CS199887B1

CS199887B1 - Protective spark gap electrodes

Info

Publication number: CS199887B1
Application number: CS552777A
Authority: CS
Inventors: Milos Dolezal; Frantisek Posmura; Josef Babka; Vladimir Havel
Original assignee: Milos Dolezal; Frantisek Posmura; Josef Babka; Vladimir Havel
Priority date: 1977-08-23
Filing date: 1977-08-23
Publication date: 1980-08-29

Abstract

Elektrody ochranného jiskříště, zejména pro zapouzdřené rozvodny» Obě elektrody ochranného jiskřiště jsou opatřeny výstupkem na plochách vzájemně přivrácených. Výstupky jsou malé v porovnání s doskokovou vzdáleností elektrod, ale větší než nerovnosti povrchu elektrod vzniklé při výrobě. Výška ‘ výstupku je nejméně o polovinu meněí než doskoková vzdálenost elektrod. Velikost rázového zapalovacího napětí při prakticky konstantním střídavém zapalovacím napětí lze regulovat velikostí, tvarem a počtem výstupků.Electrodes of a protective spark gap, especially for encapsulated switchgear» Both electrodes of the protective spark gap are provided with a projection on the surfaces facing each other. The projections are small in comparison with the clearance distance of the electrodes, but larger than the unevenness of the electrode surface caused during production. The height of the projection is at least half less than the clearance distance of the electrodes. The magnitude of the impulse ignition voltage at a practically constant alternating ignition voltage can be regulated by the size, shape and number of projections.

Description

Vynález ee týká elektrod ochranného jiskřiště, zejména pro zapouzdřené rozvodny.The invention relates to protective spark gap electrodes, in particular for encapsulated switchgear.

Zapalovací napětí jiskžiětě závisí na mnoha činitelích, mezi než patří táž tvar napětí. Z hlediska přepěťové ochrany dělíme napětí na rázovou vlnu - atmosférické přepětí a nadpětí s provozním kmitočtem. Jiskřiště přepěťové ochrany musí zapálit, dosáhne-ll rázová vlna určitá velikosti. Při výskytu nadpětí je však zapálení jiskřiště nežádoucí, střídavé zapalovací napětí musí být proto co nejvyšší.Ignition voltage is highly dependent on many factors, including the same shape of voltage. In terms of overvoltage protection, we divide the voltage into a shock wave - atmospheric overvoltage and overvoltage with operating frequency. The surge protector must ignite when the shock wave reaches a certain size. However, if an overvoltage occurs, ignition of the spark gap is undesirable, therefore the alternating ignition voltage must be as high as possible.

Jiskřiště jsou proto řešena tak, aby elektrické pole bylo jen mírně nehomogenní a jsou vybavena tak zvanou předionizační vložkou, vyrobenou z materiálu s vysokou dlelektrickou konstantou a spojenou s jednou elektrodou. V úzká mezeře mezi volným koncem předionizační vložky a protější elektrodou existuje silné elektrická pole, jehož účinkem se vytváří volné elektrony difundující do zbývajícího prostoru jiskřiště. Tyto elektrony podmiňují počátek zapalovacího procesu, je-li jioh dostatek (jejich účinek je nahodilý), zapálí se jiskřiště při požadovaná hodnotě rázová vlny* P_opsaný způsob je složitý a drahý. Kromě toho je neúčinný, naohází-li se jiskřiště v některém elektronegativním plynu, elektrony vytvoří spolu s neutrálními částicemi záporné, těžké ionty, neschopná srážková ionizace. Při užiti elektronegativních plynů vznikají proto volné elektrony tvořící počátek průrazného prooesu až po přiložení napětí na jiskřiště a to emisí elektronů z katody účinkem elektrického pole. Je tudíž důležité nejen makrogeometrioké řešeni elektrod, ale i mikroskopické poruohy jejich povrchu. Následkem výrobních odchylek mají proto jiskřiště sestavená z jednotlivých elektrod vyrobených stejnou teohnologil odlišná zapalovací napětí. Přepěťová ochrana je pak nespolehlivá.The spark gaps are therefore designed so that the electric field is only slightly inhomogeneous and they are equipped with a so-called pre-ionization insert made of a material with a high dlelectric constant and connected to one electrode. In the narrow gap between the free end of the preionizing insert and the counter electrode, there are strong electric fields, which produce free electrons diffusing into the remaining spark gap. These electrons makes the beginning of the ignition process, if enough jioh (their effect is arbitrary), the spark gap is ignited at the required value P * shockwaves _writing process is complicated and expensive. In addition, it is ineffective if the spark gap is in an electronegative gas, the electrons together with the neutral particles form negative, heavy ions, incapable of collision ionization. Using electronegative gases, therefore, free electrons form the origin of the breakdown prooess only after the voltage has been applied to the spark gap by the emission of electrons from the cathode under the effect of an electric field. It is therefore important not only the macrogeometrical solution of the electrodes, but also the microscopic defects of their surface. Due to manufacturing variations, therefore, the spark gaps assembled from individual electrodes produced by the same teohnologil have different ignition voltages. The overvoltage protection is then unreliable.

