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Überspannungsableiter für hohe Spannungen, mit Löschfunkenstrecke und spannungsabhängigen Widerständen Überspannungsableiter mit Löschfunkenstrecke und spannungsabhängigen Widerständen besitzen eine besonders grosse Bedeutung bei der Festlegung des Schutzpegels für Anlagen besonders hoher Betriebsspannungen, das sind Spannungen über etwa 110 000 V zwischen den Phasen. Die Ableiter normaler Ausführung, wie etwa in Fig. 1 dargestellt, ergeben aber bei sehr hohen Spannungen sehr grosse Bauhöhen, so dass schon die verschiedensten Vorschläge gemacht wurden, die Bauhöhe zu reduzieren.
Zunächst sei der Aufbau eines überspannungs- ableiters nach Fig. 1 erläutert. Mit 1 .ist hier die Löschfunkenstrecke bezeichnet, die aus voneinander distanzierten einzelnen Elektroden besteht. Die Bauhöhe dieser Löschfunkenstrecke ergibt sich dadurch, dass an ihr normalerweise die Netzspannung ansteht, darüber hinaus muss ihre Isolation mit Sicherheit grö- sser sein, als ihrer Ansprechspannung entspricht.
Mit dieser Löschfunkenstrecke ist ein Stapel spannungsabhängiger Widerstände 2, meist aus einzelnen Scheiben bestehend, in Serie geschaltet. Bei hohen Betriebsspannungen ist es teilweise üblich, die Lösch- funkenstrecke 1 durch Steuerwiderstände, hier als Ringstapel 3 dargestellt, abzuschirmen, damit bis zur Wechselansprechspannung eine anliegende Wechselspannung sich möglichst gleichmässig über die Lösch- funkenstrecke verteilt. Der Netzanschluss ist in Fig. 1 mit 4, der Erdanschluss mit 5 bezeichnet. Die Bauhöhe des Widerstandsstapels 2 muss mindestens so gross sein, dass bei der stossmässig an ihr auftretenden Restspannung des Ableiters kein überschlag stattfinden kann.
Die bisher vorgeschlagenen Massnahmen zu einer Reduzierung der Bauhöhe solcher überspannungs- ableiter laufen teilweise darauf hinaus, dass die Scheiben, aus denen der Widerstandsstapel 2 aufgebaut ist, als Ringe ausgebildet werden, in die die Funkenstrecke versenkt eingebaut wird. Damit ergeben sich aber zwischen Funkenstrecke und Begrenzungswiderstand Spannungsdifferenzen, die zu einer aufwendigen Bauart führen.
Aus diesem Grunde wurden bereits auch überspannungsableiter bekannt, bei denen mehrere Ableiterwiderstände gemeinsam in Hohlisolatoren mit Metallkappen zu relativ langen Elementen vereinigt und als Glieder eines mehrsäuligen Isolierstützers verwendet wurden. Bei mehrsäuligen Ableitern stellen dabei diese Glieder Teile des mehrsäuligen Ableiters dar, die in den einzelnen Säulen in der Höhe mit Isolatoren abwechseln. Wie leicht einzusehen ist, erfordert ein derartiger überspannungsableiter auch noch eine grosse Höhe und eine grosse Zahl von Hohlisolatoren.
Aus diesem Grunde wurden ferner über- spannungsableiter bekannt, bei denen die Elemente des Ableiters auf mindestens zwei Säulen verteilt wurden, die innerhalb eines gemeinsamen Gehäuses angeordnet wurden. Auch bei dieser Anordnung innerhalb des Gehäuses sind die Ableiterwiderstands- elemente in der Höhe in gestaffelter Verteilung untermischt mit relativ hohen Isoliergliedern, wobei die Säulen untereinander durch mechanisch verbindende Ableiterwiderstandselemente elektrisch in Reihe geschaltet sind.
