DE1728108U

DE1728108U - Funkenstreckenanordnung zur wiederholten zeitlich definierten abgabe von spannungsstoessen hoher spannung und grosser leistung durch kondensatorentladung.

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Publication number: DE1728108U
Application number: DES18521U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1955-10-25
Filing date: 1955-10-25
Publication date: 1956-08-16

Description

SIEMENS

SIEMENS & HALSKE AKTIENGESELLSCHAFT

Berlin und München
Patentabteilung

Aktenzeichen: S 1852l/21d Qm ■ SERUN-SIEMENSSTADT "7. JUN1195 6

PA 55/0677

3^runkenst:reckenanordnung zur wiederholten zeitlich definierten Abgabe¹ von Spannungsstoßen hoher Span-. nung und großer leistung durch Kondensatorentladung.

Es sind Schaltungsanordnungen zur wiederholten zeitlich definierten Abgabe von Spannungsstößen hoher Spannung und großer Leistung durch Kondensatorentladung über Funkenstrecken bekannt, bei denen die Funkenstrecke, über welche der Entladestrora des Kondensators fließt, aus zwei in Reihe geschalteten Funkenstrecken, nämlich einer Haupt- und einer Hilfsfunkenstrecke, aufgebaut ist. Die Zündung erfolgt durch einen an die miteinander verbundenen Elektroden der beiden Punkenstrekken angelegten Zündspannungsstoß. Um eine höhere Genauigkeit des Zündzeitpunktes au erreichen, ist ferner vorgeschlagen worden, die zuerst durchbrechende Hilfsfunkenstrecke aus mehreren in Serie geschalteten, Teilfunkenstrecken aufzubauen, deren Elektroden durch Verwendung von ohmschen und/oder kapazitiven Spannungsleitern entsprechend abgestufte Potentiale aufweisen. Der Zundspannungsstoß kann in diesem Fall geringer als bei den bekannten Schaltungsanordnungen gehalten werden.

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Bei allen diesen Anordnungen ist die .zeitliche Genauigkeit» mit welcher der durch den Entladestrom des Kondensators hervorgerufene Spannungsstoß hoher Spannung und großer Leistung abgegeben wird, im wesentlichen durch die Elektrodenabstände der aus !Teilfunkenstreeken aufgebauten Hilfsfunkenstrecke,. und zwar insbesondere der Elektrodenabstände der zuerst durchbrechenden Eeilfunkenstrecke, abhängig.' Der große Bntladestrom ■ des Kondensators.bewirkt im laufe der Zeit eine· Materialwanderung zwischen den Elektroden der Funkenstrecke, so daß die er-

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forderliche zeitliche Genauigkeit von etwa 10 s, wie sie beispielsweise bei nach der Reflexionsraethode arbeitenden Heßverfahren, insbesondere zur Überprüfung von Freileitungen, ICab.eln oder dergleichen, benötigt wird, nicht mehr eingehalten v/erden 'kann.

Es ist daher weiterhin vorgeschlagen worden, insbesondere für die erwähnten Zwecke, bei denen es auf höchste !seitliche Einsatzgenauigkeit ankommt, zusätzlich zu der aus Haupt-und Hilfsfunkenstrecke bestehenden Funkenstrecke noch eine entsprechende Funkenstrecke parallel vorzusehen, wobei dann die eine als Steuerfunkenstrecke die Einleitung des Zündvorganges bewirkt und die andere als Leistungsfunkenstrecke durch ihr Durchbrechen zur Abgabe des Spannungsstoßes hoher Spannung und großer Leistung führt, indem sich über diese der vorgesehene Kondensator entlädt. Durch Verwendung von ohmschen und/oder kapazitiven Spannungsteilern ist für eine entsprechende Potentialverteilung an den Elektroden der Funkenstrecken Torsorge getroffen. Der auf die Anordnung gegebene Sündspannungsstoß bewirkt dann das Durchbrechen der St_euerfunkenstrecke, wobei duajch Widerstände dafür gesorgt ist, daß sich der Kondensator nicht bereits über diese Funkenstrecke entladen kann. Der Durchbruch der Steuerfunkenstrecke erzeugt seinerseits e inen starken Steuerimpuls zur Zündung der Leistungsfunkenstrecke, so daß die Elektroden der Xeistungsfunkenstrecke einen größeren Abstand haben können als die Elektroden der Steuerfunkenstrekke. Infolge dieses größeren Abstandes ergeben die durch den großen Entladestrom des den -ausgesandten Spannungsstoß liefernden Kondensators gegebenenfalls hervorgerufenen Verfor-

