DE19655119C2 - Funkenstreckenanordnung - Google Patents

Funkenstreckenanordnung

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DE19655119C2 DE19655119A DE19655119A DE19655119C2 DE 19655119 C2 DE19655119 C2 DE 19655119C2 DE 19655119 A DE19655119 A DE 19655119A DE 19655119 A DE19655119 A DE 19655119A DE 19655119 C2 DE19655119 C2 DE 19655119C2
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Peter Zahlmann
Raimund Koenig
Manfred Zeidler
Georg Wittmann
Willibald Duschek
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Dehn and Soehne GmbH and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Funkenstreckenanordnung mit zwei Elektroden, die im Innenraum eines druckfesten Gehäuses angeordnet sind. Das Volumen des Innenraums ist so bemessen und auf die Höhe des zu erwartenden Netzfolgestroms abgestimmt, daß durch den Lichtbogen des Netzfolgestroms eine kurzzeitige Druckerhöhung um ein Vielfaches des atmosphärischen Drucks gegeben ist, wobei zum langsamen Abbauen des Überdrucks oder Angleichen des Innendrucks an den atmosphärischen Druck Kanäle kleinen Querschnitts ausgebildet sind. Hierdurch wird eine konstante Ansprechspannung auch bei mehreren, zeitlich beabstandet erfolgenden Löschvorgängen gewährleistet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Funkenstreckenanordnung mit zwei Elektroden, die im Innenraum eines druckfesten Gehäuses ange­ ordnet sind.
Funkenstreckenanordnungen stellen aufgrund ihres großen Ener­ gieableitvermögens ein bevorzugtes Bauteil für den Überspan­ nungsschutz dar. Speziell bei Funkenstreckenanordnungen, die im Niederspannungsversorgungssystem installiert sind, kann es bei der Ableitung einer Überspannung zu einem sogenannten Netz­ folgestrom kommen. Aus diesem Grund ergibt sich für derartige Anordnungen die Forderung nach einem ausreichenden Folgestrom­ löschvermögen.
Das Folgestromlöschvermögen von Funkenstreckenanordnungen ist im wesentlichen direkt proportional der Lichtbogenspannung. Hieraus ergibt sich die Zielsetzung, eine möglichst hohe Lichtbogenspannung zu erreichen. Im einzelnen existieren mehrere Lösungsansätze, die sich aus der nachfolgenden Gleichung (1) ableiten:
UB = (UA + UK) + L . E (1)
UB = Bogenspannung;
UA + UK = Anodenfall-/Katodenfallspannung;
L = Bogenlänge;
E = Bogenfeldstärke.
Die Werte UA + UK sind Grundgrößen der Plasmatechnik und kaum beeinflußbar. Eine erste prinzipielle Ansatzmöglichkeit ist die Beeinflussung der Bogenlänge L. Dies wird in der Regel durch eine Aufweitung des Bogens erreicht. Nachteilig ist, daß die geometrischen Abmessungen der Elektroden entsprechend groß werden und damit Grenzen durch die Gesamtgeometrie vorliegen.
Die zweite prinzipielle Möglichkeit ist, die Bogenfeldstärke E und damit das Folgestromlöschvermögen über die direkte Kühl­ wirkung zu beeinflussen. Dies wird bei bekannten Geräten üblicherweise durch Kühlung des Lichtbogens herbeigeführt. Die Kühlung wird in der Regel durch die Kühlwirkung der Isolier­ stoffwände sowie die Verwendung von gasabgebender Isolierstoffe erreicht. Weiterhin ist eine starke Strömung des Löschgases notwendig, was wiederum einen hohen konstruktiven Aufwand erfordert. Die heißen, ionisierten Gase des Lichtbogens werden durch Ausgasöffnungen im Funkenstreckengehäuse nach außen in die Umgebung abgeführt. Dies bedingt, daß am Einbauort der Funkenstrecke bestimmte Abstände zu anderen spannungsführenden, z. B. in der Elektroverteilung vorgesehenen sowie brennbaren Teilen einzuhalten sind, was den Einsatz nur unter bestimmten zusätzlichen Vorgaben ermöglicht.
