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Die
Erfindung betrifft eine druckfest gekapselte Funkenstreckenanordnung
zum Ableiten von schädlichen
Störgrößen durch Überspannungen, umfassend
mindestens zwei in einem leitfähigen oder
mit einer leitfähigen
Beschichtung versehenen Gehäuse
befindlichen, im wesentlichen gegenüberliegenden Hauptelektroden,
zwischen denen ein Entladungsraum gebildet ist, und wobei die Elektroden zum
Gehäuse
isoliert sind.
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Gekapselte,
nichtausblasende Blitzstrom-Ableiter mit Gleitfunkstrecken sind
seit Jahren Stand der Technik und werden z.B. unter den geschützten Handelsbezeichnungen
DEHNbloc oder DEHNgap von der Firma DEHN + SÖHNE GmbH + Co.KG vertrieben.
Blitzstrom-Ableiter auf Funkenstreckenbasis zum Einsatz in Niederspannungs-Versorgungssystemen
besitzen demnach eine Elektrodenkonfiguration, die sich innerhalb
eines druckfesten isolierten Gehäuses
befindet. Das druckfeste Gehäuse
selbst wird aus einem Metallmantel gebildet. Durch unterschiedliche
Gestaltung der Elektrodenanordnungen sind verschiedene Ansprechspannungswerte
realisierbar. Der übliche
dynamische Ansprechspannungwert von bekannten Funkenstrecken-Ableitern
liegt bei etwa 4 kV. Dabei gilt, daß die Ansprechspannung bei
Lösungen
nach dem Stand der Technik über
den Abstand der Elektroden vorgegeben ist oder eingestellt werden
kann.
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Bei
Anwendungsfällen
insbesondere zum Schutz elektronischer Geräte im Bereich der Informationstechnologie
und der Datenverarbeitung sind jedoch niedrige Ansprechspannungswerte
im Bereich von ca. 1,5 kV wünschenswert.
Die hierfür
erforderlichen kleinen oder geringen Abstände lassen sich jedoch ohne
zusätzliche
Maßnahmen
und/oder technologischen Aufwand nicht ohne weiteres realisieren.
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Bei
sogenannten ausblasenden, d.h. ungekapselten Ableitern besteht eine
Möglichkeit,
die Ansprechspannung durch das Vorsehen einer zusätzlichen
Triggerelektrode zu verringern. Diese Triggerelektrode bewirkt in
Verbindung mit einer elektrischen Triggereinrichtung, die einen
Triggertransformator aufweist, das Zünden einer Teilfunkenstrecke
mit unmittelbar danach eingeleiteter Zündung der Hauptfunkenstrecke.
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Die
Ausbildung einer Funkenstrecke mit Triggerelektrode nebst zugehöriger Triggereinrichtung sei
unter Hinweis auf 1 näher erläutert. Nach dem
Zünden
des dort gezeigten Gasableiters (GDT) wird mittels eines Impulstrafos
TR eine solche Zündspannung
erzeugt, daß die
Teilfunkenstrecke F1 und unmittelbar danach
die Hauptfunkenstrecke F2 zündet.
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Das
Ansprechen der Teilfunkenstrecke F1 wird
also durch das Zünden
des Gasableiters eingeleitet. Die Ansprechspannung gasgefüllter Überspannungsableiter
ist über
einen recht weiten Bereich variierbar und bis zu Spannungen unter
1 kV unproblematisch. Die quasi externe Hilfszündung wird über den Impulstransformator
TR auf einen solchen Spannungswert erhöht, daß die vorerwähnte Funkenstrecke
F1 sicher zünden kann.
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Es
wird also mit einer bekannten Anordnung nach 1 möglich,
bei kleinen Werten der Eingangsspannung die Funkenstrecke zu zünden und somit
den gewünschten
niedrigen Schutzpegel von z.B. 1,5 oder 2 kV zu realisieren.
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Würde man
diese vorgeschlagene Verfahrensweise auf druckfest gekapselte Funkenstrecken übertragen,
besteht das konstruktive Problem darin, eine hochspannungsführende Triggerelektrode druckdicht
durch die Kapselung zu führen
und elektrisch zu kontaktieren.
