Überspannungsableiter. Die vorliegende Erfindung betrifft elek trische Überspannungsableiter mit einer Mehrzahl reihengeschalteter Funkenstrecken und in Reihe damit angeordneten spannungs abhängigen Widerständen. Von solchen Ab leitern wird verlangt, erstens, dass bei einem gewissen Stromstoss der Spannungsabfall über dem Ableiter so niedrig wie möglich wird;
zweitens, dass der hberspannungsableiter das Vermögen hat, den von der Netzspannung verursachten Folgestrom zu unterbrechen, und drittens wird von dem Ableiter verlangt, dass er, ohne beschädigt zu werden, einer An zahl nacheinanderfolgender Stromstösse wider stehen muss.
Die erste und letzte Forderung werden erfüllt, wenn die dem Ableiter einge bauten Widerstände einen genügend grossen Querschnitt. haben, denn einem grossen Quer schnitt folgt auch ein grosses Volumen der spannungsabhängigen Widerstände und damit eine kleine spezifische Strombelastung, wo durch einerseits die Spannung über dem Wi derstand klein wird, und anderseits das Ver mögen, eine Mehrzahl nacheinanderfolgender Stromstösse ausmihalten, gross wird.
Um das Ableitungsvermögen eines I\ber- spannungsableiters zu vergrössern, würde es deshalb am nächsten liegen, den Querschnitt der in dem Ableiter eingebauten spannungsab hängigen Widerstände zu vergrössern, aber gleichzeitig mit der Vergrösserung des Quer schnittes und der damit verbundenen Verklei- nerung des Widerstandswertes, folgt auch eine Vergrösserung des Folgestromes, so dass die Funkenstrecken den Folgestrom nicht mehr unterbrechen können.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter mit einem bedeutend grösseren Ableitungsvermögen als die bisher verwendeten Ableiter. Nach der Erfindung besteht, der Ableiter aus mindestens zwei Stapeln von reihengeschalteten Ableiterele- menten, das heisst aus Funkenstrecken und spannungsabhängigen Widerständen, die an den obern und untern Enden miteinander ver bunden sind, wobei die Stapeln in wenigstens einem Punkt zwischen den obern und untern Enden miteinander durch Impedanzen ver bunden sind.
Durch die Vereinigung der Stapeln mit. Impedanzen wird erreicht, dass sämtliche par allelgeschaltete Ableiterstapeln bei jeder ein treffenden Überspannung gleichzeitig zünden. Dadurch wird auch erreicht, dass die Stapeln den Blitzstrom untereinander teilen, wobei das resultierende Ableitniveau niedriger wird als für einen einzigen Stapel. Der Folgestrom der einzelnen Ableiterstapeln wird dazu durch diese Massnahme keineswegs erhöht.
Auf der beiliegenden Zeichnung wird in Fig. 1 ein Ableiter gezeigt, der aus zwei neben einander angeordneten Reihen von Ableiter- element.en besteht, während die Fig. 2 einen Ableiter zeigt, der für sehr hohe Spannungen vorgesehen ist und aus drei Reihen von Ab leiterelementen besteht, welche Reihen oben miteinander verbunden sind, während ihre untern Enden in den Ecken eines gleieliseiti- gen Dreieckes angeordnet sind.
Der in .der Fig. 1 gezeigte Ableiter besteht, wie gesagt, aus zwei nebeneinander angeord neten Reihen von Ableiterelementen 1, welche Elemente einen Isolationszylinder 2 aufwei sen, der in der Regel eine Reihe von Funken strecken 3 und einen Stapel von reihenge schalteten Widerstandsblöcken 4 aus einem spannungsabhängigen Material enthält. Die übereinander angeordneten Isolatoren 2 sind an den Enden mittels Flanschen 5 zusammen geschlossen, welche auch zur Verbindung der Isolatoren miteinander dienen. An dem ober sten Flansch 5 ist ein Metallring 6 befestigt, der zum Ausgleich der Spannung an den obern Teilen der Isolatorstapeln dient.
Die beiden Stapel sind oben untereinander durch einen Leiter 7 vereinigt, an welchen die Lei tung angeschlossen wird, z. B. durch eine Klemme B. Die untersten Isolatoren 2 enthal ten nur spannungsabhängige Widerstände, während die übrigen Isolatoren sowohl Wider stände wie auch Funkenstrecken enthalten, und da zufolge der Kapazitätsverhältnisse die Spannung längs den Stapeln nicht gleich mässig verteilt ist, sondern längs dem untern Teil grösser ist, enthalten die obersten Ab- leiterelement.e mehr Funkenstrecken 3 als die darunter befindlichen Ableitungselemente. Die Verbindungsflanschen zwischen den ober sten und den nächstobersten Elementen sind z.
B. durch einen hochohmigen Widerstand 9 verbunden, der in einem Isolationszylinder 10 eingelegt ist. Die Anordnung wirkt in folgender Weise: Wenn eine genügend hohe Überspannung die Spitze des Ableiters trifft, werden die Funkenstrecken wenigstens in einem von den Stapeln gezündet, z. B. dem linken, was be deutet, dass diese Funkenstrecken durch die entstehenden Lichtbögen kurzgeschlossen wer den.
Solange die Funkenstrecken in den reeh- ten Stapel nicht gezündet haben, hat der Punkt D Erdpotential, während die Punkte E, h' und G Spannungen haben, die von den Spannungsabfällen in den Widerständen in dem linken Stapel bestimmt werden.
Die Flan schen 5 zwischen den obersten und nächst obersten Ableiterelementen in dem rechten Stapel erhalten deshalb durch die Vermittlung des Widerstandes 9 eine verhältnismässig hohe Spannung, weshalb die Funkenstreeke in dem nächstobersten Ableiterelement in dem rech ten Stapel gezündet wird, und da hierdurch die Spannungsdifferenz über der Funken strecke in dem obersten rechten Ableiterele- inent steigt, werden auch in diesem die Fun kenstrecken gezündet.
Es ist also klar, dass, wenn auch die Funkenstrecken in den ver schiedenen Stapeln eine Tendenz haben, bei verschiedenen Spannungen zu zünden, eine gleichzeitige Zündung doch durch die gegen seitige Verbindung durch den Widerstand 9 sichergestellt wird. Diese Wirkung kann auch erhalten werden, wenn der Widerstand 9 durch eine Kapazitanz von einer zw eckmässi- gen Grösse ersetzt. wird.
In der in der Fig. 2 gezeigten Anordnung besteht der Ableiter aus drei Stapeln 11, 12 und 13, welche mit ihren untern Enden in den Eekpunkten eines dreieckigen Rahmens 14 aus Metall befestigt sind, während ihre obern Enden durch eine Metallplatte 15 zu sammengehalten werden, welche Metallplatte auch ein regenschirmartiges, spannungsvertei lendes Metallgerüst trägt.
Die Stapel 1, 12 und 13 sind in der in Fig. 1 gezeigten Weise aus einer Mehrzahl von rohrförmigen Porzel lanzylindern zusammengesetzt, welche in der Regel sowohl Funkenstrecken als auch Wider stände enthalten, und in dieser Ausführungs form sind die Stapel miteinander an zwei Stellen mittels Resista.nzen 17 und 18 ver bunden.
Diese Ausführungsform ist besonders vorteilhaft, bei hohen Spannungen, wenn der Ableiter eine Höhe von mehreren Metern ent hält, denn durch die betreffende Anordnung werden die Biegebeanspruchungen an den hohen Stapeln infolge der versteifenden Wir kung der Widerstandselemente 17 und 18 ver- mindert.