Aus der DE-OS 20 07 293 ist eine wiederzündende Funkenstrecke für Überspannungsableiter mit einer Funkenlöschspule und mit zwei auf einer isolierenden Unterlage angeordneten Elektroden bekannt. Die Funkenstrecke ist in bekannter Weise auf einer kreisförmigen Platte aus keramischem Material montiert. Die Platte hat einen vertieften Teil, der eine Löschkammer bildet. Die Funkenstrecke besteht aus zwei Elektroden, von denen jede ein Befestigungsteil und ein Funkenstreckenteil umfaßt. Die Funkenstreckenteile divergieren von der Zündstelle weg. Ihre einander gegenüberliegenden Flächen bilden Auslaufwege für die Fußpunkte des zwischen den Elektroden auftretenden Lichtbogens. Die voneinander abgewandten Flächen der Funkenstrecke bilden Rücklaufwege für die Fußpunkte des Lichtbogens, wenn der Lichtbogen unter Einwirkung der Funkenlöschspule so weit verlängert worden ist, daß seine Fußpunkte die Spitzen der Elektroden passiert haben. Zwischen dem Rücklaufweg und dem Auslaufweg jeder Elektrode liegt jeweils ein Kanal, der einen Durchströmbereich für das ionisierende Gas des Lichtbogens bildet. Der Kanal kann als Rinne in der Platte ausgeführt sein und wird dabei auf einer Seite von dem Funkenstreckenteil überdeckt. Nach einer anderen Ausführungsform kann der Kanal aus einer Bohrung in jeder Elektrode bestehen, so daß der Kanal ganz in dem Elektrodenmaterial liegt. Der Kanal mündet in der oder in unmittelbarer Nähe der Zündstelle, wo der Lichtbogen gezündet wird, wenn ein Überschlag eintritt.
Nachteilig ist beim Gegenstand nach DE-OS 20 07 293, daß durch den Öffnungswinkel der beiden divergierenden hörnerartigen Funkenstreckenanteile ein relativ großer Raum benötigt wird und daß ferner die Stromzuführung zu den beiden Elektroden von seitlich der Elektroden gelegenen Außenbereichen herkommt. Dies kann zu relativ hohen strombedingten Kräften führen, die mechanisch bewältigt werden müssen.
Die DE-PS 29 34 236 zeigt einen Überspannungsableiter mit Funkenstrecke, deren Elektroden mittels eines Isolierstücks auf Abstand gehalten werden und welche eine den Bereich der Bogen­ entladung umschließende Kammer mit Wänden aus Isolierstoff aufweist, der unter Wärmeeinwirkung Löschgas abgibt. Bei diesem Überspannungsableiter wird die beim Überschlag entstehende Energie dazu benutzt, Löschgas aus dem aus entsprechendem Isolierstoff bestehenden Isolierstück derart zu erzeugen, daß der Lichtbogen vom Spalt weggedrückt wird und die ionisierten Gase nach außen abgelassen werden, so daß nach Überspannungs­ ende keine weitere Zündung durch die Netzspannung erfolgen kann. Nachteilig ist hierbei ein relativ hoher konstruktiver Aufwand für die Schaffung der Gasführung und der Umstand, daß die heißen Gase ausgeblasen werden.
Die US 3,849,704 zeigt einen Überspannungsableiter mit einem geschlossenen Gehäuse. Im Zusammenwirken mit der Impedanz eines Zuleitungskabels wird der Löschvorgang optimiert, wobei das Volumen des Gehäuses des Überspannungsableiters so groß gewählt ist, daß auch bei mehrmaligem Auslösen keine unzulässig hohen Drücke auftreten. Nachteilig ist jedoch, daß sich die Wirkungen bezüglich einer optimalen Überspannungsableitung erst dann einstellen, wenn über die Kabelimpedanz eine Spannungsbegren­ zung gegeben ist, wobei der Ableiter selbst gehäuseseitig großvolumig dimensioniert werden muß.
