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Löschfunkenstrecke für Überspannungsableiter
Für Überspannungsableiter mit Vielfachfunkenstrecke und spannungsabhängigen Widerständen werden entsprechend den verschiedenen Ländervorschriften immer tiefere Restspannungen verlangt. Durch die tiefen Restspannungen wird das Schutzniveau herabgesetzt und demzufolge die Isolation der Ableiter ver- billigt. Die tiefe Restspannung kann durch Verbessern des spannungsabhängigen Widerstandsmaterials und durch Verkleinern der Widerstandshöhe erreicht werden. Durch diese letztere Massnahme wird jedoch der
Nachstrom vergrössert und dadurch die Löschung erschwert. Plattenfunkenstrecken der bisherigen Art sind diesen erhöhten Anforderungen daher nicht mehr gewachsen.
Als geeignete Massnahme wird immer mehr das Abwandern des Lichtbogens angewandt, wobei die Abwanderung durch ein Magnetfeld erzwungen wird. Dieses Feld kann durch geeignete Führung des Nachstromes in den Elektroden durch diesen selber oder mit einem Fremdmagneten oder mit besonderen Blasspulen, die zum Teil vom Nachstrom durchflossen sind, erzeugt werden.
Bei grossem Nachstrom ist jedoch die Löschung durch blosse Abwanderung des Lichtbogens noch nicht sichergestellt. Es muss dafür gesorgt werden, dass sich an der Ansprechstelle keine ionisierten Gase mehr befinden, weil es sonst beim Wiederansteigen der Spannung zu Rückzündungen kommt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Löschfunkenstrecke für Überspannungsableiter mit spannungsabhängigen Widerständen und Ausblasung des Lichtbogens durch das Eigenfeld, die den vorher erwähnten Anforderungen entsprechen soll und gleichzeitig eine möglichst einfache, billige Funkenstrecke besitzt, die ohne grosse Verlängerung des Lichtbogens arbeitet.
Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass die Funkenstrecke aus einer Anzahl gestapelter Elektrodenpaare besteht, wobei jedes Paar durch zwei Scheiben mit je einer nach innen gerichteten radialen Zunge und einer dazwischenliegenden Isolierscheibe gebildet ist, und dass ferner durch beidseitige Abschlussplatten einzelne Funkenkammern gebildet sind, die durch eine zentrale Öffnung miteinander in Verbindung stehen und mit Kühlflächen und Umlenkkanälen versehen sind, die eine derartige Gaszirkulation bewirken, dass kaltes Gas wieder zur Ansprechstelle gelangt.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der beispielsweise in den Figuren dargestellten Ausführungsformen näher erläutert, u. zw. sind in den Fig. 1 - 12 die verschiedenen Varianten veranschaulicht.
In der Fig. l ist ein Teil eines Funkenstreckenstapels gezeigt, u. zw. teilweise im Schnitt, während die einzelnen Elemente der Funkenstrecken in den Fig. 2 - 4 veranschaulicht sind. Die Einzelfunkenstrekken des Stapels werden jeweils durch zwei Elektroden 1 mit einer dazwischenliegenden Distanzierscheibe 2 aus Isoliermaterial gebildet, wobei jede Elektrode eine nach innen gerichtete radiale Zunge 3 besitzt.
Die Form der Elektroden 1 ist aus den Fig. 2 (Grundriss) bzw. Fig. 2a (Querschnitt) ersichtlich, während die Fig. 3 eine Isolierscheibe 2 veranschaulicht. Die einzelnen Elektrodenpaare 1, 1 der Funkenstrecke werden in Funkenkammern untergebracht, die oben und unten durch je eine Platte 4 abgeschlossen sind. Diese in Fig. 4 gezeigten Abschlussplatten 4 besitzen eine zentrale Öffnung 5 und noch Löcher 6, die für die Gaszirkulation vorgesehen sind. Durch diese Platten 4 werden die einzelnen Funkenstreckenpaare distanziert.
Die Wirkungsweise der Löschfunkenstrecke ist wie folgt :
Sobald die Spannung an der Löschfunkenstrecke genügend steigt, spricht der Ableiter an der Stelle 8 der Elektroden 1 an. Es entsteht somit eine Anzahl Teillichtbogen, die durch das Eigenfeld getrieben,
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rasch entlang der auseinanderlaufenden Zungen 3 der Elektroden 1 wandern und durch die zentralen Lö- cher 5 hindurch sich zu einem einzigen Lichtbogen vereinigen. Dieser Lichtbogen besitzt nur noch zwei Fusspunkte, u. zw. jeweils einen an der obersten und untersten Abschlussplatte 4.
