DE1288672B - Loeschfunkenstrecke fuer UEberspannungsableiter - Google Patents

Description

• Für überspannungsableiter mit Vielfachfunkenstrecke und spannungsabhängigen Widerständen werden entsprechend den verschiedenen Ländervorschriften immer tiefere Restspannungen verlangt. Durch die tiefen Restspannungen wird das Schutzniveau herabgesetzt und demzufolge die Isolation der Ableiter verbilligt. Die tiefe Restspannung kann durch Verbessern des spannungsabhängigen Widerstandsmaterials und durch Verkleinern der Widerstandshöhe erreicht werden. Durch diese letztere Maßnahme wird jedoch der Nachstrom vergrößert und dadurch die Löschung erschwert. Plattenfunkenstrecken der bisherigen Art sind diesen erhöhten Anforderungen daher nicht mehr gewachsen. Als geeignete Maßnahme wird immer mehr das Abwandern des Lichtbogens angewandt, wobei die Abwanderung durch ein Magnetfeld erzwungen wird. Dieses Feld kann durch geeignete Führung des Nachstromes in den Elektroden durch diesen selber, oder mit einem Fremdmagneten oder mit besonderen Blasspulen, die zum Teil vom Nachstrom durchflossen sind, erzeugt werden.
• Durch die Verwendung von besonderen Blasspulen ergibt sich jedoch ein unerwünschter zusätzlicher Aufwand, der den überspannungsableiter verteuert und auch den Platzbedarf ungünstig beeinflußt. Ferner hat es sich gezeigt, daß eine sichere Löschung des Nachstromes durch eine bloße Verlängerung des Lichtbogens nicht unter allen Umständen gewährleistet wird.
• Aus der österreichischen Patentschrift 204 109 sind Löschfunkenstrecken für überspannungsableiter mit Blasspule bekannt, die aus einer Anzahl gestapelter Elektrodenpaare und dazwischenliegenden Isolierscheiben gebildet werden, wobei diese letzteren als Abschlußplatten für die einzelnen Funkenkammern dienen, die mit Umlenkkanälen versehen sind, um eine Gaszirkulation, d. h. eine Entionisation der Funkenstrecke zu bewirken, damit bei Wiederansteigen der Spannung an den einzelnen Funkenstrecken Rückzündungen vermieden werden. Bei dieser Anordnung sind die Elektrodenpaare von einer Funkenkammer zur nächsten so versetzt, daß der Lichtbogen wendelförmig verläuft und entsprechend verlängert wird. Diese Art Löschfunkenstrecken sind aber auch aufwendig und beanspruchen relativ viel Platz.
• Zweck der Erfindung ist nunmehr eine Löschfunkenstrecke für überspannungsableiter mit spannungsabhängigen Widerständen und Ausblasung des Lichtbogens durch das Eigenfeld zu schaffen, wobei die Funkenstrecke aus einer Anzahl gestapelter Elektrodenpaare besteht, die den vorher erwähnten Anforderungen entsprechen soll, jedoch ohne große Verlängerung des Lichtbogens, so daß eine konstruktiv sehr einfache und billige Funkenstrecke ermöglicht wird. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß jedes Elektrodenpaar aus zwei Scheiben mit je einer radial nach innen gerichteten schmalen Zunge und einer dazwischenliegenden Isolierscheibe gebildet und in einer durch beidseitige Abschlußplatten gebildete Funkenkammer untergebracht ist und daß sämtliche Scheiben und Platten eine zentrale Öffnung aufweisen, durch welche die in den einzelnen Funkenkammern entstehenden Teillichtbögen sich zu einem einzigen Lichtbogen vereinigen, und daß Mittel vorgesehen sind, die das beim Ansprechen des Ableiters entstehende Gas kühlen und zu den Ansprechstellen der Teillichtbögen zurückführen. Die Erfindung wird nachstehend an Hand der beispielsweise in den Figuren dargestellten Ausführungsformen näher erläutert, und zwar sind in den F i g. 1 bis 12 die verschiedenen Varianten veranschaulicht.
• In der F i g. 1 ist ein Teil eines Funkenstreckenstapels gezeigt, und zwar teilweise im Schnitt, während die einzelnen Elemente der Funkenstrecken in den F i g. 2 bis 4 veranschaulicht sind. Die Einzelfunkenstrecken des Stapels werden jeweils durch zwei Elektroden 1 mit einer dazwischenliegenden Distanzierscheibe-2 aus Isoliermaterial gebildet, wobei jede Elektrode eine nach innen gerichtete radiale Zunge 3 besitzt. Die Form der Elektroden 1 ist aus den F i g. 2 (Grundriß) bzw. F i g. 2 a (Querschnitt) ersichtlich, während die F i g. 3 eine Isolierscheibe 2 veranschaulicht. Die einzelnen Elektrodenpaare 1,1 der Funkenstrecke werden in Funkenkammern untergebracht, die oben und unten durch je eine Platte 4 abgeschlossen sind. Diese in F i g. 4 gezeigten Abschlußplatten 4 besitzen eine zentrale Öffnung 5 und noch Löcher 6, die für die Gaszirkulation vorgesehen sind. Durch diese Platten 4 werden die einzelnen Funkenstreckenpaare distanziert. - .
