Löschfunkenstrecke für Überspannungsableiter. Die bekannten Ventilableiter haben im all gemeinen Löschfunkenstrecken nach Art der Wiensehen Funkenstrecke, die aus zahlreichen, mit kleinem Abstand aufeinandergesehichteten Metallscheiben besteht. Durch die gekrümmte Charakteristik der vorgeschalteten Wider stände wird erreicht, dass die Löschfunken strecke nicht mehr als 10 bis maximal 50 A des nachfolgenden Betriebsstromes zu unter brechen hat. Bei solchen Strömen bleibt der Abbrand an den Scheiben gering.
Der kurzzeitige, aber sehr viel höhere Stromstoss, den der Ableiter bei einer Gewit terüberspannung abzuführen hat, erzeugt eben falls keinen nennenswerten Abbrand auf den Oberflächen der Löschfunkenstrecken.
Will man aber die Ableiter nicht nur für atmo sphärische Überspannungen, sondern auch für die sogenannten innern Überspannungen, die bei Schalthandlungen, Erdschlüssen und der gleichen entstehen, ansprechen lassen, so muss damit gerechnet werden, dass die um 1 bis 2 Grössenordnungen längere Stromflussdauer Schmelzperlen auf den Löschfunkenstrecken verursacht, die bereits die Luftstrecke der Funkenstrecken nennenswert verkürzen und damit die Ansprechspannung herabsetzen.
Gelingt es, Funkenstrecken für höhere Strombelastung herzustellen, so kann man auch die Grenze des nachfolgenden Betriebs stromes höher als 50 A ansetzen und wäre damit freier in der Bemessung bzw. Auslegung der Widerstände. Diese brauchten nicht mehr eine extrem stark gekrümmte Charakteristik zu haben, sondern könnten einen mehr Ohmschen Charakter besitzen, wodurch es möglich wird, auch ihre Strombelastbarkeit zu verbessern.
Es besteht somit ein drin gendes Bedürfnis, Funkenstrecken mit hö herer Strombelastbarkeit zu bauen, derart, dass keine Schmelzperlen auftreten, die den Abstand zwischen benachbarten Elek- trodenseheiben und damit die Spannung, bei der die Strecke zündet, verändern. Bei einer bekannten Löschfunkenstrecke für Überspan nungsableiter mit Magnetfeld zur Funken löschung wird das Magnetfeld durch einer. in der Achse der Funkenstreckensäule ange ordneten Permanentmagneten hervorgerufen.
Wenn hier auch ähnlich wie bei den mit Gas beblasenen Funkenstrecken der Lichtbogen schneller zum Erlöschen gebracht werden kann, so lässt sich doch kaum die Entstehung von Schmelzperlen mit den genannten nach teiligen Folgen unterdrücken.
Erfindungsgemäss wird die Entstehung der Schmelzperlen an der überschlagsstelle da durch verhindert, dass der Strom innerhalb der Funkenstrecke derart geführt wird, dass er ein die Wanderung des Lichtbogens erzwin gendes Feld erzeugt. Insbesondere wird der Strom in Form von Schleifen, Schrauben linien oder dergleichen innerhalb der Lösch- funkenstrecke geführt, indem man die die Entstehung des Lichtbogens begünstigenden Oberflächenteile der Elektrodenscheiben und das Scheibenmaterial entsprechend örtlich ver teilt.
Die Schleifen versuchen sich unter dein Einfluss des eigenen magnetischen Feldes zu vergrössern, Schraubenlinien suchen sich aus zuweiten. Infolgedessen wird der leicht beweg liche Lichtbogen unter solchen Einflüssen des Magnetfeldes sofort beim Entstehen weiter bewegt. Durch die rasche Weiterbewegung des Lichtbogens wird eine Erhitzung der Elektro- denscheiben an den Lichtbogenansatzstellen bis zur Schmelztemperatur vermieden, und es können infolgedessen auch keine Schmelz perlen auftreten.
