Uberspannurngsableiter Bei überspannungsableitern mit spannungsabhängigen
Widerständen, wie sie heute in den Hochspannungsanlagen im allgemeinen verwendet
werden, bewirkt das verwendete spannungsabhängige Widerstandsmaterial nach dem Ableiten
der Stoßspannung vermöge seiner Sperrwirkung eine Abd.rosselung des nachfolgenden
Betriebsstromes auf einen so geringen Wert, daß der Strom mit Hilfe der vorgeschalteten
Löschfunkenstrecke sicher unterbrochen werden kann. Bei der technischen Frequenz
von 5o Hz können .durch eine solche Löschfunkenstrecke Lichtbögen mit einem Strom
von etwa 4o Ibis 6o Amp. Scheitelwert ohne weiteres gelöscht «erden. Eine Verwendung
derartiger überspannungsableiter in Gleichstromanlagen ist jedoch nicht ohne weiteres
mit gutem Erfolg möglich, da eine Löschfunkenstrecke üblicher Bauart bei Gleichstrom
nur sehr viel kleinere Stromstärken zu löschen vermag, was durch das Fehlendes periodisch
wiederkehrenden Stromnulldurchganges zu erklären ist. Um den nachfolgenden Betriebsstrom
so klein zu halten, müßte man dem Widerstand einen entsprechend hohen Wert geben.
Damit würde sich aber die Begrenzungsspannung, d. h. der Spannungsabfall am Widerstandskörper
beim Ableiten einer Überspannung, beträchtlich erhöhen. Um eine gute Schutzwirkung
des Ableiters zu gewährleisten, soll
die Begrenzungsspannung aber
noch unter der Stoßüberschlagsspannung bzw. -durchschlagsspannung .der zu schützenden
Isolation der Anlage liegen. Gerade bei Gleichstromanlagen würde ein zu hoher Wert
der Begrenzungsspannung den Zweck des Überspannungsschubzes vereiteln, weil hier
infolge des Umstandes, daß die Isolation von Wicklungen kaum in Öl untergebracht
ist, sondern vielmehr in der Hauptsache sich in Luft befindet, der elektrische Sicherheitsgrad
von vornherein geringer ist als bei Wechselstromanlägen. Besonders empfindlich sind
die Wicklungen von Gleichstrommaschinen, insbesondere Bahnmotoren, die überdies
häufig atmosphärischen Überspannungen ausgesetzt sind.Surge arrester For surge arresters with voltage-dependent
Resistors as they are generally used today in high-voltage systems
is caused by the voltage-dependent resistance material used after being diverted
the impulse voltage by virtue of its blocking effect a throttling of the following
Operating current to such a low value that the current with the help of the upstream
Extinguishing spark gap can be safely interrupted. At the technical frequency
of 50 Hz can .through such an extinguishing spark gap, arcing with a current
of about 4o Ibis 6o Amp. peak value easily erased. One use
However, such a surge arrester in DC systems is not straightforward
possible with good success, since an extinguishing spark gap of the usual type with direct current
can only extinguish much smaller currents, which is periodic due to the lack of it
recurring current zero crossing is to be explained. To the subsequent operating current
to keep it so small, one would have to give the resistance a correspondingly high value.
This would, however, increase the limiting voltage, i. H. the voltage drop across the resistor body
when dissipating an overvoltage, increase considerably. To have a good protective effect
to ensure the arrester
but the limiting voltage
still below the surge voltage or breakdown voltage of the to be protected
Isolation of the plant. A value that would be too high, especially with direct current systems
the limiting voltage thwart the purpose of the overvoltage boost because here
due to the fact that the insulation of windings is hardly housed in oil
is, but rather is mainly in the air, the electrical safety level
is lower from the outset than with AC systems. Are particularly sensitive
the windings of direct current machines, especially railway motors, which moreover
are often exposed to atmospheric surges.