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Dies
ist jedoch nur mit erheblichen fertigungsseitigen Aufwendungen und
daher mit höheren Kosten
verbunden umsetzbar.
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Aus
der
EP 0 425 736 A1 ist
eine triggerbare Schaltfunkenstrecke vorbekannt, welche aus zwei gegeneinander
isolierten Hauptelektroden und einer galvanisch ansteuerbaren Triggerelektrode
besteht, wobei die Triggerelektrode im Zentrum einer kreisförmigen Öffnung der
einen Hauptelektrode angeordnet ist.
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Die
DE 20 60 388 B2 offenbart
in
1 eine Funkenstreckenanordnung,
bei der eine Funkenstrecke zwischen Gehäuse und Hauptelektroden gebildet
ist, wobei die beiden Hauptelektroden eine Nebenentladungsstrecke
und eine vorgesehene Erdelektrode mit den beiden Hauptelektroden
zwei Hauptentladungsstrecken begrenzen, deren Ansprechspannung höher als
die der Nebenentladungsstrecke ist.
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Gemäß der Funkenstrecke
zur Erzeugung von Stoßwellen
gemäß
DE 36 37 326 C1 weist
selbige zur Verbesserung der Funkenkanalausbildung eine Hilfselektrode
auf, die um den Funkenkanal der Hauptelektroden herum angeordnet
ist.
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Bei
der
DE 196 55 119
C2 ist u.a. die Anordnung eines gasabgebenden Isolierstoffs
zwischen Gehäuseinnenseite
und Entladungsraum erläutert. Konkret
zeigt die
1 nebst zugehöriger Beschreibung
eine Funkenstreckenanordnung, bei der der aus einem metallischen
Rohrstück
bestehende äußere Druckkörper an
seiner Innenseite mit einem gasabgebenden Kunststoffelement ausgekleidet
ist.
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Hinsichtlich
der Ausführungsform
einer asymmetrischen Anordnung einer Triggerelektrode sei noch auf
die
FR 2 589 015 A1 aufmerksam
gemacht.
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Bei
der gattungsbildenden
DE
23 46 173 B2 handelt es sich um einen Überspannungsableiter mit metallischer
Rohrfassung, wobei die Aufgabe besteht, diesen Überspannungsableiter so zu
gestalten, daß er
einen isolierten Einbau in die vorerwähnte Metallfassung ermöglicht.
Zur Lösung
dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass der rohrförmige Isolierkörper am
Außenrand
der Stirnseiten einen ringförmigen,
mit den Rändern
der Elektroden abschließenden
Absatz aufweist, so daß im
mittleren Teil des Isolierkörpers
ein den Außendurchmesser
der Elektroden übersteigender
Vorsprung und zwischen dem mit dem Rand der Elektroden abschließenden Absatz und
der Rohrfassung ein isolierender Spalt gebildet ist.
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Aus
dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weitergebildete
druckfest gekapselte Funkenstreckenanordnung, umfassend mindestens
zwei in einem leitfähigen
oder mit einer leitfähigen
Beschichtung versehenen Gehäuse
befindlichen, im wesentlichen gegenüberliegenden Elektroden, zwischen
denen ein Entladungsraum gebildet ist, anzugeben, welche eine niedrige
Ansprechspannung im Bereich ≤ 2
kV ermöglicht,
ohne daß die
Notwendigkeit besteht, extern herauszuführende oder zu kontaktierende
an sich bekannte Triggerelektroden einzusetzen.
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Die
Lösung
der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Gegenstand gemäß den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 oder 3, wobei die Unteransprüche zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen
umfassen.
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Demgemäß besteht
der Grundgedanke der Erfindung darin, das metallische Gehäuse bzw.
den metallischen Mantel der druckfesten Kapselung der Funkenstreckenanordnung
mittelbar als Triggerelektrode zu verwenden, so daß eine Triggerung
und damit eine reduzierende Ansprechspannung ohne weitere aufwendige
Maßnahmen
erreicht werden kann. Die Elektroden der Funkenstreckenanordnung
sind so ausgeformt, daß diese
einen nach innen quasi abgeschlossenen Hohlraum bilden, wobei Teile
der Außenflächen der
Elektroden sich durch eine relativ dünne Isolierschicht getrennt
in unmittelbarer Nähe des
Metallmantels des Gehäuses
oder einer metallischen Beschichtung befinden. Durch diese Maßnahme kann
der Außenmantel
oder eine dort aufgebrachte metallische Beschichtung als Triggerelektrode
genutzt werden.