Aus der Patentschrift DD 279 120 A1 ist eine Druckentlastungsvorrichtung für Überspannungsableiter in Mittelspannungsanlagen vorbekannt.
Diese Vorrichtung besitzt im wesentlichen gegenüberliegende Elektroden, die im Innenraum eines druckfesten Gehäuses angeordnet sind, wobei eine gasabgebende Löschkammer mit einer Druckentlastung versehen ist. Die Druckentlastungsvorrichtung besteht aus einer Feder innerhalb eines Führungszylinders und einem kugelförmigen Verschlußkörper mit entsprechender Halterung. Beim Eintreffen einer Überspannung an dem Ableiter und bei Erreichen der Zündspannung innerhalb der Löschkammer erfolgt ein Überschlag zwischen den Elektroden der Löschfunkenstrecke längs der inneren Oberfläche, wobei ein Löschgas freigesetzt wird. Hierdurch kommt es zu einem raschen Druckanstieg in der Löschkammer, wobei beim Erreichen des Ansprechdruckes der Druckentlastungsvorrichtung ein Ausblasen des Plasmas über die freiwerdende Ausblasöffnung erfolgt. Damit wird zwar bei relativ langsam aufbauenden Drücken eine Löschung niedriger Ströme gewährleistet und ein Bersten der Löschkammer infolge der Gasentwicklung bei hohen Strömen vermieden, jedoch ist das Netzfolgestromlöschvermögen einer derartigen Einrichtung insbesondere beim Einsatz in Niederspannungsversorgungssystemen unzureichend.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Funken­ streckenanordnung mit zwei Elektroden, die im Innenraum eines druckfesten Gehäuses angeordnet sind, so weiterzubilden, daß eine Erhöhung des Netzfolgestromlöschvermögens bei keiner, zumindest aber nur bei einer geringen Volumenerhöhung der Funkenstreckenanordnung erreichbar ist.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einer Anord­ nung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1, wobei die Unteransprüche zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.
Erfindungsgemäß ist das Volumen des Innenraums der Funken streckenanordnung so bemessen und auf die Höhe des zu erwar­ tenden Netzfolgestroms abgestimmt, daß durch den Lichtbogen des Netzfolgestroms eine kurzzeitige Druckerhöhung um ein Viel­ faches des atmosphärischen Drucks gegeben ist. Zum späteren langsamen Abbauen des Überdrucks bzw. zum Angleichen des Innendrucks an den atmosphärischen Umgebungsdruck sind Kanäle kleinen Querschnitts im bzw. am Gehäuse ausgebildet.
Bevorzugt besitzt das Gehäuse eine im wesentlichen zylindrische Form, wobei die Stirnflächen durch Deckelelemente verschlossen sind.
Das Gehäuse ist von einem metallischen rohrförmigen Druckkörper umschlossen oder wird durch einen solchen Druckkörper geformt. Der Druckkörper ist stirnseitig umgebördelt und umgreift die Deckelelemente.
Die erwähnte Druckerhöhung in dem die Elektroden aufweisenden Innenraum wird durch den Lichtbogen des Netzfolgestroms selbst produziert.
Demnach wird die Steigerung des Folgestromlöschvermögens nicht, wie bereits bekannt und üblich, durch eine verbesserte Kühlung des Lichtbogens erreicht, sondern durch eine druckabhängige Beeinflussung der Bogenfeldstärke.