Um ganz sicher zu gehen, verringert man zweckmässig den Abstand an einer Stelle zwi schen je zwei benachbarten Elektrodenschei- ben durch Vorsprünge, Ausbiegungen, Ver dickungen oder dergleichen und versetzt diese Stellen verringerten Abstandes über den Scheibenstapel hin derart, dass der Strom in der oben angegebenen Weise geführt wird; beim Wandern des Lichtbogens gelangt dieser dann sogleich nach der Entstehung an Stellen grösseren Abstandes. Wenn sich dort Schmelz perlen bilden, wird durch ihre Anwesenheit die Zündspannung der Funkenstrecke nicht. beeinflusst, weil für die Zündung die Stellen geringsten Abstandes, die nun unter allen Um ständen von Schmelzperlen freibleiben, mass geblich sind.
In der Zeichnung sind einige Ausführungs beispiele des Erfindungsgegenstandes darge stellt.
In Fig.1 und 2 sind in zwei verschiedenen Ansichten die aus einem Scheibenstapel beste henden Funkenstrecken eines überspannungs- ableiters dargestellt. Jede Scheibe 1 ist an diametral gelegenen Stellen und nach entge gengesetzten Seiten mit Verdickungen, Aus biegungen 2 oder dergleichen versehen, wobei diese Stellen von der Achse der Scheibe und ihrem Umfang ungefähr gleich weit entfernt sind. Zu beiden Seiten der kürzesten Verbin dung zwischen den Teilen 2 hat jede Scheibe Ausnehmungen 3.
Die Elektrodenscheiben 1 werden durch thermisch widerstandsfähige Isolierscheiben 4 in Abstand gehalten, die an den Verdickungs- oder Ausbiegungsstellen 2 entsprechende Ausschnitte 5 haben. In Fig. 1 ist nur eine solche Isolierscheibe dargestellt.
Die Scheiben 1 sind nun so angeordnet, dass sich je bei benachbarten Scheiben zwei Ausbauchungen oder Verdickungen 2 gegen überstehen, ein an diesen Stellen übergehen der Strom die Funkenstreeke also in schleifen förmigen Bahnen 20 durchsetzen muss.
Der an den Stellen 2 einsetzende Licht bogen wandert unter der Einwirkung des Magnetfeldes der einzelnen Schleifen in der durch Pfeil Pmz angedeuteten Richtung so gleich nach aussen, da nach bekannten Ge setzen die Schleifen die Tendenz haben, sich auszuweiten. Er gelangt dadurch an Stellen 6 grösseren Abstandes, wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist. Auf diese Weise wird die Ent stehung von Schmelzperlen an den Stellen 2 verhütet. Ausserdem erleichtert die durch die Wanderung erzwungene Verlängerung der Lichtbogen das Löschen.
Die Ausnehmungen 3 zwingen den Strom in den Bereich der kür zesten Verbindung zwischen den Stellen 2 und begünstigen dadurch die Entstehung eines ge nügend starken konzentrierten lagnetfeldes.
Eine solche Funkenstrecke zeichnet sich durch grosse Konstanz aus. Sie ist. einfach und billig herstellbar. Gegenüber bekannten Fun kenstrecken mit Ma.netfeldern bietet sie den Vorteil, dass zur Magnetfelderzeugung keine Dauermagnete benötigt werden, derenllagnet- kraft überdies unter der Einwirkung der Stromfeldstösse im Laufe der Zeit nachlässt.
Eine andere Ausführungsform zeigt in perspektivischer Ansieht Fig.3. Hier haben die einzelnen Elektrodenscheiben 1 die Forin von Ringen mit Schlitzen 7. Die Schlitze sind in tangentialer Richtung gegeneinander ver setzt. Die Ringanfänge 8 sind bei 2 verdickt, so dass jeweils der Abstand zwischen einem Ringanfang und dem gegenüberliegenden Ende 9 des andern Ringes kleiner ist als an den übrigen Stellen.
