DE19717802B4 - Funkenstrecke - Google Patents

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Abstract

Funkenstrecke zum Einsatz in der Stromversorgung, insbesondere Niederspannungsnetzen mit zwei im wesentlichen gegenüberliegenden Elektroden, die im Innenraum eines standardisierten Gehäuses angeordnet sind, wobei zwischen den beiden Elektroden eine Lichtbogenkammer für den im Überschlagsfall sich bildenden Lichtbogen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch Variation der Länge (L) eines als Einsatzstück ausgebildeten Abstandshalterelementes (2) aus elektrisch leitfähigen Kunststoff das Folgestromlöschvermögen bei unveränderten Gehäuseabmessungen einstellbar ist, wobei zum Konstanthalten der Ansprechspannung bei geänderter Lichtbogenkammerlänge zwischen dem Abstandshalterelement (2) und einer der Elektroden (7) eine Isolierstoffscheibe (9) variabler Dicke (D) eingesetzt wird, wobei die Isolierstoffscheibe (9) eine Öffnung derart aufweist, daß die Lichtbogenkammer vom Abstandshalterelement und der Isolierstoffscheibe umgeben ist, und daß das Abstandshalterelement (2) von einem äußeren Isolator (6) umgeben ist, wobei zur Steuerung der elektrischen Feldstärke die Trennfuge (12) zwischen Abstandshalterelement (2) und äußerem Isolator (6) einen gestuften Verlauf aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Funkenstrecke zum Einsatz in der Stromversorgung, insbesondere in Niederspannungsnetzen mit zwei Elektroden, die im Innenraum eines Gehäuses angeordnet sind (Oberbegriff des Anspruches 1). Derartige Funkenstrecken sind beispielsweise aus DE 29 34 236 C2 bekannt. Hierbei sind die elektrischen Daten der Funkenstrecke festgelegt. Dies gilt insbesondere und nachteiligerweise hinsichtlich des Folgestromlöschvermögens. Ein weiterer Nachteil bei Funkenstrecken der o. g. Bauart oder auch bei anderen Funkenstrecken besteht darin, daß aufgrund sehr unterschiedlicher Installationsorte und der dort gegebenen Anschlußbedingungen sich in der heute üblichen Praxis eine Vielzahl unterschiedlicher Ausführungen der Anschluß- und Einbaumittel von Funkenstrecken ergeben hat. In der o. g. Literaturstelle DE 29 34 236 C2 wird hinsichtlich der Anbringung bzw. Montage der Funkenstrecke nichts ausgeführt. Auch sind keine Hinweise hinsichtlich der Anpassung einer solchen Funkenstrecke an unterschiedliche elektrische Bedingungen gegeben.
  • Aus der DE 732 002 ist ein Überspannungsableiter nach Art einer Ausblasröhren-Funkenstrecke bekannt. Konkret ist dort die Möglichkeit aufgezeigt, das Blasrohr so auszubilden, daß dieses aus einem äußeren Rohr aus geeignetem Isolierstoff und einem inneren Rohr aus einem unter Lichtbogeneinwirkung gasabgebenden Material besteht. Die Befestigung zwischen innerem und äußerem Rohr soll lösbar sein, so daß Innenrohre verschiedener Innendurchmesser bzw. verschiedener Länge je nach Kurzschlußleistung in das gleiche Außenrohr einsetzbar sind.
  • Bei der Löschfunkenstrecke für Überspannungsableiter nach DE 973 191 wird von mehreren in Reihe geschalteten, in einer Isolierhülse oder einem Isoliergehäuse angeordneten Elektroden ausgegangen, wobei der gegenseitige Abstand aller Elektroden von außen über eine Druckschraube unter Nutzung von zwischengeschalteten Federelementen einstellbar sein soll.
  • Zum Stand der Technik ist noch auf die US-PS 3,141,108 aufmerksam zu machen, welche einen Überspannungsableiter zeigt, der ein die Bogenentladung reduzierendes Gas aufweist. Der dortige Ableiter besitzt außerdem Bohrungen, die ein Austreten des unter Druck stehenden Gases im Falle der Zündung des Lichtbogens ermöglichen.