Dieser Ableiteraufbau weist ebenfalls eine verhältnismässig grosse tote Höhe und damit einen gro- ssen toten Raum auf, da ein wesentlicher Teil der Höhe nur aus Isolatoren besteht. Dieser Nachteil wird nun durch die Erfindung beseitigt. Diese besteht darin, dass jede Widerstandsscheibe der Säulen einzeln isoliert ist und dass die gegenseitige Zusammenschaltung der auf die einzelnen Widerstandssäulen verteilten Widerstandsscheiben so ist, dass zwischen zwei über-
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einanderliegenden Widerstandsscheiben einer Säule nur eine Spannungsdifferenz auftritt, die der Serieschaltung einer solchen Zahl von Widerstandsscheiben entspricht, als geometrisch parallele Widerstandssäulen vorhanden sind.
Damit ergibt sich innerhalb einer Säule ein Minimum von Isolationsmaterial. Bei geeigneter Bemessung beträgt dieses nur etwa 5 bis 10 % der Säulenhöhe.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Mit 1 ist wieder die Löschfunkenstrecke des Ableiters bezeichnet, mit 3 der Widerstandszylinder für die Steuerung der Lösch- funkenstrecke 1. Der Widerstandsstapel ist in Fig. 2 in drei Teilstapel unterteilt, wovon die Widerstandsscheiben des rechten Stapels mit 6 bezeichnet sind, während mit 7 isolierende Zwischenlagen aus einem möglichst wärmebeständigen Isolierstoff, etwa Glimmer oder einem ähnlichen Stoff, gekennzeichnet sind.
Genau entsprechend sind die beiden anderen Widerstandsstapel aufgebaut, die Schaltverbindungen zwischen dem rechten und dem mittleren Stapel sind mit 8 bezeichnet, die anderen erforderlichen Schaltverbindungen sind in Fig. 2 ohne weiteres zu erkennen, und zwar ist die gegenseitige Zusammenschaltung der auf die drei Widerstandssäulen verteilten Widerstandsscheiben derart, dass zwischen zwei Widerstandsscheiben einer Säule nur eine Spannungsdifferenz auftritt, die der Serieschaltung einer solchen Zahl, hier drei, Widerstandsscheiben entspricht, als geometrisch parallele Säulen vorhanden sind. Die drei Widerstandsstapel werden zweckmässig zwischen zwei metallischen Endplatten 9 und 10 angeordnet.
Weiter empfiehlt es sich, die Widerstandsstapel einschliesslich der isolierenden Zwischenlagen und der Schaltverbindungen gemeinsam mit einem isolierenden Klebelack zu überziehen, mit dem auch noch die Endplatten 9 und 10 an den drei Teilstapeln befestigt werden können, so dass der so hergestellte Widerstandsstapel eine kompakte Einheit bildet.
Da die isolierenden Zwischenlagen 7 sehr dünn gehalten werden können - an ihnen tritt ja nur für die äusserst kurze Zeit eines Ansprechvorgangs des Ableiters überhaupt eine Spannung auf - ergibt sich bei einem Ableiter, der nach Fig. 2 ausgeführt ist, gegenüber einem Ableiter nach Fig. 1 eine Ersparnis an der Höhe des Widerstandsstapels, die nahezu zwei Drittel der ursprünglichen Höhe ausmacht.
Es können die Teilstapel in einem gleichseitigen Vieleck, bei drei Stapeln also in einem gleichseitigen Dreieck nach Fig. 3 angeordnet und zusammen mit der Löschfunkenstrecke und dem allenfalls vorhandenen Steuerwiderstand derselben in einem gemein- sauren Isoliergehäuse, das meist wohl aus keramischem Isoliermaterial bestehen wird und atmungsfest abgedichtet ist, untergebracht werden.
Es hat sich weiter als zweckmässig herausgestellt, Ableiter hoher Nennspannung in Teilableiter kleiner Spannung aufzulösen, da sich solche Teilableiter in grösserer Stückzahl weit wirtschaftlicher herstellen lassen als einzelne Ableiter hoher und höchster Nennspannungen.
Um die Teilwiderstandsstapel möglichst einfach aufbauen zu können, empfiehlt es sich, die Kanten der einzelnen Widerstandsscheiben etwas anzuschrä- gen und die isolierenden Zwischenlagen mit dem gleichen Durchmesser wie die Widerstandsscheiben selbst auszuführen. Die Widerstandssäulen können dann in einer einfachen Zylinderform gestapelt und auch leicht mit dem isolierenden Klebelack überzogen werden.