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Einsatzbauteil für Überspannungsableiter Die Abmessungen bekannter überspannungsab- leiter richten sich nach der Höhe der Nennspannung und dem Ableitvermögen. Daraus ergibt sich die Zahl der einzelnen Ableiterlemente, wie Funkenstrek- ken, Widerstandsscheiben, Steuerorgane, und die Bemessung ihres Volumens. Werden diese Elemente, wie bisher üblich, einfach aufeinandergestapelt, so ergeben sich vor allem bei hohen Spannungen sehr grosse Bauhöhen.
Diese überschreiten bei weitem die für die entsprechende Spannung gebräuchliche Schlagweite der elektrischen Geräte. Weiterhin ist der Durchmesser dieser Ableitersäulen gering im Verhältnis zur Säulenlänge, so dass die Säulen aus Festigkeitsgründen bei hohen Spannungen nicht mehr freistehend gebaut werden können.
Es ist bereits ein Vorschlag bekanntgeworden, die Bauhöhe der überspannungsableiter dadurch beträchtlich zu reduzieren, dass die in Reihe geschalteten Ableiterelemente in mehreren innerhalb eines Isoliergehäuses nebeneinand'erliegenden Säulen angeordnet werden.
Durch einen derartigen Aufbau ändern sich jedoch die Feldverhältnisse innerhalb des Isoliergehäuses, so dass es zur Vermeidung zu gro- sser Spannungsunterschiede zwischen den einzelnen Stapeln und einer gegenseitigen Beeinflussung notwendig wird, die überspannungsableiter aus mehreren Teilableitern zusammenzusetzen, die jeweils in besonderen Isolierkörpern Gruppen von Widerstandsscheiben, Funkenstrecken und Steuerorganen nebeneinandergeschachtelt enthalten. Bei einer bekannten Konstruktion dieser Art sind diese Isolierkörper aus sich ergänzenden Teilen gebildet, die in einem bestimmten Winkel zueinander angeordnet aufeinandergestapelt werden.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Einsatzbauteil für Überspannungsableiter, welches Elemente des Ableiters, wie Funkenstrecke, Widerstandsscheibe und Steuerwiderstände, aufnimmt.
Sie besteht darin, dass in einem Giessharzteil nebeneinanderliegende Kammern gebildet sind, die einseitig nach entgegengesetzten Seiten geöffnet sind, und dass diese Anschlussteile für die in den Kammern untergebrachten Elemente durch Leitungen verbunden sind, welche in der gemeinsamen Wand der Kammern eingegossen sind. Mit Vorteil können die Anschlussteile aus Metallteilen bestehen, die ebenfalls in den Kammerböden eingegossen sind.
Durch die vorliegende Erfindung wird es also möglich, für jeden Teilableiter nur einen einheitlichen Isolierkörper als Gehäuse vorzusehen. Damit wird der Zusammenbau sowohl der einzelnen Teilableiter als auch des gesamten überspannungsableiters wesentlich erleichtert.
Im allgemeinen haben die Ableiterelemente eine kreisförmige Grundfläche. Die Kammern des Einsatzbauteiles sind daher ebenfalls mit Vorteil mit einer kreisförmigen Grundfläche ausgeführt. Sollen jedoch kreisförmige Säulen verschiedener Stärke nebeneinander in einer weiteren Kreisfläche angeordL- net werden, so wird der Raum nur sehr schlecht ausgefüllt. Es ist daher zweckmässig, einzelnen Ableiterelementen, z. B. dem spannungsabhängigen Widerstand, einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt zu geben. Die Grundfläche der Kammer ist zweckmässigerweise dem Querschnitt der Elemente, die sie aufnehmen soll, anzugleichen, d. h. sie weicht ebenfalls von der Kreisform ab.
Zur Erleichterung des Aufeinanderstapelns mehrerer Einsatzbauteile können zweckmässig in den oberen und unteren Begrenzungsflächen des Giessharzteiles Ansätze und Aussparungen angebracht sein, die beim Stapeln ineinandergreifen. Dadurch wird der Stapel zentriert.
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Die Erfindung wird anhand der Ausführungsbeispiele beschrieben. Fig. 1 zeigt die prinzipielle Schaltung der Elemente eines Teilableiters. Der Teilableiter 1 setzt sich aus dem spannungsabhängigen Widerstand 2, der Funkenstrecke 3 und dem Steuerorgan 4 zusammen. Als Steuerorgan verwendet man in üblicher Weise lineare oder spannungsabhängige Widerstände oder Kondensatoren.
Die Funkenstrecke 3 ist parallel zum Steuerorgan 4 geschaltet und beide liegen in Reihe mit der Verbindungsleitung 5 und dem spannungsabhängigen Widerstand 2. Die Verbindungsleitung 6 liegt zwischen dem Ende des Teilableiters 1 und dem Anfang eines weiteren gleichartig aufgebauten Teilableiters 7. Durch ein einfaches Aufeinanderschichten gleichartiger Teilableiter kann man eine Säule aufbauen, die einen Ableiter mit der gewünschten Leistung und Nennspannung schafft. Jeder der einzelnen Teilableiter (1 oder 7) ist in einem Giessharzeinsatzbauteil 8 untergebracht. Dieses Giessharzeinsatzbauteil 8 ist in der Fig. 2 im Grundriss und in der Fig. 3 im Aufriss gezeigt.
