DE69300446T2 - Überspannungsableiteranordnung. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Überspannungsableiter-Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
• Solche Ableiter mit automatischen Trennschaltvorrichtungen sind bereits bekannt, wie beispielsweise aus der US-A-2 305 436 und EP-B-0 013 401. Sie werden unter anderem in elektrischen Fernleitungen verwendet zum Schutz gegen Rücküberschläge bei Blitzen oder gegen transienten Schaltüberspannungen. Die Ableiter werden an den Masten der Fernleitung angebracht und elektrisch zwischen den Leiter der entsprechenden Leitungsphase und der geerdeten Mastkonstruktion angeschlossen. Bei einem zwischen Phase und Erde angeschlossenen Überspannungsableiter führt ein Versagen in aller Wahrscheinlichkeit zu einem dauernden Erdschluß. Wenn der Ableiter jedoch mit einer Trennschaltvorrichtung versehen ist, welche den Ableiter im Falle eines Versagens automatisch abtrennt, kann der Betrieb der Leitung fortgesetzt werden und der fehlerhafte Ableiter geortet und bei Gelegenheit ersetzt werden. Es ist jedoch wichtig, daß das abgetrennte Verbindungsglied zwischen Leitungsleiter und Ableiter im Falle starken Windes nicht in die Nähe des Leitungsleiters kommt, um einen Erdschluß der Leitung zu vermeiden.
• Bisher gab es keine befriedigende Lösung für dieses Problem, und es ist daher üblich, bei Überspannungsableitern für Leitungen anstelle einer Trennschaltvorrichtung eine offene Funkenstrecke in Reihe mit dem Ableiter zu verwenden. Dies führt jedoch normalerweise zu verschlechterten Schutzeigenschaften, da es unter dem Gesichtspunkt der elektrischen Spannung schwierig ist, einen Ableiter mit einer in Reihe geschalteten separaten Funkenstrecke zu koordinieren. Ein anderer Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß man keine Anzeige erhält, ob der Ableiter ausgefallen ist.
• Die EP-A-O 328 771 beschreibt eine Trennschaltvorrichtung für einen Überspannungsableiter, zu der ein Verbindungsglied zur Verbindung des Ableiters mit dem Leitungsleiter gehört, wobei dieses Verbindungsglied einen beweglichen drehbaren Arm und eine Federvorrichtung enthält, durch welche der bewegliche Arm im Falle eines Versagens des Ableiters aus der Verbindung herausgedrückt wird.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überspannungsableiter-Anordnung der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei welcher der Überspannungsableiter mit der Starkstromleitung über ein Verbindungsglied verbunden wird, welches folgende Eigenschaften hat:
• - Eine gute Flexibilität derart, daß die lsolatorkette im Falle von Windlast schwingen kann, ohne den Ableiter mechanisch zu beanspruchen,
• - große Abmessungen im Hinblick auf Koronaentladungen, das heißt, einen großen Querschnittsdurchmesser,
• - ein geringes Gewicht,
• - Rückfederungseigenschaften, damit die Auftrennung im Falle eines Versagens des Ableiters wirksam wird,
• - die Eigenschaft, im Falle eines starken Windes nach einem Versagen des Ableiters eine gestreckte Haltung unter dem Ableiter beizubehalten.
• Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Überspannungsableiter- Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, welche erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.
• Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den zusätzlichen Ansprüchen genannt.
• Gemäß einer besonders geeigneten Ausführung der Erfindung gehört zu dem Verbindungsglied ein vorzugsweise aus Aluminium bestehendes Rohr, welches in mehrere Rohrstücke unterteilt ist und mit einer inneren Schraubenfeder versehen ist, die sich zwischen den Enden des Rohres erstreckt, und ein durchgehendes Rabel im inneren der Schraubenfeder zur Herstellung des elektrischen Kontaktes zwischen dem Leitungsleiter und dem Ableiter. Dadurch, daß man die Schraubenfeder mit einer beträchtlichen Vorspannung versieht, verharrt das Verbindungsglied bei Biegebeanspruchungen, die infolge von Windkräften nach einem Versagen des Ableiters auftreten können, in gestreckter Stellung.
• Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen
• Figur 1 in Seitenansicht ein erstes Ausführungsbeispiel einer Überspannungsableiter-Anordnung gemäß der Erfindung während des normalen Betriebes,
• Figur 2 dieselbe Überspannungsableiter-Anordnung, nachdem der Ableiter versagt hat,
• Figur 3 im axialen Schnitt einen Abschnitt eines Verbindungsglieds der Überspannungsableiter-Anordnung gemäß Figur 1,
• Figur 4 in Seitenansicht einen Abschnitt eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Verbindungsgliedes einer Überspannungsableiter-Anordnung gemäß der Erfindung.
• Figur 1 zeigt den Leiter 1 einer Starkstromleitung, der mittels einer Hängeisolatorkette 2 an dem Mast einer Starkstromleitung aufgehängt ist, wobei von dem Mast nur ein Endabschnitt der horizontalen Traverse 3 gezeigt ist. Am äußeren Ende der Traverse im Isolationsabstand von dem Leiter 1 ist ein Überspannungsableiter 4 angeordnet. Das untere Ende des Überspannungsableiters ist über ein Verbindungsglied 5 und eine automatische Trennschaltvorrichtung 6 mit dem Leiter 1 verbunden.
