CH615784A5 - Monitoring arrangement on an overvoltage arrester containing at least one spark gap - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsanordnung an einem wenigstens eine Funkenstrecke enthaltenden Überspannungsabieiter, welche Überwachungsanordnung ein die Überschläge der Funkenstrecke erfassendes Gerät aufweist.

Eine solche Überwachungsanordnung ist beispielsweise aus der CH-PS 364 025 vorbekannt. Im Gegensatz zu anderen gattungsgleichen Überwachungsanordnungen, bei denen das Ansprechen der Funkenstrecke nur mittelbar, nämlich durch eine Messung des durch den Abieiter fliessenden Stromes erfasst wird, wird bei der Überwachungsanordnung nach der vorstehend genannten CH-PS das Ansprechen der Funkenstrecke optisch angezeigt'Bei dieser Überwachungsanordnung ist in Serie mit dem Überspannungsabieiter ein Satz untereinander parallel geschalteter Funkenstrecken mit gestaffelten Überschlagsweiten vorgesehen, welche Funkenstrecken je eine Kugelelektrode sowie eine durchbrennbare Plattenelektrode in der Form einer Folie aufweisen. Die der Kugelelektrode abgekehrten Seiten aller Plattenelektroden sind durch ein Fenster oder einen Schacht beobachtbar und bilden somit das die Überschläge der Funkenstrecke erfassende Gerät insofern, als die Anzahl der durchgebrannten Plattenelektroden und mithin der erfolgten Überschläge der Funkenstrecke gezählt werden kann.

Die Zählkapazität der bekannten Anordnung ist auf die Ànzahì Funkenstrecken beschränkt und wenn einmal alle Plattenelektroden durchgebrannt sind, müssen sie ausgebaut und durch neue ersetzt werden, was voraussetzt, dass die ganze Anordnung ausser Betrieb genommen werden muss. Ferner muss das Zählen der durchgebrannten Plattenelektroden in unmittelbarer Nähe der Funkenstrecke erfolgen, was bezüglich Sicherheit des Überwachungspersonals nicht leicht zu lösende Aufstellungsprobleme für die Anordnung mit sich bringt. Schliesslich gibt die Art, wie die Überschlagsbrandstellen der durchgebrannten Plattenelektroden ausgebildet sind, keine oder bestenfalls nur unsichere und relative Auskunft darüber, wie lange jeder Überschlag der Funkenstrecke gedauert hat und mit welcher Stromstärke dieser erfolgt ist, d. h. welche Ladung durch den Überspannungsabieiter abgeführt wurde.

Schliesslich vermag die bekannte Überwachungseinrichtung bestenfalls durch Zufall Auskunft darüber zu geben, in welcher zeitlichen Folge die Uberschläge der Funkenstrecken erfolgt sind, es sei denn, man beobachte ständig den Satz von Plattenelektroden.

Es ist nun eine Aufgabe der Erfindung, eine Überwachungsanordnung der eingangs genannten Art derart auszubilden,

dass zum einen keine Probleme bezüglich Aufstellung des Überspannungsabieiters zu überwinden sind, und zum anderen praktisch wartungsfrei jede gewünschte Auskunft bezüglich Anzahl, Dauer, Intensität und zeitliche Staffelung der Überschläge verfügbar gemacht wird.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass das Gerät ein auf Lichtsignale ansprechendes Auswertgerät ist, das mittels eines Lichtleiters an die Funkenstrecke angeschlossen ist

Dabei kann im einfachsten Fall das Auswertgerät einen einfachen Zähler aufweisen oder einen voreinstellbaren und periodisch rückstellbaren Zähler, der beim Erreichen des voreingestellten Zählwertes vor Ablauf einer Rückstellperiode ein Signal abgibt. Ferner kann das Auswertgerät auch dazu eingerichtet sein, die Lichtintensität und/oder Dauer der einzelnen Überschläge zu registrieren, was Rückschlüsse auf die abgeleitete Ladung und letztlich auch auf die Höhe der Überspannung zulässt

