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Elektrisches Ventil zur Abführung von Überspannungen.
Vorliegende Erfildung betrifft ein elektrisches Ventil zur Abführung von Überspannungen.
Das Ventil gemäss der Erfindung (österr. Patent Nr. 38238) besitzt bekannterweise ein oder mehrere Elemente, die je in Reihe einen Widerstand und eine Reihe von Elektroden besitzen, die zwischen sich Funkenstrecken frei lassen und alle mit einem gemeinsamen Leiter durch Vermittlung kleiner Kondensatoren verbunden sind, mit Ausnahme der letzten Elektrode, welche mit dem gemeinsamen Leiter in unmittelbarer Verbindung steht. Nun unterscheidet es sich von diesem bekannten Ventil dadurch, dass die Elektroden wenigstens zum Teil aus einem Material hergestellt sind, das einen hohen elektrischen Widerstand besitzt, so dass sie selbst den oben erwähnten Widerstand darstellen.
Die Zeichnung veranschaulicht zwei beispielsweise Ausführungsformen des Ventils, und
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Die erste Ausführungsform (Fig. i) besitzt ein Element mit einem lotrecht angeordneten Rohr c aus Isoliermaterial ; das Rohr c ist an seinem unteren Ende durch ein mit der Erde verbundenes Metallstück festgehalten, welches an seinem oberen Ende mit einer Metallkappe p versehen ist, welche mit dem Leiter elektrisch verbunden ist, aus welchem die Überspannungen abzuführen sind.
Im Innern des Rohres befinden sich folgende in Reihe
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einem ähnlichen Material bestehenden Rohr angeordnet ist, eine Reihe von Elektroden dl, d2, < P, die nicht die in der Einleitung erwähnten darstellen und zwischen sich nicht einstellbare Funkenstrecken a freilassen, endlich eine Reihe von Elektroden d4, d5, d6, d7, d8, welche die in der Einleitung angedeuteten bilden, zwischen sich nicht einstellbare Funkenstrecken al freilassen und mit Ausnahme der letzteren (d8) den einen Belag der kleinen Kondensatoren darstellen. Der andere gemeinsame Belag der Kondensatoren besteht aus einem Metallblatt f, z.
B. aus Stanniol, welches im Isolierrohr c eingebettet ist und in leitender Verbindung mit dem Metallstück und dadurch mit der Elektrode d8 in Verbindung steht, das aus einem Stück mit diesem Metallstück h hergestellt ist.
Die verschiedenen Elektroden d'.., d'besitzen die Gestalt von Scheiben, die auf ihren beiden Seiten eine erhebliche zentrale Verstärkung aufweisen und, mit Ausnahme der Elektrode d8, aus einem Material wie das Silit"oder das Carborundum bestehen, das
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und zum Auslöschen zu bringen. Sie sind in der nötigen Entfernung voneinander durch Hülsen e aus Isoliermaterial festgehalten.
Das Rohr c weist eine Öffnung tl auf, durch welche die Schmelzsicherung s von aussen her gesehen werden kann. In ihm ist eine Isolierhülse el angeordnet, die die Schmelzsicherung @ umgibt und in welcher ebenfalls eine Öffnung n1 vorgesehen ist, welche der
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Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist folgende :
Die Elektrode dl hat das Potential des Leiters, aus welchem die Überspannungen abgeführt werden sollen, und die Elektroden , ', d6, d7 durch Vermittlung der kleinen
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die Spannung des Leiters den Wert erreicht, für welchen das Inwirkungtreten des Elementes erwünscht ist.
Wenn angenommen wird, dass dieser Wert 10. 000 Volt beträgt und dass er erreicht wird, so geht ein Funken von der auf dem Potential 10. 000 Volt stehenden Elektrode dl zu der auf dem Potential Null stehenden Elektrode J*. Der hinüberfliessende Strom ist ein sehr schwacher, da er durch die kleinen Kondensatoren hindurchgehen muss, und der Spannungsabfall in den Funkenstrecken wird z. B. 1500 Volt betragen. Die Elektrode d'wird nun ungefähr
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IO. OOO - I500 = 8500 stehen.