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Aufgrund
der Ausführungsform
der einen Hohlraum bildenden Elektroden besteht ein wesentlicher
Vorteil darin, daß der
sich ausbildende Lichtbogen gänzlich
von abbrandfestem Elektrodenmaterial umgeben ist, wodurch die Belastung
aller übrigen Konstruktionsteile
durch den Lichtbogen erheblich gesenkt werden kann. Dadurch können in
Verbindung mit der Elektrodenanordung auch sehr große Impulsströme auf kleinstem
Raum sicher beherrscht werden.
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In
dem Falle, daß zur
Triggerung der Hauptfunkenstrecke zwischen den Elektroden energiereiche
Zündimpulse
benötigt
werden, und die Gefahr besteht, daß der Metallmantel des Gehäuses beschädigt werden
kann, ist im Inneren des Gehäuses eine
Beschichtung aus abbrandfesten Materialien, z.B. Wolfram-Kupfer, vorgesehen.
Vorgesehene Triggerelemente, die innerhalb des Gehäuses befindlich sind
und die mit diesem in elektrischem Kontakt stehen, können unterschiedlich
weit in den Entladungsraum bzw. die Lichtbogenkammer hineinreichen
und diese auch in geometrisch getrennte Teilbereiche separieren,
was zu positiven Auswirkungen auf ein zu optimierendes Folgestrom-Löschvermögen führt, da bei
der speziellen Gestaltung der Triggerelemente in Reihe geschaltete
Teillichtbögen
realisierbar sind.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
kann die im Inneren des Gehäuses
vorgesehene Triggerelektrode aus einem leitfähigen Kunststoff, z.B. POM
bestehen. Hieraus ergibt sich der Vorteil, daß das Abbrandverhalten der
Triggerelektrode ähnlich
demjenigen des Isolierstoffs, der in der Lichtbogenkammer vorhanden
ist, ausgebildet wird. Durch die unter Lichtbogeneinwirkung erfolgende
Abgabe von leitfähigen
Partikeln aus dem Kunststoff ist die Zündenergie, die zum Überschlag
der Funkenstrecke führt, weiter
reduzierbar, so daß mit
relativ geringer Zündenergie
große
Funkenstrecken-Schlagweiten erreicht werden können.
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Wird
ein Kunststoff gewählt,
welcher gasabgebend ist, kann darüber hinaus das Folgestrom-Löschvermögen der
Funkenstreckenanordnung weiter verbessert werden.
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Wenn
für die
Triggerelektrode ein widerstandsbehafteter, leitfähiger Kunststoff
zum Einsatz kommt, kann der sich hier ergebende Bahnwiderstand des
Kunststoffmaterials zur Optimierung des Triggerkreises benutzt werden.
Damit ist ein externer Vorwiderstand, wie beim Stand der Technik
erforderlich, nicht mehr notwendig und es besteht keine Gefahr,
daß Teilströme über die
extern vorgesehene Beschaltung fließen. Das heißt, der
Bahnwiderstand des Kunststoffs verhindert, daß ein unerwünschter Folgestromanteil durch
einen externen Impulstransformator fließt.
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Es
wird also über
das leitfähige
Gehäuse möglich, eine
Triggerspannung zur Bildung einer Teilfunkenstrecke im Entladungsraum
anzulegen, wobei über
die Teilfunkenstrecke, die sich im Inneren des Gehäuses aufbaut,
die eigentliche Hauptfunkenstrecke zwischen den Elektroden mit geringerer
Energie zündbar
ist.
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Bevorzugt
ist die zwischen dem Entladungsraum und dem Gehäuse vorgesehene befindliche Isolation
im Bereich der auszubildenden Teilfunkenstrecke durchbrochen.