Natürlich können auch die Ringenden 9 nach der entgegengesetzten Seite verdickt, gebogen oder dergleichen sein, so da.ss der Abstand zwischen Anfang und Ende noch stärker verringert wird. Radial nach aussen wird der Abstand grösser. Durch diese Anordnung wird der Strom gezwungen, etwa in Schraubenlinienform 10 die Funken strecke zu durchsetzen. Da nach bekannten Gesetzen die schraubenförmige Strombahn sieh auszuweiten sucht, wandert sofort bei der Entstehung der Lichtbogen 11 in der Pfeil richtung radial nach aussen zu Stellen grösse ren Abstandes, wo er dann erlischt.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 be stehen die Scheiben 1 aus Ringsektoren mit stumpfem Zentriwinkel, die an den Anfängen 8 und Enden 9 nach entgegengesetzten Seiten gerichtete Verdickungen 2 haben. Hier stehen sich je die Anfänge 8 bzw. Enden 9 der Scheiben gegenüber, so dass der Lichtbogen 11., der an den Stellen 2 geringsten Abstan des entsteht, in Schleifenform die Funken strecke durchsetzt. Die Abstände werden von den Stellen 2 aus in tangentialer Richtung grösser. Die Magnetfelder üben auf die Licht bogen 11 im Sinne der Pfeile eine Kraft aus, so dass die Lichtbogen in tangentialer Rich tung von den Stellen geringsten Abstandes wegwandern.
Damit. die Lichtbogen genügend weit abwandern, können, wie gestrichelt, die Ringsektoren mit verjüngten Ansätzen 12 ver sehen sein. Die Vorteile sind die gleichen wie bei den vorher beschriebenen Ausführungs formen.
Unter Umständen empfiehlt es sich, wie dies beispielsweise an der Ausführungsform gemäss Fig. 5 gezeigt ist, das die Wanderung erzwingende Magnetfeld durch vom Licht bogenstrom erregte Spulen 13, 14 mit Eisen kernen 15 zu erzeugen. Die Spulen sind mit der Funkenstrecke in Reihe geschaltet und derart angeschlossen, dass sie abwechselnd entgegengesetzten Wicklungssinn haben. Die Feldlinien verlaufen etwa in Richtung der Pfeile 16, stehen also etwa senkrecht zu den zwischen den Scheiben 1 übertretenden Lichtbogen. Infolgedessen werden die Licht bogen zur Wanderung in tangentialer Rich tung veranlasst, haben also keine Zeit, Schmelzperlen zu bilden.
Auch hat das Metall der Elektrodenscheiben kaum Zeit zur nen nenswerten Verdampfung. Alle diese Um stände sind günstig für die Löschung. Man kann deshalb durch diese Funkenstrecke auch grössere Ströme als 100 Ampere unterbrechen.
Damit die Spulen 13, 14 bei hohen Strom stössen, nicht überschlagen werden, können sie durch Widerstandsscheiben überbrückt sein, die bei hohem Strom einen kleinen Widerstand haben und dementsprechend die Spannung an. den Spulen nicht über ein gewisses Mass an steigen lassen. Diese Widerstandsscheiben kön nen an Stelle der Eisenkerne 15 treten, oder diese Eisenkerne können, falls sie aus geeig neten Legierungen bestehen, auch gleich solche Widerstandsscheiben bilden. Bei der Ausfüh rungsform nach Fig. 5 ist es nicht nötig, durch Verdickungen oder dergleichen die Abstände zwischen benachbarten Scheiben an einzelnen Stellen zu verringern, da der Lichtbogen im mer zum Wandern gezwungen wird, gleichgül tig, an welcher Stelle er einsetzt.
Nach andern Ausführungsmöglichkeiten des Erfindungsgegenstandes kann man bei spielsweise bei einer Löschfunkenstrecke, die zum Beispiel eine Mehrfachlöschfunkenstrecke sein kann und einen Teil eines Überspan nungsableiters bildet, die Verbindung mit der Leitung und die Verbindung mit dem zu dem Ableiter gehörenden Widerstand rechtwinklig zur Achse der Löschfunkenstrecke führen so dass diese beiden Verbindungen zusammen mit der Achse der Löschfunkenstrecke eine Schleife bilden. Dabei kann man auch die eine Zuführung durch den Widerstand er setzen, indem man ihn senkrecht zur Achse der Löschfunkenstrecke anordnet.