• Die Wirkungsweise der Löschfunkenstrecke ist wie folgt: Sobald die Spannung an der Löschfunkenstrecke genügend steigt, .spricht der Ableiter an der Stelle 8 der Elektroden 1 an. Es entstehen somit eine Anzahl Teillichtbögen, die durch das Eigenfeld getrieben, rasch entlang den auseinanderlaufenden Zungen 3 der Elektroden 1 wandern und durch die zentralen Löcher 5 hindurch sich zu einem einzigen Lichtbogen vereinigen. Dieser Lichtbogen besitzt nur noch zwei Fußpunkte, und zwar jeweils einen an der obersten und untersten Abschlußplatte 4. Infolge der Bewegung des Lichtbogens entsteht gleichzeitig eine Gaszirkulation, wodurch kaltes Gas aus den durch benachbarte Abschlußplatten 4 gebildeten Zwischenkammern 9 über die Löcher 6 zu den Ansprechstellen 8 der Teillichtbögen in den Funkenkammern gelangt und die Löschung der Nachströme begünstigt.
• Die Elektroden für die Funkenstrecken können auch gemäß F i g. 5 bzw. 6 ausgeführt werden. Die hier im Grundriß und Querschnitt gezeigte Elektrode 11 ist mit Kühlkanälen 12 und einer Kühlfläche 13 versehen. Beim Ansprechen des Ableiters strömen die heißen Gase über die Fläche 13 und die Kanäle 12 und gelangen somit im abgekühlten Zustand wieder zur Ansprechstelle B. Bei dieser Ausführungsform fallen die Löcher 6, die bei der vorhergehenden Konstruktion in den Abschlußplatten 4 (F i g. 4) für die Gaszirkulation vorgesehen sind, weg.
• Eine weitere Ausführungsmöglichkeit ist in den F i g. 7 bis 12 veranschaulicht. Die F i g. 7 zeigt wieder einen Teil eines Funkenstreckenstapels. Die einzelnen Funkenstrecken bestehen aus je zwei Elektroden 21 mit einer nach innen verlaufenden radialen Zunge 23 (F i g.11) und einer dazwischenliegenden Isolierscheibe 22 (F i g.10). Diese Zungen 23 sind so gerichtet, daß sie an der Ansprechstelle 18 einander am nächsten stehen und ihre Entfernung sich mit wachsendem Abstand von der Ansprechstelle vergrößert, wie dies bei den anderen bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen auch der Fall ist. Für die Führung und Abkühlung der heißen Gase werden hier besondere Isolierkörper 25 vorgesehen, die kreisrunde Aussparungen 27 aufweisen, und mittels auf den Abschlußplatten 24 (F i g. 12) der Funkenkammern angebrachten Zapfen 26 zentriert werden. Diese Isolierkörper 25, die in F i g. 9 und 9 a im Grundriß bzw. Querschnitt veranschaulicht sind, besitzen eine Kühlfläche 29 und bilden zusammen mit den Elektroden 21 die erforderlichen Umlenkkanäle 28 (F i g. 8), über welchen das abgekühlte Gas zur Ansprechstelle 18 der Einzelfunkenstrecken zurückgeführt wird. Die Wirkungsweise dieser Löschfunkenstrecke ist genau gleich wie bei der bereits beschriebenen Ausführungsform gemäß F i g. 5 und 6.
• Die Löschfunkenstrecke gemäß der Erfindung weist eine sehr hohe Rückzündfestigkeit auch bei großen Nachströmen auf, d. h. das Verhältnis der wiederkehrenden Spannung zur Ansprechspannung, bei welchem sicher keine Rückzündungen vorkommen. Die Teillichtbögen, die beim Ansprechen entstehen, verlassen sehr rasch die Elektroden infolge ihrer Formgebung (schmale Zungen) und vereinigen sich zu einem einzigen Lichtbogen, der nur noch an der ersten und letzten Elektrode Fußpunkte besitzt. Infolgedessen ist der Abbrand der Elektroden sehr gering, so daß auch schwere Löschprüfungen keinen Einfluß auf die Ansprechspannung haben. Schließlich wird durch die besondere Formgebung der Funkenstrecken auch die gewünschte Zufuhr entionisierter Gase zu den Ansprechstellen der Teillichtbögen auf sehr einfache Weise erreicht.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Löschfunkenstrecke für f7berspannungsableiter mit spannungsabhängigen Widerständen und aus einer Anzahl gestapelter Elektrodenpaare gebildeten Funkenstrecken sowie eine Beblasung des Lichtbogens durch das Eigenfeld, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Elektrodenpaar aus zwei Scheiben (11, 24) mit je einer radial nach innen gerichteten schmalen Zunge (3, 23) und einer dazwischenliegenden Isolierscheibe (2, 22) gebildet und in einer durch beidseitige Abschlußplatten (4, 24) gebildete Funkenkammer untergebracht ist und daß sämtliche Scheiben (2, 22) und Platten (4, 24) eine zentrale Öffnung (5) aufweisen, durch welche die in den einzelnen Funkenkammern entstehenden Teillichtbögen sich zu einem einzigen Lichtbogen vereinigen, und daß Mittel (6, 9,12,13, 25) vorgesehen sind, die das beim Ansprechen des Ableiters entstehende Gas kühlen und zu den Ansprechstellen der Teillichtbögen zurückführen.
2. 2. Löschfunkenstrecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführung des Gases über durch benachbarte Abschlußplatten gebildete Zwischenkammern und in den Platten vorgesehenen Öffnungen erfolgt.
3. 3. Löschfunkenstrecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenscheiben eine Kühlfläche aufweisen und zusammen mit den dazwischenliegenden Isolierscheiben Gaskanäle bilden, über die das Gas zur Ansprechstelle zurückströmt.
4. 4. Löschfunkenstrecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Funkenkammern Isolierkörper vorgesehen sind, die zur Bildung von Kühlflächen und Rückführkanäle für das Gas dienen.
5. 5. Löschfunkenstrecke nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper mittels auf den Abschlußplatten vorgesehenen Stiften zentriert werden.