DE1947046A1

DE1947046A1 - Surge arrester for high voltages

Info

Publication number: DE1947046A1
Application number: DE19691947046
Authority: DE
Inventors: Sletten Andreas M; Henry Riemeroma
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1968-10-04
Filing date: 1969-09-12
Publication date: 1970-04-09
Also published as: JPS4812333B1; FR2019971A1; CH499908A; GB1224956A; ES371845A1; SE370595B

Description

"festinghouse · 12.9»1969"festinghouse · 12.9» 1969

Electric CorporationElectric Corporation

Pittsburgh 1947046Pittsburgh 1947046

Mein Zeichen: PLA 69/8011 Was/LoMy reference: PLA 69/8011 Was / Lo

Für diese Anmeldung wird die Priorität der entsprechendenFor this registration, the priority is the corresponding

USA-Anmeldung Serial No. 765 241 vom 4. Oktober 1968 beansprucht.USA application Serial No. 765 241 dated October 4, 1968 claimed.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen überspannungsableiter für hohe, insbesondere höchste Spannungen. Ein derartiger überspannungsableiter hat die Aufgabe, iia Noriaalbe trieb eine hohe Leitungsspannung zu sperren; beim Auftreten einer Überspannung muß er eine Entladung in Form eines Stoßstromes einleiten und anschließend den sogenannten Folgestrom unterbrechen. The present invention relates to a surge arrester for high, especially very high, voltages. One of those Surge arrester has the task of iia Noriaalbe to block a high line voltage; when an overvoltage occurs, it must discharge in the form of a surge current initiate and then interrupt the so-called follow-up current.

In Zukunft wird es für den Schutz von Höchstspannungs-übertragungssysteinen, die sich über große Entfernungen erstrecken, darauf ankommen, daß gefährliche Überspannungen alt wesentlich größerer Genauigkeit als bisher erfaßt werden. Diese größere Genauigkeit ist wegen der kleineren Sicherheitstoleranz der Isolationsfestigkeit bei diesen Spannungswerten erforderlich. Ferner treten SchaltÜberspannungen häufiger auf, da große Energiemengen in der Induktivität der Leitungen und den zur Kompensation vorgesehenen Kondensatorbänken, die nit der Leitung verbunden und auf hohe Spannungen aufgeladen sind, gespeichert sind.In the future it will be used for the protection of high voltage transmission systems, that extend over great distances, it is important that dangerous overvoltages are old and essential greater accuracy than before. This greater accuracy is due to the smaller safety tolerance of the Insulation strength required for these voltage values. Furthermore, switching overvoltages occur more frequently because they are large Amounts of energy in the inductance of the lines and the for Compensation provided capacitor banks that are not connected to the line connected and charged to high voltages are stored.

Das Erfassen von Überspannungen ist im allgemeinen die Aufgabe von Funkenstrecken, die in einem Überspannungsableiter enthaltenThe detection of overvoltages is generally the task of spark gaps contained in a surge arrester

