufgebaut ist und der sich in einem geschlossenen Gehäuse befindet, das zumindest an einer Stelle mit einer Druckentlastungseinrichtung versehen ist, unter Verwendung ringförmiger Widerstandskörper. Bei Ueberlastüng des aktiven Teils eines Ueberspannungsableiters wird das Ableitergehäuse zufolge des Lichtbogens im Ableiterinnern thermisch und mechanisch stark belastet, was u.U. zu einer explosionsartigen Zer- { störung des Gehäuses führen kann. Es ist bekannt, der Druckwelle durch eine dafür vorgesehene Bruchstelle, z.B. in Form einer Sicherheitsmembrane, einen Entlastungsweg ins Freie zu schaffen und das Gehäuse durch eine wärmeisolierende Trennschicht in Form eines vor der Gehäuseinnenwand angeordneten SchutzZylinders aus anorganischem Isolierstoff zu schüzten (Schweiz. Pat. 289 179)· Trotz der Entlastungsstelle tritt aber noch eine schlagartige, kurzzeitige Druck-

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beanspruchung auf, so dass der Gehäuseisolator und/oder der. Schutzzylinder entsprechend stark dimensioniert sein müssen/'wodurch' sich der Ableiter sehr versteuert, was sich insbesondere Im Mrt'teTspan'-nungsbereich auf den Preis stark auswirkt. Ferner ist es"bekannt^ den Lichtbogen mittels sicherungsartiger Verbindungsreltüngeri zur ^r Entlastung der Ableiterelemente in einem zentral angeordneten"drückfesten Rohr zu zünden, (schweiz. Pat. 391 859)· Hierbei "liegen""die Schmelzleiter in Reihe mit den Ableiterelemeriteri. Damit aber e'ine Beschädigung der aktiven Teile wirksam vermieden ist, muss'die'Αη-sprechgrenze der Schmelzleiter wesentlich unter der Leistun'ücrehze der aktiven Teile des Ableiters liegen, wodurch letztere schlecht ausgenutzt sind. Schliesslich sind bei einem Ueberspannungsableiter aus spannungsabhängigen Widerständen mit zu einem Teil' der "'Widerstände parallelen Funkenstrecken ein Teil tier Widerstandskörper ringförmig ausgebildet und die parallelen Funkenstrecken zur gegenseitigen Beleuchtung im Inneren der kreisringförmigen Widerstände' untergebracht. Der Zweck dieser Anordnung besteht darin", beirr. Auftreten einer Ueberspannung das Ansprechen der Funkenstrecften nächeinander erfolgen zu lassen, wobei die Widerstände' ihrem V/ert'tiäcn besonders gestaffelt sind ( DRP 696 097) · Der Aufbau"lsi so ^:getr'of- fen, dass die ringförmigen Widerstandskörper mit' den parallelen'; ■ Funkenstrecken in einem besonderen Isolierzylinder untergebracht'" sind, während weitere Widerstandsvollscheiben mit" zwischen!il'ge⁼n-'■ den Abstandshaltern sich unmittelbar im eigentlichen Gehäuse äe%" Ableiters befinden, so dass hier ein konsequenter Explosionsschütz nicht gegeben ist. - - . _v . . . .. ,

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und billigere Lösung für einen explosionssicheren überspannungsableiter anzugeben, bei dem ohne besondere Zusatzmassnahmen die thermischen und mechanischen Beanspruchungen im Falle von Ueberlastungen beherrscht werden. Erfindungsgemäss wird vorgeschlagen, dass die ebenfalls ringförmigen Funkenstrecken und= die JWiders»t,andskörper derart zusammengespannt sind, dass der Stapel einen durchgehenden, annähernd zentral gelegenen Kanal aufweist und dass in unmittelbarer Nähe des Kanalendes die Druckentlastungeinrichtung angeordnet ist.

Anhand der Zeichnung, die"ein Ausführungsbeispiel gemäss der Erfindung wiedergibt, wird diese näher erläutert.

Die Figur zeigt im Schnitt einen überspannungsableiter für mittlere Spannung, bei dem an einem Isoliergehäuse4, das z.B. aus Keramik besteht, zu beiden Seiten Flansch^ aufgekittet sind. Diese Flansche sind mit Deckeln 3 verschraubt unter Zwischenlage von Dichtungen 4, wodurch ein geschlossenes Gehäuse entsteht. Die Deckel 3 sind nicht durchgehend massiv, sondern besitzen in der Mitte Oeffnungen, die durch Bruchmembranen 5 verschlossen sind. Innerhalb des Isoliergehäuses 1 ist ein Stapel untergebracht, der aus den Widerstandskörpern 6 und aus den Funkenstrecken 7 besteht, Die Widerstands- und Funkenstreckenelemente sind ringförmig gestaltet und so zusammengespannt, dass sie einerseits dicht aufeinanderliegen und anderseits einen Kanal 8 bilden, welcher den Stapel in der Mit-