Durch die damit einhergehende Erhöhung der Bogenspannung verbessern sich auf überraschend einfache Art und Weise die Löschbedingungen. Dies ist auf die Anwendung des Effekts zurückzuführen derart, daß die Feldstärke E direkt dem Druck des Löschgases proportional ist. Somit lassen sich hohe Bogen­ spannungen bei sehr kleinen Abmessungen des Gehäuses erreichen. An sich erzeugen sowohl Stoßstrom als auch Folgestrom Hitze und bewirken einen Druckanstieg; aktiv genutzt wird jedoch die Erhitzung durch den Netzfolgestrom. Damit ist der Druckanstieg und somit auch das Löschvermögen in direkter Weise an den zu unterbrechenden Netzfolgestrom gekoppelt. Damit entsteht ein stromabhängiges Schaltverhalten bzw. Schaltvermögen. Entschei­ dend für die Größe des Netzfolgestroms ist die Spannungsdif­ ferenz zwischen Netzspannung einerseits und Bogenspannung andererseits. Da hier beide Spannungen in ihrer Wirkung einan­ der entgegengesetzt gerichtet sind, hat dies für die Erfindung den Vorteil, daß immer nur so viel Druckerhöhung produziert wird, wie zur Unterbrechung des momentan fließenden Stroms notwendig ist. Dieses sogenannte "weiche Schalten" steht im Gegensatz zum "harten Schalten" nach dem Stand der Technik. Dort wird aufgrund der fehlenden Stromabhängigkeit des Lösch­ vermögens der Strom immer mit der vollen Leistungsfähigkeit unterbrochen. Dies kann zum sogenannten Stromabriß führen. Dieser Stromabriß stellt eine Belastung der nachgeschalteten zu schützenden Anlagen oder Geräte dar und wird bei vorliegender Erfindung vermieden.
Für die Optimierung des Volumens der Lichtbogenkammer bzw. des Innenraums des Gehäuses ist folgendes zu beachten. Ist das Kammervolumen zu klein, kommt es beim Stoß- bzw. Folgestrom­ löschvorgang zu einer mechanischen und/oder thermischen Über­ lastung des Gehäuses. Ist das Volumen zu groß, ist der Druck­ anstieg und damit das Anwachsen der Bogenspannung zu gering.
Beispielsweise erfolgt eine kurzzeitige Erhöhung des Innen­ drucks des Gehäuses auf 10 bis 60 bar. Damit läßt sich das Folgestromlöschvermögen etwa vervierfachen, wobei der Vorteil eines sehr geringen Volumens des Innenraums des Gehäuses gegeben ist.
Wie dargelegt, wird der im Gehäuse durch den Lichtbogen des Stoßstroms und den Lichtbogen des Folgestroms entstehende Überdruck langsam abgebaut, wobei der Abbau des Überdrucks vorzugsweise innerhalb von 3 bis 5 Stunden erfolgt. Weil jeder Stromstoß einen Folgestrom nach sich zieht und der Folgestrom aufgrund seiner Wärmeentwicklung eine Erhöhung des Innendrucks in der Funkenstreckenanordnung bewirkt, wird durch die vorhan­ denen Kanäle zuverlässig vermieden, daß die jeweiligen Über­ drücke sich addieren und die Funkenstreckenanordnung zerstören. Vielmehr wird durch die gegebenen erfindungsgemäßen Merkmale ein langsamer, kontinuierlicher Ausgleich des Innendrucks des Gehäuses an die Außenatmosphäre erreicht. Dadurch, daß sich der Druck abbauen kann, bleibt die Ansprechspannung der Funken­ streckenanordnung nahezu konstant, auch in dem Fall, wenn mehrere zeitlich beabstandete Löschvorgänge stattfinden.
Bei der Verwendung des beschriebenen quasi-druckdichten Gehäuses entfällt der beim Stand der Technik gegebene Nachteil des Ausblasens der vom Lichtbogen erzeugten heißen Gase. Somit besteht in keinem dieser Fälle die Gefahr einer Gefährdung von Personen und/oder einer Beschädigung von benachbarten Bauteilen oder dergleichen Mitteln.
Generell ist darauf aufmerksam zu machen, daß ein wichtiger synergistischer Effekt darin liegt, daß eine Verringerung des Volumens des Innenraums des Gehäuses bei einer angenommenen Größe des Netzfolgestroms eine entsprechende und für die Löschung vorteilhafte Erhöhung des Innendrucks im Gehäuse zur Folge hat, so daß es nicht notwendig ist, zur Erhöhung der Bogenspannung die Länge des Folgestromlichtbogens zu ver­ größern. Damit ist eine unerwünschte Volumenerhöhung des oben genannten, die Elektroden aufnehmenden Gehäuseinnenraums nicht notwendig.
