DE174993C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Einrichtung hat den Zweck, elektrische Leitungsanlagen vor schädlichen Überspannungen zu schützen. Bisher erzielte man dies im allgemeinen dadurch, daß man die zu schützende Leitung unter Zwischenschaltung einer Funkenstrecke erdete. Dabei war die Größe der Überschlagspannung durch die Länge der Funkenstrecke gegeben. Da die Durchschlagspannung einer Funkenstrecke

ίο aber nicht allein von der Entfernung ihrer Elektroden abhängt, sondern auch von der Temperatur, dem Feuchtigkeitsgehalte der Luft, der Bestrahlung und im hohen Maße von der Reinheit der Elektrodenoberfläche beeinflußt wird, so war diese Einstellung nur innerhalb weiter Grenzen möglich. Der beim Übergang entstehende Lichtbogen mußte durch Vorrichtungen besonderer Art verlöscht werden.

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, die Elektroden der Funkenstrecke beweglich anzuordnen, so zwar, daß sie sich bei auftretender Überspannung unter dem Einflüsse gegenseitiger elektrostatischer Anziehungskräfte so weit nähern, daß ein Spannungsausgleich eintritt, worauf sie in die ursprüngliche Lage zurückkehren; doch haben diese als Blitzableiter angegebenen Schutzvorrichtungen bisher kaum praktische Verwendung gefunden.

Nach der Erfindung läßt sich diese Schutzvorrichtung wesentlich verbessern und sehr wirksam gestalten, indem man wenigstens eine der beiden Elektroden der elektrostatischen Abstoßung durch eine in der Nähe angeordnete und mit ihr leitend verbundene, feste oder ebenfalls bewegliche Platte oder dergl. aussetzt. In diesem Falle wirkt auf die bewegliche Elektrode eine große Kraft ein, und dementsprechend weichen ihre einzelnen Stellungen im spannungslosen Zustande, bei Normal- und bei Überspannung mehr als sonst voneinander ab, die Elektrodenentfernung für die Normalspannung wird größer. Dies ist außerordentlich wichtig. Erstens haben bei größerer Elektrodenentfernung die unvermeidlichen Ungenauigkeiten der Herstellung verhältnismäßig weniger Einfluß, die Einstellung wird genauer. Zweitens wird der entstandene Lichtbogen rascher und sicherer zerrissen, wenn sich die Elektroden nach erfolgtem Ausgleich weiter voneinander entfernen. Drittens können nicht so leicht Störungen durch Fremdkörper (Insekten) vorkommen, welche zwischen die Elektroden geraten. Viertens wird das Pendeln der beweglichen Elektroden nach erfolgtem Spannungsausgleich durch das Zusammenschlagen verhindert.

Die Zeichnung zeigt eine Reihe von Ausführungsbeispielen.

Leiter 1 (Fig. 1) soll gegen Überspannungen geschützt werden. Er wird unter Zwischenschaltung der Funkenstrecke b, c und eines Widerstandes w geerdet. Elektrode b wird dabei von einem dünnen, steifen, um die Achse χ frei beweglichen Metallstreifen ge-

Claims (4)