  • Aus dem Vorstehenden ist es Aufgabe der Erfindung, die bekannten Funkenstrecken derart weiterzubilden, daß trotz einer Außengehäuse-Standardausführung und bei einer angestrebten minimalen Teilezahl eine entsprechende Variation der elektrischen Eigenschaften der Funkenstrecken je nach unterschiedlichem Einsatzfall möglich ist.
  • Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die Unteransprüche zweckmäßige Ausgestaltungen beinhalten.
  • Dadurch, daß die wirksame Länge der Lichtbogenkammer unterschiedlich wählbar ist, kann bei sonst gleichbleibenden Abmessungen der Funkentrecke das Folgestromlöschvermögen dieser Funkenstrecke geändert und damit den jeweiligen Anforderungen angepaßt werden.
  • Ebenfalls ohne Änderung der sonstigen Abmessungen der Funkenstrecke können Maßnahmen zur Wählbarkeit der Feldstärke an der Überschlagstelle vorgesehen sein.
  • Die vorgenannten Änderungen sind ab Fabrik durch Auswechseln bzw. Abändern einiger weniger Teile ermöglicht. Hierzu wird auf die späteren Ausführungen, einschließlich der zugehörigen Unteransprüche Bezug genommen. Die Lehre der Erfindung, hierzu wird auch auf die weiteren Ausführungen und Unteransprüche verwiesen, hat den großen Vorteil, daß man somit Veränderungen in der Feldstärke an der Überschlagstelle, des Folgestromlöschvermögens und der Stoßstromtragfähigkeit erreichen kann, ohne bauliche Änderungen an anderen Stellen oder Bereichen der Funkentrecke vornehmen zu müssen. Dabei ist besonders wesentlich, daß – im Rahmen eines gewissen Baugrößenbereiches – die äußeren Konturen der Funkenstrecke und die Mittel zur Anbringung der Funkenstrecke vor Ort durch die baulichen Veränderungen für die Änderung des Folgestromlöschvermögens und der Feldstärke an der Überschlagstelle nicht geändert werden. Es sind also nur eine Standardausführung oder nur wenige Standardausführungen zu schaffen, die jeweils unter unterschiedlichen Installationsbedingungen montiert werden können.
  • Durch die mögliche Anpassung an unterschiedliche elektrische Bedingungen und unterschiedliche mechanische Installationsbedingungen kann eine solche Funkenstrecke weitgehend universell eingesetzt werden.
  • Weitere Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung von erfindungsgemäßen Ausführungsmöglichkeiten zu entnehmen. In der Zeichnung zeigt:
  • 1: ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung im Längsschnitt,
  • 1a: ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung im Längsschnitt,
  • 2: im wesentlichen in der Seitenansicht eine derartige Funkenstrecke mit Anschlußmitteln, die beispielsweise an eine Montageplatte und ein Anschlußkabel angeschlossen sind,
  • 3: der Einsatz einer Funkenstrecke nach der Erfindung innerhalb eines Geräte-Außengehäuses,
  • 4: eine Anwendungs- und Einbaumöglichkeit von Funkenstrecken nach der Erfindung in einer schematischen Draufsicht,
  • 4a: eine Seitenansicht zu 1 in Richtung des Pfeiles IVa,
  • 5: eine weitere Anwendungsmöglichkeit einer Funkenstrecke nach der Erfindung ebenfalls in einer schematischen Draufsicht.
  • Das Ausführungsbeispiel nach 1 zeigt im Längsschnitt eine Funken strecke mit einer Elektrode 4 und einer aus den beiden Teilen 7, 8 bestehenden Gegenelektrode. Dies ist zwar im Sinne der Aufgabenstellung und deren Lösung eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Doch ist die Erfindung nicht auf diese Ausführung einer Elektrodengestaltung und -anordnung beschränkt.
  • Sowohl beim Ausführungsbeispiel nach 1, als auch bei dem weiter unten zu erläuternden Ausführungsbeispiel nach 1a sind sämtliche Bauteile der jeweiligen Funkenstrecke rotationssymmetrisch ausgebildet und haben die gleiche Mittellängsachse 11. Diese Mittellängsachse 11 ist zwar nur in 1 eingetragen, gilt aber gleichermaßen auch für 1a.
