DE102014102969B4

DE102014102969B4 - Surge arresters

Info

Publication number: DE102014102969B4
Application number: DE102014102969.0A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Schurwanz; Wolfgang Breithaupt; Marcel Hoffmann
Original assignee: Obo Bettermann GmbH and Co KG
Current assignee: Obo Bettermann GmbH and Co KG
Priority date: 2014-03-06
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2016-05-04
Anticipated expiration: 2034-03-07
Also published as: EP2916402B1; SI2916402T1; DE102014102969A1; EP2916402A1

Abstract

Überspannungsableiter (1) mit mindestens einer Funkenstrecke (2) und einem dazu in Reihe geschalteten elektrischen Dämpfungselement (3), wobei das elektrische Dämpfungselement (3) aus einem Bauteil mit zwei voneinander isoliert angeordneten Elektroden (4, 5) besteht, zwischen denen ein Granulat (6) aus elektrisch leitfähigem Werkstoff angeordnet ist, welches die Elektroden (4, 5) elektrisch leitend miteinander verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Elektroden (4, 5) topfartige Form aufweisen und mit ihren Mündungen einander zugewandt sind, sodass sie gemeinsam einen Hohlraum, in dem das Granulat (6) aus elektrisch leitfähigem Werkstoff angeordnet ist, umschließen, wobei die Mündungsbereiche der beiden Elektroden (4, 5) und Bereiche der Schicht aus Granulat (6) durch eine Scheibe (7) aus isolierendem Material voneinander getrennt sind, wobei die die beiden Elektroden (4, 5) trennende Scheibe (7) eine Lochung (8) aufweist, die von Granulat (6) durchsetzt ist.Surge arrester (1) having at least one spark gap (2) and an electrical damping element (3) connected in series therewith, wherein the electrical damping element (3) consists of a component with two insulated electrodes (4, 5), between which a granulate (6) is arranged made of electrically conductive material, which electrically conductively connects the electrodes (4, 5), characterized in that the two electrodes (4, 5) have pot-like shape and with their mouths facing each other, so that they together Cavity in which the granules (6) is arranged made of electrically conductive material, enclose, wherein the mouth areas of the two electrodes (4, 5) and portions of the layer of granules (6) are separated by a disc (7) of insulating material , Wherein the two electrodes (4, 5) separating disc (7) has a perforation (8), which is interspersed by granules (6).

Description

Die Erfindung geht aus von einem Überspannungsableiter mit mindestens einer Funkenstrecke und einem dazu in Reihe geschalteten elektrischen Dämpfungselement, wobei das elektrische Dämpfungselement aus einem Bauteil mit zwei voneinander isoliert angeordneten Elektroden besteht, zwischen denen ein Granulat aus elektrisch leitfähigem Werkstoff angeordnet ist, welches die Elektroden elektrisch leitend miteinander verbindet.The invention is based on a surge arrester having at least one spark gap and a series-connected electrical damping element, wherein the electrical damping element consists of a component with two insulated electrodes disposed between which a granules of electrically conductive material is arranged, which electrically electrodes conductively connects with each other.

Ein derartiger Überspannungsableiter ist beispielsweise aus der EP 2 287 984 B1 bekannt. Ein solcher Überspannungsableiter dient auch als Blitzstromableiter und besteht aus einer Reihenschaltung einer Funkenstrecke und eines elektrischen Dämpfungselementes, um Netzfolgeströme zu begrenzen und abzuschalten. Bei einem solchen Überspannungsableiter ist es vorteilhaft, dass hiermit ein System geschaffen ist mit nur einer Funkenstrecke, die das Folgestromlöschvermögen einer Mehrfachfunkenstrecke aufweist, die nur einen geringen Installationsaufwand erfordert und aus nur wenigen elektronischen und elektrischen Bauteilen besteht und dabei ein gutes Ansprechverhalten hat.Such a surge arrester is for example from the EP 2 287 984 B1 known. Such a surge arrester also serves as a lightning current arrester and consists of a series connection of a spark gap and an electrical damping element in order to limit and switch off follower currents. In such a surge arrester, it is advantageous that hereby a system is provided with only one spark gap, which has the Folgestromlöschvermögen a multiple spark gap, which requires only a small installation effort and consists of only a few electronic and electrical components and thereby has a good response.

