CH202642A - Uberspannungsableiter. - Google Patents

Description

      Überspannnngsableiter.       Für     Überspannungsableiter        mit        Funken-          strecken    ist die Aufgabe     gestellt,    dass einer  seits die     Funkenstrecke    der     Betriebsspannung          möglichst        überschlagssicher    standhält,

   dass  aber anderseits bei irgendwelchen Störun  gen eine gefährliche Überspannung sofort  über die     Funkenstrecke    abgeleitet     wird.    Zur  Lösung     dieser    Aufgabe kann man sich die       Erscheinung    zu Nutze     machen,    dass     die    Über  spannungen in der Regel     stossartig    auftreten,       also    mit einer     steilen        Spannungsstirn,

      die       einer    erheblich höheren Frequenz als der     Be-          triebsfrequenz        entspricht    (die bei     Gleichstrom     Null ist), auftreten.

   Auf     dieser        Grundlage    ist       bereits    ein     Ableiter    mit     Funkenstrecke        vor-          geschlagen,    bei dem bei     normaler,    das heisst  bei     Kraftübertraä-ungaanlagen    üblicher     Be-          triehsfrequenz,    die ganze     Elektrodenober-          fläche    möglichst gleichmässig von Feldlinien       beaufschlagt    ist,

   während bei höheren Fre  quenzen die     Feldlinien    sich auf bestimmte       Stellen        konzentrieren    und dadurch einen ver-    zerrten Feldlauf     hervorbringen,    der an diesen  Stellen einen Überschlag und damit die     Ab-          leitung    der     Überspannung    zur Folge hat.  



  Nach der     Erfindung    erhält man eine be  sonders     günstige        Ausführungsform    hierfür,  indem eine     Funkenstrecke    von einer     mit    ihr  koaxialen und dieselbe von einer     Seite        axial     übergreifenden     Elektrode    umgeben wird, die  über einen     ohmschen        Widerstand    in Form  eines Halbleiters     mit    der auf der entsprechen  den .Seite angeordneten Elektrode der     Fun-          kenetrecke        verbunden    ist.  



  Ein     Ausführungsbeispiel        der.        Erfindung    in  Form     eines        Hochspannungs-Überspannungs-          leiters    ist in der Zeichnung in     Fig.    1 darge  stellt.     Mit    1 ist ein Plattenstapel     dargestellt,     der innerhalb eines     rillenaxtig    ausgebildeten       Isolierkörpers    untergebracht ist und     einen     Widerstand     darstellt,    der mit der Funken  strecke 2 in Reihe geschaltet ist und bei  einem     Überschlag    strombegrenzend wirkt.

    Die Funkenstrecke 2 besteht aus einer Reihe      von Elektroden, die innerhalb eines     rillenar-          tigen        Isolierkörpers    3 in geeignetem     Abstand          isoliert    voneinander gehalten sind. Koaxial  mit .der Funkenstrecke und diese axial über  greifend sind zwei Ringe 4 und 5 angeordnet,  die von     Parzellanträgern    6 gehalten sind, die       innen    mit einem schlecht (schwach)     leitenden          :Überzug,    z. B. einem     Karbowidüberzug    (das  ist ein Schichtüberzug aus.

   Glanzkohle, der  einen     hochohmigen    Widerstand hoher Kon  stanz darstellt) versehen und dadurch halb  leitend gemacht sind und auf diese Weise  die     elektrische    Verbindung mit den beiden  Endelektroden der Funkenstrecke herstellen.  Dadurch, dass die beiden Ringelelektroden  wesentlich näher     aneinandergezogen    sind als.  die Endelektroden, wirken diese als Schirm  elektroden.  



  Bei     normaler        Betriebsfrequenz        ist    der       kapazitive    Strom, der die Funkenstrecke  selbst     .durchfliesst,        vernachlässigbar.    Bei dem  Kreis über die Schirmelektroden ist der     kapa-          zitive    Widerstand des     durch    .die beiden       Schirmelektroden        gebildeten,

          Kondensators     bei dieser Frequenz gleichfalls     sehr    hoch im  Vergleich zu dem     Widerstand    der Verbin  dungsleitung mit der     Funkenstrecke,    so dass  praktisch die ganze Spannung zwischen den  beiden Schirmelektroden liegt, wodurch sich       ein    annähernd homogenes Feld über die     Ge-          samtanGndnung        einstellt.     