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mungen der .Elektroden keine, so wesentlichen Abstandsänderungen, daß dadurch, die Spannungsstoßabgabe der' Anordnung hinsichtlich ihres zeitlich definierten Eintritts beeinträchtigt wird- Bin weiterer Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß der erwähnte große Entlade strom, des Kondensators nur über die zur Spannungsstoßabgabe dienende Leistungsfunkenstrecke fließt, während über die zur Abgabe des Steuerimpulses dienende Steuerfunkenstrecke ein kleinerer Strom fließt, so daß mit Sicherheit infolge Haterialwänderung, Abbrand odez* dergleichen eintretende Verformungen der Elektroden der Steuerfun- ■ kenstrecke vermieden werden, obwohl der Elektrodenabstand·- der Steuerfunkenstrecke kleiner als derjenige der Leistungs-· funkenstrecke istj denn mit Rücksicht auf die kürze Zeitdauer des auslösenden Zündspannungsstoßes und den 2ündverzug muß der Elektrodenabstand der Steuerfunkenstrecke klein gehalten werden. Dieser kleine Elektrodenabstand muß unverändert erhalten bleiben, um Verschiebungen des Zeitpunktes des Zündens der Funkenstrecken zu verhindern. Wie schon erwähnt, sind sowohl die Steuerfunkenstrecke als auch die leistungsfunkenstrecke aus zwei in Keihe geschalteten Funkenstrecken, nämlich einer Haupt- und einer Hilfsfunkenstrecke, aufgebaut, an deren miteinander verbundenen Elektroden der auslösende Zündspannungsstoß bzw. der Steuerimpuls angelegt werden.'Aus den bereits oben erwähnten Gründen empfiehlt es.' sich, die zuerst durchbrechende Hilfsfunkenstrecke der Steuerfunkenstrecke und gegebenenfalls auch die der Leistungsfunkenstrecke aus mehreren in Heihe geschalteten Teilfunkenstrecken aufzubauen.

Neuerung
Die II^SSSS^ bezieht sich auf die konstruktive Anordnung der Funkenstrecken der letzterwähnten Anordnung, ß-etnäß der

die aus einer Steuerfunkenstrecke für die Einleitung des Zündvorganges zu einem gewünschten Zeitpunkt und aus einer Leistungsfunkenstrecke für die Entladung des Kondensators bestehende Funkenstreckenanordnung im Zuge eineü derart langsamen Luftstromes angeordnet, daß dieser die sich zwischen den Elektroden der Funkenstrecken bildenden aktiven' Gase abführt und in ausreichendem Maße Sauerstoff zur Verbrennung desbei der Elektrodenzerstäubung entstehenden Metallstaubes zuführt. Zu diesem Zweck kann man die Funken-

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strecken innerhalb eines an gegenüberliegenden Seiten mit öffnungen ver seltene η geschlossenett Gehäuses anordnen, welches von dem langsamen 2Juftatrom durchset&t wird.

In den Figuren 1 bis 3 ist ein■Ausführungsbeispiel der 23X-Neuerung "

>fS2SSSfi/gI in verschiedenen Ansichten dargestellt. In einem Gehäuse, welches aus der Haube 7 und der'Grundplatte 5 gebildet ist, befinden sich die fünf Funkenstrecken F₁ bis F^, von denen die schaltungsmäßig in Reihe geschalteten Funkenstrecken F₁, F₂ und F^ die Steuerfunkenstrecke und die schaltungsmäßig in Reihe geschalteten Funkenstrecken F. und F₅ die Leistungsfunkens.trecke bilden. Die Hauptfunkenstrekken der Steuerfunkenstrecke bzw. der Leistungafun'kengtrecke sind die Funkenstrecken F- bzw. F^j die Hilfsfunkenstrecke der Steuerfunkenstrecke ist die Funkenstrecke, welche aus den schaltungsmäßig in Reihe geschalteten Ϊeilfunkenstrecken F₂ und F,, gebildet ist, während die Hilfsfunkenstrecke der Leistungsfunkenstrecke die Funkenstrecke Fc ist. Der auslösende Zündspannungsstoß wird an die miteinander verbundenen Elektroden der Funkenstrecken F₁ und F₂ und der Steuerimpuls an die miteinander verbundenen Elektroden der Funkenstrecken F^, und F^ angelegt. Die Funkenstrecken brechen also in folgender Reihenfolge durch: F₂, F,, F₁, Steuerimpulsabgabe, F₅, F., Spannungsstoßabgabe. Der Elektrodenabstand der zuerst durchbrechenden Funkenstrecke F₂ muß dabei zur Erzielung einer hohen zeitlichen Einsatzgenauigkeit am gehauesten eingestellt sein und auch während des Betriebes erhalten bleiben.