Da die Elektrode d4 noch das Potential Null besitzt, so geht ein Funken von der Elektrode d'zur Elektrode d5 und die Elektrode d'stellt sich nun auf das Potential
8500 = geo = 8000,
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Ein Funken wird ebenfalls zwischen d5 und d6, dann zwischen d4 und d7 überspringen, wobei jedesmal ein Spannungsabfall im entsprechenden Lichtbogen zustande kommen wird ; die Funken entstehen so kaskadenförmig zwischen den Elektroden. Die Elektrodenzahl ist derart gewählt, dass, wenn die Funken auf diese Weise die vorletzte Elektrode d7 erreichen, zwischen den Elektroden d7, d6 noch ein Potentialunterschied überbleibt, der gross genug ist, um den Funken zum Überspringen zu bringen.
Wenn alle Funken entstanden sind, so geschieht die Abführung der Überspannung unmittelbar durch die Reihe der Elektroden, von welchen die letztere leitend mit der Erde verbunden wird.
Dadurch, dass die Elektroden selbst den hohen, zur richtigen Wirkungsweise des Ventils nötigen Widerstand darstellen, wird es möglich, die Bauhöhe des Ventils um die Länge des getrennten Widerstandes, der sonst notwendig wäre, und die Zahl der Bestandteile dieses
Ventils zu vermindern.
Bei der zweiten Ausführungsform (Fig. 2) werden die verschiedenen Elektroden auf ein Rohr q aus Isoliermaterial gesteckt. Die Elektrode r1 ist ganz aus Metall hergestellt, weist an ihrem unteren Ende einen Vorsprung y auf und ist durch einen leitenden Stift u
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aus einem Material, das einen hohen elektrischen Widerstand besitzt, wie z. B."Silit", Carborundum. Die letzte Elektrode "ist aus einem Stück mit dem Metallstück h hergestellt. Zwischen den Elektroden ri... sind die Hülsen e aus Isoliermaterial ein-
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einander gerichtet und lassen zwischen sich die Funkenstrecken al frei, während die einzige Funkenstrecke a zwischen den Vorsprüngen y der Elektrode rl und v1 der Elektrode r2 sich befindet.
Im Innern des Rohres q ist eine Metallstange z angeordnet, welche ungefähr bis zu Dreiviertel der Höhe des Rohres hinaufreicht und den einen, den Kondensatoren gemeinsamen Belag bildet, deren andere Beläge durch die Elektroden r2 ... r2 selbst dargestellt sind.
Alle Elektroden sind in einem Rohr 1 aus Isoliermaterial eingeschlossen ; das Rohr 1 ist zwischen einer Metallkappe 2 und einer Scheibe 3 aus elastischem Material festgehalten, welche auf dem mit der Erde in Verbindung stehenden Metallstück ruht. Dieses Metallstück h wird auf die Stange z aufgeschraubt und weist zu diesem Zwecke Löcher auf, in welche die Vorsprünge eines Mutterschlüssels eingeführt werden können.
Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ist dieselbe, wie diejenige der ersten Ausführungsform.
Das Ventil kann mehr als ein Element besitzen ; dasselbe kann eine einstellbare Funkenstrecke in Reihe mit den nicht einstellbaren Funkenstrecken aufweisen. PATENT-ANSPRÜCHE : i. Elektrisches Ventil zur Abführung von Überspannungcn, mit einem oder mehreren Elementen, die je in Reihe einen Widerstand und eine Reihe von Elektroden (... de, 1'2..., 10) besitzen, welche zwischen sich Funkenstrecken ( freilassen und alle durch Vermittlung kleiner Kondensatoren mit einem gemeinsamen Leiter verbunden sind, mit Ausnahme der letzten C, 1'10), welche unmittelbar mit dem gemeinsamen Leiter in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (d'... d', ...
f' aus einem einen hohen elektrischen Widerstand besitzenden Material hergestellt sind, so dass sie selbst den oben erwähnten Widerstand darstellen.
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Electric valve for dissipating overvoltages.
The present invention relates to an electrical valve for dissipating overvoltages.
The valve according to the invention (Austrian Patent No. 38238) is known to have one or more elements which each have a resistor and a series of electrodes in series that leave spark gaps between them and are all connected to a common conductor through the intermediary of small capacitors with the exception of the last electrode, which is in direct contact with the common conductor. It differs from this known valve in that the electrodes are made at least in part from a material which has a high electrical resistance, so that they themselves represent the resistance mentioned above.