Besonders zweckmässig ist es jedoch, die Stromzu- und -abführung zu den einzelnen Elektroden so zu wählen und gegebenenfalls die Elektroden so auszubilden, dass von dem Stromanschluss an jeder Elektrode bis zu der Stromabführung an der Gegenelektrode eine Stromschleife entsteht, welche die Löschwir- kung auf den Lichtbogen ausübt. Ausfüh- rungsbeispiele hierfür zeigen die Fig. 6 bis 10.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 6 und 7 ist eine Löschfunkenstrecke mit den üb lichen Elektroden vorgesehen, und es ist durch eine Isolierzwischenlage dafür gesorgt, dass der Strom immer nur auf derselben Seite der Durchschlagsstelle zu- und abgeführt wird. Mit 21 und 22 sind die beiden einander gegen überstehenden Elektroden bezeichnet. Sie ha ben in üblicher Weise in der Mitte einen Be reich geringeren Abstandes als am Rande. Sie sind durch einen Isolierring 23 voneinan der isoliert.
Während bei den bisherigen Löschfunkenstrecken unmittelbar auf den Elektroden die Stromzuführungs- bzw. Storm- abführungsscheibe lag, ist bei dieser Ausfüh rung der Erfindung die Stromzuführungs- bzw. -abführungsseheibe 24 bzw. 25 durch eine Isolierscheibe 26 bzw. 27 von der Elektrode getrennt. Jede dieser Zwischenlagen hat eine Aussparung, die ausserhalb des Bereiches des geringsten Abstandes der Elektroden liegt. Die Aussparungen stehen einander genau oder annähernd genau gegenüber.
In diese Ausspa rungen sind darin passende Metallscheiben 28 bzw. 29 gleicher Dicke wie die Isolierscheiben eingesetzt. Der Strom bei einem Überschlag kann dann nur durch diese Scheibe 28 zu der Elektrode 21 zugeführt und von der Elektrode 22 durch die Scheibe 29 abgeführt werden oder umgekehrt. Dadurch wird eine Strom schleife gebildet, welche im Ausführungsbei spiel eine nach rechts gerichtete Blaswirkung auf den Lichtbogen ausübt.
Während beim Ausführungsbeispiel der Fig. 6 und 7 die Stromzu- und -abführung am Rande vorgenommen und so die Schleife ge bildet wurde, kann man die Anordnung auch so treffen, dass die Stromzuführung in der Mitte erfolgt. Hierzu wird mindestens eine Elektrode tellerförmig ausgebildet, während die andere Elektrode eben sein kann oder ebenfalls tellerförmig ist.
Ein schematisches Ausführungsbeispiel. hierfür zeigt die Fig.8, und zwar für zwei tellerförmige Elektroden, die einander spie gelbildlich gegenüberstehen. Mit 30 ist die eine, mit 31 die andere Tellerelektrode be zeichnet. Beide sind durch einen Isolierring 32 voneinander isoliert. Die Stromzuführung und -abführung erfolgt in der Mitte, wie durch Pfeile angedeutet. Der Bereich der kleinsten Schlagweite bildet, wie die Figur zeigt, eine Ringfläche. Tritt ein Überschlag auf, und zwar unabhängig davon, an welcher Stelle die ses Ringes, so entsteht eine Stromschleife, wel che den Lichtbogen nach aussen bewegt.
Um die Wirkung der entstehenden Strom schleife zu vergrössern, empfiehlt es sich, in der Elektrodenscheibe Schlitze vorzusehen, welche die Stromdichte auf dem kürzesten Weg von der Stromzu- bzw. -abführung zur Überschlagsstelle vergrössern.
Ein Beispiel dafür zeigt die Fig.9, die einen Grundriss der Löschfunkenstrecke nach Fig. 8 darstellt. Es sind radiale Schlitze 35 vorgesehen. Tritt beispielsweise an der Stelle 33 der Ringfläche ein Überschlag auf, so ver läuft der Strom in der Elektrode von der durch ein Kreuz gekennzeichneten Zufüh rungsstelle zu der überschlagsstelle hin, so, wie es in der Figur durch die ausgezogenen Strom fäden dargestellt ist. Es fallen daher die Stromfäden fort, von denen der eine gestri chelt gezeichnet ist und die der Blaswirkung zum Teil entgegenwirken.