  Bei einem     Spannungsstoss,    dessen     Wellen-          stirn    sehr     steil    ist und damit einer ganz erheb  lich höheren Frequenz entspricht,     wird.    der       kapazitive    Widerstand im Vergleich zu den  hohen     Ohmschen        Widerständen    sehr klein,

    wodurch die Schirmelektroden für die Feld  verteilung praktisch wirkungslos werden und  sich eine sehr starke Feldkonzentration an  den Enden der     Funkenstrecke        einstellt.    Die  ser hohen     Konzentration    zufolge wird zu  nächst ein Überschlag     zwischen    den ersten  beiden Elektroden der Funkenstrecke eintre  ten, dadurch verschiebt sich die Feldkonzen  tration auf die nächste. Strecke usw., das heisst  die     Funkenstrecke    wird !der Reihe nach durch  schlagen     und        leitet    damit den     Überspan-          nungstoss    ab.

      Die Anwendung des Erfindungsgedan  kens ist nicht auf das     dargestellte    Ausfüh  rungsbeispiel beschränkt.  



  Es ist     beispielsweise    nicht wesentlich,  dass an beiden Seiten der Funkenstrecke eine  derartige Schirmelektrode angeordnet ist, da  eine Schirmelektrode nur an einem Ende  grundsätzlich dieselbe Wirkung zur Folge  hat, die sich bei der Ausführung von zwei  Elektroden     gewissermassen    spiegelbildlich       wiederholt.     



  Es ist auch möglich, die Schirmelektrode  mit der halbleitenden Verbindung zu einer  etwa     das        obere    Ende der Funkenstrecke um  greifenden Schale aus halbleitendem Mate  rial, wie Zement oder Schiefer oder anderem  halbleitenden Material zusammenzuziehen.  



  Durch die dargestellte Ausbildung wird  ein     besonders    einfacher Aufbau der     Über-          spannungsableitererreicht,    der sich     insbeson-          d,ere    auch für sehr hohe Spannungen gut  eignet, ohne dass hierbei eine grosse Anzahl  von Verbindungen zu Widerständen oder der  gleichen erforderlich wäre. Auch ist der bei       Betriebsfrequenz    fliessende Strom durch den       Widerstand    1 begrenzt, z.

   B. auf einen prak  tisch     vernachlässigbaren        Mindestwert    herab  gesetzt, so dass keinerlei     unzulässige        Erwär-          inung    und dadurch mögliche Beeinträchti  gung der Anordnung zu befürchten ist.  Ausserdem tritt dank der     Frequenzabhängig-          keit    der Überschlag, richtige Bemessung  aller Teile vorausgesetzt, schon bei sehr  geringen     Überspannungiswerten    ein, so dass  ein sehr wirksamer     Überspannungsschutz        ge-          aeben    ist.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Überspannungsableiter, der bei normaler, das heisst bei Kraftübertragungsanlagen üblicher Frequenz eine gleichförmigere Feld linienverteilung aufweist als bei hochfre- quenten Ausgleichvorgängen, bei welchen eine Konzentration der Feldlinien auf be- stimmte Teile der Funkenstrecke zur Einlei tung des Überschlages bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet,

   dass eine Funkenstrecke von einer finit ihr koaxialen und dieselbe von einer Seite axial übergreifenden Elektrode um- geben ist, die über einen Ohmschen Wider stand in Form, eines Halbleiters mit der auf der entsprechenden Seite angeordneten Elek trode der Funkenstrecke verbunden ist.

   UNTERANSPRüCHE 1. Überspannungsableiter nach Patentan spruch, dadurch gekennzeichnet, dass als Schirmelektrode ein mit der Funkenstrecke koaxialer Metallring angewendet ist, der von Porzellanrohren getragen ist, die innen mit einem halbleitenden Wider stand überzugsweise versehen sind. 2.

   Überspannungsableiter nach Patentan- spruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schirmelektrode eine die Funkenstrecke umgreifende Glocke aus halbleitendem Material darstellt.

   d. Überspannungsableiter 'nach Unteran- spraeh 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Glocke aus Zement besteht. 4.. Üherspannungsableiter nach Unteran- spruch 1, .dadurch gekennzeichnet, dass zwei Schirmelektroden spiegelbildlich an den beiden Endelektroden der Funken strecke aufgesetzt und mit denselben ver bunden sind, von denen die eine ausserdem mit einem Widerstandsplattenstapel ver bunden ist.