The drawing illustrates two example embodiments of the valve, and
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The first embodiment (Fig. I) has an element with a vertically arranged tube c made of insulating material; the tube c is held at its lower end by a metal piece connected to earth, which is provided at its upper end with a metal cap p which is electrically connected to the conductor from which the overvoltages are to be dissipated.
Inside the tube are the following in series
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A pipe consisting of a similar material is arranged, a series of electrodes dl, d2, <P, which do not represent the ones mentioned in the introduction and leave non-adjustable spark gaps a between them, finally a series of electrodes d4, d5, d6, d7, d8 which form the spark gaps which are not adjustable between them and which, with the exception of the latter (d8), represent one layer of the small capacitors. The other common coating of the capacitors consists of a metal sheet f, e.g.
B. made of tinfoil, which is embedded in the insulating tube c and is in conductive connection with the metal piece and thereby with the electrode d8 in connection, which is made in one piece with this metal piece h.
The various electrodes d '.., d are in the form of discs with a substantial central reinforcement on both sides and, with the exception of electrode d8, are made of a material such as silite "or carborundum, which
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and extinguish it. They are held at the necessary distance from one another by sleeves e made of insulating material.
The tube c has an opening t1 through which the fuse s can be seen from the outside. In it an insulating sleeve el is arranged, which surrounds the fuse @ and in which an opening n1 is also provided, which the
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The mode of operation of this embodiment is as follows:
The electrode dl has the potential of the conductor from which the overvoltages are to be dissipated, and the electrodes, ', d6, d7 through the intermediary of the small ones
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the voltage of the conductor reaches the value for which the action of the element is desired.
If it is assumed that this value is 10,000 volts and that it is reached, a spark goes from the electrode dl, which is at 10,000 volts, to the electrode J *, which is at zero potential. The current flowing over is very weak, since it has to pass through the small capacitors, and the voltage drop in the spark gaps is e.g. B. 1500 volts. The electrode d is now approximately
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IO. OOO - I500 = 8500 stand.
Since electrode d4 still has zero potential, a spark goes from electrode d to electrode d5 and electrode d is now at the potential
8500 = geo = 8000,
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A spark will also jump between d5 and d6, then between d4 and d7, each time a voltage drop will occur in the corresponding arc; the sparks are created in a cascade between the electrodes. The number of electrodes is selected such that when the sparks reach the penultimate electrode d7 in this way, a potential difference still remains between the electrodes d7, d6 which is large enough to cause the spark to jump over.
When all the sparks have arisen, the overvoltage is dissipated directly through the row of electrodes, of which the latter is conductively connected to earth.
Because the electrodes themselves represent the high resistance required for the correct functioning of the valve, it is possible to adjust the overall height of the valve by the length of the separate resistance that would otherwise be necessary, and the number of components of this
Valve to decrease.
In the second embodiment (FIG. 2) the various electrodes are placed on a tube q made of insulating material. The electrode r1 is made entirely of metal, has a projection y at its lower end and is u by a conductive pin
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made of a material that has a high electrical resistance, such as. B. "Silit", carborundum. The last electrode "is made from one piece with the metal piece h. Between the electrodes ri ... the sleeves e made of insulating material are
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directed towards each other and leave the spark gaps al free between them, while the only spark gap a is located between the projections y of the electrode rl and v1 of the electrode r2.
Inside the tube q a metal rod z is arranged, which extends up to about three quarters of the height of the tube and forms the one coating common to the capacitors, the other coatings of which are represented by the electrodes r2 ... r2 themselves.
All electrodes are enclosed in a tube 1 made of insulating material; the tube 1 is held between a metal cap 2 and a disk 3 made of elastic material which rests on the metal piece in contact with the earth. This metal piece h is screwed onto the rod z and for this purpose has holes into which the protrusions of a wrench can be inserted.
The operation of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
The valve can have more than one element; it can have an adjustable spark gap in series with the non-adjustable spark gaps. PATENT CLAIMS: i. Electric valve for dissipating overvoltages, with one or more elements, each in series with a resistor and a series of electrodes (... de, 1'2 ..., 10), which leave spark gaps between them and leave them all through Intermediate small capacitors are connected to a common conductor, with the exception of the last C, 1'10), which is directly connected to the common conductor, characterized in that the electrodes (d '... d', ...
f 'are made of a material having a high electrical resistance so that they themselves represent the above-mentioned resistance.