Wird die Löschfunkenstrecke aus mehreren solchen einzelnen Löschfunkenstrecken zusam mengesetzt, so kann man die benachbarten Elektroden zweier aufeinanderfglgender Fun kenstrecken in der Mitte durch eine Strom- Führung miteinander verbinäen, während sie am Rande isoliert voneinander sind. Eine be sonders einfache Anordnung erhält man, wenn man die tellerförmigen Elektroden so ausbil det, dass die Tiefe der Ausbuchtungen in der Mitte annähernd gleich der Höhe der Elek trode ist.
Man kann dann die beiden benach barten Elektroden aufeinanderfolgender Fun kenstrecken unmittelbar miteinander verbin den, zum Beispiel durch Vernietung oder Punktschweissung.
Ein Ausführungsbeispiel zeigt die Fig.10. Jede Funkenstrecke besteht aus zwei Elektro den 40 und 41, die aus gutleitendem Material, zum Beispiel Kupfer, bestehen. Sie sind durch einen Isolierring 42 voneinander isoliert. Die Isolierung zwischen benachbarten Elektroden aufeinanderfolgender Funkenstrecken erfolgt durch eine Isolierscheibe 43. Die beiden be nachbarten Elektroden zweier aufeinanderfol gender Funkenstrecken sind in der Mitte mit- einander verschweisst. In der Figur unten ist noch gezeigt, wie der Anschluss an die letzte Elektrode erfolgt, und zwar geschieht dieser mit Hilfe einer Metallscheibe 44, die durch eine nicht dargestellte Feder angedrückt wird.
Die Elektroden wird man wieder, wie früher erwähnt, schlitzen.
Um die Blaswirkung der Stromschleife zu erhöhen, empfiehlt es sich, die Leitfähigkeit für den magnetischen Fluss in ihrer Umge bung dadurch zu erhöhen, dass man in der Nachbarschaft der Schleife ferromagnetisches Material anordnet. Zu diesem Zweck kann man auf der der Überschlagsstrecke abge wendeten Oberfläche der Blektrodenscheibe eine Scheibe 45 aus ferromagnetischem Ma terial, zum Beispiel Eisen, anordnen. Diese Eisenscheiben können mit den Elektroden scheiben, die in der Regel aus gutleitendem Material sind, unmittelbar verbunden sein, zum Beispiel durch Verwendung von kupfer plattiertem Eisen.
Es kann aber auch zweck mässig sein, die Eisenscheiben von den Elek troden zu isolieren, zum Beispiel durch eine Zwischenlage aus Wasserglas, die gleichzeitig zur mechanischen Verbindung der Eisenschei ben mit den Elektroden dient. Man kann die Eisenscheibe, wie in der Fig.10 dargestellt, in der Mitte aussparen. Man kann sie aber auch durchgehen lassen und in der Mitte mit der Elektrodenscheibe verbinden, während sie sonst von ihr isoliert ist.
Um die Blaswirkung der Stromschleife zu verstärken, ist es zweckmässig, den vom Strom benutzten Querschnitt so klein wie möglich zu machen. Man wird deshalb die Elektroden so dünn wie möglich ausführen, und zwar die Dicke der Elektroden kleiner als 1 mm, vorzugsweise 0,2 mm und geringer, wählen. Verwendet man Eisenscheiben, wie in Fig. 10 dargestellt, so brauchen an die Elektroden hin sichtlich ihrer mechanischen Festigkeit nur ge ringe Anforderungen gestellt zu werden, da sie durch die Eisenscheiben gestützt werden. Man kann daher dann die Elektroden sehr dünn ausführen.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln die Leistungsfähigkeit sol- eher b'unkenstrecken erhöht wird, insbeson dere eine solche Funkenstrecke höhere Ströme löschen kann als bisher, und dass die Zünd- spannung für lange Betriebszeiten und auch bei starker Beanspruchung unverändert bleibt.