• Der Überspannungsableiter 4 kann den häufig verwendeten Aufbau haben, bei dem ein langgestrecktes isolierendes Gehäuse vorhanden ist, in welchem eine Anzahl vorzugsweise zylindrischer ZnO-Blöcke zwischen zwei Endelektroden angeordnet sind. Die automatische Trennschaltvorrichtung 6 kann beispielsweise den in der SE-A-9 200 525-5 beschriebenen Aufbau haben.
• Das Verbindungsglied 5 hat die Gestalt eines Aluminiumrohres 7 (Figur 3) und besteht aus einer Vielzahl von Rohrstücken 7a, 7b, die hintereinander angeordnet sind und mit einer inneren schraubenförmig gewickelten Zugfeder 8 versehen sind, die sich zwischen den inneren Enden des Rohres erstreckt. Die Rohrstücke 7a, 7b sind mit Endeinsätzen 9 versehen, die vorzugsweise aus Metall bestehen. Ein durchgehendes Kabel 10 im Inneren der Schraubenfeder 8 bildet den elektrischen Kontakt zwischen dem Leiter 1 und dem Ableiter 4.
• Dadurch, daß die Schraubenfeder 8 stark vorgespannt ist, entwickelt das Verbindungsglied 5 eine Kraft, die versucht, das Verbindungsglied in gestreckter Haltung zu halten.
• 26 Im Falle einer Überlastung und eines Versagens des Ableiters 4 wird die Verbindung des Ableiters mit Hilfe der Trennschaltvorrichtung 6 automatisch aufgehoben, woraufhin das Verbindungsglied 5 die in Figur 2 gezeigte vertikale Stellung einnimmt. Auf diese Weise kann die Starkstromleitung trotz des Versagens des Ableiters ohne Störung in Betrieb bleiben. Gleichzeitig erhält man eine deutliche Anzeige des Versagens des Ableiters. Fehlerhafte Ableiter können daher durch Inspektion vom Boden aus oder von einem Helicopter aus leicht geortet und bei Gelegenheit ersetzt werden.
• Dank der von der vorgespannten Feder entwickelten streckenden Kraft sowie dadurch, daß die Endflächen der Einsätze 9 eben sind, behält das Verbindungsglied 5 seine gestreckte Lage auch beim Auftreten von Biegekräften, die nach dem Versagen durch Windkräfte verursacht werden können, bei. Wenn das Verbindungsglied 5 mit dem Leiter 1 verbunden ist, übt es eine ausreichende Zugkraft auf die automatische Trennschaltvorrichtung 6 aus, wodurch eine schnelle Trennung beim Versagen des Ableiters sichergestellt wird.
• Figur 4 zeigt eine alternative Ausführungsform des elastischen Gliedes, welches zur Streckung des Verbindungsgliedes 5 erforderlich ist. Statt der langen, innen verlaufenden Feder 8 gemäß Figur 3 wird in der Ausführungsform gemäß Figur 4 eine äußere relativ kurze dichtgewickelte Schraubenfeder 11 an jeder Verbindungsstelle zwischen zwei benachbarten Rohrstücken 7a und 7b verwendet. In axialer Richtung ist die Feder fixiert durch Einführung der Enden des Federdrahtes in Fixierlöcher in dem jeweiligen Rohrstück.

Claims (4)

1. Überspannungsableiter-Anordnung mit einem Überspannungsableiter (4) und einer mit dein Ableiter in Reihe angeordneten Trennschaltvorrichtung (6) zur automatischen Abtrennung des Ableiters im Falle eines Ableiterversagens, wobei die Ableiteranordnung bestimmt ist zum parallelen Anschluß an einen Tsolator, der zur Aufhängung des Leiters (1) einer Starkstromleitung am Mast (3) vorhanden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Überspannungsableiter-Anordnung (4) mit dem Leiter der Starkstromleitung (1) über ein Verbindungsglied (5) in Gestalt eines flexiblen elektrischen Leiters (10) verbunden ist, der in einem Rohre (7) angeordnet ist, welches in mehrere hintereinander angeordnete Rohrstücke unterteilt ist, wobei das Rohr (7) mit elastischen Glieder (8, 11) versehen ist, die das Verbindungsglied (5) derart zu strecken vermögen, daß es im Isolationsabstand von dem Leiter (1) der Starkstromleitung gehalten wird, wenn der Ableiter (4) durch die automatische Trennschaltvorrichtung (6) abgetrennt worden ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten flexiblen Glieder aus einer Schraubenfeder (8) bestehen, die im Inneren des Rohres (7) angeordnet ist und sich zwischen den Enden des Rohres erstreckt.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten flexiblen Glieder aus einer Anzahl Schraubenfedern (11) besteht, welche das Rohr (7) an jeder Verbindungsstelle zwischen zwei Rohrstücken (7a, 7b) umgeben.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (7) au Metall, vorzugsweise Aluminium, besteht.