Die erfindungsgemäße Funkenstreckenanordnung kann als Modul in ein- oder mehrpoligen Gehäusevarianten für den Innen- und Außenbereich angewendet werden, einschließlich bei explosions­ geschützten Funkenstrecken.
Beim Einsatz eines äußeren Druckkörpers, der die Vorteile einer kostengünstigen Herstellung aufweist, werden keine mechanischen Anforderungen an das umgebende Kunststoffelement gestellt. Mittels einer aus Durchmesserunterschieden resultierenden Überdeckung kann auch ein Überdruckventil für die Funken­ streckenanordnung realisiert werden, wobei die Deckelelemente, die z. B. aus Kunststoff bestehen, an den Umbördelungen abscheren und der jeweilige Elektrodenfuß zur Anlage an die Umbördelung kommt. Durch die dabei auftretenden größeren Spalte wird der Überdruck in die Atmosphäre sehr schnell abgebaut.
Zum Druckausgleich des Innenraums sind zum Angleichen des Innendrucks der Gehäuseanordnung an den atmosphärischen Normaldruck Be- und Entlüftungskanäle vorgesehen, die so dimensioniert werden, daß der Abbau des Überdrucks über ver­ schiedene Zeiten einstellbar ist. Im Sinne der Verbesserung des Löschverhaltens können innere Kunststoffelemente und/oder ein Isolierstück aus einem gasabgebenden Werkstoff bestehen.
Die Erfindung soll nachstehend von Ausführungsbeispielen sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:
Fig. 1 eine erste Ausführungsform der Funkenstreckenanord­ nung im Längsschnitt,
Fig. 2, 2a eine Ansicht eines NH-Sicherungsgehäuses mit einge­ bauter Funkenstreckenanordnung im geschlossenen und geöffneten Zustand,
Fig. 3, 3a eine Ansicht eines Außengehäuses mit drei einge­ bauten Funkenstreckenanordnungen im geschlossenen und geöffneten Zustand und
Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Funkenstreckenan­ ordnung im Längsschnitt.
Die erste Ausführungsform der Funkenstreckenanordnung ist in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellt. Im Innenraum 1 sind zwei Elektroden 2a und 2b befindlich, welche durch ein Isolierstück 3 auf einem notwendigen Abstand a gehalten werden. Auch dieser Abstand bestimmt die Ansprechspannung der Funkenstrecke. Der Abstand a kann durch im einzelnen nicht dargestellte Mittel verändert werden, um somit unterschiedliche Ansprechspannungen einstellen zu können, wobei eine Erhöhung des Abstands a zu einer Erhöhung der Ansprechspannung und dies zu einer höheren Bogenspannung führt.
Das Isolierstück 3 kann vorteilhaft aus einem gasabgebenden Kunststoff (z. B. POM) bestehen und derart gestaltet sein, daß die Zündung des Lichtbogens als Gleitentladung an den einander zugewandten Enden der Elektrodenkegel 2a und 2b eingeleitet wird. Dadurch wird der Lichtbogen veranlaßt, sich entsprechend dem durch die Kegelform der Elektroden 2a und 2b bedingten Öffnungswinkel aufzuweiten und damit günstigere thermische sowie Löscheigenschaften herzustellen.
Innerhalb des kleinen Spalts a springt der Lichtbogen über und wird dann entlang der sich von diesem Spalt a her erstreckenden Elektrodenflächen 20 radial nach außen geführt. Da diese Elek­ trodenflächen miteinander einen sich nach außen erweiternden Konus bilden, hat dies eine entsprechende Verlängerung des Lichtbogens und damit eine Erhöhung der Bogenspannung zur Folge. Bei der Ausgestaltung der Funkenstreckenanordnung gemäß Fig. 1, aber auch gemäß Fig. 4 und bei den hier gegebenen Abmessungen von etwa einem Drittel der Größe der Darstellung auf den Figuren ist eine Druckerhöhung des Innendrucks im Bereich von etwa 30 bis 50 bar gegeben.
