Funkenstreckenstapel mit reduzierter Höhe für Ventilableiter Es ist ein bekannter Wunsch, bei Ventil ableitern für höhere Spannungen die Bauhöhe herabzusetzen. Die zulässige Spannungsbean spruchung per Längeneinheit bei dem Stapel von spannungsabhängigen Widerständen ist für jeden Typ von Widerstandsmaterial auf einen bestimmten Wert begrenzt, während die Funkenstrecken so ausgeführt sein können, dass sie sehr verschiedenen Raum beanspru chen.
Demgemäss kommen Ventilableiter auf dem Markt vor; bei denen der F'unkenstrek- kenstapel eine doppelt so grosse Höhe als die spannungsabhängigen Widerstände bean sprucht, .aber anderseits gibt es auch solche, bei denen der Stapel halb so viel Raum wie die Widerstände beansprucht.
Bei der Kon struktion eines niedrigen Funkenstreekensta- pels ist eine der Schwierigkeiten die, eine ge nügende Höhe für die Widerstandskörper, die sogenannten .Steuerwiderstände, zu erhalten, die die:Spannungsverteilung beiKraftfrequenz längs des F'unkenstreckenstapels steuern.
Es ist. eine bekannte Methode, die Elektroden im Funkenstreckenstapel als runde Metallschei ben auszuführen, die mit Auspressungen nach beiden Seiten geprägt sind, in die dann die Steuerwiderstände zickzackförmig eingepasst werden (schwedisches Patent Nr.109211). In dieser Weise kann man die vertikale 'Teilung zwischen den F'unkenstreckenscheiben bis auf kaum mehr als die Hälfte der Höhe jedes Steuerwiderstandes herabsetzen.
Gemäss der vorliegenden Erfindung decken sich die Elektrodenplatten nur teilweise, und sie werden mit einer systematischen seitlichen Verschiebung aufeinander gestapelt, zum Bei spiel so, dass sie um die Zentrumslinie des Ableiters mit einem bestimmten Winkel gegen einander gedreht werden. Dies kann man dazu benutzen, die Bauhöhe weiterhin zu reduzie ren, oder, bei unveränderter Bauhöhe, den Steuerwiderständen und Abstandsstücken eine reichlichere vertikale Ausdehnung zu geben.
Man erhält überhaupt freiere Hand für eine zweckmässige Ausführung des Elektrodenpro- fils im Hinblick auf Überschlagsstreeke, Kriechweg und Löscheigenschaften. Man kann auch zum Beispiel jeden zweiten .Steuerwider stand einsparen, indem man die verbleiben den je zwei Funkenstrecken überbrücken lässt, wobei der Steuerwiderstand frei an der zwischenliegenden Elektrodenscheibe vorbei geht, die die übrigen .Scheiben nicht vollstän dig deckt.
Die Erfahrung zeigt, dass die Steue rung des F'unkenstreckenstapels auch befrie digend wird, wenn man die zwischenliegenden Scheiben elektrisch frei schwebend lässt.
Die Möglichkeit einer reduzierten Bauhöhe kann besonders gut bei solchen Ableitern ausgenutzt werden, bei denen spannungsai)- hängige Widerstandsblöcke und kurze Fun- kenstreckenstapel abwechselnd in gleichförmi ger oder umgleichförmiger Verteilung auf einander gestapelt werden. Bei den kurzen Stapeln, um die es sich hier handelt, erreicht man das dadurch, dass man in jedem Stapel den Verschiebungszyklus nicht ganz durch läuft.
Dadurch dass auf diese Weise in allen Gruppen keine Funkenstrecken direkt über einander liegen, wird es leicht, Isolationskra gen oder Schirme anzuordnen, die unzulässige Überschläge an der ganzen Fimkenstrecken- gruppe vorbei verhindern, auch wenn diese vertikal sehr kompakt ausgeführt wird. Ein Beispiel für eine solche Bauweise ist in Fig. 2 gezeigt.
Die Fig.1A, 1B und 1C zeigen im Prin zip, wie man einen E.lektrodenstapel gemäss der Erfindung beispielsweise am einfachsten verwirklichen kann. Die Teilung ist in der Vigur so. ausgewählt worden, dass der Ver.- schiebtmgszyklus nach drei Elektroden durch laufen ist.
In Fig. 1A sind 1 Elektroden, von oben nach unten mit la-1g bezeichnet, die der Übersichtlichkeit halber als. schmale Blech winkel gezeichnet sind. In Wirklichkeit wäre es günstiger, sie als ganze Kreissektoren oder Kreissegmente auszuführen, was nichts am Prinzip der Erfindung ändert. 2 sind Ab standsstücke (können natürlich .auch Steuer widerstände sein), die in diesem Falle eine Höhe gleich der vertikalen Teilung zwischen zwei Elektroden haben.