Bei der im Stand der Technik bekannten Lösung verschließen die beiden Elektroden, an die Phasenleiter oder Nullleiter beziehungsweise ein Erdpotential führender Leiter anschließbar ist, jeweils die Enden eines Keramikrohres. Das Keramikrohr ist dabei mit einem leitfähigen Granulat, beispielsweise Graphit, in loser Schüttung gefüllt. Ein derartiges Bauteil ist vor dem Stromfluss im Falle eines Überspannungsereignisses sehr niederohmig. Sollte ein Überspannungsereignis, wie beispielsweise ein Blitzschlag, erfolgen, so kann dies gegebenenfalls zu einer mechanischen Beschädigung der Funkenstrecke führen. Nun muss das Dämpfungselement einen Strom führen, der eine Vorsicherung auslöst und den Überspannungsableiter dadurch vom Netz trennt. Die dabei umgesetzte Energie im Überspannungsableiter sollte möglichst gering gehalten werden, um eine über das zulässige Maß hinausgehende Erwärmung im Überspannungsableiter zu verhindern.In the solution known in the prior art, the two electrodes, to which phase conductors or neutral conductors or a ground potential of leading conductors can be connected, respectively close the ends of a ceramic tube. The ceramic tube is filled with a conductive granules, such as graphite, in bulk. Such a component is very low impedance before the current flow in the event of an overvoltage event. If an overvoltage event occurs, such as a lightning strike, this can possibly lead to mechanical damage to the spark gap. Now, the damping element must carry a current that triggers a backup fuse and thereby disconnects the surge arrester from the mains. The thereby converted energy in the surge arrester should be kept as low as possible in order to prevent exceeding the permissible level of warming in the surge arrester.

Bei der im Stand der Technik bekannten Lösung werden im Falle eines Überspannungsereignisses bei Erwärmung die Übergangswiderstände in der losen Granulatschüttung reduziert und dadurch die umgesetzte elektrische Leistung verringert. Durch diese Reduzierung des Widerstandes wurde der Netzstrom erhöht und die vorgeschaltete Sicherung konnte schneller vom Netz abtrennen. Bei einem derartigen System wurden zusätzlich Ringe aus Blähgraphit auf den Graphitelektroden befestigt, die bei Erwärmung das Graphitgranulat verdichten.In the solution known in the prior art, in the case of an overvoltage event when heated, the contact resistances in the loose granulate bed are reduced, thereby reducing the converted electrical power. This reduction in resistance increased the line current and allowed the upstream fuse to be disconnected from the grid more quickly. In such a system rings of expandable graphite were additionally attached to the graphite electrodes, which compress the graphite granules when heated.

Aus der DE 10 2010 021 155 A1 ist ein Überspannungsableiter bekannt, bei dem bei einer Überhitzung des mit Granulat gefüllten Dämpfungselements dessen Elektroden kurzgeschlossen werden.From the DE 10 2010 021 155 A1 a surge arrester is known in which the electrodes are short-circuited in an overheating of the filled with granules damping element.

Aus der DE 10 2008 038 486 A1 ist eine Überspannungsschutzeinrichtung bekannt, bei dem ebenfalls wie in der EP 2 287 984 B1 ein mit Granulat gefülltes Dämpfungselement bekannt.From the DE 10 2008 038 486 A1 an overvoltage protection device is known in which also as in the EP 2 287 984 B1 a filled with granules damping element known.

Die Verwendung von Granulat mit einem Dämpfungselement, das in Reihe zu einer Funkenstrecke angeordnet ist, ist bereits aus der US 2 393 584 A bekannt.The use of granules with a damping element, which is arranged in series with a spark gap, is already out of the US 2 393 584 A known.