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Im
erwähnten
Durchbruch kann ein der Gehäuseform
angepaßter,
vorzugsweise ringförmiger isolierender
Elektroden-Abstandshalter angeordnet sein, wobei der Abstandshalter
mindestens eine schlitzförmige
Aussparung oder Bohrung für
den Weg der Teilfunkenstrecke besitzt.
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Die
den Entladungsraum umschließenden, gegenüberliegend
angeordneten Elektroden können eine
konkave Form besitzen, so daß sich
der gewünschte
quasi geschlossene Hohlraum ergibt.
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Weiterhin
kann im Durchbruch ein mit dem leitfähigen Gehäuse in Kontakt stehender leitfähiger, in
den Entladungsraum hineinreichender Einsatz aus abbrandfestem Material
angeordnet werden, welcher die Funktion einer internen Triggerelektrode übernimmt.
Dieser Einsatz steht dann mit der leitfähigen Innenwandung des Gehäuses bzw.
mit der metallischen Gehäusekapselung
selbst in Verbindung. Über den
hineinreichenden Einsatz aus z.B. Wolfram-Kupfer-Material kann nun
sowohl eine Vorzündung
erfolgen als auch ein Hauptlichtbogen erzeugt werden. Bei einer
Mehrfachanordnung eines Einsatzes, z.B. in Form einer geschlitzten
Scheibe, können
sich mehrere Hauptlichtbögen
zwischen dem Einsatz und der jeweiligen Elektrode einstellen, so
daß sich
die Bogenspannung vervielfacht bzw. erhöht.
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Weiterhin
besitzen bei einer Ausführungsvariante
die Hauptelektroden eine aufeinander zu weisende konische Form,
wobei der oben erwähnte
leitfähige
Einsatz zu den gegenüberliegenden
Koni gerichtet ist und der Bildung der Teilfunkenstrecke einerseits,
aber auch im größeren Abstand
zu den Hauptelektroden liegend der Bildung der Hauptfunkenstrecke
oder -funkenstrecken dient.
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Der
leitfähige
Einsatz kann eine außenumfangsseitig
an das Gehäuse
angepaßte
Scheibenform mit Öffnung
besitzen, wobei die inneren Enden der Öffnung dickenreduziert sind
und zu den bevorzugt konisch ausgeführten Elektroden weisen. Über eine
Variation der Geometrieparameter ist eine Beeinflussung des Zündverhaltens
bzw. der maximalen Bogenspannung in einem weiten Bereich möglich, ohne
daß die
Grundform respektive die Grundkonfiguration der Funkenstreckenanordnung
geändert werden
muß. Bei
einem Standard-Gehäuse
können verschiedene
Elektrodeneinsätze,
aber auch verschiedene Triggerelektrodenformen zur Anwendung kommen,
um auf unterschiedliche Anwendungsfälle mit einem spezifischen
Produkt reagieren zu können.
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Der
erwähnte
leitfähige,
als Triggerelektrode wirkende Einsatz kann als Ring ausgeführt sein,
welcher mehrere zum Mittelpunkt weisende Stege aufweist, wobei die
Abstände
zwischen den Stegen und dem Ring mindestens einen Teil des Entladungsraums
bilden.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung kann im Durchbruch ein Einsatz aus leitfähigem, mindestens
teilweise in den Entladungsraum hineinreichenden Kunststoff angeordnet
werden, wie dies bereits erläutert
wurde.
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Eine
rotationssymmetrische Ausbildung der Funkenstreckenanordnung bezogen
auf die Mittellängsachse
sowie eine spiegelsymmetrische Gestalt senkrecht zur Mittellängsachse,
geschnitten im Bereich des Durchbruchs, führt zu konstruktiven Vereinfachungen
und stellt stabile elektrische Parameter sicher.
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Alles
in allem gelingt es mit der vorgestellten Funkenstreckenanordnung, über die
Nutzung einer druckfesten leitfähigen,
in der Regel metallischen Kapselung eine interne Triggerelektrode
zu schaffen, mit deren Hilfe niedrige Ansprechspannungswerte auch
z.B. für
den speziellen Schutz von elektronischen Geräten der Datenverarbeitung oder
der Informationstechnologie gewährleistet
werden kann, ohne daß minimale
Abstände
zwischen den Hauptelektroden eingehalten müssen, die bei dynamischen Ansprechspannungswerten
von 4 kV bereits im Bereich von 0,3 bis 0,5 mm liegen.