bildet, dem gegenüber ein zweiter, glcichbeschaffener Streifen α hängt. Dieses Streifenpaar verhält sich nun genau so wie die Streifen des bekannten Goldblattelektroskopes. Fig. ι zeigt die Vorrichtung bei spannungslosem Leiter i, Fig. 2 bei Normalspannung und Fig. 3 bei Überspannungen im Augenblicke des Spannungsüberganges. (In diesen wie in den folgenden Figuren stellen die stark ausgezogenen Randlinien unbewegliche Ränder vor.) Bei dem in Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Streifen α unbeweglich angeordnet, Dadurch wird der Ausschlag des anderen Streifens b, welcher z. B. in Zapfen drehbar gelagert sein kann, größer. Der bewegliche Streifen kann auch, um ihn möglichst leicht zu machen, aus einem steifen Rahmen bestehen, welcher mit dünnerer Metallfolie bedeckt ist, und wird vorteilhaft aus Aluminium hergestellt. Die Fig. 4 und 5 zeigen noch einen Anschlag für den beweglichen Streifen, infolgedessen er sich erst von einer bestimmten Spannung ab bewegt; doch ist dies mit Rücksicht auf das Abreißen des Lichtbogens nicht so günstig, als wenn er bis zum festen Streifen zurückfallen kann. Kommt bei den bisher beschriebenen Schutzvorrichtungen nahezu ausschließlich die abstoßende Wirkung der gleichnamig-elektrischen Streifen in Betracht, so beruht die in Fig. 6 und 7 dargestellte Schutzvorrichtung gleichzeitig auch auf der anziehenden Wirkung der zwei. Streifen verschiedenen Potentials, indem auch die Elektrode c als größerer, beweglicher Streifen ausgebildet ist. Hierdurch wird die Kraftwirkung besonders verstärkt und die Änderung der Elektrodenentfernung vermehrt. Bei dem Ausfuhrungsbeispiel Fig. 8 ist auch die Elektrode c sowohl einer anziehenden als einer abstoßenden Kraft ausgesetzt. Es konnte bei dieser Anordnung leicht erreicht werden, daß die Elektrodenentfernung, welche erforderlich war, um ein Netz von 6000 Volt gegen eine Überspannung von 7500 Volt zu schützen, dreimal so groß war wie bei den bekannten Überspannungssicherungen mit feststehenden, hörnerartigen Elektroden, nämlich etwa 18 mm statt 6 mm. Die Entfernung der festen Platten α und d betrug 30 mm. Fig. 9 zeigt eine Schutzvorrichtung, bei welcher der feste Streifen α und der bewegliehe Streifen b über die Drehachse hinaus verlängert sind. Es wird dadurch die Kraftwirkung vergrößert, während das Gewicht der beweglichen Platte mehr oder weniger ausgeglichen wird. Selbstverständlich darf dies nicht so weit gehen, daß die letztere ihre Stabilität verliert. Hier wird auch beispielsweise die eine Elektrode der Funkenstrecke nicht von der Platte b selbst gebildet, sondern von einem mit letzterer starr verbundenen Arm b'. Die in Fig. 10 dargestellte Schutzvorrichtung ist mehr der gebräuchlichen Anordnung technischer Elektrometer nachgebildet. Fig. 11 deutet die Schaltung für zwei Leiter an; ss sind dabei die gebräuchlichen Schutzspulen, welche das Weiterschreiten einer oszillatorischen Entladung hindern. Das Zerreißen des Lichtbogens, welcher durch seine Wärmewirkung nach oben getrieben wird, kann noch dadurch beschleunigt werden, daß sich an die Elektroden oben feste Platten anschließen, welche in ihren oberen Teilen nach außen auseinander weichen (e in Fig. 12). Die beweglichen Streifen sind hier teilweise durch kleine einstellbare Gegengewichte g ausgeglichen. Durch feste Anschläge f, an welche die Gegengewichte bei der Drehung der beweglichen Streifen stoßen, kann leicht verhindert werden, daß sich letztere bis zur Berührung nähern. Man kann auch die Berührung zwischen Elektrode und Anschlag zur Schließung eines Stromkreises benutzen, welcher eine Anzeigevorrichtung oder ein Signal betätigt, um z.B.'auf diese Weise dem Maschinenwärter der Kraftstation anzuzeigen, daß die Schutzvorrichtung auf eine Überspannung angesprochen hat. Man kann ferner, um den Auftrieb durch die Wärme zu verstärken, die ganze Schutzvorrichtung, wie Fig. 13 zeigt, in ein schornsteinartiges Gehäuse mit geeigneten Öffnungen einbauen, wodurch die Luftströmung von unten nach oben begünstigt wird. Zur Verstärkung dieser Strömung kann man in dem Gehäuse eine Heizvorrichtung etwa in Form eines elektrisehen Heizkörpers h oder einer kleinen Glühlampe unterbringen. In diesem Falle ist der Luftstrom von vornherein vorhanden. Der Heizstrom kann beispielsweise von einem Teil der Schutzspule abgenommen werden. Pate ν τ-An Sprüche:

1. Schutzvorrichtung gegen schädliche Überspannungen in elektrischen Anlagen unter Benutzung einer Funkenstrecke, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der die Funkenstrecke bildenden Elektroden abstoßenden elektrostatischen Kräften durch eine in der Nähe angeordnete und mit ihr leitend verbundene, feststehende oder bewegliche Platte oder dergl. ausgesetzt ist, um eine große Elektrodenentfernung bei der Normalspannung ζμ ermöglichen.

2. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an die Elektroden nach oben auseinander gehende Platten anschließen, an welchen der schon

durch die Elektrodenbewegung langgezogene Lichtbogen aufwärtsstrebend vollends zerreißt.

3. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in ein schornsteinartiges Gebäude eingebaut ist, in welchem gegebenenfalls eine (elektrische) Heizvorrichtung untergebracht sein kann.

4. Schutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenseitige Berührung der Elektroden durch Anschläge gehindert wird, wobei die Berührung zwischen Elektrode und Anschlag zur Schließung eines Stromkreises benutzt werden kann, welcher eine Anzeigevorrichtung oder ein Signal in Tätigkeit setzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.