Aufgrund des eingangs genannten Standes der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Überspannungsableiter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der Spitzenstrom, der eine Vorsicherung auslöst, einen besonders kurzen Weg nehmen kann, und dabei wenig Energie umsetzen kann, bei dem durch die reduzierte Energieumsetzung nur eine geringe Erwärmung des Systems erfolgt.Due to the above-mentioned prior art, the present invention seeks to provide a surge arrester of the type mentioned, in which the peak current, which triggers a backup, can take a particularly short path, and thereby can implement little energy, in which Due to the reduced energy conversion only a slight warming of the system takes place.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass die beiden Elektroden topfartige Form aufweisen und mit ihren Mündungen einander zugewandt sind, sodass sie gemeinsam einen Hohlraum, in dem das Granulat aus elektrisch leitfähigem Werkstoff angeordnet ist, umschließen, wobei die Mündungsbereiche der beiden Elektroden und Bereiche der Schicht aus Granulat durch eine Scheibe aus isolierendem Material voneinander getrennt sind, wobei die die beiden Elektroden trennende Scheibe eine vorzugsweise zentrale Lochung aufweist, die von Granulat durchsetzt ist.To achieve this object, the invention proposes that the two electrodes have pot-like shape and with their mouths facing each other, so that they together enclose a cavity in which the granules of electrically conductive material is arranged, wherein the mouth areas of the two electrodes and Regions of the layer of granules are separated by a disc of insulating material, wherein the disc separating the two electrodes has a preferably central perforation, which is interspersed with granules.

Bei einem derartigen Überspannungsableiter wird im Überlastungsfall nach Kurzschluss oder Defekt der Funkenstrecke zunächst nur ein geringer Vorlaufstrom von der ersten Elektrode durch das Loch in der Scheibe aus isolierendem Material getrieben. Der Vorlaufstrom wandert dabei von der ersten Elektrode durch das Granulat aus elektrisch leitfähigem Werkstoff in Richtung der zentralen Lochung der Scheibe, durchdringt diese weiter durch das Granulat und erreicht schließlich die zweite Elektrode. Dabei dämpft das Granulat zunächst, insbesondere während der ersten ungefähr 5 bis 10 Halbwellen, diesen Strom noch stark ab. Zu diesem Zeitpunkt ist das Dämpfungselement noch funktionsfähig. Der Lichtbogen dieses Vorlaufstromes weitet jedoch während des Stromflusses die Lochung der Scheibe in Richtung des Scheibenrandes auf, wodurch die zur Dämpfung notwendige Granulatstrecke reduziert wird und der durchfließende Strom schnell ansteigt. Diese Aufweitung der Lochung der Scheibe erfolgt dabei nicht gleichmäßig, sondern es entsteht an einer Stelle eine Unsymmetrie, um eine möglichst kurze Strecke zum Außenrand der Scheibe zu erzielen. Während dieses Vorgangs versucht sich der Lichtbogen des Vorlaufstromes zu verkürzen und trennt dabei die Scheibe aus isolierendem Material schlitzartig in Richtung des Außenrandes der Scheibe auf. Diese Auftrennung kann gegebenenfalls innerhalb einer Sinushalbwelle des Vorlaufstromes erfolgen. Somit kann der Spitzenstrom, der die Vorsicherung auslöst, einen äußerst kurzen Weg nehmen und dies hat zur Folge, dass der Spitzenstrom dabei nur eine geringe Menge Energie umsetzt, so dass die Erwärmung innerhalb des Überspannungsableiters nur geringfügig erfolgt. Ein derartiger Überspannungsableiter weist nur geringe Außenabmessungen auf, und kann dabei insbesondere aufgrund der nur geringen Erwärmung im Falle eines Überspannungsereignisses vielfache Verwendung in Bauteilen mit nur geringer Abmessung finden.In a surge arrester of this kind, in the event of overloading, only a small supply current from the first electrode is initially driven through the hole in the disk of insulating material after a short circuit or defect in the spark gap. The flow stream migrates from the first electrode through the granules of electrically conductive material in the direction of the central perforation of the disc, this penetrates further through the granules and finally reaches the second electrode. The granules initially attenuate this current, especially during the first approximately 5 to 10 half cycles. At this time, the damping element is still functional. However, the arc of this flow stream expands during the flow of current, the perforation of the disc in the direction of the disc edge, whereby the necessary for damping granule path is reduced and the current flowing through it increases rapidly. This widening of the perforation of the disc is not uniform, but it arises at one point an imbalance to a To achieve the shortest possible distance to the outer edge of the disc. During this process, the arc of the flow stream tries to shorten, thereby slit the disk of insulating material in the direction of the outer edge of the disc. This separation can optionally take place within a sine half-wave of the flow stream. Thus, the peak current that triggers the pre-fuse, take an extremely short path and this has the consequence that the peak current converts only a small amount of energy, so that the heating within the surge arrester takes place only slightly. Such a surge arrester has only small outer dimensions, and can find multiple use in components with only small dimensions, in particular due to the low heating in the event of an overvoltage event.

