<Desc/Clms Page number 1>
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.
<Desc/Clms Page number 2>
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.
<Desc / Clms Page number 1>
Insert component for surge arresters The dimensions of known surge arresters depend on the level of the nominal voltage and the discharge capacity. This results in the number of individual arrester elements, such as spark gaps, resistance disks, control devices, and the dimensioning of their volume. If these elements are simply stacked on top of one another, as has been the case up to now, this results in very large overall heights, especially at high voltages.
These exceed by far the range of the electrical devices customary for the corresponding voltage. Furthermore, the diameter of these arrester columns is small in relation to the column length, so that the columns can no longer be built free-standing for reasons of strength at high voltages.
A proposal has already become known to reduce the overall height of the surge arrester considerably by arranging the arrester elements connected in series in several columns lying next to one another within an insulating housing.
Such a structure, however, changes the field conditions within the insulating housing, so that in order to avoid excessive voltage differences between the individual stacks and mutual interference, it is necessary to assemble the surge arresters from several partial arresters, each of which is made up of groups of resistor disks in special insulating bodies Spark gaps and controls included nested side by side. In a known construction of this type, these insulating bodies are formed from complementary parts which are stacked on top of one another and arranged at a certain angle to one another.
The present invention relates to an insert component for surge arresters which accommodates elements of the arrester, such as a spark gap, resistance disk and control resistors.
It consists in that adjacent chambers are formed in a cast resin part, which are open on one side to opposite sides, and that these connecting parts for the elements housed in the chambers are connected by lines which are cast in the common wall of the chambers. The connecting parts can advantageously consist of metal parts which are also cast into the chamber floors.
The present invention therefore makes it possible to provide only one uniform insulating body as a housing for each partial arrester. This makes the assembly of both the individual partial arresters and the entire surge arrester considerably easier.
In general, the diverter elements have a circular base area. The chambers of the insert component are therefore also advantageously designed with a circular base area. However, if circular columns of different thicknesses are to be arranged next to one another in a further circular area, the space is only very poorly filled. It is therefore advisable to use individual arrester elements, e.g. B. the voltage-dependent resistor to give a cross-section deviating from the circular shape. The base area of the chamber is expediently to be matched to the cross-section of the elements it is intended to accommodate, i.e. H. it also deviates from the circular shape.
To facilitate the stacking of several insert components on top of one another, shoulders and recesses can expediently be provided in the upper and lower boundary surfaces of the cast resin part, which interlocks when stacked. This will center the stack.
<Desc / Clms Page number 2>
The invention is described using the exemplary embodiments. Fig. 1 shows the basic circuit of the elements of a partial arrester. The partial arrester 1 is composed of the voltage-dependent resistor 2, the spark gap 3 and the control element 4. Linear or voltage-dependent resistors or capacitors are used as the control element in the usual way.
The spark gap 3 is connected in parallel to the control element 4 and both are in series with the connecting line 5 and the voltage-dependent resistor 2. The connecting line 6 lies between the end of the partial arrester 1 and the beginning of another similarly structured partial arrester 7. By simply stacking similar partial arresters you can build a column that creates an arrester with the desired power and rated voltage. Each of the individual partial arresters (1 or 7) is accommodated in a cast resin insert component 8. This cast resin insert component 8 is shown in plan in FIG. 2 and in elevation in FIG. 3.
The cast resin insert component 8 contains three adjacent chambers 9, 10 and 11, which accommodate the individual elements of the arrester. The chambers are open on one side, in such a way that the opening of the chamber 9 and the openings of the chambers 10 and 11 point to opposite sides. The cast resin body is shaped so that the wall thicknesses are as uniform as possible. The upper and lower boundary surfaces are flat. Three bolts 12 are provided in the lower boundary surface, by means of which a metal plate 13 can be screwed onto the cast resin insert component 8, which takes over the function of the connecting line 6.
The electrical connection parts 14 for the conductor elements are cast in the cast resin component 8. They consist of curved metal plates which, attached to the bottom of the individual chambers, partially protrude from the casting resin and thus enable contact. They are shaped so that the individual arrester elements can be connected in parallel or in series. The connection line 5 between the individual connection parts 14 consists of copper and is cast with or without insulation in the common wall of the chambers.
Attachments 15 are attached to the upper and lower boundary surfaces of the cast resin body 8, which, when the individual cast resin parts are stacked on top of one another, face corresponding recesses 16. When stacking, these lugs 15 and the recesses 16 interlock and thus center the column.
Fig. 3 shows such a conductor column, which consists of individual diverters housed in the cast resin insert components. The partial arresters lie one above the other within an insulating sleeve 17, which is housed inside a porcelain insulator 18. The cylindrical porcelain insulator 18 is provided with shields 19 on the outside. A metal flange 20 is cemented to both sides of the porcelain insulator 18 and forms a cap with the connection plate 21. The cover 22, which closes the insulator at the top and bottom, is screwed to the metal flange 20. The lid 22 closes the porcelain interior airtight with the aid of inserted seals 23.
However, since there is a possibility that excessive gas development will occur in the interior of the arrester in the event of damage, the cover 22 is made up of two parts 24 and 25. The part 24 contains a passage opening for any gases that may develop inside the arrester, while the part 25 closes this opening in a gas-tight manner with the aid of the seal 26. The part 25 is, however, fastened to the part 24 with rivets 27, which yield to a certain overpressure prevailing inside and thus allow the gases a way to the outside.
So that the column of the individual stacked partial arresters has the necessary mechanical hold, a compression spring 28 is connected between the upper connection cover 22 and the uppermost cast resin part 8.
4 shows the cross section of a cast resin insert component 29 which also contains chambers 30, 31, 32 and 33 which are open on one side and which are situated next to one another and in which the conductor elements are stacked. The spark gaps 34 and the control elements 35 and 36, like the corresponding chambers, have a circular base area.
However, since the insert 29 is to be accommodated in a cylindrical insulating housing 37, the diameter of which is to be as small as possible, the shape of the voltage-dependent resistor has been chosen so that, together with the other arrester elements, it enables the most favorable use of a circular base area. The voltage-dependent resistor 38 therefore has a base area that deviates from the previously usual circular shape. The individual diverter elements are interconnected by the connection parts 39, which are partially cast in the bottom of the chambers, and the connecting lines 40 which lie between them and are cast in the common chamber wall.
The cast resin insert components 29 provided with the arrester elements are, as described in FIG. 3, stacked together to form a surge arrester.