Die Elektroden 1 der Funkenstrecken F₁ bis Fr- bestehen aus

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an Eisenblechen angeschweißten Yfolframstäben. Die Eisenbleche sind mit ü-förmxgen Ausnehmungen 2 versehen? sie sind mittels an diesen Ausnehmungen angreifender Schrauben an die Bolzen 5 festgeschraubt. Durch diese Schraubverbindung läßt sich eine leichte.Einstellung der. erforderlichen Elektrodenabstände erreichen. Die Bolzen 3 verspannen gleichzeitig die auf diese Weise die Elektroden 1 tragenden Iso-

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Ii era toff platten 4 mit der an der Grundplatte 5 Ιΐ> ©festigt en . Isolierstoffplatte 6. Die ,Isolierstoffplatte 6 ist an der Grundplatte 5 durcli die Schrauben S befestigt, welche beim Einsetzen der funkenstreckenanordnung in das mit dieser auszurüstende Gerat als Kontaktstücke dienen. Hierzu sind die Schrauben 8 mit Ausnehmungen 9 stir Aufnahme von in diese beim Einsetzen in das Gerät wint auch ende Stifte von Gegenkontaktstüeken versehen. Die Kontakt stucke und die Gegenkontaktstüclce bilden somit die elektrisehenSchaltverbindungen beim Einsetzen der Funkenstreckenanordnung' herstellenden Kontakteinrichtungen. Die'Schrauben S sind mit«Muttern 10 versehen, welche die Isolierstoff platte S mit der Grundplatte 5 verspannen, wobei die beispielsweise mit einer Lötfahne versehenen Kontaktringe 11 eingelegt sind. An dieser LStfahne ist die zu der entsprechenden Elektrode T führende Zuleitung angelötet.

Xn der linken Seite der Haube 7 ist in Höhe der Elektroden T die Öffnung 12 vorgesehen. Durch diese öffnung wird mittels eines nichtdarge-stellteii Ventilators, Lüfters oder dergleichen ein langsamer Luftstrom auf die in einer Ebene angeordneten Elektroden der Funkens-treäken ΐγ bis I^ gesandt. Die Funken-Strecken sind dabei derart angeordnet, daß der !luftstrom säuerst die Steuer funkenstrecke, deren Elektroden also einen, kleineren Abstand aufweisen, und <3,ann die Leistungsf unkenstreiSke, deren· Elektroden einen größeren Abstand aufweisen, durchsetzt. Innerhalb dieser lunkenstrecken durchsetgt der luftstrom erst die Hauptfunkenstreoken und dann die Hilfsfunkenstrecke, in der rechten Seite der Haube 7 ist eine Mehrzahl von kleinen Mähern 15 vorgesehen* durch welche der Luftstrom abgeführt wird. Durch diese Anordnung von mehreren Löchern kleineren Durchmessers wird gleichzeitig eine schalldämpfende Wirkung erhielt. . _ - " . - ; ^; \"

33er über die Öffnungen 12 Kugeführte langsame Luftstrom hat die Aufgabe, die sich zwischen äen Elektroden- 1 bildenden aktiven Gase; abzuführen und außerdem den Funkenstrecken jy bis Fr in ■ derart. ausreicheMem MaSe Sauerstoff zuzuführen, daß der bei der ^erstitubung der llektroden T auftretende Metallstaub ver-r brannt wird, so dai die !lektroden sauber bleiben. Bei nicht