Selbstverständlich liegt es im Bereich der Erfindung, die Formgebung der Elektrodenflächen und auch der Elektroden als solchen und ihrer Halterung anders zu gestalten als in den Fig. 1 und 4 gezeigt.
So könnte beispielsweise die Elektrodenfläche 20 vom Isolier­ stück 3 her bis zum äußeren Umfang der Elektroden 2a, 2b im Abstand a radial nach außen hin verlaufend gestaltet werden, wobei deren innere Stirnfläche am Isolierstück angrenzen kann. Der die Elektroden aufweisende Innenraum 1 ist umgeben von einer druckfesten Gehäuseanordnung 5. Diese Gehäuseanordnung 5 wird begrenzt durch zwei Deckelelemente 4a und 4b an den Stirnflächen. Die gesamte Anordnung wird geführt und zu den Seitenflächen abgeschlossen durch ein inneres Kunststoffelement 5a. Diese Teile 4a, 4b und 5 isolieren die Funkenstrecke von einem in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehenen äußeren Druckkörper 6, der die Teile 4a, 4b und 5a so umschließt, daß ein druckfester Zusammenhalt hergestellt ist.
Bevorzugt besteht der äußere Druckkörper 6 aus einem metal­ lischen Rohrstück, das durch Umbördeln seiner beiden, an den Deckeln 4a, 4b anliegenden Enden kostengünstig fertigbar ist. In einer Ausgestaltung der Erfindung kann das innere Kunst­ stoffelement 5a auch aus einem gasabgebenden Werkstoff (z. B. POM) bestehen.
An die Deckelelemente 4a und 4b, die aus einem elektrisch nichtleitenden Werkstoff bestehen, werden hohe mechanische und thermische Anforderungen gestellt. Sie halten den entsprechen­ den Kräften stand, die beim Stoßstromableitvorgang und bei der Folgestromlöschung durch den Druck im Innenraum 1 bzw. Gehäu­ seanordnung 5 erzeugt werden.
Da thermisch hochbelastbare Kunststoffe in der Regel sehr spröde und damit für den Anwendungsfall für die Deckelelemente 4a und 4b nicht optimal geeignet sind, wird hier eine Funk­ tionstrennung durchgeführt. Die thermische Isolierung der heißen Elektroden 2a und 2b zwischen den Deckelelementen 4a und 4b kann eine thermische Trennscheibe 7 übernehmen. Eine mecha­ nische Entlastung der Deckelelemente 4a und 4b kann erreicht werden durch deren Abstützung auf die oben genannten Ränder des Druckkörpers 6.
Durch die spezielle Gestaltung eines Elektrodenfußes 8, dessen Durchmesser d1 größer als die lichte Weite d2 des Druckkörpers 6 ist, wird eine Entlastung der Deckelelemente 4a und 4b erreicht und die wirkenden Kräfte gleichmäßig verteilt. Für die mechanische Stabilität der Gesamtanordnung ist die Überdeckung x von großer Bedeutung (siehe Fig. 2), wobei gilt
x = (d1 - d2)/2.
Für eine langfristige, von Minuten über Stunden erfolgende Angleichung des stationären Innendrucks in der Gehäuseanordnung 5 an die Umgebungsbedingungen sind Be- und Entlüftungskanäle 9 vorgesehen, die der genannten Angleichung angepaßte, entspre­ chend kleine Durchtrittsquerschnitte aufweisen. Die Kanäle 9 gehen in die Gewindebohrung der Anschlußstäbe 2' und die dort vorgesehene Schraubgewindepaarung über. Die in den Fig. 1 und 4 gezeigte Gewindepaarung bildet einen Kanal kleinen Quer­ schnitts, ohne daß zusätzliche Öffnungen oder Bohrungen im Gehäuse erforderlich sind.
