CH161675A - Lightning protection device for low voltage. - Google Patents

Lightning protection device for low voltage.

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CH161675A
CH161675A CH161675DA CH161675A CH 161675 A CH161675 A CH 161675A CH 161675D A CH161675D A CH 161675DA CH 161675 A CH161675 A CH 161675A
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CH
Switzerland
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lightning protection
low voltage
spark gap
protection device
protection apparatus
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German (de)
Inventor
Allgemeine Elektrische Konde G
Original Assignee
Allg Elektrische Kondensatoren
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T1/00Details of spark gaps
    • H01T1/14Means structurally associated with spark gap for protecting it against overload or for disconnecting it in case of failure

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

  

      Blitzschutzappar4t        für        Niederspannung.       Ein     Blitzschutzapparat    für Niederspan  nung, d. h. Spannungen bis 1000 Volt, hat  die Aufgabe, induzierte Überspannungen und  statische     Aufladungen    der Leitungen, die oft  ein für die Isolation gefährliches Ausmass  annehmen können, zur Erde abzuleiten, so  wie den Übertritt der Hochspannung auf das  Niederspannungsnetz bei     TraDsformatordurch-          schlägen    durch Erdung der     Anlageteile    auf  ein unschädliches Mass zu beschränken.  



  Es sind Ableiter bekannt, bei denen ein  Widerstand in Serie mit einer Funkenstrecke  geschaltet ist, aber auch elektromagnetische  Ableiter, die eine doppelte Unterbrechung  der Strombahn des     Ableitstromes,    sowohl  eine Funkenstrecke, wie einen durch den       Ableitstrom    betätigten elektromagnetischen  Unterbrecher besitzen. Das Schema eines  solchen Apparates ist in     Fig.    1 dargestellt.  Der Apparat besteht im wesentlichen ans  einem induktionsfreien     Ableitwiderstand        Rs,     welchem eine Spule 1 parallelgeschaltet ist,  deren beweglicher     Kern    2 mit dem einen    Ende des Widerstandes     Rs    verbunden ist.

    Bei stromlosem Ableiter liegt der bewegliche  gern auf dem Apparateboden auf, während  die Funkenstrecke 3 normalerweise die oben  geschilderten Apparateteile von der Leitung  isoliert. Die     Funkenstrecke    3 ist so einge  stellt, dass sie bei einer Überspannung be  stimmter Höhe anspricht, welcher Frequenz  diese auch sei, worauf der     Ableitstrom    den  Apparat nach Erde durchfliesst.

   Der dem  Überschlag nachfolgende niederfrequente Netz  strom wird in seiner Grösse hauptsächlich  begrenzt durch den     induktionsfreien    Wider  stand     Rs;    im     Nebenschluss    zu diesem fliesst  aber auch ein Strom durch die Spule 1,  deren Kern 2 dadurch vom Erdkontakt 6  gehoben wird, wodurch eine Unterbrechung  der Strombahn stattfindet und der aus dem  Netz nachfliessende Strom durch den ent  stehenden Luftspalt augenblicklich unter  brochen wird; alsdann kehrt der Apparat  wieder in seine Ruhelage zurück, d. h. der  Kontakt 2/6 wird wieder geschlossen.

        Die Qualität eines solchen Ableiters liegt  einerseits in einer möglichst niedrigen An  sprechspannung, damit auch dürftige Netz  isolationen geschützt werden können und  anderseits in der Zulässigkeit eines möglichst  grossen     Ableitstromes.    Trotz der niedrigen       Ansprechspannung    soll die Funkenstrecke  sicher löschen und der durch den Elektro  magneten gesteuerte Unterbrechungskontakt  einwandfrei unterbrechen. Je weniger die  Netz- und     Ansprechspannung    voneinander  verschieden sind und je grösser der     Ableit-          strom    ist, umso mehr Brandperlen können  an der Funkenstrecke entstehen.

   Diese Brand  perlen können nach einer Anzahl von     An-          sprechungen    zu einer Überbrückung der  Funkenstrecke führen, wodurch der elektro  magnetische Teil so ermüdet wird, dass nach  geraumer Zeit der Apparat defekt werden  kann und ein dauernder     Erdschluss        entsteht.     Diese Gefahr soll durch die vorliegende Er  findung behoben werden.  



