Vorionisierte Funkenstrecke, insbesondere für Überspannungsableiter Um Korrosionen bei Überspannungsablei- tern. zu verhindern, müssen diese bekanntlich hermetisch abgeschlossen sein. Normale, von der Aussenluft abgeschlossene Funkenstrecken zeigen aber eine starke Verarmung an Ionen, welche eine Entladung einleiten können. B(-# sonders bei steilen Spannungsanstiegen muss die statische Zündspannung der Funken strecke sehr stark überschritten werden, um eine Zündung zu erreichen.
Um diesen hTachteil zu vermeiden, ist es bekannt, eine Elektrode der Ftuzkenstrecke zu unterteilen und den einen Teil über einen Widerstand mit dem andern zu verbinden. Bei langsamen Spannungsänderungen nehmen beide Teilelektroden dasselbe Potential an, während bei schnellen zunächst nur der di rekt verbundene Elektrodenteil auf Spannung kommt. Dadurch wird das Feld zwischen den Funkenstrecken verzerrt und die Zündspan- nung erniedrigt. Bei sehr starken Spannungs anstiegen kann es sogar zu Funkenüberschlä gen zwischen den ' Teilelektroden kommen, welche stark ionisierend wirken.
Diese An ordnung hat jedoch den Nachteil, dass die Zündspannung von der Form des zeitlichen Spannungsverlaufes stark abhängt. Ferner wird zusätzlich eine Isolation und ein Wider stand zwischen den beiden Teilelektroden be nötigt.
Es ist ferner bekannt, das elektrische Feld in der Nähe der Elektroden durch be sondere Formgebung der Elektroden und Iso- lierkörper zu deformieren, so dass an diesen Stellen diffuse Vorentladungen entstehen, welche durch ihre Strahlung die Funken- strecke ionisieren. Damit eine ausreichende Ionisierung entsteht, müssen Isoliermateria lien sehr hoher Dielektrizitätskonstante ver wendet werden. Mit normalem Isoliermaterial (z. B. Porzellan) ist aber die Wirkung dieser Anordnung nicht ausreichend.
Zweck der Erfindung ist nunmehr, eine vorionisier te Funkenstrecke, insbesondere für Ilberspannangsableiter, zu schaffen, die die erwähnten Nachteile der bisherigen Anord nungen vermeidet.
Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass parallel zur Hauptfunkenstrecke mindestens eine Hilfs funkenstrecke kleinerer Schlagweite als die jenige der Hauptfunkenstrecke in Reihe mit einer Kapazität so angeordnet ist, dass die durch die Entladung der Hilfsfunkenstrecke erzeugte Strahlung ungehindert in den Zünd- raum der Hauptfunkenstrecke gelangen kann.
An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert, und zwar ist in Fig.1 die prinzipielle Anordnung nach der Erfindung schematisch dargestellt, während die Fig.2a und 2b bzw. 3a und 3b zwei Ausführungsbei spiele der Funkenstrecken eines Überspan nungsableiters nach der Erfindung im Längs schnitt bzw. Grundriss veranschaulichen.
In Fig.1 bedeutet 1 die Hauptf-Lmken- strecke eines Überspannungsableiters, und parallel zu dieser liegt die Reihenssshältung mindestens einer Hilfsfunkenstrecke 2 klei nerer Schlagweite und eines Kondensators 3. Die Hilfsfunkenstrecke 2 ist so angeordnet, dass die von ihr ausgesandte Strahlung in den Zündraum der Hauptfunkenstrecke 1 trifft. Beim Auftreten einer Spannungsänderung tritt an der Hilfsfunkenstrecke 2 zunächst die gleiche Spannungsdifferenz auf wie an der Hauptfunkenstrecke 1.
Da die Schlagweite der Hilfsfunkenstrecke 2 wesentlich kleiner ist als jene der Hauptfunkenstrecke 1, erreicht die Spannung an der ersteren das Mehrfache ihrer statischen Zündspannung, im Moment, wenn letztere ihre statische Zündspannung er reicht hat. Bekanntei-weise zündet die Hilfs funkenstrecke 2 unter einer solchen Belastung praktisch ohne Verzögerung.