Uvedené nevýhody v podstatě odstraňuje vynález, který spočívá v tom, že elektrody ochranného jiskřiště, první a druhá jsou obě opatřeny alespoň jedním výstupkem na plochách vzájemně přivrácených. Výška výstupku je nejméně o polovinu menší než doskoková vzdálenost elektrod·Essentially, these disadvantages are overcome by the invention in that the spark gap electrodes, the first and the second, are both provided with at least one projection on faces facing each other. The height of the projection is at least half less than the rebound distance of the electrodes.

Na připojeném výkresu je uveden řez elektrodami s výstupky. První elektroda 1 i druhá elektroda 2 mají výstupky £ polokulováho nebo jiného tvaru. Tyto výstupky £ jsou malá v porovnání s doskokovou vzdáleností elektrod, ale větší než nerovnosti povrohu elektrod vzniklá při výrobě. Eliminuje tím jejich účinek, doskoková vzdálenost ss však zkrátí jen nepatrně. Výstupky £ musí být na obou elektrodách £, 2 vzhledem k polaritě napětí v okamžiku funkoe jiskřiště.The attached drawing shows a section of electrodes with protrusions. Both the first electrode 1 and the second electrode 2 have protrusions 6 of hemispherical or other shape. These protrusions 6 are small compared to the electrode rebound distance, but greater than the unevenness of the electrode surface produced during manufacture. It eliminates their effect, however, the rebound distance of DC is only slightly reduced. The projections 6 must be on both electrodes 6, 2 with respect to the polarity of the voltage at the moment of the spark gap.

Při přiložení střídavého napětí vznikne u výstupků částečný výboj, omezující rušivý vliv výstupků na elektrická makropole, střídavá zapalovací napětí klesne proto jen málo. Částečný výboj vznikne až po určitá době od přiložení napětí, potřebná k jeho zformování. Při rázová vlně se proto Částečný výboj plně nevyvine, zapalovací napětí bude proto nízká. Velikost rázového zapalovacího napětí při prakticky konstantním střídavém zapalovacím napětí, lze regulovat velikostí, tvarem a počtem výstupků.Applying an alternating voltage produces a partial discharge at the projections, limiting the interference effect of the projections on the electric macro, and the alternating ignition voltage therefore falls only slightly. Partial discharge occurs only after a certain period of time from the application of the voltage required to form it. Therefore, the shock wave does not fully develop a partial discharge, so the ignition voltage will be low. The magnitude of the ignition ignition voltage at a practically constant AC ignition voltage can be controlled by the size, shape and number of protrusions.

199 887199 887

P SE DB Ě I VYNÁLEZUTHE INVENTION

Claims

THE INVENTION

Protective electrodes, in particular for encapsulated substations, characterized in that the first electrode (1) and the second electrode (2) are both provided with at least one projection (3) on faces facing one another, the projection (3) being at least half less than rebound distance of electrodes (1, 2) _o

1 drawing