  Gegenstand der vorliegenden Erfindung  ist daher ein     Blitzschutzapparat,    welcher eine  elektrothermische Einrichtung besitzt, die  derart ausgebildet ist, dass sie bei einer ge  wissen Erwärmung. des     Kontrollorganes    der  elektrothermischen     Auslösevorrichtung    durch  den abgeleiteten Strom den Apparat ausser  Betrieb setzt. Dieser Mechanismus soll aber  erst wirken, wenn sowohl die     Löschfunken-          strecke,    wie die elektromagnetische Unter  brechungsvorrichtung durch den oben be  schriebenen Umstand defekt und unwirksam  geworden sind, so dass ein     Erdschluss,    sowie  die diesbezüglichen Folgen vermieden werden.  



       Fig.    2- zeigt ein Ausführungsbeispiel des  Erfindungsgegenstandes. Zum bessern Ver  ständnis ist der elektrothermische Auslöse  mechanismus in     Fig.    3 in grösserem     Mass-          stabe        herausgezeichnet.    Es bedeutet 3     (Fig.    2)  die Funkenstrecke,     Rs    den induktionsfreien  Widerstand, der .röhrenförmig ausgebildet ist  und in dessen Bohrung sich der von der  Spule 1 betätigte Kern 2' befindet.

   In der  isoliert herausgeführten     Erdungsklemme    4  befindet sich die     Auslösevorrichtung    5, be  stehend aus einer mit dem Stromkontakt 6    verlöteten Stahl- oder Widerstandsmaterial  feder 7, an deren unterm Ende ein Metall  stift 8 befestigt ist. Die Feder 9 hat das  Bestreben, das Metallstück 8 nach unten zu  ziehen. Sobald längere Zeit ein grösserer  Strom den Apparat     durchfliesst,    erwärmt sich  einerseits infolge der eintretenden Unter  brechungen der Kupferkontakt 6 und ander  seits die Feder 7, die     mittelst    eines leicht  schmelzbaren Lotes in das Kupferstück 6  eingesetzt worden war.

   Das Lot wird nach  einiger Zeit flüssig, die Feder 9 zieht den       Stift    8 herunter, worauf der Apparat ausser  Funktion gesetzt ist und ein dauernder     Erd-          schluss    und damit eine Zerstörung des Ap  parates verhindert wird. Sobald der Apparat  ausgelöst hat, wird der Stift 8 ausserhalb  des Apparates sichtbar. Durch einfaches Er  hitzen mit dem Lötkolben kann der Apparat  wieder gebrauchsfähig gemacht werden.  



  Damit die     Lichtbogenlöschung    der Fun  kenstrecke möglichst gut ist, können Funken  strecken mit tellerförmigen Elektroden, so  genannte Tellerfunkenstrecken angeordnet  sein, welche Elektroden durch     Distanzierungs-          stücke    aus Glimmer oder durch andere     un-          verbrennbare        Distanzierungsstücke    distanziert  sind; damit kann auch eine möglichst gleich  mässige und     niedrige        Ansprechspannung    er  reicht werden.  



  Um einen grossen     Ableitstrom    erzielen zu  können, muss der Widerstand     Rs    entspre  chend niedrig gewählt werden; der Spulen  strom wird durch den Widerstand     Bi    der  Spule und den Zusatzwiderstand     R2    bedingt.  Es soll     Ri        -f-        R2    immer grösser als     Rs    sein,  damit die Ableitung hauptsächlich durch den  nicht induktiven Widerstand     Rs    erfolgt.



      Lightning protection device for low voltage. A lightning protection device for low voltage, i. H. Voltages up to 1000 volts, has the task of diverting induced overvoltages and static charges on the lines, which can often assume a dangerous level for the insulation, to earth, as well as the transfer of high voltage to the low voltage network in the event of transformer breakdowns by earthing the system parts to limit a harmless measure.



  There are arresters known in which a resistor is connected in series with a spark gap, but also electromagnetic arresters which have a double interruption of the current path of the leakage current, both a spark gap and an electromagnetic interrupter actuated by the leakage current. The scheme of such an apparatus is shown in FIG. The apparatus consists essentially of an induction-free bleeder resistor Rs, to which a coil 1 is connected in parallel, the movable core 2 of which is connected to one end of the resistor Rs.

    When the arrester is de-energized, the movable one often rests on the bottom of the apparatus, while the spark gap 3 normally isolates the apparatus parts described above from the line. The spark gap 3 is set in such a way that it responds to an overvoltage of a certain level, regardless of the frequency, whereupon the leakage current flows through the apparatus to earth.

   The low-frequency mains current following the flashover is mainly limited in size by the induction-free resistance Rs; in the shunt to this, however, a current also flows through the coil 1, the core 2 of which is thereby lifted from the earth contact 6, whereby an interruption of the current path takes place and the current flowing from the network is immediately interrupted by the resulting air gap; then the apparatus returns to its rest position, i.e. H. contact 2/6 is closed again.