Zur ausreichenden Dämpfung des Folgestroms im Überspannungsfall muss die Granulatstrecke eine ausreichende Länge aufweisen. Dadurch, dass der Lichtbogen von der ersten Elektrode durch die zentral in der Scheibe angeordnete Lochung hin zur zweiten Elektrode geführt wird, können die Elektroden im Bereich ihrer Seitenwände der Topfform nur geringe Bauhöhe aufweisen. Somit kann ein erfindungsgemäßer Überspannungsableiter trotz seiner nur geringen Länge die notwendige Granulatstrecke für den Lichtbogen zur Verfügung stellen.For sufficient damping of the secondary current in the event of overvoltage, the granulate path must have a sufficient length. The fact that the arc is guided from the first electrode through the hole arranged centrally in the disk to the second electrode, the electrodes can have only small height in the region of their side walls of the pot shape. Thus, a surge arrester according to the invention, despite its only short length, can provide the necessary granulate path for the arc.

Insbesondere kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die beiden Elektroden aus Graphit bestehen.In particular, it can preferably be provided that the two electrodes consist of graphite.

Die Herstellung der Elektroden aus Graphit ist an sich bekannt und hat sich als langlebige und dabei kostengünstige Lösung bewährt.The production of graphite electrodes is known per se and has proven itself as a long-lasting and cost-effective solution.

Weiter kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass mindestens eine topfartige Elektrode eine vorzugsweise im Boden angeordnete, verschließbare Öffnung aufweist.Furthermore, it can be provided with particular preference that at least one pot-type electrode has a closable opening which is preferably arranged in the bottom.

Durch die vorzugsweise im Boden angeordnete verschließbare Öffnung kann das Granulat aus elektrisch leitfähigem Werkstoff auf schnelle und einfache Art und Weise, beispielsweise mittels loser Schüttung, in den Hohlraum eingefüllt werden, und anschließend beispielsweise mittels eines Stopfens, welcher aus dem gleichen Material wie die beiden Elektroden besteht, nach außen abgedichtet werden. Eine alternative Lösung zur Abdichtung ist beispielsweise durch das Anordnen einer Dichtscheibe über der Öffnung möglich.By preferably arranged in the bottom closable opening the granules of electrically conductive material can be filled in a quick and easy manner, for example by means of bulk, into the cavity, and then, for example by means of a plug, which from the same material as the two electrodes consists of being sealed to the outside. An alternative solution for sealing is possible for example by arranging a sealing disc over the opening.

Zudem kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass die Scheibe aus hochtemperaturbeständigem Isolierstoff besteht.In addition, it may be particularly preferred that the disc consists of high-temperature-resistant insulating material.

Dabei kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass die Scheibe aus gediegenem Glimmer, gepresstem Glimmerpulver oder aus einer Glimmermischung besteht.It may be particularly preferred that the disc of solid mica, pressed mica powder or a mica mixture consists.