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Die
einen Hohlraum bildenden oder einschließenden Hauptelektroden bewirken
einen Schutz und eine Entlastung in Sachen Abbrand der übrigen Konstruktionsteile,
so daß sich
weitere Verbesserungen hinsichtlich der Langzeitstabilität einer derartig
ausgebildeten Funkenstreckenanordnung ergeben.
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Durch
die Gestaltung der inneren Triggerelektrodenelemente läßt sich
der Lichtbogen grundsätzlich
in mehrere Teile trennen oder aufspalten, so daß die Löscheigenschaften der Anordnung
verbessert werden können.
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Die
Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter
Zuhilfenahme von Figuren näher
erläutert
werden.
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Hierbei
zeigen:
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1 ein Blockschaltbild einer
Funkenstrecke mit Hilfs- oder Triggerelektrode sowie zugehöriger Triggereinrichtung
gemäß Stand
der Technik;
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2 eine erste Ausführungsform
der Funkenstreckenanordnung mit Hauptelektroden, welche einen Hohlraum
einschließen:
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3 einen Einsatzring als
Abstandshalter zur Verwendung bei einer Ausführungsform gemäß 2;
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4 eine weitere Ausführungsform
der Funkenstreckenanordnung mit Hauptelektroden in konischer Form
sowie einem Einsatz aus abbrandfestem Material zur Bildung der Triggerelektrode;
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5 eine Ausführungsform ähnlich derjenigen
nach 4 mit einem leitfähigen ringförmigen Einsatz,
welcher zum Mittelpunkt hin gerichtete Stege aufweist;
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6 eine Detaildarstellung
des Einsatzes zur Verwendung bei einer Anordnung nach 5;
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7 eine Funkenstreckenanordnung
mit einem Einsatz aus leitfähigem,
mindestens teilweise in den Entladungsraum hineinreichenden Kunststoff und
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8 eine Detaildarstellung
des Kunststoffeinsatzes zur Verwendung bei einer Anordnung nach 7.
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Bei
den im Ausführungsbeispiel
vorgestellten Funkenstreckenanordnungen handelt es sich um solche,
welche im wesentlichen gegegenüber
liegende Hauptelektroden 1 und 2 aufweisen, die
gegenüber
einem druckfesten, leitfähigen
Gehäuse 3 mittels eines
geeigneten Materials 4 elektrisch isoliert und abdichtend
zum elektrischen Anschluß herausgeführt sind.
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Die
Hauptelektroden 1 und 2 werden durch einen Isolierring 5 auf
Abstand gehalten. Einzelheiten des Isolierrings 5 sind
der 3 zu entnehmen.
Diese Figur macht auch deutlich, daß der Isolierring 5 mindestens
zwei Durchbrüche
oder Bohrungen 6 besitzt. An den Stellen der Bohrungen
oder Durchbrüche 6 kann
sich eine Teilfunkenstrecke zwischen dem leitfähigen Gehäuse 3 und einer der
Elektroden, beim gezeigten Beispiel der Hauptelektrode 1 ausbilden. Diese
Teilfunkenstrecke führt
zu einem Vorionisieren und nachfolgenden Zünden der Hauptfunkenstrecke zwischen
den Hauptelektroden 1 und 2.
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Die
Hauptelektroden 1 und 2 besitzen beim gezeigten
Beispiel nach 2 eine
konkave Gestalt, so daß sich
ein quasi umschlossener Hohlraum ergibt, welcher einen kammerförmigen Entladungsraum
bildet. Dadurch, daß der
Lichtbogen gänzlich von
abbrandfestem Material der Elektroden 1 und 2 umgeben
ist, wird die Belastung der übrigen
Konstruktionselemente durch den sich ausbildenden oder entstehenden
Lichtbogen erheblich reduziert, so daß auch hohe Impulsströme auf kleinstem
Raum sicher beherrschbar sind.