        The quality of such an arrester lies on the one hand in the lowest possible response voltage so that poor network insulation can be protected and on the other hand in the permissibility of the largest possible leakage current. Despite the low response voltage, the spark gap should safely extinguish and interrupt the break contact controlled by the electro-magnet properly. The less the mains and response voltages differ from one another and the greater the leakage current, the more fire pearls can arise at the spark gap.

   After a number of responses, these fire pearls can lead to a bridging of the spark gap, as a result of which the electro-magnetic part becomes so tired that the device can become defective after a long time and a permanent earth fault occurs. This risk is to be remedied by the present invention.



  The subject of the present invention is therefore a lightning protection apparatus which has an electrothermal device which is designed in such a way that it is heated when there is a ge know. of the control unit of the electrothermal release device puts the apparatus out of operation through the diverted current. However, this mechanism should only work if both the extinguishing spark gap and the electromagnetic interruption device have become defective and ineffective due to the circumstance described above, so that an earth fault and the related consequences are avoided.



       Fig. 2- shows an embodiment of the subject matter of the invention. For a better understanding, the electrothermal release mechanism is shown on a larger scale in FIG. It means 3 (Fig. 2) the spark gap, Rs the induction-free resistor, which has a tubular shape and in whose bore the core 2 'actuated by the coil 1 is located.

   In the isolated lead out ground terminal 4 is the release device 5, be standing from a steel or resistance material soldered to the power contact 6 spring 7, at the bottom of which a metal pin 8 is attached. The spring 9 tends to pull the metal piece 8 downwards. As soon as a larger current flows through the apparatus for a long time, the copper contact 6 and the spring 7, which was inserted into the copper piece 6 by means of an easily fusible solder, heats up on the one hand as a result of the interruptions occurring.

   The solder becomes liquid after a while, the spring 9 pulls the pin 8 down, whereupon the apparatus is disabled and a permanent earth fault and thus destruction of the apparatus is prevented. As soon as the device has triggered, the pin 8 becomes visible outside the device. The device can be made usable again by simply heating it with the soldering iron.



  So that the arc quenching of the spark gap is as good as possible, spark gaps with plate-shaped electrodes, so-called plate spark gaps, can be arranged, which electrodes are separated by spacer pieces made of mica or other non-combustible spacer pieces; this means that a response voltage that is as uniform as possible can be achieved.



  In order to be able to achieve a large leakage current, the resistance Rs must be chosen accordingly low; the coil current is conditioned by the resistance Bi of the coil and the additional resistance R2. Ri -f- R2 should always be greater than Rs, so that the derivation takes place mainly through the non-inductive resistance Rs.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Blitzschutzapparat mit Funkenstrecke für Niederspannung, dadurch gekennzeichnet, dass der Apparat mit einer elektrothermischen Auslösevorrichtung versehen ist, die derart ausgebildet ist, dass sie bei einer gewissen Erwärmung des Kontrollorganes der elektro thermischen Auslösevorrichtung durch den abgeleiteten Strom den Apparat ausser Betrieb s etzt. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 1. Blitzschutzapparat nach Patentanaprucb, dadurch gekennzeichnet, dass Funken strecken mit tellerförmigen Elektroden an geordnet sind, die durch feuerfeste Iso lationsstücke distanziert sind. Claim: lightning protection apparatus with spark gap for low voltage, characterized in that the apparatus is provided with an electrothermal release device which is designed in such a way that it puts the apparatus out of operation when the control element of the electro-thermal release device is heated to a certain extent by the diverted current. <B> SUBClaims: </B> 1. Lightning protection apparatus according to Patentanaprucb, characterized in that sparks are arranged with plate-shaped electrodes that are separated by fire-proof insulation pieces. z. Blitzschutzapparat nach Patentanspruch mit elektromagnetischer Unterbrecherein- richtung, dadurch gekennzeichnet, dass der durch die Magnetspule fliessende Strom kleiner ist als der durch den nicht induk tiven Ableitwiderstand fliessende Haupt strom. z. Lightning protection apparatus according to patent claim with electromagnetic interrupter device, characterized in that the current flowing through the magnetic coil is smaller than the main current flowing through the non-inductive discharge resistor.
CH161675D 1931-12-19 1931-12-19 Lightning protection device for low voltage. CH161675A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3093772A (en) * 1957-05-09 1963-06-11 Ass Elect Ind Manchester Ltd Surge diverters

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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