Aufgrund der äußerst hohen Temperatur des Lichtbogens des Vorlaufstromes muss die Scheibe aus einem hochtemperaturbestädigem Isolierstoff bestehen. Dabei hat sich die Verwendung von gediegenem, also abgebautem Glimmer als besonders temperaturbeständiges und besonders geeignetes Material herausgestellt. Alternativ kann als kostengünstigeres Material auch gepresstes Glimmerpulver, welches bis ungefähr 1.200°C temperaturbeständig ist, oder eine Glimmermischung Verwendung finden.Due to the extremely high temperature of the arc of the flow stream, the disc must consist of a high-temperature-resistant insulating material. Here, the use of dignified, so degraded mica has proven to be particularly temperature-resistant and particularly suitable material. Alternatively, as a cheaper material and pressed mica powder, which is temperature resistant up to about 1200 ° C, or find a mica mixture use.

Zudem kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass die Lochung der Scheibe kreisrunde Form aufweist.In addition, it may be particularly preferred that the perforation of the disc has a circular shape.

Die Ausbildung einer kreisrunden Lochung etwa zentral innerhalb der Scheibe ermöglicht eine gleichmäßige Entfernung der Lochrandkante zur Außenrandkante der Scheibe, so dass der einzuschneidende Weg durch den Lichtbogen an jeder Stelle der Lochung beziehungsweise der Randkante der Lochung gleiche Länge und somit gleiche Entfernung zur Außenkante der Scheibe beziehungsweise der dort benachbarten Elektrode aufweist.The formation of a circular perforation approximately centrally within the disc allows a uniform removal of the edge of the hole edge to the outer edge of the disc, so that the path to be cut by the arc at each point of the perforation or the peripheral edge of the hole of the same length and thus the same distance to the outer edge of the disc or having the adjacent electrode there.

Alternativ kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass die Lochung der Scheibe eine von der kreisrunden Form abweichende Form aufweist.Alternatively it can be particularly preferably provided that the perforation of the disc has a shape deviating from the circular shape.

Eine von der kreisrunden abweichende Form kann beispielsweise herstellungsbedingt erforderlich sein.A deviating from the circular shape, for example, may be necessary due to the production.

Auch kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass der Durchmesser des von den topfartigen Elektroden umgebenen Hohlraumes sich zur lichten Weite der Lochung der Scheibe wie 3:1 verhält oder die lichte Weite der Lochung kleiner als nach diesem Verhältnis ist.It can also be particularly preferably provided that the diameter of the cavity surrounded by the cup-shaped electrodes behaves as close to the clearance of the perforation of the disc as 3: 1, or the inside width of the perforation is smaller than this ratio.

Durch ein derartiges Verhältnis ist es sichergestellt, dass der Weg, den der Lichtbogen nach seiner Entstehung von der ersten Elektrode bis hin zur zweiten Elektrode zurücklegt, ausreichende Länge aufweist. Bei einer größeren Lochung wäre der für die Löschung des Folgestromes notwendige Weg, welcher eine Mindestlänge von ca. 17 bis 18 mm aufweisen muss, nicht mehr gegeben. Somit bestimmt unter anderem der Durchmesser der Lochung die Länge des Weges, den der Lichtbogen von der ersten Elektrode bis zum Erreichen der zweiten Elektrode zurücklegt. Also kann abhängig vom Außendurchmesser der Scheibe und durch den Durchmesser der Lochung der für den Lichtbogen zurückzulegende Weg bestimmt werden.Such a relationship ensures that the path traveled by the arc after it has been formed from the first electrode to the second electrode has sufficient length. With a larger perforation would be necessary for the deletion of the subsequent flow way, which must have a minimum length of about 17 to 18 mm, no longer exists. Thus, inter alia, the diameter of the perforation determines the length of the path that the arc travels from the first electrode until reaching the second electrode. So depending on the outer diameter of the disc and by the diameter of the Perforation to be traced for the arc way to be determined.

Dabei verkleinert eine im Durchmesser größere Lochung den Weg und vergrößert eine im Durchmesser geringere Lochung den Weg.In this case, a larger diameter perforation reduces the path and increases the diameter in a smaller hole the way.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren dargestellt und im Folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is illustrated in the figures and described in more detail below.

Es zeigt:It shows:

1 einen erfindungsgemäßen Überspannungsableiter vor einem Überspannungsereignis; 1 a surge arrester according to the invention before an overvoltage event;

2 desgleichen nach einem Überspannungsereignis. 2 likewise after an overvoltage event.