Infolge der Bewegung des
Lichtbogens entsteht gleichzeitig eine Gaszirkulation, wodurch kaltes Gas aus den durch benachbarte Abschlussplatten 4 gebildeten Zwischenkammern 9 über die Löcher 6 zu den Ansprechstellen 8 der Teillichtbogen in den Funkenkammern gelangt und die Löschung der Nachströme begünstigt.
Die Elektroden für die Funkenstrecken können auch gemäss Fig. 5 bzw. 6 ausgeführt werden. Die hier im Grundriss und Querschnitt gezeigte Elektrode 11 ist mit Kühlkanälen 12 und einer Kühlfläche 13 versehen. Beim Ansprechen des Ableiters strömen die heissen Gase über die Fläche) 13 und die Kanäle 12 und gelangen somit im abgekühlten Zustand wieder zur Ansprechstelle 8. Bei dieser Ausführungsform fallen die Löcher 6, die bei der vorhergehenden Konstruktion in den Abschlussplatten 4 (Fig. 4) für die Gaszirkulation vorgesehen sind, weg.
Eine weitere Ausführungsmöglichkeit ist in den Fig. 7 - 12 veranschaulicht. Die Fig. 7 zeigt wieder einen Teil eines Funkenstreckenstapels. Die einzelnen Funkenstrecken bestehen aus je zwei Elektroden 21 mit einer nach innen verlaufenden radialen Zunge 23 (Fig. 11) und einer dazwischenliegenden Isolierscheibe 22 (Fig. 10). Diese Zungen 23 sind so gerichtet, dass sie an der Ansprechstelle 18 einander am nächsten stehen und ihre Entfernung sich mit wachsendem Abstand von der Ansprechstelle vergrössert, wie dies bei den andern bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen auch der Fall ist.
Für die Führung und Abkühlung der heissen Gase werden hier besondere Isolierkörper 25 vorgesehen, die kreisrunde Aussparungen 27 aufweisen und mittels auf den Abschlussplatten 24 (Fig. 12) der Funkenkammern angebrachter Zapfen 26 zentriert werden. Dieselsolierkörper 25, die inFig. 9 und Fig. 9a im Grundriss bzw. Querschnitt veranschaulicht sind, besitzen eine Kühlfläche 29 und bilden zusammen mit den Elektroden 21 die erforderlichen Umlenkkanäle 28 (Fig. 8), über welche das abgekühlte Gas zur Ansprechstelle 18 der Einzelfunkenstrecken zurückgeführt wird. Die Wirkungsweise dieser Löschfunkenstrecke ist genau gleich wie bei der bereits beschriebenen Ausführungsform gemäss Fig. 5 und 6.
DieLöschfunkenstrecke gemäss der Erfindung weist eine sehr hohe RückzUndfestigkeit auch bei grossen Nachströmen auf, d. h. das Verhältnis der wiederkehrenden Spannung zur Ansprechspannung, bei welchem sicher keine Rückzündungen vorkommen. Die Teillichtbogen, die beim Ansprechen entstehen, verlassen sehr rasch die Elektroden infolge ihrer Formgebung (schmale Zungen) und vereinigen sich zu einem einzigen Lichtbogen, der nur noch an der ersten und letzten Elektrode Fusspunkte besitzt. Infolgedessen ist der Abbrand der Elektroden sehr gering, so dass auch schwere Löschprüfungen keinen Einfluss auf die Ansprechspannung haben. Schliesslich wird durch die besondere Formgebung der Funkenstrecken auch die gewünschte Zufuhr entionisierter Gase zu den Ansprechstellen der Teillichtbogen auf sehr einfache Weise erreicht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Löschfunkenstrecke für Uberspannungsableiter mit spannungsabhängigen Widerständen und aus einer Anzahl gestapelter Elektrodenpaare gebildeter Funkenstrecken sowie eine Beblasung des Lichtbogens durch das Eigenfeld, welches durch geeignete Führung des Nachstromes in den Elektroden durch diesen selber erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Elektrodenpaar durch zwei Scheiben mit je einer nach innen gerichtetenradialen Zunge und einer dazwischenliegendenisolierscheibe gebildet ist und dass ferner durch beidseitige metallische Abschlussplatten einzelne Gaskamniern gebildet sind und sämtliche Scheiben und Platten mit einer zentralen Bohrung versehen sind, wobei eine derartige Gaszirkulation erfolgt, dass kaltes Gas zur AnsprechstelIe gelangt.