3 und 4 sind Ab standsstücke oder Steuerwiderstände von grö sserer Höhe, die zwei Elektrodenabstände über brücken. In der Fig.1B sind die Stücke 3 als isolierende Abstandsstücke und 4 als Steuer widerstände gezeichnet. 5 bezeichnet eine Fun kenstrecke zwischen zwei Elektroden.
Die Fun kenstrecke 5 ist -in der Fig.1A -unnatürlich gross gezeichnet, da alle Höhenmasse der Deut lichkeit halber übertrieben sind. Fig. 1B zeigt den gleichen Elektrodenstapel in Draufsicht. Die Funkenstrecken und Steuerwiderstände liegen alle übereinander längs drei Linien, die mit I, II und ITII bezeichnet werden.
Ein schematisches Bild der Anordnung gemäss Fig. 1C zeigt nur die aktiven Teile der An- ordnung, nämlich die und Funkenstrecken.
Die Fig. 2.4,<I>2B</I> und 2C zeigen eine andere Ausführungsform, bei der die Bau- höhe reduziert ist. Die Gruppen der Fun kenstrecken werden abwechselnd mit span nungsabhängigen Widerständen 9 gestapelt. Innerhalb einer Funkenstreckengruppe sind sämtliche Funkenstrecken gegenseitig verscho ben, so dass sie nicht genau übereinander zu liegen kommen. Der Deutlichkeit halber ist die Teilung hier so gewählt, dass der Ver- schiebLtngszyklus nach nur zwei Funkenstrek- ken durchlaufen ist.
Die Gruppe der Funken strecken besteht daher aus zwei Funken strecken. Fig. 2A zeigt einen Schnitt, der an gibt, wie der Stapel vertikal aufgebaut ist. Die Elektroden 1 sind voneinander durch Folien 6 isoliert. Für jede neue Strecke inner halb der Gruppe erhöht sich die Stapelhöhe nur um einen Betrag, der der Dicke der Elek- trodenplatte und der Isolationsfolie entspricht. Sämtliche :Strecken in der Gruppe liegen da her ungefähr in derselben Ebene. Je mehr Funkenstrecken die Gruppe enthält, desto grösser ist der vertikal eingesparte Platz. Fig. 2B ist ein Schnitt rechtwinklig zur Sta pelachse.
In der Figur sieht man die Funken strecke 5 in der Mitte auf der Elektrode. Auf jeder Seite der Funkenstrecke sind Abstands stücke 2 und 2' gezeigt, wobei 2' zweckmässig aus einem Steuerwiderstand besteht. Die Bau weise gemäss F'ig.2A und 2B lässt auch zu, dass jeder Steuerwiderstand vertikal eine Höhe erhält, die grösser als die Höhe der ganzen F'unkenstreckengruppe ist (siehe Fig. 2C). Der Sitz des Steuerwiderstandes ist dabei ausserhalb des Stapels selbst angeordnet.
Alle Steuerwiderstände innerhalb der Gruppe der Funkenstrecken sind dabei ebenso Wie die Funkenstrecken gegeneinander verschoben, so dass sie nicht genau übereinander zu liegen kommen. Fig. 2C zeigt diese Anordnung, wo bei 2' einen Steuerwiderstand über einer Fun kenstrecke und 4 einen Steuerwiderstand über mehreren Funkenstrecken bei einer Gruppe von mindestens drei Funkenstrecken ergibt.
Fig. 3 zeigt schematisch, in Analogie mit den Fig, 1C und 2C, wie man gemäss der Er findung die Funkenstrecken beispielsweise auch in einer Reihe hintereinander in der selben Ebene montieren kann. Diese Reihe von Funkenstrecken kann natürlich auch um einen Stapel von Steuerwiderständen herum mon tiert werden und eine Gruppe bilden, die in Reihe mit den spannungsabhängigen Wider ständen geschaltet wird.
Spark gap stack with reduced height for valve arresters It is a well-known desire to reduce the overall height of valve arresters for higher voltages. The permissible voltage stress per unit length in the stack of voltage-dependent resistors is limited to a certain value for each type of resistor material, while the spark gaps can be designed in such a way that they take up very different spaces.
Accordingly, valve arresters are found on the market; in which the spark gap stack requires twice as much height as the voltage-dependent resistors, but on the other hand there are also those in which the stack takes up half as much space as the resistors.