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sind. Wird die Überschlagsspannung der Funkenstrecken überschritteny-s.o. folgt zunächst eine Phase der Energieabführüng^j! und anschließend die Unterbrechung des Folgestromes. Bei den bisherigen Jberspannungsableitern spielen die Funkenstrecken bei sämtlichen dieser Funktionen eine aktive^:Bolle. Sie sind in der Lage, die Ansprechspannung mit einer statistischen Schwankung von etwa + 5 λ zu erfassen; dies wird z. E. mit Hilfe τοπ vorionisierenden Glimmstrecken erreicht, die in der Nähe der Hauptfunkenstrecken angeordnet sind, wobei die ilauptfunkenstrecken die hohen ^toßströme und die Folgeströme tragen. Da die Hauptfunkenstrecken durch diese Ströme erheblich belastet sind, können ihre Elektroden beschädigt werden, was eine Vergrößerung der obengenannten statistischen Schwankung der Ansprechspannung zur Folge hat.are. If the flashover voltage of the spark gaps is exceeded y - a phase of energy dissipation ^{j follows first!} and then the interruption of the follow current. In previous surge arresters, the spark gaps play an active role in all of these functions ^: Bolle. They are able to detect the response voltage with a statistical fluctuation of about + 5 λ; this is z. E. achieved with the help of τοπ pre-ionizing glow gaps, which are arranged in the vicinity of the main spark gaps, the main spark gaps carrying the high surge currents and the subsequent currents. Since the main spark gaps are heavily loaded by these currents, their electrodes can be damaged, which results in an increase in the above-mentioned statistical fluctuation in the response voltage.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einea Überspannungsableiter, für Hochspannung Bit einer Mehrzahl von in Reihe geschalteten Hauptfunkenstrecksn die Konstanz der Ansprechspannung zu verbessern. Diese Aufgabe wird geaäß der Erfindung dadurch gelöst, daß parallel zu atifädeetene einer der Hauptfunkenstrecken eine Steuerfunkenstrecke geschaltet ist, deren Elektroden in einem gasdicht abgeschlossenen Gehäuse liegen, das eine tritiumhaltige Gaaaischung enthält. Tritiua ist das Wasserst off-Isotop ait der Maasenzahl 3 (^H). Ee zerfällt mit einer Halbwertszeit von 12 Jahren unter Abgabe von Beta-Strahlung. Bei geeigneter Menge bzw. Konzentration des Tritiumgehalts tritt pro Zeiteinheit eine solche Zahl von Beta-Eiflissionen auf, daß durch eine wesentliche Herabsetzung der statistischen Ansprechverzögerung die Überschläge der Steuerfunkenstrecke nahezu ohne statistische Schwankungen der Ansprechspannung eingeleitet werden.The present invention is based on the object a surge arrester, for high voltage bits of a plurality of main spark paths connected in series the constancy of the To improve response voltage. This task is carried out according to the Invention solved in that parallel to atifädeetene one of the Main spark gaps a control spark gap is connected, the electrodes of which are in a gas-tight sealed housing which contains a tritiated gas mixture. Tritiua is the hydrogen isotope with the Maas number 3 (^ H). Ee decays with a half-life of 12 years, releasing Beta radiation. With a suitable amount or concentration of the tritium content, such a number of beta-Eiflissions occurs per unit of time that by a substantial reduction of the statistical response delay, the flashovers of the control spark gap can be initiated with almost no statistical fluctuations in the response voltage.

Die Steuerfunkenstrecke spricht also an, sobald die an ihr liegende spannung einen vorbest lernten, genau einstellbaren WertThe control spark gap responds as soon as the voltage applied to it has learned a pre-determined, precisely adjustable value

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überschreitet. Das Ansprechen der Steuerfunkenstrecke hat zur Folge, daß die bis dahin an der zugeordneten Hauptfunkenstrecke liegende Spannung auf die übrigen Hauptfunkenstrecken verteilt wird, so daß diese ebenfalls ansprechen. Die oteuerfunkenstrecke ist in der Lage, mit großer Genauigkeit wiederholt bei derselben Spannung anzusprechen, so daß dadurch auch eine konstante Ansprechspannung des gesamten überspannungsableiter bei wiederholten Zündungen gewährleistet ist; die Schwankung der Ansprechspannung des Gesamtableiters liegt unter 2 A. exceeds. The response of the control spark gap has the consequence that the voltage that was up to then on the assigned main spark gap is distributed to the other main spark gaps, so that these also respond. The ignition spark gap is able to respond repeatedly at the same voltage with great accuracy, so that a constant response voltage of the entire surge arrester is guaranteed with repeated ignitions; the fluctuation in the response voltage of the overall arrester is less than 2 A.

Du die Steuerfunkenstrecke parallel zu einer der Hauptfunkenstrecken liegt, braucht sie keine hohen Stoß- oder Folgeströae zu tragen, die die Elektroden beschädigen und dadurch Änderungen der Ansprechspannung verursachen könnten. Die Steuerfunkenetrecke muß jedoch, da der Jberspannungsableiter nach der Erfindung für hohe und höchste Spannungen bestimmt ist, im Verhältnis zu Schutzvorrichtungen für Niederspannung relativ hohe Spannungen und Ströme tragen können. Derartige überspannungsableiter für Niederspannung sind beispielsweise in einem Aufsatz "Der Schutz von Fernmeldeanlagen gegen Überspannungen", ETZ 1966, Heft 2, oeiten 41 bis 45, beschrieben. Hierbei dient als überspannungsableiter eine Diode mit einer Mischung aus Argon un# Tritium zum Schutz von Niederspannungsleitungen für Telephonic und Telegraphic.If the control spark gap is parallel to one of the main spark gaps, it does not need any high surge or follow-up currents that could damage the electrodes and cause changes in the response voltage. The control spark gap must, however, since the surge arrester according to the invention for high and highest voltages is determined in proportion to Low voltage protection devices can carry relatively high voltages and currents. Such surge arresters for Low voltage are for example in an article "The protection of telecommunications systems against overvoltages", ETZ 1966, issue 2, pages 41 to 45. A diode with a mixture of argon and tritium serves as a surge arrester for the protection of low-voltage lines for telephonic and telegraphic.

