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Überspannungsableiter Die Erfindung betrifft überspannungsableiter mit einer Funkenstrecke, einem magnetischen Blasfeld und einer Funkenkammer. Aufgabe der Erfindung ist es, einen überspannungsableiter zu schaffen, der für Gleichspannungsanlagen mit und ohne Polwechsel sowie für Wechselstromanlagen gleich gut verwendbar ist.
Dieses Ziel wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass das Blasfeld durch permanente Magnete erzeugt wird und die Funkenkammer symmetrisch zu einer Geraden angeordnet ist, die durch die zwei Punkte geringsten Abstandes der Elektroden der Funkenstrecke geht. Dabei ist der über die Funkenstrecke führende Strompfad vorteilhaft so angeordnet, dass der ihn durchfliessende Strom nicht auf den permanenten Magneten wirkt, unabhängig davon, in welcher Richtung er fliesst.
Ein Ausführungsbeispiel eines Überspannungs- ableiters nach der Erfindung ist in den Fig.1 bis 3 schematisch in verschiedenen Schnitten dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen Schnitt längs der Geraden G-G der Fig.2, diese zeigt den Grundriss, und zwar den Schnitt längs der Linie C-D der Fig. 1; Fig. 3 zeigt einen Querschnitt längs der Linie A-B der Fig.1.
Der L7berspannungsableiter besteht im wesentlichen aus einem spannungsabhängigen Widerstandsblock 1, den Elektroden 3 und 4, der aus den Wänden 5 und 6 gebildeten Funkenkammer, den elektrischen Zu- und Ableitungen 7 und 8 und einem Magnetkreis. Zu diesem gehören die permanenten Magnete 9 und 10. Sie sind durch Eisen 11 und 12 miteinander verbunden, an denen Polschuhe 13 und 14 befestigt sind. Diese bestehen aus Flachkupfer mit abgerundeten Enden, derart, dass die Linie G-G eine Symmetrieachse bildet. Sie sind so geformt, dass der Lichtbogen schnell elektrodynamisch weggetrieben wird, was durch die Abrundung erzielt ist. Zwischen den Polschuhen liegen die Elektroden 3 und 4 der Funkenstrecke.
Die Funkenkammer ist aus Isoliermaterial und durch Zwischenwände 19, 20 und 21 in Löschkammern 22, 23 unterteilt. Die Elektroden 3, 4 und die Zu- und Ableitungen 7 und 8 bilden den Pfad für den bei einem eventuellen überschlag auftretenden Strom. Man kann eine beliebige Zahl solcher Funkenstrecken übereinander vorteilhaft in einem gemeinsamen Gehäuse anordnen und elektrisch in Reihe schalten.
Die Funkenkammer ist symmetrisch zu der Geraden G-G, siehe Fig.2, ausgebildet. Diese geht 'durch die Punkte P1, P, geringsten Abstandes der Elektroden 3, 4. Der Strom fliesst beispielsweise von oben (A) durch den Leiter 7 nach links, dann durch den Leiter 3 nach rechts, über die Funkenstrecke P1, P2 durch den Leiter 4 weiter nach rechts und durch den Leiter 8 nach links zum Anschluss bei B. Diese besondere Gestaltung des Strompfades hat die Wirkung, dass sich die von dem durch die verschiedenen Zweige des Strompfades fliessenden Strom hervorgerufenen magnetischen Kräfte gegenseitig aufheben und daher nicht die Dauermagnete beeinflussen.
Vergleiche die Pfeile 7a und 3a bzw. 8a und 4a, die paarweise einander entgegengerichtet sind.
Ein besonderes Merkmal dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Elektroden langgestreckt sind, und dass die Stromzuführungen zu den Elektroden ebenfalls lang, möglichst von gleicher Länge sind. Der Abstand der Strompfadteile 7 und 3 bzw. 8 und 4 ist so gering wie möglich zu halten.
Entsteht bei Wechselstrom ein Lichtbogenüber- schlag zwischen den Elektroden 3 und 4, so wird er zum Beispiel zunächts in Richtung des Magneten 9 bei der ersten Halbwelle getrieben und sich in den
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Kammern 22 ausbreiten, was durch die halbkreisförmigen Linien 24 (ausgezogene Linien) angedeutet ist. Beim Nulldurchgang des Stromes erlischt der Lichtbogen. Bei der zweiten, entgegengesetzt gerichteten Halbwelle wird der neue Lichtbogen entgegengesetzt in Richtung auf den Magneten 10 getrieben und sich in den Kammern 23 ausbreiten, was durch die halbkreisförmigen gestrichelten Linien 25 angedeutet ist.
In dieser Zeit kühlen sich die Lösch- kammern 22 ab. Beim Nulldurchgang des Stromes erlischt der Lichtbogen wieder. Bei .der nächsten Halbwelle wird der Lichtbogen aber wieder wie zuerst in die Kammern 22 getrieben. Jetzt kann sich der Löschkammerteil 23 abkühlen.
Dieser Überspannungsableiter ist also für Wechselstrom besonders gut geeignet, weil der Lichtbogen bei jedem Halbwellenwechsel in denjenigen Lösch- kammerteil getrieben wird, der vorher eine Halbwelle lang Zeit zur Entionisierung hatte.
Der überspannungsableiter ist aber auch für Gleichstrom mit periodischem Polwechsel verwendbar, der auf manchen Spezialgebieten angewendet wird. Ein solches Gebiet ist zum Beispiel der Bahnbetrieb. Bei vielen mit Gleichstrom betriebenen Bahnen wechselt nämlich der Fahrdrahtpol während der Fahrt immer nach einer gewissen Zeit, zum Beispiel immer nach etwa 20 Minuten, von Plus auf Minus und zurück. Bei den bisher verwendeten überspan- nungsableitern war es in diesem Fall notwendig, dass der überspannungsableiter bei jedem Polwechsel am Fahrdraht entweder von Hand oder automatisch umgepolt werden musste.
Der vorliegende überspan- nungsableiter hat den Vorzug, dass er in diesem Fall nicht umgepolt zu werden braucht. Ein weiterer Vorteil des beschriebenen überspannungsableiters ist der, dass die permanenten Magnete bei Ansprechen des überspannungsableiters auch durch den grössten Ableitstrom nicht entmagnetisiert werden.
Der überspannungsableiter kann für beliebig hohe Spannungen verwendet werden, indem man mehrere Funkenstrecken, beispielsweise solche für eine Grundspannung von zum Beispiel 380 oder 750 Volt, in Reihe schaltet. So kann man zum Beispiel für 1500 Volt zwei und für 3000 Volt vier Funkenstrek- ken für je 750 Volt in Reihe schalten und übereinander zu einem Block zusammengefasst, vorteilhaft in einem gemeinsamen Gehäuse, anordnen. Dadurch hat man noch den besonderen Vorteil, dass eine solche Anordnung den geringsten Platz beansprucht. Das Gehäuse 17 wird dann nur entsprechend höher sein.