  • Die vorgenannte Rotationssymmetrie gilt insbesondere auch für die Elektroden. Dabei ist im Ausführungsbeispiel der 1 zwischen den Elektroden 4 und 7, 8 die zylindrische Lichtbogenkammer 10 mit einer Länge L vorgesehen. Die Lichtbogenkammer 10 ist umgeben von einem ebenfalls rotationsförmigen Abstandshalter 2 in Form eines Lichtbogenkammerelementes aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff. Dieser ebenfalls rotationssymmetrische Abstandshalter 2 kann aus einem bei Erhitzung ein Löschgas abgebenden Stoff bestehen. Dieser Abstandshalter 2 ist seinerseits umgeben von einem weiteren Abstandshalter 6 aus einem isolierenden Kunststoff. Durch Variierung der Länge des Abstandshalters 2 kann die elektrisch wirksame Länge L der Lichtbogenkammer und damit das Folgestromlöschvermögen der Funkenstreckenanordnung maßgeblich bestimmt werden. Durch die Kombination eines elektrisch leitfähigen Kunststoffes für das Abstandselement 2 mit einem isolierenden Kunststoff für die Isolierstoffscheibe 9 ist eine Verlängerung der Lichtbogenkammer möglich, ohne daß sich die Ansprechspannung der Gesamtanordnung verändert. Die Ansprechspannung ist in diesem Fall nur von der Dicke D der Isolierstoffscheibe 9 abhängig.
  • Zwischen den Abstandshaltern 2, 6 und dem Teil 7 der Elektrode 7, 8 ist eine Isolierstoffscheibe 9 vorgesehen. Diese Isolierstoffscheibe trennt die Abstandshalter 2, 6 sowohl elektrisch als auch mechanisch von dem Elektrodenteil 7.
  • Zusätzlich kann zur Steuerung der elektrischen Feldstärke und damit der Durchschlagbedingungen die Trennfuge 12 zwischen den beiden Abstandshaltern 2, 6 entsprechend gestaltet sein. Hierzu zeigt 1 einen abgestuften Verlauf dieser Trennfuge 12, die im übrigen ebenfalls rotationssymmetrisch umläuft. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Abstufung so gewählt, daß der Bereich 2' des Abstandshalters 2 direkt an der Isolierstoffscheibe 9 anliegt. Da der Abstandshalter 2, der die Lichtbogenkammer in ihrer rotationssymmetrischen Form umgibt, aus einem leitfähigen Material besteht, wird die Spannung der Elektrode 4 über den Abstandshalter 2 und dessen sich neben der Lichtbogenkammer befindlichen Bereich 2' direkt an die Isolierstoffscheibe 9 herangeführt. Da der Bereich 2' des Abstandshalters 2 mit seiner Innenfläche die Lichtbogenkammer umgibt und somit nur durch die Dicke D der Isolierstoffscheibe 9 von der entsprechenden Innenfläche 7' des Elektrodenteils 7 getrennt ist, liegt somit das Maximum der Feldstärke dort an der Isolierstoffscheibe 9 an. Ein etwaiger Überschlag zwischen den beiden Abstandshaltern 2, 6 wird vermieden. Vielmehr erfolgt ein Gleit Überschlag von dem Elektrodenteil 7 entlang der Innenfläche 13 der Isolierstoffscheibe 9 zur Innenfläche des Bereiches 2' des Abstandshalters 2. Es ist hierbei vorausgesetzt, daß die relevanten Dielektrizitätskonstanten der Kunststoffe der beiden Abstandshalter 2, 6 so aufeinander abgestimmt sind, daß das Maximum der Feldstärke immer an der Luftgrenzschicht entlang der Innenfläche 13 liegt.
  • Somit sind unter entsprechender Abänderung der vorerwähnten Teile ab Fabrik das Folgestromlöschvermögen, die Größe der Feldstärke und damit der Überschlagspannung variierbar, ohne daß die Außenabmessungen und die Anschlußmöglichkeiten einer solchen Funkenstrecke geändert werden müssen. Denn die Außenabmessungen ergeben sich im wesentlichen durch das aus einem isolierenden Kunststoff oder aus Metall bestehende Außengehäuse 1, welches die in seinem Innern befindlichen Bauteile nach außen abdeckt, gegebenenfalls elektrisch isoliert und zugleich mechanisch zusammenhält.