In der Zeichnung ist ein AuafUhrungsbeispiel der Erfindung scheuetisch dargestellt. Fig. 1 zeigt ein Schaltbild dee g·samten Über spannungsableiter, Fig. 2 einen Schnitt durch die Steuerfunkenstrecke.The drawing shows an exemplary embodiment of the invention portrayed shyly. 1 shows a circuit diagram of the entire surge arrester, FIG. 2 shows a section through the Control spark gap.

Gorviß Fig. 1 ist der Überspannungsableiter zwischen eine Hochspannungsleitung L und Erde geschaltet. Der überspannungsableiter besteht aus fünf in Reihe liegenden HauptfiiokenatreckenGorviß Fig. 1, the surge arrester is connected between a high-voltage line L and earth. The surge arrester consists of five main fiiokena sections in series

-4-009815/11^1-4-009815 / 11 ^ 1

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1 bis 5 und nichtlinearen Widerständen 2O₁ die ebenfalls in fieihe mit den Funkenstrecken 1 bis 5 liegen.1 to 5 and non-linear resistances 2O ₁ which are also in line with the spark gaps 1 to 5.

Gemäß Fig.. 1 sind jeweils zwei benachbarte Hauptfunkenstrecken durch parallel geschaltete Steuerkondensatoren überbrückt, und zwar derart, daß auf beiden Seiten der Hauptfunkenstrecken je ein kapazitiver Spannungsteiler gebildet ist. Die Kondensatoren auf der rechten Seite sind mit 6, 7 und 8, die Kondensatoren auf der linken Seite mit 9, 10 und 11 bezeichnet. Die Kondensatoren sind (mit Ausnahme«der beiden Enden der Schaltung) so geschaltet, daß jeweils der Anschluß eines Kondensators der rechten Seite an der Verbindungsleitung zweier Funkenstrecken angreift, die von einem Kondensator der linken Seite überbrückt sind. Außerdem sind Steuerwiderstände R vorgesehen, die vorzugsweise nicht lineare Widerstände sind, so daß eine bessere Steuerung in der Nähe der Ansprechspannun^ erreicht wird.According to FIG. 1, two adjacent main spark gaps are bridged by control capacitors connected in parallel, and in such a way that a capacitive voltage divider is formed on both sides of the main spark gaps. The capacitors on the right side are the capacitors with 6, 7 and 8 marked on the left with 9, 10 and 11. With the exception of the two ends of the circuit, the capacitors are connected in such a way that that the connection of a capacitor on the right side engages the connecting line of two spark gaps, bridged by a capacitor on the left are. In addition, control resistors R are provided, which are preferably non-linear resistors, so that better control is reached in the vicinity of the response voltage.

Die dargestellteKondensatorschaltung hat eine Kaskadenwirkung, wenn eine der Hauptfunkenstrecken 1 bis 5 anspricht; dadurch wird nämlich die bis dahin an dieser Funkenstrecke liegende Spannung augenblicklich auf die benachbarte Funkenstrecke übertragen. Dies hat zur Folge, daß die Spannung an der Nachbar» funkenstrecke im wesentlichen verdoppelt wird und daß deren überachlagswahrscheinlichkeit wesentlich erhöht wird. Dieser Vorgang setzt sich fort, bis säatliche Hauptfunkenstrecken gezündet sind. 'The capacitor circuit shown has a cascade effect, if one of the main spark gaps 1 to 5 responds; through this becomes namely the one lying on this spark gap up to that point Immediately transfer the voltage to the neighboring spark gap. This has the consequence that the tension on the neighbor » spark gap is essentially doubled and that their overlap probability is significantly increased. This Process continues until all main spark gaps are ignited. '

Ge*Sß der Erfindung ist ferner eine in Fig. 1 nur scbaaatisch dargestellte Steuerfunkenstrecke 25 irorgesehen, die parallel zur HaiiptfunXenstrecke 1 und zu* Kondensator 6 geschaltet ist; Die Steuerfunkenstrecke kann febenfalle innerhalb des Stapels der Ableiterelemente und des abgedichteten Ableitergehäusee angeordnet sein.Further, according to the invention, one in Fig. 1 is only schematic illustrated control spark gap 25, which is connected in parallel to the halftone spark gap 1 and to the capacitor 6; The control spark gap can fall within the stack the arrester elements and the sealed arrester housing be arranged.

