DE1054552B - Anordnung zur Erhoehung der Ansprechempfindlichkeit von Ansprechzaehlern mit einem spannungsabhaengigen Widerstand fuer UEberspannungsableiter - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Überspannungsableiter werden zur Ermittlung der Anzahl und Stärke der Überschläge mit einem sogenannten Ansprechzähler versehen, welcher mit dem Überspannungsableiter in Reihe, und zwar zwischen diesen und Erde geschaltet ist. Ansprechzähler bekannter Bauart besitzen einen spannungsabhängigen Widerstand, welchem ein Heizwiderstand und eine Drosselspule parallel geschaltet sind. Der Heizwiderstand wird nur von einem kleinen Bruchteil des Ableitstromstoßes durchflossen. Er befindet sich in einer durch eine Membrane abgeschlossenen Kammer, deren Gas sich bei einem Stromstoß erwärmt und ausdehnt, wobei der Hub der Membran auf ein Zählwerk übertragen wird. Es können auch mehrere, z. B. drei Zählwerke angeordnet sein, welche auf verschieden große Membranhübe ansprechen. Mit der Drosselspule, welche den sehr raschen Stromimpulsen einen hohen Widerstand entgegensetzt, aber für die langsam anschwellenden Nachströme einen viel kleineren Widerstand bedeutet als der spannungsabhängige Widerstand, kann ein ebenfalls bekannter elektromagnetischer Stromstoßzähler in Reihe geschaltet werden, welcher die Nachströme zählt. An Hand der vier Zählwerkregistrierungen kann auf die Anzahl und Stärke der Überschläge geschlossen werden.

Bei den bisherigen Anordnungen von Ansprechzählern erfolgt die Dimensionierung des spannungsabhängigen Widerstandes nach dem Abieitvermögen des Überspannungsabieiters, für welchen der Apparat ausgelegt wird. Durch die Parallelschaltung von spannungsabhängigem Widerstand und Heizwiderstand ist die Energie, die für die durch die Membran betätigten drei Zählstufen zur Verfügung steht, abhängig von dem am spannungsabhängigen Widerstand auftretenden Spannungsabfall. Die Ansprechempfindlichkeit des Zählers ist für eine gegebene mechanische Bauform abhängig von diesem Spannungsabfall, der mit Rücksicht auf die Schutzwirkung des Ableiters nicht beliebig erhöht werden kann, ansonst die resultierende Restspannung, die dem Isolationsniveau der zu schützenden Anlage angepaßt ist, zu hoch wird. Die Ansprechempfindlichkeit ist aber auch durch die mechanische Ausführungsform des Zählers begrenzt, indem diese den herrschenden Betriebsverhältnissen entsprechend robust sein muß und die Membrandrücke zur Auslösung der ersten und dritten Zählstufe bereits in einem relativ großen Verhältnis von etwa 20:1000 g, also 1:50 stehen, wodurch die minimalen Abmessungen des Auslösewerkes festgelegt sind.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit von Ansprechzählern mit einem spannungsabhängigen Widerstand für Überspannungsableiter, die dadurch gekennzeichnet ist, daß dem spannungsabhängigen Widerstand

Anordnung
zur Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit von Ansprechzählern
mit einem spannungs abhängigen
Widerstand für überspannungsableiter

Anmelder:
Landis & Gyr A. G., Zug (Schweiz)

Vertreter: Dr.-Ing. A. Schulze, Patentanwalt, Berlin-Wilmersdorf, Jenaer Str. 13/14

BeansprucfcLte Priorität: Schweiz vom 5. Juli 1957

Paul E. Fehr, Zug (Schweiz), ist als Erfinder genannt worden

mindestens ein ebenfalls spannungsabhängiger Widerstand über mindestens eine Funkenstrecke parallel geschaltet ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild eines Ansprechzählers mit über eine Funkenstrecke parallel angeschalteten Widerständen, in

Fig. 2 ein Strom-Spannungs-Diagramm, in

Fig. 3 ein Prinzipschaltbild eines Ansprechzählers mit über zwei Funkenstrecken parallel angeschalteten Widerständen.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 enthält der Ansprechzähler, welcher zwischen einen Überspannungsableiter 11 einer Hochspannungsleitung 12 und Erde geschaltet ist, einen spannungsabhängigen Widerstand 13 und einen Heizwiderstand 14 in einer ein Gas oder Luft enthaltenden Kammer 15, deren Membran 16 je nach der Größe des Hubes ein Zählwerk I oder II oder III auslöst, so daß die Überschläge nach drei verschiedenen Stärken gezählt werden. Dem Widerstand 13 ist in einem weiteren Parallelstromkreis eine Drosselspule und ein Elektromagnet 18 mit einem Zählwerk IV zugeschaltet, welches in bekannter Weise die Nachströme zählt. Erfindungsgemäß sind nun dem spannungsabhängigen Widerstand 13 über eine Funkenstrecke 19 drei weitere spannungsabhängige Widerstände 20, 21, 22 parallel