Diese Schwierigkeiten sind beim Gegenstand der Erfindung vermieden,
und zwar mit Hilfe einer Ausbildung, wie sie für Überspannungsableiter bereits vorgeschlagen
wurde. Diese Ausbildung besteht in folgendem: Der Überspannungsableiter besitzt
eine Mehrzahl in Reihe geschalteter Entladungs,strecken, deren Elektroden im wesentlichen
aus einem Stoff von derart geringem spezifischen Widerstand, z. B. Metall, Kohle,
bestehen und in so geringen. Abständen übereinander angeordnet sind, daß die Entladung
in Lichtbogenform stattfindet.These difficulties are avoided with the subject of the invention,
namely with the help of training, as already proposed for surge arresters
became. This training consists of the following: The surge arrester has
a plurality of discharge lines connected in series, the electrodes of which are essentially
from a substance of such a low resistivity, e.g. B. metal, coal,
exist and in so little. Distances are arranged one above the other that the discharge
takes place in the form of an arc.
Erfindungsgemäß sind nun die Elektrodenplatten in solcher Anzahl und
in solchen Abständen übereinander angeordnet, daß .der nach Ableiten der Überspannung
der Entladung nachfolgende Betriebsstrom selbst unter Zugrundelegung einer lichtbogenartigen
Entladungsform, welche eine um rund eine Größenordnung geringere Brennspannung hat
als eine Glimmentladung, durch die Betriebsspannung nicht aufrechterhalten werden
kann. Dadurch, daß bei einem Ableiter nach der Erfindung die Entladung durch die
Betriebsspannung nicht aufrechterhalten werden kann, ist insbesondere die Stromunterbrechung
auch bei Gleichstrom leicht zu beherrschen, so daß eine besondere Löschfunkenstrecke
unter Umständen sogar überhaupt entbehrlich ist.According to the invention, the electrode plates are now in such a number and
arranged one above the other at such intervals that .der after the overvoltage has been discharged
the operating current following the discharge itself based on an arc-like one
Form of discharge which has an operating voltage that is around an order of magnitude lower
as a glow discharge, by which the operating voltage cannot be maintained
can. Characterized in that in an arrester according to the invention, the discharge through the
The operating voltage cannot be maintained, in particular the power interruption
Easy to control even with direct current, so that a special quenching spark gap
may even be dispensable at all.
In der Abbildung ist zur Veranschaulichung ein Ausführungsbeispiel
des Erfindungsgegenstandes dargestellt. io sind Elektrodenplatten, die unter Zwischenfügung
von ringförmigen Abstandstücken i i zu einem Stapel zusammengeschichtet sind, dessen
Größe sich nach den jeweiligen Betriebsverhältnissen richtet. In Reihe mit der Anordnung
nach der Erfindung kann eine Vorfunkenstrecke 12 zum Zweck der Erhöhung der Isolation
im normalen Betriebszustand vorgesehen werden, die aber in vielen Fällen entbehrlich
ist.An exemplary embodiment is shown in the figure for purposes of illustration
of the subject matter of the invention. io are electrode plates that are interposed
of annular spacers i i are layered together to form a stack, the
The size depends on the respective operating conditions. In series with the arrangement
According to the invention, a pre-spark gap 12 for the purpose of increasing the insulation
can be provided in the normal operating state, but in many cases they are dispensable
is.