Die Länge des Lichtleiters, der aus einem Bündel Glasfasern oder aus einem geformten Kunststoffstab bestehen kann, kann - ohne nennenswerte Verluste des übertragenen Lichtsignals - in weiten Grenzen variiert werden, so dass bezüglich Aufstellung des Auswertgerätes keine Probleme entstehen, um so mehr, als der Lichtleiter elektrisch isolierend ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 : eine schematische Darstellung eines Teiles eines Überspannungsabieiters im Schnitt mit einer an diesem angeschlossenen Ausführungsform der vorgeschlagenen Überwachungsanordnung, und

Fig. 2: das elektrische Schaltbild des Überspannungsablei-ters gemäss Fig. 1 mit dem angeschlossenen Überwachungsge-rät.

In Fig. 1 ist ein Teil eines Überspannungsabieiters 11 dargestellt, ferner ein davon entfernt aufgestelltes Auswertgerät 12 und ein diese beiden Teile verbindender Lichtleiter 13, wobei in diesem Falle die Teile 12 und 13 die Überwachungsanordnung bilden.

Der Überspannungsabieiter 11 besteht im wesentlichen aus einem Satz gestapelter Ableitwiderstände 14 (z. B. spannungsabhängige Halbleiter), der auf einem Metallring 15 abgestützt und von einem rohrförmigen Isolator 16 umgeben ist. Das nicht dargestellte obere Ende des Stapels von Ableitwiderständen 14 ist mit dem gegen Überspannung zu schützenden Anlageteils verbunden. Der Metallring 15 ist auf einer kreisförmigen Blechscheibe 17, diese auf einem ringförmigen Widerstandselement 18, dieses wiederum auf einer weiteren kreisförmigen Blechscheibe 19 abgestützt, die ihrerseits auf einem weiteren, ringförmigen Widerstandselement 20 abgestützt ist, welches unter Zwischenlage einer dritten kreisförmigen Blechscheibe 21 auf dem Boden eines topfförmigen, metallischen Sockels 22 ruht. Der Isolator 16 ist über eine Dichtung 23 ebenfalls auf dem Boden des Sockels 22 abgestützt und überdies mit diesem mittels einer Kittfuge 24 verkittet, während der Sockel 22 über eine nur schematisch angegebene Erdleitung 25 geerdet ist.

In jeder der kreisförmigen Blechscheiben 17,19,21 ist von deren Mitte versetzt eine Delle 26,27 bzw. 28 vorhanden, und die Blechscheiben 17,19,21 sind so montiert, dass dem Scheitel der Dellen 27,28 jeweils ein ebener Bereich der darüberliegen-den BJechscheiben 17,19 gegenüberliegt Nicht dargestellt sind die Mittel, die den Stapel von Ableitwiderständen 14, den

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Metallring 15 sowie die Blechscheibe 17,19 und 21 mit dazwischenliegenden Widerstandselementen 18,20 zusammenpressen.

Die Delle 27 bildet somit zusammen mit dem darüberliegen-den ebenen Bereich der Scheibe 17 und die Delle 28 zusammen 5 mit dem darüberliegenden Bereich der Scheibe 19 je eine Funkenstrecke und die dazu parallel geschaltete Widerstandselemente 18,20 wirken nicht nur als Steuerwiderstände für diese Funkenstrecken 27-17 und 28-19, sondern umschliessen auch je eine Funkenkammer 29 bzw. 30. 10

Das ableiterseitige Ende 31 des Lichtleiters 13 ist in der Funkenkammer 30 angeordnet und der anschliessende Teil des Lichtleiters ist durch eine Öffnung in der Scheibe 21 und eine Bohrung 32 im Sockel 22 über einen dichtenden Nippel 33 heraus und zu dem entfernt aufgestellten, auf Lichtsignale 15 ansprechenden Auswertgerät 12 geführt. Dem Auswertgerät 12 wird somit nur das zugeführt, was das Ende 31 des Lichtleiters 13 «zu sehen bekommt», nämlich die Überschläge der Funkenstrecke 28-19, welche Funkenstrecke, versteht sich, jedesmal anspricht, wenn die Funkenstrecke 27-17 anspricht. Dies 20 ergibt sich übrigens auch aus dem Schaltbild der Fig. 2, wo für elektrisch sich entsprechende Teile dieselben Bezugsziffern wie in Fig. 1 verwendet sind.