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te durchsetzt. Der Kanal 8 endet beidseitig in Räumen 9, die unmittelbar vor den Membranen 5 gelegen sind. Bei diesem Aufbau ist es wesentlich, dass der Kanal 8 praktisch keine Verbindung mit dem Spaltraum 10 zwischen dem Isoliergehäuse 1 und dem Stapel hat, damit beim Auftreten von Störlichtbögen- jegliche Innendruckbeanspruchung vom Isoliergehäuse 1 fergehalten ist. Die Stirnflächen der Widerstandskörper 6 sind metallisiert. Bei nicht völlig planen Stirnflächen ist es zweckmässig, die scheibenförmigen Widerstandskörper 6 nicht unmittelbar, sondern unter Zwischenlage nicht näher dargestellter weicher metallischer Ringe aufeinander zu stapeln, damit ein dichter Abschluss zwischen den Widerstandskörpern erreicht wird. Ferner ist es zweckmässig, die Widerstandskörper 6 ein- oder beidseitig mit konischen Ansenkungen 6a zu versehen, wodurch die Dicke der Widerstandskörper im Bereich der kanalbildenden Bohrung 8 am geringsten ist, damit sich etwaige Durchschläge der Widerstandskörper infolge thermischer Ueberlastung in der Nähe des Kanals 8 ausbilden und so dabei entstehende ionisierte Gase auf jeden Fall in den Kanal 8 und nicht in den Spaltraum 10 gelangen. Die Ausgestaltung der Funkenstrecken 7 ist so getroffen, dass die Isolierscheiben 7a jeweils eine Funkenkammer 7t> freilassen, in welcher die Elektroden 7c beiderseits der Mittelbohrung untergebracht sind. Die Isolierscheiben 7a besitzen am Rande 7d eine labyrinthartige Form zur Abdichtung. Die Elektroden 7c der Funkenstrecken sind von Etage zu Etage durch Verbindungen 7e entsprechend verbunden, so dass sich in bekannter Weise eine Vielfachfunkenstrecke ergibt. Von der ersten und letzten Elektrode

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führen gleichartige Verbindungen ¹Je zu den Metallscheiben 7f, die den Anschluss zu den benachbarten Widerstandskörpern 6 herstellen. Dadurqh, dass sich bei Ueberlastung des Ableiters Störlichtbögen und damit verbundene Drucksteigerungen bei dieser Bauweise nur im Kanal 6 ausbilden und der Ueberdruck sich durch Brechen der Membranen 5 abbaut, ohne dass der Gehäuseisolator beansprucht wird, ergibt sich eine einwandfreie Beherrschung von Ueberlastungen und der damit in Zusammenhang stehenden thermischen und mechanischen Beanspruchungen.

Die Erfindung lässt sich auch bei Ableitern anwenden, bei denen sich an sich bekannter Welse mehrere säulenförmige Stapel in einem Gehäuseisolator befinden. Es hat dann jeder Stapel einen Kanal, der an entsprechenden Druckentlastungseinrichtungen endet. In gewissen Fällen kann es vorteilhaft sein, die Druckentlastungseinrichtung als Ueberdruckventil auszubilden.

Aktiengesellschaft

BROWN, BOVER! & CIi.

BADEN [Schweiz)

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Claims

? a t e r. t a η :: ρ r ü c h e:

'wc. rrr;r r.rur. "-.^vlri ;er, dr-asen aktiver Teil aus mindestens einem cäulenfor.~igen Stapel besteht, eier aus Funkenstrecken und V.'i-I .rctändcn - ".gebaut ist und der sich in einem geschlossenen Go;. .Cu befindet, das zumindest an einer Stelle mit einer Lruckeri'tlastun-Seinrichtung versehen ist, unter Vervendung ringförmiger V.'iderctandskorper, dadurch gekennzeichnet, dass die ebenfalls ringförmig gestalteten Funkenstrecken (77) und aie V/iderstandskörper (6) derart zusamme-inspannt sind, dass dor Stapel einen durchgehenden, annäherr.i zentral gelegenen Kanal (3) aufweist und da3s in unmittelbarer Nähe des Kanalendes (9) die Druckentlastungseinrichtung (5) angeordnet ist.

"Jebe.'o^annungsableiter nach Patentanspruch 1,a^durch gekennzeichnet, dass die Dicke der V/iderstandskörper (6) im Bereich um die kanalbildende Bohrung (8) am geringsten ist und allseitig in radialer Richtung zunimmt.

ueberspannungsableiter nach Patentansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerstandskörper (6) stirnseitig über in Handnähe angeordnete metallische Zwischenringe ar.einanderliegen, wobei der Zwischenring der elektrischen Kontaktgabe dient und zugleich einen annähernd dichten Abschluss zwischen den Widerstandskörpern (6) bildet.

4. Ueberspannungsableiter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckentlastungseinrichtung als Ueberdruckventil ausgebildet ist.

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5. "Jebercpannungsableiter nach Patentanspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, öuijc c.ic Druckentlastungseinrichtung als 3ruchniöiribrane (5) ausgebildet ist.

Aktiengesellschaft BRO«A, BOVSRI & CIE.

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