00981S/1337 **⁵~00981S / 1337 ** ⁵ ~

PU 69/8011PU 69/8011

Zwischen dem einen Anschluß der Steuerfunkenstrecke 25 und dem Kondensator 6 liegt ein Widerstand 27« Ferner liegt zwischen dem gleichen Anschluß der Steuerfunkenstrecke und dem gemeinsamen Anschluß der Kauptfunkenstrecken 1 und 2 ein Widerstand 26. Der Widerstand 27 verhindert hohe Entladungsströme durch den Kondensator 6, und der Widerstand 28 hat die Aufgabe, das Fließen von normalen Ableiterströaen durch die Steuerfunkenstrecke 25 zu verhindern.Between one connection of the control spark gap 25 and the Capacitor 6 is connected to a resistor 27. Furthermore, there is between the same connection of the control spark gap and the common connection Connection of the main spark gaps 1 and 2 is a resistor 26. The resistor 27 prevents high discharge currents through the capacitor 6, and the resistor 28 has the task of To prevent normal discharge currents from flowing through the control spark gap 25.

Die Ausbildung der Steuerfunkenstrecke 25 ist im einzelnen in Fig. 2 gezeigt. Die Steuerfunkenstrecke umfaßt zwei becherförmige, metallische Elektroden 30 und 31, deren einander gegenüberstehende ebene Oberflächen 32 und 33 einen Überschlagsspalt 34 bilden. Die Elektroden sind durch ein rohrförmiges Isolierstück 35 voneinander distanziert, das zwischen den Flanschteilen 36 und 37 der Elektroden gasdicht eingesetzt ist.The design of the control spark gap 25 is shown in detail in FIG. The control spark gap comprises two cup-shaped, metallic electrodes 30 and 31, the opposite flat surfaces 32 and 33 of which form a flashover gap 34. The electrodes are through a tubular Insulating piece 35 spaced apart, which is inserted gas-tight between the flange parts 36 and 37 of the electrodes.

Das Isolierstück 35 besteht vorzugsweise aus eines keramischen Material; in diesem Falle können die Stirnflächen des Isolierst ücka mit den inneren Oberflächen der Flansche % und 37 in einer reinen Wasserstoffatmosphäre ob»· Flußmittel hart verlötet sein, so daß die Sauberkeit der inneren Oberflächen der Steuerfunkenstrecke 25 und damit eine einwandfreie Wirkungsweise gewährleistet ist.The insulating piece 35 is preferably made of a ceramic material; in this case, the end faces of the Isolierst ücka with the inner surfaces of the flanges% and brazed in a pure hydrogen atmosphere whether »· flux 37 may be such that the cleanliness of the inner surfaces of the control spark gap 25 and thus a correct operation is ensured.

Die Elektroden 30 und 31 un'd das IsollerstUck 35 sind derart genau bemessen, daß die Elektrodenflächen mit einer Abweichung von weniger als 3 > parallel sind. Dadurch wird eine gleichförmige Feldverteilung erreicht, so daß sich die Entladungen etwa gleichmäßig über die ebenen Flächen 32 und 33 verteilen und die Gefahr der Verbrennung und liarbenbildung an diesen Flächen verringert ist.The electrodes 30 and 31 and the insulating piece 35 are of this type precisely dimensioned that the electrode areas with a deviation of less than 3> are parallel. As a result, a uniform field distribution is achieved, so that the discharges Distribute approximately evenly over the flat surfaces 32 and 33 and the risk of burns and liar formation on them Areas is reduced.

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BADBATH

• FLA 69/8011• FLA 69/8011

Damit sich die Überschläge nicht an den Randern der Flächen 32 und 35 konzentrieren, sind diese Bänder abgerundet ausgeführt, wobei der Krümmungsradius von den Gesamt iiußen der ο teuer funkenstrecke 25 abhängt. So kann z. B. bei einem Durchmesser der Flächen 32 und 33 von 25 mm der Krümmungsradius der Bänder etwa 3 nun und der Abstand der beiden Flächen etwa 20 A des Durchmessers, also 5 mm betragen.So that the flashovers do not concentrate at the edges of the surfaces 32 and 35, these bands are rounded off, the radius of curvature depending on the total outside of the ο expensive spark gap 25. So z. B. at a diameter of the surfaces 32 and 33 of 25 mm, the radius of curvature of the bands about 3 now and the distance between the two surfaces about 20 A of the diameter, so 5 mm.