When constructing a low spark gap stack, one of the difficulties is to obtain a sufficient height for the resistance bodies, the so-called control resistors, which control the voltage distribution at power frequency along the spark gap stack.
It is. a known method of making the electrodes in the stack of spark gaps as round metal disks, which are embossed with press-outs on both sides, into which the control resistors are then fitted in a zigzag shape (Swedish patent no.109211). In this way the vertical division between the spark gap disks can be reduced to barely more than half the height of each control resistor.
According to the present invention, the electrode plates only partially coincide, and they are stacked on top of one another with a systematic lateral displacement, for example in such a way that they are rotated around the center line of the arrester at a certain angle relative to one another. This can be used to continue to reduce the height, or, with the same height, to give the control resistors and spacers a more extensive vertical expansion.
In general, you get a freer hand for an expedient design of the electrode profile with regard to rollover distance, creepage distance and extinguishing properties. You can also save every second control resistor, for example, by letting the remaining two spark gaps be bridged, with the control resistor passing freely past the electrode disk in between, which does not completely cover the other disks.
Experience shows that the control of the spark gap stack is also satisfactory if the panes in between are left floating electrically.
The possibility of a reduced overall height can be used particularly well with arresters in which voltage-dependent resistor blocks and short spark gap stacks are alternately stacked on top of each other in a uniform or non-uniform distribution. With the short stacks that are involved here, this is achieved by not going through the shift cycle in each stack.
Because there are no spark gaps directly above each other in any of the groups, it is easy to arrange insulation collars or screens that prevent inadmissible flashovers past the entire group of gaps, even if it is very compact vertically. An example of such a construction is shown in FIG.
1A, 1B and 1C show in principle how an E. electrode stack according to the invention can be realized most easily, for example. The division is like this in the Vigur. has been selected that the displacement cycle is completed after three electrodes.
In Fig. 1A 1 electrodes, designated from top to bottom by la-1g, which for the sake of clarity as. narrow sheet metal angles are drawn. In reality, it would be more beneficial to design them as whole sectors or segments of a circle, which does not change the principle of the invention. 2 are spacers (can of course also be control resistors), which in this case have a height equal to the vertical division between two electrodes.
3 and 4 are spacers or control resistors of greater height that bridge two electrode gaps. In Fig.1B, the pieces 3 are drawn as insulating spacers and 4 as control resistors. 5 denotes a spark gap between two electrodes.
The spark gap 5 is drawn unnaturally large in FIG. 1A, since all height dimensions are exaggerated for the sake of clarity. 1B shows the same electrode stack in plan view. The spark gaps and control resistors all lie on top of each other along three lines, which are designated with I, II and ITII.
A schematic diagram of the arrangement according to FIG. 1C shows only the active parts of the arrangement, namely the and spark gaps.
2.4, <I> 2B </I> and 2C show another embodiment in which the overall height is reduced. The groups of spark gaps are stacked alternately with voltage-dependent resistors 9. Within a spark gap group, all spark gaps are mutually shifted so that they do not come to lie exactly one above the other. For the sake of clarity, the division is selected here in such a way that the shift cycle is completed after only two spark gaps.
The group of spark stretches therefore consists of two spark stretches. Fig. 2A shows a section which indicates how the stack is built up vertically. The electrodes 1 are insulated from one another by foils 6. For each new section within the group, the stack height only increases by an amount that corresponds to the thickness of the electrode plate and the insulation film. All: The stretches in the group are therefore roughly on the same level. The more spark gaps the group contains, the greater the vertical space saved. Fig. 2B is a section at right angles to the stack axis.
In the figure you can see the spark gap 5 in the middle on the electrode. On each side of the spark gap are spacer pieces 2 and 2 'shown, with 2' suitably consists of a control resistor. The construction according to FIGS. 2A and 2B also allows each control resistor to have a vertical height that is greater than the height of the entire spark gap group (see FIG. 2C). The seat of the control resistor is arranged outside the stack itself.
All control resistors within the group of spark gaps are shifted, as are the spark gaps, so that they do not lie exactly on top of each other. Fig. 2C shows this arrangement, where at 2 'a control resistor over a spark gap and 4 results in a control resistor over several spark gaps in a group of at least three spark gaps.
Fig. 3 shows schematically, in analogy to FIGS. 1C and 2C, how you can mount the spark gaps according to the invention, for example, in a row one behind the other in the same plane. This series of spark gaps can of course also be mounted around a stack of control resistors and form a group that is connected in series with the voltage-dependent resistors.