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Im
Falle energiereicher Zündimpulse
zum Zünden
der Teilfunkenstrecke mit nachfolgender Zündung der Hauptfunkenstrecke
besteht die Gefahr, daß das
leitfähige
Gehäuse 3 an
seiner Innenseite beschädigt
wird.
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Zur
Vermeidung dieses Nachteils wird bei einem Ausführungsbeispiel gemäß 4 vorgeschlagen, im Inneren
des leitfähigen
Gehäuses 3 eine
abbrandfeste Beschichtung oder einen abbrandfesten Einsatz 7 vorzusehen.
Dieser abbrandfeste Einsatz 7 kann beispielsweise aus einem
Wolfram/Kupfer-Material bestehen.
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Weiterhin
macht die 4 deutlich,
daß die Möglichkeit
besteht, einen leitfähigen
Triggerelektrodeneinsatz 8 so innerhalb des Gehäuses 3 bzw.
des abbrandfesten Einsatzes 7 anzuordnen, daß durch die
derart vorgenommene geometrische Trennung der Lichtbogenkammer bzw.
des Entladungsraums sich positive Auswirkungen auf das Folgestrom-Löschvermögen ergeben,
da sich in Reihe geschaltete Teillichtbögen ausbilden. Ein erster Teillichtbogen
brennt dabei von der ersten Hauptelektrode 1 auf die leitfähige Triggerelektrode 8,
wobei der zweite Teillichtbogen von letzterer zur Hauptelektrode 2 führt.
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Der
Abstand des leitfähigen
Triggerelektrodeneinsatzes 8 zu den Hauptelektroden 1 und 2 bestimmt
die Durchschlagspannung der Anordnung. Durch eine geometrische Änderung
läßt sich
dieser Spannungswert im weiten Bereich variieren.
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Die
Hauptelektroden 1 und 2 nach 4 besitzen eine aufeinander zu weisende
konische Form, wobei der leitfähige
Triggerelektrodeneinsatz 8 zu den gegenüber liegenden Koni 9 zur
Ausbildung der Teilfunkenstrecke führt. Die elektrische Kontaktierung
der leitfähigen
Triggerelektrode bzw. des Triggerelektrodeneinsatzes 8 erfolgt über das
Inkontaktstehen mit dem leitfähigen
Gehäuse 3 und
einer nicht gezeigten Außenanschlußmöglichkeit.
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Für den Anwendungsfall
der Anordnung als Trennfunkenstrecke, bei der eine Folgestrom-Löschung nicht
notwendig ist, soll in vorteilhafter Weise eine möglichst
niedrige Bogenspannung gegeben sein. Hierdurch wird der Energieumsatz
und damit der Verschleiß der
Anordnung gering gehalten. In diesem Fall kann der leitfähige Triggerelektrodeneinsatz 8 so
ausgeführt
sein, daß gemäß 6 von einem leitfähigen Ring 10 mit
Stegen 11 ausgegangen wird. In diesem Fall bildet sich
die Hauptfunkenstrecke nur zwischen den Hauptelektroden 1 und 2 aus, wobei
das Triggerzündverhalten
im wesentlichen unverändert
bleibt.
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Der
leitfähige
Triggerelektrodeneinsatz 8 kann die Form des vorerwähnten Rings,
aber auch eine Scheibenform besitzen, wobei die Scheibe oder der
Ring eine Öffnung
besitzt. Die inneren Enden 12 der Öffnung sind dickenreduziert,
z.B. kontinuierlich verjüngend
ausgeführt
und weisen mit diesen Abschnitten zu den Hauptelektroden 1 und 2.
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Die
Abstände
oder Freiräume 13 zwischen den
Stegen 11 des Rings 10 gemäß 6 bilden einen Teil des Entladungsraums
bei der Ausführungsform
der Funkenstreckenanordnung nach 5,
wobei auch dort ein abbrandfester Einsatz 7 im Inneren des
leitfähigen
Gehäuses 3,
beispielsweise aus Wolfram-Kupfer eingebracht ist. Alternativ kann
der Einsatz 7 aus einem gasabgebenden Isolierstoff, z.B. POM
bestehen.