Das Giessharzeinsatzbauteil 8 enthält drei nebeneinanderliegende Kammern 9, 10 und 11, welche die einzelnen Elemente des Ableiters aufnehmen. Die Kammern sind einseitig geöffnet, derart, dass die Öffnung der Kammer 9 und die Öffnungen der Kammern 10 und 11 nach entgegengesetzten Seiten zeigen. Der Giessharzkörper ist so geformt, dass die Wandstärken möglichst gleichmässig werden. Die obere und untere Begrenzungsfläche sind eben. In der unteren Begrenzungsfläche sind drei Bolzen 12 vorgesehen, durch die eine Metallplatte 13 an das Giessharzeinsatzbauteil 8 angeschraubt werden kann, welche die Funktion der Verbindungsleitung 6 übernimmt.
In dem Giessharzbauteil 8 sind die elektrischen Anschlussteile 14 für die Ableiterelemente eingegossen. Sie bestehen aus gewölbten Metallplatten, die, am Boden der einzelnen Kammern angebracht, teilweise aus dem Giessharz hervortreten und damit den Kontakt ermöglichen. Sie sind so geformt, dass sie eine Parallel- bzw. Reihenschaltung der einzelnen Ableiterelemente herstellen. Die Verbindungsleitung 5 zwischen den einzelnen Anschlussteilen 14 besteht aus Kupfer und ist mit oder ohne Isolation in der gemeinsamen Wand der Kammern eingegossen.
An den oberen und unteren Begrenzungsflächen des Giessharzkörpers 8 sind Ansätze 15 angebracht, denen beim Aufeinanderstapeln der einzelnen Giessharzteile entsprechende Aussparungen 16 gegenüberstehen. Beim Stapeln greifen diese Ansätze 15 und die Aussparungen 16 ineinander und zentrieren damit die Säule.
Fig. 3 zeigt eine derartige Ableitersäule, die aus einzelnen in den Giessharzeinsatzbauteilen untergebrachten Teilableitern besteht. Die Teilableiter liegen innerhalb einer Isolierhülse 17 übereinander, die im Innern eines Porzellanisolators 18 untergebracht ist. Der zylindrische Porzellanisolator 18 ist aussen mit Schirmen 19 versehen. An beiden Seiten des Por- zellanisolators 18 ist ein Metallflansch 20 angekittet, der mit der Anschlussplatte 21 eine Kappe bildet. Der Deckel 22, der den Isolator oben und unten verschliesst, ist mit dem Metallflansch 20 verschraubt. Der Deckel 22 schliesst mit Hilfe von eingelegten Dichtungen 23 das Porzellaninnere luftdicht ab.
Da jedoch die Möglichkeit besteht, dass bei einem Schadenfall eine zu starke Gasentwicklung im Innern des Ableiters auftritt, ist der Deckel 22 aus zwei Teilen 24 und 25 aufgebaut. Der Teil 24 enthält eine Durchtrittsöffnung für eventuell im Innern des Ableiters entstehende Gase, während der Teil 25 diese Öffnung mit Hilfe der Dichtung 26 gasdicht verschliesst. Der Teil 25 ist jedoch mit Bruchnieten 27 am Teil 24 befestigt, die bei einem bestimmten im Innern herrschenden überdruck nachgeben und somit den Gasen einen Weg nach aussen ermöglichen.
Damit die Säule der einzelnen aufeinandergesta- pelten Teilableiter den notwendigen mechanischen Halt besitzt, ist zwischen den oberen Anschlussdeckel 22 und den obersten Giessharzteil 8 eine Druckfeder 28 geschaltet.
Fig. 4 zeigt den Querschnitt eines Giessharzein- satzbauteiles 29, das ebenfalls einseitig geöffnete, nebeneinanderliegende Kammern 30, 31, 32 und 33 enthält, in denen die Ableiterelemente gestapelt werden. Die Funkenstrecken 34 und die Steuerorgane 35 und 36 besitzen wie die entsprechenden Kammern eine kreisförmige Grundfläche.
Da das Einsatzteil 29 jedoch in einem zylinderförmigen Isolierge- häuse 37 untergebracht werden soll, dessen Durchmesser möglichst gering sein soll, ist der spannungsabhängige Widerstand in seiner Form so gewählt worden, dass er zusammen mit den anderen Ableiterelementen eine möglichst günstige Ausnutzung einer kreisförmigen Grundfläche ermöglicht. Der spannungsabhängige Widerstand 38 hat daher eine von der bisher üblichen Kreisform abweichende Grundfläche. Die einzelnen Ableiterelemente werden durch die in den Boden der Kammern teilweise eingegossenen Anschlussteile 39 und die zwischen ihnen liegenden, in der gemeinsamen Kammerwand eingegossenen Verbindungsleitungen 40 zusammengeschaltet.
Die mit den Ableiterelementen versehenen Giessharzeinsatzbauteile 29 werden, wie in Fig. 3 beschrieben, aufeinandergestapelt zu einem überspannungsableiter zusammengesetzt.