Aufgrund der Tatsache, daß es sich bei der vorgeschlagenen Anordnung um eine in sich geschlossene, nicht ausblasende Funkenstrecke handelt und dadurch keine Krafteinwirkung auf ein weiteres Außengehäuse (z. H. NH-Sicherungsgehäuse, Fig. 2) aus­ geübt wird, ergeben sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten auch in entsprechend weniger stabilen Außengehäusen.
Das erfindungsgemäße Funkenstreckenmodul kann als Standardbau­ gruppe in verschiedene Gehäusevarianten integriert werden, wie dies nachfolgend anhand der Fig. 2 und 3 näher beschrieben und erläutert wird.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß mit der Erfin­ dung gegenüber dem Stand der Technik die Funkenstreckenanord­ nung relativ kleinbauend sein kann. Beispielsweise ist die Darstellung der Funkenstreckenanordnungen in den Fig. 1 und 4 etwa im Maßstab 3 : 1 gezeichnet. In der praktischen Ausführung sind die Funkenstrecken entsprechend kleiner als in den Figuren erkennbar.
Ein weiterer Vorteil der Anordnung ist die Möglichkeit der Stromzuführung über die axial in Richtung der Längsmittelachse 19-19 verlaufenden Anschlußstäbe 2' der Elektroden 2a, 2b. Hierdurch werden schädliche strombedingte Kräfte vermieden.
Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß die Gehäuseanord­ nungen 5 der Erfindung so druckfest sein müssen, daß sie auch den nur kurzzeitig auftretenden Innendruck aufgrund des relativ hohen Stoßstroms aushalten können; während demgegenüber der Innendruck aufgrund des erläuterten Folgestroms wesentlich geringer ist. Die nachfolgend erläuterten weiteren Außengehäuse 11, 13 müssen demgegenüber keinen Innendruck aushalten, da dies von der Funkenstreckenanordnung quasi übernommen wird.
Die Deckelelemente 4a und 4b können als Überdruckentlastung bzw. Drucksicherung ausgelegt sein, um eine unerwünschte Explosionsgefahr der gesamten Anordnung zu vermeiden. Hierfür wird bei einer unzulässigen Erhöhung des Innendrucks mittels der Füße 8 der Elektroden 2a und 2b ein Abscheren der innen gelegenen Teile der Kunststoffdeckel 4a und 4b etwa entlang der gewellt eingezeichneten Linien 18 erreicht.
Nach dem Abscheren dieser Teile kommen die Isolierscheiben 7 zur Anlage an die Umbördelungen 6' des Druckkörpers 6 und verhindern ein Herausdrücken der Elektroden 2a und 2b. Mit dem Abscheren der oben genannten Teile entlang der Linien 18 ist eine größere Durchtrittsöffnung zwischen dem Innenraum 1 und der Umgebung geschaffen, so daß sich der im Innenraum entstan­ dene Überdruck sehr schnell abbaut.
Gemäß der Fig. 2 und 2a ist die Funkenstreckenanordnung 10 in ein NH-Sicherungsgehäuse 11 eingebaut, welches im geschlossenen (Fig. 2) und geöffneten (Fig. 2a) Zustand dargestellt ist. Das Sicherungsgehäuse 11 besteht dabei aus zwei Halbschalen 11a und 11b und weist Auszugslaschen 12 auf. Die elektrische Kontaktierung von stromführendem Leiter bzw. Erde erfolgt durch standardisierte NH-Kontaktmesser, welche mit 2a und 2b bezeichnet sind.