Extinguishing spark gap for surge arresters. The well-known valve arresters generally have extinguishing spark gaps in the manner of the Vienna spark gap, which consists of numerous metal disks sifted together with a small spacing. The curved characteristics of the upstream resistors ensure that the extinguishing spark path does not have to interrupt more than 10 to a maximum of 50 A of the subsequent operating current. With such currents, the burn-off on the panes remains low.
The short-term but much higher current surge that the arrester has to dissipate in the event of a thunderstorm surge also does not generate any significant burn-up on the surfaces of the extinguishing spark gaps.
However, if you want the arrester to respond not only for atmospheric overvoltages, but also for the so-called internal overvoltages that arise during switching operations, earth faults and the like, it must be expected that the current flow duration, which is 1 to 2 orders of magnitude longer, will result in melting pearls causes the quenching spark gaps, which already shorten the air gap of the spark gaps significantly and thus lower the response voltage.
If it is possible to create spark gaps for a higher current load, the limit of the subsequent operating current can also be set higher than 50 A and would thus be more free in the dimensioning or design of the resistors. These no longer needed to have an extremely strongly curved characteristic, but could have a more ohmic character, which makes it possible to improve their current-carrying capacity.
There is therefore an urgent need to build spark gaps with a higher current carrying capacity so that no melting beads occur that change the distance between adjacent electrode discs and thus the voltage at which the gap ignites. In a known extinguishing spark gap for surge arresters with a magnetic field to extinguish sparks, the magnetic field is through a. caused permanent magnets arranged in the axis of the spark gap column.
Even though the arc can be extinguished more quickly here, similar to the spark gaps blown with gas, it is hardly possible to suppress the formation of melting pearls with the aforementioned disadvantageous consequences.
According to the invention, the formation of the melting pearls at the point of flashover is prevented by the fact that the current is conducted within the spark gap in such a way that it generates a field which forces the migration of the arc. In particular, the current is conducted in the form of loops, helical lines or the like within the extinguishing spark gap by locally distributing the surface parts of the electrode disks that favor the formation of the arc and the disk material accordingly.
The loops try to enlarge under your influence of their own magnetic field, helical lines seek to widen. As a result, the easily movable arc is moved further as soon as it arises under such influences of the magnetic field. The rapid advancement of the arc prevents the electrode disks from heating up to the melting point at the arc attachment points, and as a result, no melting beads can occur.
To be on the safe side, it is advisable to reduce the distance at one point between two adjacent electrode disks by means of projections, bends, thickenings or the like, and to offset these points with a reduced distance across the disk stack in such a way that the current is in the above-mentioned range Wise run; When the arc wanders, it reaches places with greater distance immediately after it has arisen. If melting beads form there, their presence does not reduce the ignition voltage of the spark gap. influenced, because the points of the smallest distance, which now remain free of melting pearls under all circumstances, are decisive for the ignition.
In the drawing, some execution examples of the subject invention are Darge provides.
In Fig. 1 and 2, the existing spark gaps of a surge arrester are shown in two different views from a stack of discs. Each disc 1 is provided at diametrically located points and opposite opposite sides with thickenings, from bends 2 or the like, these points are approximately the same distance from the axis of the disc and its circumference. On both sides of the shortest connection between the parts 2, each disc has recesses 3.
The electrode disks 1 are held at a distance by thermally resistant insulating disks 4 which have corresponding cutouts 5 at the points of thickening or bending. In Fig. 1 only such an insulating washer is shown.
The panes 1 are now arranged in such a way that two bulges or thickenings 2 face each other on adjacent panes, so that the current must pass through the spark gap in loop-shaped paths 20 at these points.
The arc starting at points 2 migrates under the action of the magnetic field of the individual loops in the direction indicated by arrow Pmz so immediately outwards, since according to known Ge the loops have the tendency to expand. As a result, it arrives at points 6 at a greater distance, as indicated by dashed lines in FIG. In this way, the formation of melting pearls at points 2 is prevented. In addition, the lengthening of the arc forced by migration makes extinguishing easier.
The recesses 3 force the current into the area of the shortest connection between the points 2 and thereby favor the creation of a strong enough concentrated magnetic field.