809' 78Ϊ/383

Claims (4)

geschaltet, die aus rein praktischen Gründen gleich stark gewählt sind wie der Widerstand 13. Ohne diese parallel geschalteten Widerstände müßte der Widerstand 13 für die volle Ableitstromstärke des Überspannungsableiters 11 beispielsweise 4000 A dimensioniert sein, und bei Ableitströmen dieser Stärke spricht dann das Zählwerk III an. Bei einer kleineren Stromstärke, beispielsweise 1000 A, entsteht ein Spannungsabfall, der das Zählwerk II ansprechen läßt, und bei 100 A ein solcher, auf den das Zählwerk I noch anspricht. Auf schwächere Ableitströme konnte das Zählwerk I bisher praktisch nicht gebracht werden, weil der Spannungsabfall rasch zu klein wird. Selbstverständlich können die drei Widerstände 20, 21, 22 auch durch einen einzigen äquivalenten Widerstand ersetzt sein. Die Abhängigkeit der Spannung U von Strom / ist in Fig. 2 dargestellt, und für obiges Beispiel verläuft sie nach der Kurvet. Werden jedoch zum Widerstand 13 über die Funkenstrecke 19 drei gleiche Widerstände parallel geschaltet, soi sind alle vier Widerstände für die Stromstärke 1000 A dimensioniert, und solange an der Funkenstrecke 19 kein Uberschlag stattfindet, verläuft die Spannung nach der Kurve B. Sie steigt schon bei kleinen Stromstärken so an, daß bei 50A das Zählwerk I mit Sicherheit ansprechen kann. Die Funkenstrecke ist auf diese Ansprechspannung oder auch höher eingestellt, so daß sich für höhere Stromstärken eine Spannung nach der Kurve A bildet. Die Spannungsabhängigkeit ist durch das Gesetz gegeben U = C-K1, und für das Zählwerk III bei 4000 A wobei der Exponent β im Mittel den Wert 0,25 hat und C eine Ausführungskonstante ist. Für einen Ableitstrom von 100 A bei vier parallelen Widerständen ergibt sich eine Spannung 100 MUS U-, = C- 2,24 C. Bei nur einem Widerstand würde die Spannung U2 = C-IOO0·25 = 3,16 C Die für den Heizwiderstand 14 verfügbare Leistung steht somit gegenüber bisherigen Anordnungen in einem Verhältnis 2 r<?1ftl2 U223,16"U12,24 c^4000r = 35 40 45 Mit nur einem Widerstand wird schon bei 50 A eine Spannung Us erreicht, die größer ist als die Spannung U1 und C ■ 50ο·25 = 2,66 C beträgt. Die Ansprechspannung Ui für das Zählwerk II beträgt bei 1000 A wie bisher U1 = C /IOOOVs5 \ 4 55 = 3,97 C Für Überspannungsableiter mit sehr hohem Ableitstrom kann die Ansprechempfindlichkeit in gleicher Weise erhöht werden, nur ist es dabei zweckmäßig, wie in Fig. 3 dargestellt, den Widerstand 20 über eine Funkenstrecke 23 und die beiden anderen Widerstände 21 und 22 über eine weitere Funkenstrecke 24 anzuschalten, wobei die erste Funkenstrecke 23 auf die Ansprechspannung des Zählwerkes I oder höher, die zweite Funkenstrecke 24 auf die Ansprechspannung des Zählwerkes II oder höher eingestellt ist. In einem praktischen Beispiel für eine Ableitstromstärke von 10000 A, auf welche das Zählwerk III anspricht, spricht Zählwerk I auf 50 A und Zählwerk II auf 2500 A an. Die am Widerstand 13 auftretenden Spannungen für diese drei Zählstufen betragen für 50 A etwa 2,66 C, für 2500 A 5,95 C und für 10000 A etwa 7,05 C Wenn erforderlich, kann die Ansprechempfindlichkeit weiter dadurch erhöht werden, daß die über eine Funkenstrecke parallel angeschalteten Widerstände 20, 21j 22 eine kleinere Konstante C aufweisen als der fest angeschlossene spannungsabhängige Widerstand 13. Das Leistungsverhältnis wird dann noch um den Faktor -—, vergrößert. Patentansprüche:

1. Anordnung zur Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit von Ansprechzählern mit einem spannungsabhängigen Widerstand für Überspannungsableiter, dadurch gekennzeichnet, daß dem spannungsabhängigen Widerstand mindestens ein ebenfalls spannungsabhängiger Widerstand über mindestens eine Funkenstrecke parallel geschaltet ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem spannungsabhängigen Widerstand drei gleiche, parallel geschaltete Widerstände über eine Funkenstrecke parallel geschaltet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem spannungsabhängigen Widerstand ein gleicher Widerstand über eine erste Funkenstrecke und zwei weitere gleiche Widerstände über eine zweite Funkenstrecke parallel geschaltet sind.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die über eine Funkenstrecke parallel zugeschalteten Widerstände eine kleinere Konstante aufweisen als der dauernd angeschlossene Widerstand.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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