In Fig. 3, 3a ist die mehrpolige Variante von Funkenstrecken­ anordnungen 10 in einem speziellen Außengehäuse 13 dargestellt. Da bei den erfindungsgemäßen Funkenstreckenanordnungen das beim Stand der Technik erforderliche Ausblasen entfällt, kann man die Funkenstrecke enger anordnen und ein diese umschließendes Außengehäuse weniger stabil ausgestalten. Wie Fig. 3 zeigt, werden beispielsweise drei Funkenstreckenanordnungen 10 in einer platzsparenden, räumlichen Anordnung integriert. Damit ergibt sich ein günstigerer Ausnutzungsfaktor des Innenvolumens des Außengehäuses 13. Die erdseitige Verbindung der Einzelele­ mente kann durch eine kostengünstige, gemeinsame Erdplatte 17 realisiert werden. Das Außengehäuse 13 kann, wie in Fig. 3a dargestellt, über Schnappbefestigungen 14 auf einer Standard­ drahtschiene montiert werden. Es können Anschlußmöglichkeiten für Kabeleinspeisung 15 (Fig. 3a) oder eine Kammschiene 16 (Fig. 3) vorhanden sein. Die Anschlußmöglichkeiten der strom­ führenden Leiter sind im modularen Abstandsmaß so aufgebaut, daß auf der einen Seite drei Anschlüsse 15 bzw. 16 für die stromführenden Leiter und auf der Gegenseite der Erdanschluß 21 vorgesehen sind.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ist der für eine herme­ tische Abdichtung vorgesehene äußere Druckkörper 6 nicht vor­ handen. Dies bedingt, daß das innere Kunststoffelement 5a und die beiden Deckelelemente 4a und 4b so auszubilden sind, daß diese Teile 5a, 4a und 4b die Funktion des äußeren Druckkörpers 6 insoweit ersetzen, als der erforderliche druckfeste Zusam­ menhalt über diese Teile erzielt wird. Dazu werden entweder die Deckelelemente 4a und 4b entlang der gemeinsamen Fläche (Strecke A-F) verklebt oder die Teilflächen (Strecke B-C oder D-E) mit einem feingängigen Gewinde versehen und verschraubt. Anstelle dessen ist auch ein Vernieten oder ein Verstiften denkbar. Selbstverständlich sind die vorgenannten Verbindungs­ techniken auch kombiniert anwendbar.
Als Werkstoff für die Deckelelemente 4a und 4b bietet sich Metall oder ein entsprechend hochstabiler Kunststoff an. Bei der Verwendung von Kunststoffdeckeln 4a und 4b ergibt sich der Vorteil, daß eine isolierende Außenhülle entsteht, die einen Berührungsschutz bietet.
Insgesamt gelingt es mit der Erfindung, eine Funkenstrecken­ anordnung vorzuschlagen, welche über ein hohes Netzfolge­ stromlöschvermögen verfügt und die eine konstante Ansprech­ spannung bewirkt. Erfindungsgemäß wird das Volumen des Innen­ raums auf den zu erwartenden Netzfolgestrom bemessen, d. h. minimiert, wobei durch den Lichtbogen des Netzfolgestroms eine kurzzeitige Druckerhöhung gegeben ist. Die konstante Ansprech­ spannung auch bei mehreren, zeitlich beabstandet erfolgenden Löschvorgängen stellt sich durch die Möglichkeit des langsamen Abbauens des Überdrucks und Angleichen des Innendrucks an den atmosphärischen Umgebungsdruck ein.

Claims (4)

1. Funkenstreckenanordnung mit zwei Elektroden, die im Innen­ raum eines druckfesten Gehäuses angeordnet sind, wobei das Volumen des Innenraums so bemessen und auf die Höhe des zu erwartenden Netzfolgestroms abgestimmt ist, daß durch den Lichtbogen des Netzfolgestroms eine kurzzeitige Druckerhöhung um ein Vielfaches des atmosphärischen Drucks gegeben ist und wobei zum langsamen Abbauen des Überdrucks oder Angleichen des Innendrucks an den atmosphärischen Druck Kanäle kleinen Quer­ schnitts ausgebildet sind.
2. Funkenstreckenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse zylindrisch ausgebildet und an den Stirnflächen durch Deckelelemente verschlossen ist.
3. Funkenstreckenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse von einem metallischen, rohrförmigen Druckkörper umschlossen ist.
4. Funkenstreckenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkörper stirnseitig umgebördelt ist und die Deckel­ elemente umgreift.
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