Der innere Baum der Steuerfunkenstrecke 25 ist mit einer Gagmischung gefüllt; die Füllung wird im Vakuum vorgenommen, um eine Verunreinigung der Innenflächen zu vermeiden. Die Gas-Mischung kann durch ein Rohr 39 zugeleitet' werden, das mit der Elektrode 30 über eine öffnung 40 verbunden ist und nach Eintritt des Gases abgedichtet wird. The inner tree of the control spark gap 25 is with a gag mix filled; the filling is made in a vacuum to avoid contamination of the inner surfaces. The gas mixture can be fed through a pipe 39 'which is connected to the Electrode 30 is connected via an opening 40 and is sealed after entry of the gas.

Die Gasmischung enthält, vorzugsweise neben gewöhnlichem Wasserstoff, eine bestimmte Konzentration von Tritium, die ausreicht, während der Lebensdauer des wberspanmin^s&b-i^itere* eine Beta-Ütrahlung zur Einleitung der Entladung aufreeMssiiirhslten. Das Tritium kann la einer Gasmischung aus b /> Wasserstoff-, und 95 > stickstoff enthalten sein.The gas mixture contains, preferably in addition to ordinary hydrogen, a certain concentration of tritium which is sufficient to release a beta radiation to initiate the discharge during the lifetime of the span min ^ s & b-i ^ itere *. The tritium can be contained in a gas mixture of b /> hydrogen and 95> nitrogen.

Die Beta-Strahlung von Tritiui^as hat eine niedrige durchschnittliche Energie (6 keV), so daß sie in Luft nur wenige Millimeter durchdringt. Die Beta-Teilchen entstehen und bewegen sich innerhalb des Bereiches zwischen den Elektrodenoberflächen 32 und 33. Innerhalb des Bereiches des Spaltes 34, d. h. zwischen den Elektrodenoberflächen, werden freie Elektronen erzeugt» anscheinend infolge einer Wechselwirkung der Beta-Teilchen mit der Kathode der Steuerfunkenstrecke 25, ζ. B. der Elektrodenfläche 33, obwohl auch andere Mechanismen zur Erzeugung von Elektronen im Spiel sein können, "/ie oben schon bemerkt, sollen die inneren Oberflächen der Steuerfunkenstrecke 25 so sauberThe beta radiation from Tritiui ^ as has a low average Energy (6 keV), so there are only a few in air Penetrates millimeters. The beta particles are created and move within the area between the electrode surfaces 32 and 33. Within the area of the gap 34, i. H. between the electrode surfaces, free electrons are generated » apparently as a result of an interaction of the beta particles with the cathode of the control spark gap 25, ζ. B. the electrode area 33, although other mechanisms for generating electrons can also be involved, "/ as noted above, should the inner surfaces of the control spark gap 25 so clean

OO081S/1337 ~⁷~OO081S / 1337 ~ ⁷ ~

PU 69/6011PU 69/6011

wie möglich sein. In diesem Falle hat der Wasserstoffanteil ala Reduktionsmittel eine wichtige Funktion, indem er reduzierbare Verunreinigungen unschädlich macht, die sich sonst mit dem Tritium vereinigen und dadurch die Wirkung des Tritiums zur Erzeugung freier Elektronen herabsetzen könnten.be as possible. In this case the hydrogen content is ala Reducing agents play an important role in being reducible Makes impurities harmless that would otherwise deal with the Unite tritium and thereby the effect of tritium to generate could reduce free electrons.

Die Beta-Strahlung und die Elektronenemission von der Kathode leiten die Entladung über den Spalt 34 ein, und zwar bei einer vorbestimmten Spannung mit einer Schwankung, die nahezu gleich Hull ist. Da die Entladung der Steuerfunkenstrecke ihrerseits die Hauptentladung des Überspannungsabieiters einleitet, arbeitet der überspannungsableiter mit einer Ansprechkonstanz, die bisher nicht erreichbar war.The beta radiation and electron emission from the cathode initiate the discharge through the gap 34, at one predetermined voltage with a fluctuation almost equal to Hull. Because the discharge of the control spark gap on your part initiates the main discharge of the surge arrester, works the surge arrester with a constant response that was previously unattainable.

