CH313669A - Vorionisierte Funkenstrecke, insbesondere für Überspannungsableiter - Google Patents

Description

      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.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Vorionisierte Funkenstrecke, insbesondere für überspannungsableiter, dadurch gekenn zeichnet, dass parallel zur Hauptfunkenstrecke mindestens eine Hilfsftmkenstreeke kleinerer Schlagweite als diejenige-der Hauptfunken strecke in Reihe mit einer Kapazität so an geordnet ist, dass die durch die Entladung der Hilfsfunkenstrecke erzeugte Strahlung umgehindert in den Zündraum der Haupt funkenstrecke gelangen kann. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Funkenstrecke nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlagweite der Hilfsfunkenstrecke weniger als die Hälfte derjenigen der Hauptfunkenstrecke beträgt. 2. Funkenstrecke nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Distan- zierung der Elektroden der Hauptfunken strecke dienende Isolator wenigstens eine mit einem leitenden Belag versehene Ausnehmung aufweist, welcher Belag als Kondensatorbelag und zugleich als eine Elektrode der Hilfsfun kenstrecke dient,

   wobei die zweite Elektrode der Hilfsfunkenstrecke durch eine Ausbuch tung der Hauptelektrode gebildet wird. 3. Funkenstrecke nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmun- gen des Isolators und die Ausbuchtungen der Hauptelektroden je paarweise auf verschie denen Seiten des Isolators angeordnet sind, wobei parallel zur Hauptfunkenstrecke zwei Hilfsfunkenstrecken mit je einem in Reihe lie genden Kondensator gebildet werden. 4.

   Funkenstrecke nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolator auf der äussern Mantelfläche mit einem hochohmi- gen Widerstandsbelag versehen ist.