In den Figuren ist ein Überspannungsableiter 1 bestehend aus einer Funkenstrecke 2 und einem dazu in Reihe geschalteten elektrischen Dämpfungselement 3 gezeigt. Das elektrische Dämpfungselement 3 besteht aus einem Bauteil mit zwei voneinander isoliert angeordneten Elektroden 4, 5. Zwischen den Elektroden 4, 5 ist in loser Schüttung ein Granulat 6 aus elektrisch leitfähigem Werkstoff angeordnet. Das Granulat 6 verbindet dabei die Elektroden 4, 5, elektrisch leitend miteinander.In the figures is a surge arrester 1 consisting of a spark gap 2 and an electrical damping element connected in series therewith 3 shown. The electrical damping element 3 consists of a component with two insulated electrodes 4 . 5 , Between the electrodes 4 . 5 is a granulate in bulk 6 arranged of electrically conductive material. The granules 6 connects the electrodes 4 . 5 , electrically conductive with each other.

Erfindungsgemäß weisen die beiden Elektroden 4, 5 topfartige Form auf. Die topfartig ausgebildeten Elektroden 4, 5 sind mit ihren Mündungen einander zugewandt angeordnet, so dass sie gemeinsam einen Hohlraum umschließen. In dem Hohlraum ist das Granulat 6 aus elektrisch leitfähigem Werkstoff angeordnet. Wie insbesondere aus 1 ersichtlich sind die Mündungsbereiche der beiden Elektroden 4, 5 und Bereiche der Schicht aus Granulat 6 durch eine Scheibe 7 voneinander getrennt. Die Scheibe 7 besteht aus isolierendem Material. Die Scheibe 7 weist eine zentrale Lochung 8 auf, die von Granulat 6 durchsetzt ist.According to the invention, the two electrodes 4 . 5 cup-shaped form. The pot-shaped electrodes 4 . 5 are arranged with their mouths facing each other, so that they together enclose a cavity. In the cavity is the granules 6 arranged of electrically conductive material. As in particular from 1 The mouth areas of the two electrodes are visible 4 . 5 and areas of the layer of granules 6 through a pane 7 separated from each other. The disc 7 consists of insulating material. The disc 7 has a central perforation 8th on top of that, granules 6 is interspersed.

Im Ausführungsbeispiel bestehen die beiden Elektroden 4, 5 aus Graphit.In the exemplary embodiment, the two electrodes 4 . 5 made of graphite.

Bei dem in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist jeweils die Elektrode 5 eine im Boden angeordnete, verschließbare Öffnung 9 auf. Alternativ und in den Figuren nicht gezeigt, kann die Öffnung 9 auch in der Elektrode 4 oder in beiden Elektroden 4, 5 angeordnet sein. Weiter ist es möglich, die Öffnung 9 auch in einer Seitenwand der topfartigen Elektrode 4 beziehungsweise 5 anzuordnen. Mittels einer derartigen Öffnung 9 kann auf schnelle und einfache Art und Weise der von den Elektroden 4, 5 umschlossene Hohlraum mit elektrisch leitfähigem Granulat 6 befüllt werden. Anschließend wird die Öffnung 9 beispielsweise mittels eines Stopfens oder einer Scheibe verschlossen und somit gegenüber der Umgebung abgedichtet. Ein derartiges Verschlusselement zum Verschließen der Öffnung 9 besteht vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die Elektroden 4, 5 oder kann auch aus einem abweichenden Material wie beispielsweise aus einem Metall bestehen.In the in the 1 and 2 The embodiment shown in each case has the electrode 5 a closable opening in the floor 9 on. Alternatively, and not shown in the figures, the opening may 9 also in the electrode 4 or in both electrodes 4 . 5 be arranged. Next it is possible the opening 9 also in a side wall of the pot-like electrode 4 respectively 5 to arrange. By means of such an opening 9 can be done quickly and easily by the electrodes 4 . 5 enclosed cavity with electrically conductive granules 6 be filled. Subsequently, the opening 9 closed for example by means of a plug or a disc and thus sealed from the environment. Such a closure element for closing the opening 9 is preferably made of the same material as the electrodes 4 . 5 or may also consist of a different material such as a metal.