Die Halbwertszeit von Tritiua ist 12 Jahre, so daß die erforderliche Tritiumeenge in der Steuerfunkenstrecke 25 von der erwarteten Lebensdauer des gesamten Überspannungsableiter und von der Größe der Steuerfunkenstrecke 25 abhängt, die ihrerseits von der Nennspannung des Überspannungsabieiters abhängt. Es wurde gefunden, daß ein Tritiuagehalt Yon Bindestens 100 Mikrocurie pro cm der Gasmisctiung ausreicht, für eine längere Dauer Elektronen zur Einleitung der Entladung zu liefern. Bei einem 60-kV-Überspannungsableiter ist die Wirkungsweise der Steuerfunkenstrecke 25 z. B, durch 400 Mikrocurie pro ca"" für die Lebensdauer eines solchen Ableiters gewährleistet.The half-life of Tritiua is 12 years, so the required tritium tightness in the control spark gap is 25 of the expected service life of the entire surge arrester and on the size of the control spark gap 25 depends, in turn depends on the nominal voltage of the surge arrester. It was found that a tritiua content of at least 100 microcuria per cm of gas distribution is sufficient for a longer period Deliver electrons to initiate the discharge. At a 60 kV surge arrester is how the control spark gap works 25 z. B, by 400 microcuries per ca "" for the Guaranteed service life of such an arrester.

Da die Beta-StraMung von Tritiu« nur eine geringe Energie hat, durchdringt sie die Wände der Steuerfunkenstrecke 25 nicht, so de.8 Personen« die sich in der Nähe des Ableiters aufhalten, uicht gefährdet sind und eine Abschirmung nicht erforderlich ist. Außerdem kann die ^teuerfunkenstrecke innerhalb dee abgedichteten Ableitergehäuse3 angebracht sein, so daß eine weitere Sicherheit gegen Austritt von Beta-Teilchen aus dem Ableiter gegeben utSince the beta current from Tritiu «has only a small amount of energy, it does not penetrate the walls of the control spark gap 25, so de.8 people «who are in the vicinity of the arrester, u are not endangered and shielding is not required is. In addition, the expensive spark gap can be attached within the sealed arrester housing 3, so that a further Security against leakage of beta particles from the arrester given ut

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. . PU 63/801 ί. . PU 63/801 ί

Beim Betrieb des Ableiters nach Fig. 1 liegt aji Spalt 34 eine Spannung, die im wesentlichen der Spannung der Leitung L proportional ist, infolge des Spannungsteilernetzwerkes, das durch die Steuerwiderstände E und die Steuerkondenoatoren 6 bis 11 gebildet wird. Wenn an der Leitung L eine Jberspannung auftritt, so daß die Spannung an dem Spalt 34 einen vorbestimmten Wert überschreitet, schlägt der Spalt über, so daß eine Überspannung zunächst an der Hauptfunkenstrecke 2, dann an der Hauptfunkenstrecke 1 usw. auftritt, bis schließlich alle Hauptfunkenstrecken infolge des Käskadeneffektes der Kondensatorschaltung gezündet haben. Bei diesem Vorgang ist der Strom durch die Steuerfunkenstrecks 25 klein im Verhältnis zu den Stoß- und Fülgeströmen, die durch die Hauptfunkenstrecken 1 bis 5 fließen, da der Widerstand 28 den Strom durch die wteuerfunkenstrecke 25 begrenzt. Die Steuerfunkenstrecke 25 hat daher die Funktion eines Spannungsfühlers und Triggers, ohne jedoch große Mengen elektrischer Energie verarbeiten zu müssen.When the arrester according to FIG. 1 is operated, aji gap 34 is located Voltage substantially proportional to the voltage on line L, due to the voltage divider network that runs through the control resistors E and the control capacitors 6 to 11 is formed. If an overvoltage occurs on line L, so that the voltage at the gap 34 exceeds a predetermined value, if the gap overlaps, so that an overvoltage occurs first at the main spark gap 2, then at the main spark gap 1, etc., until finally all the main spark gaps have ignited the capacitor circuit due to the Käskaden effect. During this process, the current is through the Control spark bar 25 small in relation to the surge and Filling currents that flow through the main spark gaps 1 to 5, since the resistor 28 limits the current through the spark gap 25. The control spark gap 25 therefore has the function a voltage sensor and trigger, but without large quantities having to process electrical energy.