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Wie
aus den 2 bis 8 ohne weiteres ersichtlich,
wird bei den vorgestellten Ausführungsbeispielen
von einer Funkenstreckenanordnung, gekennzeichnet durch eine rotationssymmetrische
Ausbildung bezogen auf die Mittellängsachse sowie eine spiegelsymmetrische
Gestalt senkrecht zur Mittellängsachse,
und zwar geschnitten im Bereich des Isolierrings 5 bzw.
des Rings 10 ausgegangen. Eine solche Anordnung läßt sich
technologisch gut beherrschen und besitzt bezüglich der Druckfestigkeit günstige Eigenschaften.
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Selbstverständlich ist
das erfindungsgemäße Prinzip
der Nutzung des leitfähigen
Gehäuses
bei gekapselten Funkenstreckenanordnungen zur Bildung einer Triggerelektrode
auch für
andere Gehäuseformen
anwend- und übertragbar.
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Die
konisch ausgebildeten Elektroden gemäß den Ausführungsformen nach 4 und 5 werden von einem Isolierblock 14 zentrisch
gehalten und positioniert, wobei der Block 14 nach 5 auch als zweigeteilter
Einsatz zur Aufnahme des Rings 10 mit Stegen 11 ausgebildet
sein kann.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
der Funkenstreckenanordnung nach 7 ist
ein ringförmiger
Einsatz 15 aus einem leitfähigen Kunststoff, z.B. POM
vorgesehen. Dieser ringförmige
leitfähige Kunststoffeinsatz 15 besitzt
Vorsprünge
oder Nasen 16, welche als Triggerelektroden dienen. Wie
aus der 7 ersichtlich,
steht der in 8 im Detail
gezeigte ringförmige
leitfähige
Kunststoffeinsatz in elektrischem Kontakt mit dem leitfähigen Gehäuse 3 zum Anlegen
der Triggerspannung. Bei den Ausführungsformen nach 7 und 8 mit einem leitfähigen Kunststoffeinsatz als
Triggerelektrode besteht der Vorteil darin, daß sowohl die Triggerelektrode
als auch das Isolier material 4 innerhalb der Anordnung annähernd ähnliche
Abbrandeigenschaften besitzen.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, daß der eingesetzte Kunststoff
unter Lichtbogeneinwirkung leitfähige
Partikel, z.B.
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Graphit
abgeben kann, so daß die
notwendige Zündenergie,
die zum Überschlag
der Funkenstrecke im Entladungsraum 17 erforderlich ist,
erheblich abgesenkt werden kann. Weiterhin können die Kunststoffmaterialien
so gewählt
werden, daß diese ein
Gas, z.B. H2 abgeben, so daß das Folgestrom-Löschvermögen der
Anordnung verbessert werden kann.
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In
dem Fall, wenn für
die Triggerelektroden ein leitfähiger
Kunststoff zur Anwendung kommt, kann der spezifische Widerstand
des Kunststoffmaterials einen ansonsten erforderlichen Vorwiderstand Rv, wie beim bekannten Stand der Technik erforderlich,
ersetzen, so daß die
Gefahr eines Stromflusses oder Teilstromflusses über die externe Beschaltung reduziert
ist. Der vorhandene spezifische oder Bahnwiderstand des Kunststoffs
verhindert also, daß ein unerwünschter
Folgestromanteil durch einen externen, mit der Triggerelektrode
respektive dem Außengehäuse in Verbindung
stehenden Impulstransformator fließt.
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- 1,
2
- Hauptelektroden
- 3
- leitfähiges Gehäuse
- 4
- Isoliermaterial
- 5
- Isolierring
- 6
- Bohrung
oder Durchbrüche
- 7
- abbrandfester
Einsatz
- 8
- leitfähiger Triggerelektrodeneinsatz
- 9
- Konus
- 10
- Ring
- 11
- Stege
des Rings 10
- 12
- verjüngte innere
Enden
- 13
- Abstände, Freiräume
- 14
- Isolierblock
- 15
- ringförmiger leitfähiger Kunststoffeinsatz
- 16
- Vorsprünge oder
Nasen
- 17
- Entladungsraum