Die Scheibe 7 besteht im Ausführungsbeispiel aus gediegenem Glimmer, welches einen besonders hochtemperaturbeständigen Isolierstoff darstellt. Alternativ kann die Scheibe 7 auch aus einem anderen hochtemperaturbeständigen Isolierstoff, beispielsweise aus gepresstem Glimmerpulver oder einer Glimmermischung oder einem anderen, nur eine äußerst geringe Leitfähigkeit aufweisenden Material beziehungsweise Mineralien bestehen. Zudem weist die Lochung 8 der Scheibe 7 im Ausführungsbeispiel kreisrunde Form auf. Alternativ kann die Lochung 8 der Scheibe 7 auch eine von der kreisrunden Form abweichende Form aufweisen.The disc 7 consists in the embodiment of solid mica, which is a particularly high temperature resistant insulating material. Alternatively, the disc 7 also consist of another high temperature insulating material, for example, pressed mica powder or a mica mixture or other, only a very low conductivity material or minerals. In addition, the hole has 8th the disc 7 circular shape in the exemplary embodiment. Alternatively, the perforation 8th the disc 7 also have a shape deviating from the circular shape.

Bei dem in den 1 und 2 gezeigten Überspannungsableiter 1 verhält sich der Durchmesser des von den topfartigen Elektroden 4, 5 umgebenen Hohlraumes zum Durchmesser der Lochung 8 der Scheibe 7 wie 3:1. Durch den Durchmesser der Lochung 8 der Scheibe 7 kann maßgeblich Einfluss genommen werden auf die Länge des Weges, den der Lichtbogen im Falle eines Überspannungsereignisses zwischen den Elektroden 4, 5 zurücklegt. Je geringer der Durchmesser der Lochung 8 der Scheibe 7 ausgebildet ist, desto länger ist der Weg, den der Lichtbogen während eines Überspannungsereignisses von der ersten Elektrode 4 bis zum Erreichen der zweiten Elektrode 5 zurücklegt, wie dies durch Pfeile in 1 angedeutet ist. Der Lichtbogen dieses Vorlaufstromes weitet jedoch die Lochung 8 der Scheibe 7 zum äußeren Rand der Scheibe 7 hin auf, wie in 2 verdeutlicht ist, so dass der Weg abnimmt. Mit kürzer werdendem Weg nimmt die Dämpfung durch die Granulatstrecke ab und der Strom steigt schnell an. Die Vergrößerung der Lochung 8 der Scheibe 7 zum äußeren Rand der Scheibe 7 hin erfolgt dabei nicht gleichmäßig. Die Scheibe 7 wird durch den Lichtbogen des Vorlaufstromes in Richtung der Elektroden 4, 5 quasi aufgetrennt. Diese Auftrennung kann gegebenenfalls innerhalb einer Sinushalbwelle erfolgen. Dadurch kann der Spitzenstrom, der nachfolgend eine Vorsicherung auslöst, einen kurzen Weg nehmen, wie in 2 mit einem Pfeil rechts gezeigt ist, und setzt weniger Energie um. Hierdurch erfolgt nur eine geringfüge Erwärmung des Überspannungsableiters 1, so dass dieser auch in Umgebungen eingesetzt werden kann, bei denen nur eine geringe Temperaturerhöhung eines Überspannungsableiters 1 im Falle eines Überspannungsereignisses möglich ist. Somit ist der Einsatzbereich eines derartigen Überspannungsableiters 1 erweitert. Zudem kann bei dieser Ausgestaltung auf das im Stand der Technik notwendige Keramikrohr zwischen den Elektroden 4, 5 verzichtet werden.In the in the 1 and 2 shown surge arrester 1 behaves the diameter of the cup-shaped electrodes 4 . 5 Surrounding cavity to the diameter of the hole 8th the disc 7 like 3: 1. By the diameter of the perforation 8th the disc 7 can be significantly influenced on the length of the path that the arc in the event of an overvoltage event between the electrodes 4 . 5 travels. The smaller the diameter of the perforation 8th the disc 7 is formed, the longer is the path that the arc during an overvoltage event from the first electrode 4 until reaching the second electrode 5 travels as indicated by arrows in 1 is indicated. The arc of this flow, however, widens the perforation 8th the disc 7 to the outer edge of the disc 7 towards, as in 2 is clarified, so that the way decreases. As the path becomes shorter, the attenuation decreases due to the granules and the current increases rapidly. The enlargement of the perforation 8th the disc 7 to the outer edge of the disc 7 not evenly. The disc 7 is through the arc of the flow stream in the direction of the electrodes 4 . 5 almost separated. This separation can optionally take place within a sine half-wave. As a result, the peak current that subsequently triggers a back-up fuse can take a short path, as in FIG 2 with an arrow on the right, and converts less energy. As a result, only a slight amount of heating of the surge arrester takes place 1 so that it can also be used in environments where only a slight increase in temperature of a surge arrester 1 in the case of an overvoltage event is possible. Thus, the field of application of such a surge arrester 1 extended. In addition, in this embodiment, the required in the prior art ceramic tube between the electrodes 4 . 5 be waived.