Besonders vorteilhaft ist es, als Elektrodenscheiben Kohlescheiben
mit einer Stärke von o,2 bis 2@ mm anzuwenden. Die Abstände zwischen den Elektrodenscheiben,
die zweckmäßig durch dünne Isolierzwischenlagen aus Glimmer, Papier od. dgl. hergestellt
werden, betragen bei einem Ableiter nach der Erfindung vorzugsweise o,o2 bis o,2
min. Bei Verwendung aus Kohle bestehender Elektrodenplatten sind bei dem Ableiter
nach der Erfindung für je iooo Volt normale Betriebsspannung 2o bis 30 Funkenstrecken
hintereinandergeschaltet. Die Elektrodenscheiben können zusammen mit den isolierenden
Zwischenlagen durch einen. fest haftenden Mantel gehalten sein, doch kann es unter
Umständen auch vorteilhaft sein, die Entladungsräume durch entsprechende Ausbildung
der Elektrodenscheiben oder der Zwischenlagen mit der äußeren Umgebung in Verbindung
stehen zu lassen. Eine wesentlich verbesserte Wirkung läßt sich in vielen Fällen
dadurch erzielen, daß der gesamte Plattenstapel in einem hermetisch abgeschlossenen
Gehäuse angeordnet wird, dessen Inneres unter Atmosphärendruck oder zur besonderen.
Erniedrigung der Ansprechspannung unter einem bestimmten Unterdruck steht. Zur Verringerung
der Ansprechverzögerung kann das Gehäuse, insbesondere bei Atmosphärendruck, mit
einem entsprechend gewählten besonderen Gas., insbesondere Helium oder Wasserstoff,
gefüllt sein.It is particularly advantageous to use carbon disks with a thickness of 0.2 to 2 mm as the electrode disks. The distances between the electrode disks, which are expediently produced by thin insulating interlayers made of mica, paper or the like, are preferably 0.02 to 0.2 min in an arrester according to the invention of the invention for every 100 volts normal operating voltage 2o to 30 spark gaps connected in series. The electrode disks can, together with the insulating intermediate layers, by a. be held firmly adhering jacket, but it may also be advantageous to let the discharge spaces be in communication with the external environment by appropriate design of the electrode disks or the intermediate layers. A significantly improved effect can be achieved in many cases in that the entire stack of plates is arranged in a hermetically sealed housing, the interior of which is under atmospheric pressure or particularly. Lowering the response voltage is under a certain negative pressure. To reduce the response delay, the housing, in particular at atmospheric pressure, can be filled with an appropriately selected special gas, in particular helium or hydrogen.
Während durch die Wahl der Anzahl und der Länge der Funkenstrecken
die Schwierigkeiten der Unterbrechung des -den Ableiter durchfließenden; Stromes
beseitigt wenden, läßt sich insbesondere dadurch, daß man im Gegensatz zu den älteren
Ableitern, bei denen man streng darauf achtete, daß die Entladung nur als Glimmentladung
stattfand, beim Erfindungsgegenstand eine lichtbogenförmige Entladung zuläßt, der
Widerstand der gesamten Ableiteranordnung sehr gering halten. Das hat den Vorteil,
daß eine starke Spannungsabhängigkeit und somit ein hohes Schutzvermögen leichter
zu erzielen ist, Evas gerade für Gleichstromanlagen besonders wichtig ist.While by choosing the number and length of the spark gaps
the difficulty of interrupting the flow through the trap; Current
can be eliminated, in particular, by the fact that, in contrast to the older
Arresters in which one strictly ensured that the discharge was only a glow discharge
took place, allows an arc-shaped discharge in the subject matter of the invention, the
Keep the resistance of the entire arrester arrangement very low. That has the advantage,
that a strong voltage dependency and thus a high protective capacity easier
is to be achieved, Evas is especially important for DC systems.
Die angegebene Bemessung der Kohleplatten ergibt einen sehr kleinen
Plattenwiderstand in axialer Richtung. Durch die Wahl sehr kleiner Abstände wird
trotz großer Zahl der Funkenstrecken die Gesamtansprechspannung klein gehalten.
Die Gesamtansprechspannungg soll in keinem Fall erheblich mehr betragen als etwa
das Zweibis Dreifache oder Betriebsspannung.The specified dimensioning of the carbon plates results in a very small one
Plate resistance in the axial direction. By choosing very small distances,
Despite the large number of spark gaps, the overall response voltage was kept low.
The total response voltage should in no case be significantly more than approximately
two to three times the operating voltage.