Ein spannungsabhängiges Ansprechsignal entsteht dadurch, daß die Spannung am Spalt 34 zusammenbricht, wenn der Spalt überschlägt. Die Fühlergenauigkeit der Steuerfunkenstrecke 25 ist daher durch ihre mittlere Uberschlagsspannung und deren Schwankungsbreite gegeben. Außerdem kann die" Uberschlagsspannung mit der Zeit und durch Abnutzungserscheinungen, ferner als Funktion der Kurvenform der überspannung sich verändern. Die Schwankungsbreite ist jedoch bei der vorliegenden Erfindung auf einen Ufert von weniger als 2 A der mittleren Ansprechspannung begrenzt, und zwar für solche Kurvenformen der Spannung, die während einer Dauer von 20 /us bis 4 ms linear oder nahezu linear ansteigen. Dieses überschlagsverhalten bleibt während der Lebensdauer dee überspannungsableiters unverändert, wobei der Ableiter Hunderten von Ableitvorgängen unterworfen sein kann.A voltage-dependent response signal arises from the fact that the voltage at gap 34 collapses when the gap overturns. The sensor accuracy of the control spark gap 25 is therefore given by its mean flashover voltage and its fluctuation range. In addition, the "flashover voltage can over time and through wear and tear, further as a function of the waveform of the surge change. The range of variation is limited in the present invention to a Ufert of less than 2 A, the average response voltage, namely for such waveforms of the voltage which increase linearly or almost linearly over a period of 20 μsec to 4 ms. This flashover behavior remains unchanged during the service life of the surge arrester, whereby the arrester can be subjected to hundreds of discharge processes.

7 Ansprüche . ' - 7 claims. '-

2 Figuren. 2 figures.

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BAD ORJGfNALBAD ORJGfNAL

Claims

PLA 69/8011

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PatentansgrüchePatent claims

\J überspannungsableiter für Hochspannung mit einer Mehrzahl von in Beihe geschalteten Hauptfunkenstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu mindestens einer der Hauptfunkenstrecken (1) eine Steuerfunkenstrecke (25) geschaltet ist, deren Elektroden (31, 32) in einem gasdicht abgeschlossenen Gehäuse liegen, das eine tritiumhaltige Gasiaischung enthält. \ J Surge arrester for high voltage with a plurality of main spark gaps connected in series, characterized in that a control spark gap (25) is connected in parallel to at least one of the main spark gaps (1), the electrodes (31, 32) of which are located in a gastight sealed housing which contains a tritiated gas mixture.

2. überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasiaischung Wasserstoff enthält.2. Surge arrester according to claim 1, characterized in that the gas mixture contains hydrogen.

3. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasmischung 5 A Wasserstoff und 95 /»Stickstoff enthält.3. Surge arrester according to claim 1, characterized in that the gas mixture contains 5 A hydrogen and 95 / »nitrogen.

4. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tritiumgehalt der Gaseischung mindestens 100 Mikrocurie pro cm·' beträgt.4. Surge arrester according to claim 1, characterized in that the tritium content of the gas mixture is at least 100 microcuries per cm · '.

5. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Steuerfunkenstrecke (25) und der zugeordneten Hauptfunkenstrecke (1) ein Strombegrenzungswiderstand (28) liegt.5. Surge arrester according to claim 1, characterized in that a current limiting resistor between the control spark gap (25) and the associated main spark gap (1) (28) lies.

6. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerfunkenstrecke kreisflächenförmige ebene und parallele Elektroden (30, 3D aufweist, deren Abstand etwa 20 > ihres Durchmessers beträgt.6. Surge arrester according to claim 1, characterized in that the control spark gap is flat and circular in shape having parallel electrodes (30, 3D, the spacing of which is about 20> their diameter is.

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7. Überspannungsableiter nach 4nsprueh 6. dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (30, 3D becherförmig ausgebildet und durch einen Isolierstoffzylinder (35), der mit den flanschartig-ausgebildeten äußeren Händern (36t 37) der Elektroden gasdicht verbunden ist, distanziert sind.7. Surge arrester according to 4nsprueh 6. characterized in that the electrodes (30, 3D and cup-shaped by an insulating material cylinder (35), which is attached to the flange-like outer handles (36t 37) of the electrodes is connected gas-tight, are distanced.

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