Im Einsatzfall ist die äußere Elektrode der Funkenstrecke 2 zum Beispiel mit einem Phasenleiter oder Nullleiter kontaktiert, während die untere Elektrode 5 zum Beispiel an Erdpotential angeschlossen ist.In the application, the outer electrode of the spark gap 2 For example, contacted with a phase conductor or neutral, while the lower electrode 5 for example connected to earth potential.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: ÜberspannungsableiterSurge arresters
22: Funkenstreckeradio link
33: Dämpfungselementdamping element
44: Elektrodenelectrodes
55: Elektrodenelectrodes
66: Granulatgranules
77: Scheibedisc
88th: Lochung an 7 Perforation on 7
99: Öffnung an 4 bzw. 5 Opening 4 respectively. 5

Claims

Surge arresters ( 1 ) with at least one spark gap ( 2 ) and a series-connected electrical damping element ( 3 ), wherein the electrical damping element ( 3 ) of a component with two insulated electrodes ( 4 . 5 ) between which a granulate ( 6 ) is arranged made of electrically conductive material which the electrodes ( 4 . 5 ) electrically conductively connects, characterized in that the two electrodes ( 4 . 5 ) are cup-shaped and with their mouths facing each other so that they together form a cavity in which the granules ( 6 ) is arranged made of electrically conductive material, enclose, wherein the mouth regions of the two electrodes ( 4 . 5 ) and areas of the layer of granules ( 6 ) through a disk ( 7 ) are separated from each other by insulating material, whereby the two electrodes ( 4 . 5 ) separating disc ( 7 ) a perforation ( 8th ), which consists of granules ( 6 ) is interspersed.

Surge arresters ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the two electrodes ( 4 . 5 ) consist of graphite.

Surge arresters ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that at least one pot-like electrode ( 4 . 5 ) a closable opening ( 9 ) having.

Surge arresters ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the disc ( 7 ) consists of high temperature insulating material.

Surge arresters ( 1 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the disc ( 7 ) consists of solid mica, pressed mica powder or a mica mixture.

Surge arresters ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the perforation ( 8th ) of the disc ( 7 ) has a circular shape.

Surge arresters ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the perforation ( 8th ) of the disc ( 7 ) has a shape deviating from the circular shape.

Surge arresters ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the diameter of the of the cup-like electrodes ( 4 . 5 ) surrounded cavity to the clear width of the perforation ( 8th ) of the disc ( 7 ) as 3: 1 or the clear width of the perforation ( 8th ) is smaller than this ratio.

Surge arrester according to one of claims 1 to 8, characterized in that the two electrodes ( 4 . 5 ) separating disc ( 7 ) a central perforation ( 8th ) having.

Surge arrester according to claim 3, characterized in that the opening ( 9 ) is arranged in the ground.