Das Auswertgerät 12 besitzt in diesem Falle eine Eingangsstufe 34 mit einem lichtelektrischen Wandlerelement 35, das 25 die vom Lichtleiter 13 aus der Funkenkammer 30 übertragenen Lichtsignale in entsprechende elektrische Spannungssignale verwandelt.

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Je nach den Kriterien, nach welchen die Funkenstrecke überwacht werden soll, wird dann der auf die Eingangsstufe 34 folgende Teil des Auswertgerätes 12 aufgebaut sein. Symbolisch dargestellt ist ein sogenannter «Transient Recorder» der unter diesem Namen im Handel erhältlich ist und der im Prinzip ein Registrier-Gerät ist, der nach einer Zeitachse den Verlauf von vorübergehend auftretenden, vom lichtelektrischen Wandler 35 gelieferten Spannungssignalen aufzeichnet. Es kann auch ein aufzeichnender Kathodenstrahloszillograph oder ein Einlesegerät auf ein Magnetband vorgesehen sein. Aus der Aufzeichnung des Recorders 36, dem auch ein Zähler 37 beigeordnet sein kann, lassen sich direkt die Anzahl, die Dauer, die zeitliche Verteilung und die Intensität der Überschläge in der Funkenkammer 30 ermitteln, und - da die elektrischen Werte der Ableitwiderstände 14, der Steuerwiderstände 18,20 sowie der Funkenstrecke 28-19 als bekannt vorauszusetzen sind - auch die Höhe der abgeleiteten Überspannungen. Das Auswertgerät 12 ist nur über den Lichtleiter 13 mit dem Abieiter 11 verbunden, so dass keine bezüglich Sicherheit des Personals zu lösenden Probleme auftreten.

Anstelle eines elektrischen, auf Lichtsignale ansprechendes Auswertgerät kann auch eine fotografische Langzeit-Filmka-mera vorgesehen sein, die die vom Lichtleiter 13 übermittelten Signale auf fotografischem Wege registriert. Allerdings ist die Auswertung in diesem Falle etwas umständlicher, muss doch der Film zunächst entwickelt und die Intensität der Lichtsignale muss anhand der Schwärzung des Filmes ermittelt werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

615 784 PATENTANSPRÜCHE

1. Überwachungsanordnung an einem wenigstens eine Funkenstrecke enthaltenden Überspannungsabieiter, welche Überwachungsanordnung ein die Überschläge der Funkenstrecke erfassendes Gerät aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerät ein auf Lichtsignale ansprechendes Auswertgerät (12) ist, das mittels eines Lichtleiters (13) an die Funkenstrecke (28-19) angeschlossen ist.

2. Anordnung an einem Überspannungsabieiter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das der Funkenstrecke (28-19) zugekehrte Ende (31) des Lichtleiters (13) in einer die Funkenstrecke (28-19) umschliessenden Kammer (30) angeordnet ist, wobei der Lichtleiter (13) dicht durch ein den Abieiter (11) enthaltendes Gehäuse (16,22) herausgeführt ist.

3. Anordnung an einem Überspannungsabieiter nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auswertgerät (12) ein einem lichtelektrischen Wandler (35) nachge-schaltetes Registrier-Gerät (36) aufweist.

4. Anordnung an einem Überspannungsabieiter nach Patentanspruch 1, wobei der Überspannungsabieiter (11) einen Ableitwiderstand (14) und mit diesem in Serie eine Serieschaltung von mehreren Funkenstrecken (27-17 ; 28-19) aufweist, von denen die letzte eine geerdete Elektrode (28) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtleiter auf die letzte Funkenstrecke (28-19) gerichtet ist.