  • Um möglichst vielseitig verwendbare Anschlußmöglichkeiten zu schaffen kann die Elektrode 4 ein Sackloch 14 mit einem Innengewinde 15 aufweisen, während der Elektrodenteil 8 in Art eines Stutzens aus dem Gehäuse der Funkenstrecke herausgeführt und an seinem Außenumfang mit einem Gewinde 16 versehen ist. Die Gewinde 15, 16 ermöglichen beispielsweise das Anschrauben oder Einschrauben dieses Funkenstreckenmoduls als separates Einzelgerät oder als Einbauteil an Stromschienen in Gehäuse oder an sonstigen elektrischen Bauelementen. Im einzelnen wird hierzu auf die weiter unten gegebene Erläuterung der 3, 4 und 5 verwiesen.
  • Ferner ist es eine Besonderheit des vorliegenden Ausführungsbeispieles, daß die Elektrode 7, 8 einen zylindrischen Innenraum 17 aufweist, der sowohl in die Lichtbogenkammer 10 übergeht als auch nach außen (in 1 nach links) offen ist. Hiermit können die durch den Lichtbogen erhitzten Gase über den Innenraum 17 nach außen abgeführt (abgeblasen) werden. Es empfiehlt sich, den Elektrodenteil 7 als abbrandfesten Einsatz, vorzugsweise aus Wo-Cu herzustellen, während das zweite Elektrodenteil und zugleich auch Düsenelement 8 aus einem demgegenüber kostengünstigeren Werkstoff, beispielsweise Ms hergestellt sein kann. Am Ausgang des Innenraumes 17 und damit am ausgangsseitigen Ende des Elektrodenteiles 8 können sogenannte Auspuffelemente (in dieser Figur nicht dargestellt) angebracht werden, welche die Temperatur der ausgeblasenen heißen und hochionisierten Gase soweit herabsetzt, daß im Umfeld dieser Funkenstreckenanordnung keine besonderen Sicherheitsmaßnahmen vorgenommen werden müssen. Ein weiterer Vorteil hinsichtlich einer Anpassung ab Fabrik an elektrische Anforderungen besteht darin, daß durch Wahl des Durchmessers d des Innenraumes 17 die Stoßstromtragfähigkeit dieser Funkenstrecke verändert werden kann. Mit der Vergrößerung des Durchmessers d wird die Stoßstromtragfähigkeit entsprechend erhöht, da die Druckentwicklung in der Lichtbogenkammer 10 sinkt.
  • Zur Abdichtung dieser Funkenstrecke im Bereich der Elektrode 25 ist ein ringförmiges Deckelelement 3 mit einem O-Ring 5 vorgesehen. Das Deckelelement 3 hält den äußeren Abstandshalter 6 und drückt ihn gegen die isolierende Scheibe 9. Die Elektrode 4 ist mit einem umlaufenden Bund 18 versehen, der die Andruckkraft des Deckelelementes 3 auf den Abstandshalter 2 überträgt. Der vorgenannte Druck auf das Deckelelement 3 wird von dem umgebogenen Bereich 1' des hier metallischen Außenmantels 1 bewirkt. Diese Umbiegung erfolgt, nachdem zuvor die Bauteile der Funkenstrecke in den Metallmantel 1 eingebracht wurden, wobei sie sich an dessen in 1 links gezeichneten Abbiegung 1'' abstützen. Um die vorgenannte Druckkraft auf den Abstandshalter 2 optimal übertragen zu können bzw. die in der Lichtbogenkammer erzeugte Druckkraft durch den metallischen Außenmantel 1 aufzunehmen, empfiehlt es sich, den Durchmesser des Bundes 18 der Elektrode 4 größer zu wählen, als den Durchmesser des von der Stirnfläche 19 der Umbiegung 1' umschriebenen Kreises.