Such a spark gap is characterized by great constancy. She is. easy and cheap to manufacture. Compared to known spark gaps with magnetic fields, it has the advantage that no permanent magnets are required to generate the magnetic field, and their magnetic force also decreases over time under the effect of the current field surges.
Another embodiment is shown in perspective view in Fig.3. Here the individual electrode disks 1 have the shape of rings with slots 7. The slots are mutually offset in the tangential direction. The ring beginnings 8 are thickened at 2, so that in each case the distance between one ring beginning and the opposite end 9 of the other ring is smaller than at the other points.
Of course, the ring ends 9 can also be thickened, bent or the like on the opposite side, so that the distance between the beginning and the end is reduced even more. The distance increases radially outwards. By this arrangement, the current is forced to enforce the spark gap approximately in a helical shape 10. Since, according to known laws, the helical current path seeks to expand, the arc 11 immediately migrates in the direction of the arrow radially outward to places greater than the distance where it then goes out.
In the embodiment according to FIG. 4 be the disks 1 from ring sectors with an obtuse central angle, which have at the beginnings 8 and ends 9 to opposite sides directed thickenings 2. Here, the beginnings 8 or ends 9 of the disks face each other, so that the arc 11, which arises at the points 2 of the smallest distance, penetrates the spark gap in a loop shape. The distances become larger from the points 2 in the tangential direction. The magnetic fields exert a force on the arcs 11 in the sense of the arrows, so that the arcs migrate away from the points of the smallest distance in a tangential direction.
In order to. the arcs migrate far enough, as dashed, the ring sectors with tapered lugs 12 can be seen ver. The advantages are the same as in the previously described embodiment.
Under certain circumstances it is advisable, as shown for example in the embodiment according to FIG. 5, to generate the magnetic field that forces the migration by means of coils 13, 14 with iron cores 15 excited by the arc current. The coils are connected in series with the spark gap and connected in such a way that they alternately have opposite directions of winding. The field lines run approximately in the direction of the arrows 16, that is, they are approximately perpendicular to the arc crossing between the panes 1. As a result, the arcs are made to migrate in the tangential direction, so they have no time to form melting beads.
The metal of the electrode disks hardly has any time to evaporate significantly. All of these circumstances are favorable for the deletion. You can therefore also interrupt currents greater than 100 amps through this spark gap.
So that the coils 13, 14 do not collide with high currents, they can be bridged by resistance disks, which have a low resistance when the current is high, and accordingly the voltage. Do not let the coils rise above a certain level. These resistance disks can take the place of the iron cores 15, or these iron cores can, if they consist of suitable alloys, also form such resistance disks. In the Ausfüh approximate form of Fig. 5, it is not necessary to reduce the distances between adjacent discs at individual points by thickenings or the like, since the arc is always forced to wander, irrespective of where it begins.
According to other possible embodiments of the subject matter of the invention, for example with a quenching spark gap, which can be a multiple quenching spark gap and forms part of an overvoltage arrester, the connection to the line and the connection to the resistor belonging to the arrester can run at right angles to the axis of the quenching spark gap that these two connections form a loop together with the axis of the quenching spark gap. You can also put one feed through the resistor by placing it perpendicular to the axis of the quenching spark gap.
However, it is particularly expedient to select the current supply and discharge to the individual electrodes and, if necessary, design the electrodes in such a way that a current loop is created from the power connection on each electrode to the current discharge on the counter electrode, which has the extinguishing effect exerts the arc. Exemplary embodiments for this are shown in FIGS. 6 to 10.
In the embodiment according to FIGS. 6 and 7, an extinguishing spark gap is provided with the usual union electrodes, and it is ensured by an insulating layer that the current is only supplied and discharged on the same side of the breakdown point. With 21 and 22, the two opposing electrodes are designated. You have in the usual way in the middle of a Be rich smaller distance than on the edge. They are isolated from one another by an insulating ring 23.
While the current supply or discharge disc was located directly on the electrodes in the previous extinguishing spark gaps, in this embodiment of the invention the power supply or discharge disc 24 or 25 is separated from the electrode by an insulating disc 26 or 27. Each of these intermediate layers has a recess which lies outside the area of the smallest distance between the electrodes. The recesses are exactly or almost exactly opposite one another.