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ausreichender Sauerstoffzufuhr würde der. entstehende Metallstaub nicht verbrennen, sondern an den Elektroden an einer Stelle festgesintert werden, so daß der Funkenüberschlag an dieser Stelle der Elektroden stehenbleibt und damit die Gefahr des punktiörmigen Aufheizens der Elektroden gegeben ist, so daß im. Laufe der Zeit die Spannungsfestigkeit der Punlcenstrecken in Frage gestellt ist. Zunächst würde nämlich das Durchbrennen der Funkenstrecken zeitlich ungenau erfolgen und schließlich würde ein Lichtbogen zwischen äen Elektroden stehenbleiben. Um diese unerwünschten Erscheinungen zu vermeiden, genügt bereits em schmaler Luftstrom,; γ/ie ihn die ^ic^bam35ö^gB3ira53s Anordnung vorsieht. Der Luftstrom der jer^äidiaxt^giemaaBfiaaxAnordnung dient also nicht, wie bei bekannten Anordnungen, zur Kühlung der Funkenstrecke, sondern lediglich zur ausreichenden Zufuhr von Sauerstoff und. Abführung der entstehenden aktiven Gase. Es wird demzufolge keine einen der Kühlung dienenden£ starken Luftstrom hervorrufende, besonders aufwendige Einrichtung, sondern eine einen geringen Platzbedarf und einen geringen Energieaufwand erfordernde ^^lüftungseinrichtung benötigt. Denn'die 'el^Sä^^^^ialsx:Funkenstreckenanordnung, welche, insbesondere infolge der Unterteilung in Steuerfunkenstrecke und Leistungsfunkenstrecke, im Vergleich zu den bekannten Funkenstreckenanordnungen bei Löschfunkensendern erheblich geringere Energien umsetzt-, bedarf überhaupt keiner Kühlung? es müssen gemäß der Säätsidxcaigs zur Erzielung einer ausreichenden Betriebssicherheit, insbesondere einer hohen Einsatzgenauigkeit, lediglich Vorkehrungen getroffen v/erden, um den durch Elektrodenserstäubung entstehenden Metallstaub unschädlich zu machen und die entstehenden aktiven Gase (Stickoxyde) abzuführen.

In Weiterbildung des fe^Mam^&gedankens empfiehlt es- sich, die funkenstrecke^ mittels eines UV-Strahlers vorzuionisieran.

5 Figuren ; -...-■■■■ ■

8 Ansprüche. ■ .,--.. ■ ' -

Claims

1. Punkenstreckenanordnung zur wiederholten zeitlich defiftierten' Abgabe von Spannungastö'ßen hoher Spannung und großer Leistung durch Kondensatorentladung, insbesondere für die Verwendung bei nach der Reflexionsmethode arbeitenden Meßver- ■ fahren, dadurch gekennzeichnet, daß die aus einer Steuerfunkenstrecke für die Einleitung des Zündvorganges zu einem gewünschten Zeitpunkt und aus einer Leistungsfunkenstreake für die Entladung des Kondensators bestehende funkenstrecfcenanOrd%:· nung im Zuge eines derart langsamen Luftstromes angeordnet ist, daß dieser die sich .zwischen den Elektroden der Funkenstrecken bildenden aktiven Gase abführt und in ausreichendem Maße Sauerstoff zur Verbrennung des bei der Elektrodenzerstäubung entstehenden Metallstaubes zuführt.

ο Funkenstreckenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkenstrecken innerhalb eines an gegenüberliegenden Seiten mit Öffnungen (12,13) versehenen geschlossenen Gehäuses angeordnet sind, welches von dem langsamen Luftstrom durchsetzt ist.

3. funkenstreckenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und/oder die Leistungsfunkenstrecke aus einer Hauptfunkeißgtre. cke und 'einer. Hilfsf unkenstrecke auf gebaut sind, welche in Serie geschalt et sind. . "-.,..-

4ο Funkenstreckenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsfunkenstrecke der Steuer- und/oder der Leistungsfunkenstrecke in l'eilfunkenstrecken unterteilt ist.

5^;. lunkenstreokeiiahordnung nach Anspruch 2 oder T, dadurch gekennzeichnet, daß der luftstrom: erst die. Steuerfunkeiistrecke und dann die Lelstungsfunkenstrecke durchsetist. \

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6. IunkeniitreckeBanordnung nach Anspruch 5, dadurch gelcennzeic1a.net,. daß der luftstrom innerhalb der Steuer-und/qdex> der l<eistungs£unkenstrecke erst die Hauptfunkenstrecke .und darm die Mndfuökenstrecke

7, fUÄkenstyeckenaJiordnwixg nacJi Anspruch 1, dadurch
seiohnet, daS zur Sehallabdampfung als Austrittsöffnun gen für den luftström an der einen Seite des Gehäuses
eine Mehrzahl von kleinen Löchern (15) vorgesehen ist.

8. Funkenstreckenanordnung nach Anspruch 1 oder einem der voraufgehenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Funken strecken von einem UV-Strahler vorionisiert sind.