Durch die im Hilfsfunken umgesetzte Ladeenergie des Kon- densators 3 wird dann eine Strahlung erzeugt, die die Hauptfunkenstrecke äusserst wirksam ionisiert, so dass auch sie ohne Verzögerung zündet. Spannungen unter der statischen Zündspannung der Hauptfunkenstrecke 1 bringen wohl die Hilfsfunkenstrecke 2 zum Zünden, können jedoch keinen Durchschlag der Hauptfunkenstrecke verursachen.
Eine günstige Ausführungsform der Er findung kann erreicht werden, wenn die ohne hin zur Distanzierung der Elektroden benötig ten Isolatoren auch zur Bildung der Kapazi tät herbeigezogen werden. Die Fig. 2a und 2b zeigen eine solche Funkenstrecke im Längs schnitt bzw. Grundruss, wobei der letztere teil weise im Schnitt dargestellt ist. Die Haupt funkenstrecke 1 liegt ringförmig zwischen den Elektroden 4 und 5, welche. ihrerseits durch einen zentrischen Isolator 6 voneinander di stanziert werden.
In einer Nute 7 dieses Iso- lators liegt der leitende Belag 8, welcher mit der Elektrode 4 als Gegenbelag den Konden sator 3 (Fig.1) bildet, wobei der Isolator 6 als Dielektrikum dient. Anderseits bildet der nach unten gebogene Lappen 9 der Elektrode 5 mit dem Belag 8 die Hilfsfunkenstrecke 2, deren Schlagweite weniger als die Hälfte der jenigen der Hauptfunkenstrecke 1 beträgt.
Eine weitere Ausführungsform zeigen die Fig. 3a im Aufriss bzw. 3b im Grundruss. Hier sind die beiden Hauptelektroden 14 und 15 napfförmig und bilden im Zentrum die Hauptfunkenstrecke 1. Der ringförmige Iso lator 16 ist mit zwei nischenförmigen Ausneh- mungen 17 versehen, eine gegen die Elektrode 14, die andere gegen die Elektrode 15. In die sen Nischen sind die Kondensatorbeläge 18 aufgebracht, welche mit den Lappen 19 der Elektroden 14, 15 die Hilfsfunkenstrecke 2 bilden.
Diese paarweise Ausführung der Hilfs- funkenstrecken 2 hat den Vorteil, dass die bei den Elektroden 14 und 15 gleich ausgeführt werden können und eine eventuelle Polari tätsabhängigkeit im Ansprechverzug vermie den wird. Für widerstandsgesteuerte Funken strecken kann auf die äussere Mantelfläche ein hochohmiger Widerstandsbelag 10 aufge bracht werden.
Die beschriebene Funkenstrek- kenanordnung ergibt dank der im Hilfsfun ken umgesetzten Ladeenergie des Kondensa- tors eine äusserst wirksame Ionisierung. Die Ansprechspannimg ist deshalb im ganzen Be reich der- praktisch vorkommenden Span nungsanstiege kaum grösser als die statische Ansprechspannung. Im Gegensatz zu der An ordnung mit unterteilten Elektroden hängt diese Spannung nicht von der Anstiegs geschwindigkeit und der Form des zeitlichen Spannungsverlaufes ab.
Ferner fällt die Iso lation zwischen den unterteilten Elektroden sowie der Widerstand zwischen denselben weg, was eine konstruktive Vereinfachung ergibt.
Gegenüber der Anordnung mit Sprüh- bzw. diffusen Entladungen infolge Verzer rung des elektrischen Feldes hat die beschrie bene Anordnung den Vorteil, dass die im Hilfsfunken umgesetzte Energie wesentlich grösser ist als diejenige in diffusen Entladun gen, selbst wenn nur Isoliermaterialien übli cher Dielektrizitätskonstanten, wie z. B. Por zellan, verwendet werden. Damit ist aber auch die Ionisierungswirkung wesentlich grösser, so dass nach der vorliegenden Erfindung selbst bei den steilsten, praktisch vorkommenden Spannungsanstiegen ein Stossfaktor erreicht wird, der nur einige Prozent über der Ein heit liegt.