In these recesses matching metal disks 28 and 29 of the same thickness as the insulating washers are used. The current in the event of a flashover can then only be fed through this disk 28 to the electrode 21 and discharged from the electrode 22 through the disk 29 or vice versa. As a result, a current loop is formed, which in the game Ausführungsbei exerts a blowing effect directed to the right on the arc.
While in the embodiment of FIGS. 6 and 7, the current supply and discharge was made at the edge and thus the loop was formed, the arrangement can also be made so that the current is supplied in the middle. For this purpose, at least one electrode is designed in the shape of a plate, while the other electrode can be flat or is also plate-shaped.
A schematic embodiment. FIG. 8 shows this for two plate-shaped electrodes which face each other in mirror image form. With 30 the one, with 31 the other plate electrode be characterized. Both are isolated from one another by an insulating ring 32. The power supply and discharge takes place in the middle, as indicated by arrows. As the figure shows, the area of the smallest striking distance forms an annular surface. If a flashover occurs, regardless of where this ring is located, a current loop is created which moves the arc outwards.
In order to increase the effect of the resulting current loop, it is advisable to provide slots in the electrode disk, which increase the current density on the shortest path from the current supply or discharge to the flashover point.
An example of this is shown in FIG. 9, which shows a floor plan of the quenching spark gap according to FIG. Radial slots 35 are provided. If, for example, a flashover occurs at point 33 of the ring surface, the current in the electrode runs from the feed point indicated by a cross to the flashover point, as shown in the figure by the drawn out current threads. Therefore, the stream threads fall away, one of which is shown in dashed lines and which partly counteract the blowing effect.
If the quenching spark gap is composed of several such individual quenching spark gaps, the adjacent electrodes of two successive spark gaps can be connected in the middle by a current guide, while they are isolated from one another at the edge. A particularly simple arrangement is obtained if the plate-shaped electrodes are designed so that the depth of the bulges in the middle is approximately equal to the height of the electrode.
You can then connect the two neighboring electrodes of successive spark gaps directly to one another, for example by riveting or spot welding.
An exemplary embodiment is shown in FIG. Each spark gap consists of two electrodes 40 and 41, which are made of highly conductive material such as copper. They are isolated from one another by an insulating ring 42. The insulation between adjacent electrodes of successive spark gaps is done by an insulating washer 43. The two adjacent electrodes of two successive spark gaps are welded to one another in the middle. In the figure below it is also shown how the connection to the last electrode takes place, and this is done with the aid of a metal disk 44 which is pressed on by a spring, not shown.
The electrodes will be slit again, as mentioned earlier.
To increase the blowing effect of the current loop, it is advisable to increase the conductivity for the magnetic flux in its vicinity by placing ferromagnetic material in the vicinity of the loop. For this purpose, a disk 45 made of ferromagnetic material, for example iron, can be arranged on the surface of the sheet metal disk facing the rollover section. These iron disks can be directly connected to the electrode disks, which are generally made of highly conductive material, for example by using copper-plated iron.
However, it can also be useful to isolate the iron disks from the electrodes, for example with an intermediate layer of water glass, which simultaneously serves to mechanically connect the iron disks to the electrodes. You can cut out the iron disc in the middle, as shown in Fig. 10. But you can also let it go through and connect it in the middle to the electrode disk, while it is otherwise isolated from it.
In order to increase the blowing effect of the current loop, it is advisable to make the cross section used by the current as small as possible. The electrodes will therefore be made as thin as possible, specifically choosing the thickness of the electrodes to be less than 1 mm, preferably 0.2 mm and less. If iron disks are used, as shown in FIG. 10, the electrodes only need to be subject to minimal requirements in terms of their mechanical strength, since they are supported by the iron disks. The electrodes can therefore be made very thin.
The invention offers the advantage that, with simple means, the efficiency of spark gaps is increased, in particular such a spark gap can extinguish higher currents than before, and that the ignition voltage remains unchanged for long operating times and even under heavy load.