  • Die Herstellung des Außenmantels aus Metall hat den Vorteil, daß er mechanisch hochbelastbar und somit sehr widerstandsfähig ist. Auch kann damit durch das o. g. Umbiegen gemäß Ziffer 1' die notwendige Druckkraft auf die erläuterten Innenteile ausgeübt werden.
  • Die Ummantelung kann auch bei Erfordernis eine hermetische Umkapselung sein.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführung der Erfindung ist in 1a dargestellt. Sie besitzt eine zweigeteilte Lichtbogenkammer, deren Gesamtlänge L sich aus den beiden Teillängen L' und L'' sowie der Dicke der Isolierscheibe 9 zusammensetzt. Gegenüber der Ausführung nach 1 ist sowohl der Aufbau der beiden Elektroden, als auch der dortigen Abstandshalter 2 bzw. 2', 6 verändert. Die in der Zeichnung rechte Elektrode besteht zunächst aus einem Teil 4, der ebenfalls die Bohrung 14 mit Innengewinde 15 aufweist. Der Teil 4 ist aus einem leitenden Material wie Messing hergestellt. Er ist in Berührungskontakt mit dem weiteren Elektrodenteil 4', der aus einem hochwertigen und abbrandfesten Werkstoff wie Wolfram-Kupfer hergestellt ist. Hieran schließt sich in Richtung zu dem in 1 linken Ende die vorgenannte Lichtbogenkammer von der Länge L an. Der Umfang dieses Kammerbereiches L wird umgeben von zwei Abstandshaltern 2, 2' und einer dazwischen befindlichen Isolierstoffscheibe 9. Hieran schließt sich, nach links hin betrachtet, die weitere Elektrode 7 an, die angrenzend zur Lichtbogenkammer in einen mit ihr einstückigen Bund 8' ausläuft und durchweg aus einem hochwertigen und abbrandfesten Werkstoff wie Wolfram-Kupfer besteht. Sie ist an ihrem nach außen ragenden Stutzen ebenfalls mit einem Außengewinde 16 versehen. Somit kann auf beiden Seiten der Funkenstrecke ein Deckelelement vorgesehen werden, nämlich nicht nur rechts gemäß Ziffer 3, sondern auch in der Zeichnung 1a links gemäß Ziffer 3'. Damit ist in dieser Ausführung eine elektrische Isolierung beider Elektroden, nämlich 4 und 7, 8' gegenüber dem metallischen Außenmantel 1 gegeben.
  • Es sei an dieser Stelle bemerkt, daß bei einem der Ausführungsbeispiele vorgesehene Merkmale oder Merkmalskombinationen sinngemäß auch bei den anderen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein können.
  • Die zwischen den beiden Abstandshaltern 2 und 2' befindliche Isolierstoffscheibe 9 nach 1a kann ein selbständiges Einzelteil sein. Sie kann aber auch mit dem äußeren Abstandhalter 6 einstückig ausgeführt werden.
  • Die Abstandshalter 2 und 2' nach 1a bestehen aus elektrisch leitfähigem Kunststoff. Aus Gründen der Steuerung der Feldstärke zwischen den verschiedenen Abstandshaltern 2, 2' ist es vorteilhaft, die Dicke der Isolierstoffscheibe 9 zum Rand hin anwachsen zu lassen. Das Maximum der Feldstärke liegt dann immer entlang der Gleitstrecke 13. Darüber hinaus wird durch diese Maßnahmen einem möglichen Absinken der Ansprechspannung nach Belastung vorgebeugt. Die Ausführungsmöglichkeit nach 1a hat den weiteren Vorteil, daß im Überschlagsfall der Abbrand des Materials der beiden Abstandshalter 2, 2' gleichmäßig. erfolgt, wodurch sich eine Verlängerung der Gleitüberschlagsstrecke, die zwischen den Innenflächen der Abstandshalter 2, 2' entlang der Innenfläche der Isolierstoffscheibe 9 gelegen ist, und damit eine Erhöhung der Ansprechspannung ergibt, die dem vorgenannten Absinken entgegenwirkt.
  • 2 zeigt die Funkenstrecke nach 1 in der Seitenansicht, wobei der stutzenartige Elektrodenteil 8 mit seinem Außengewinde 16 zum Anschrauben der Funkenstrecke an eine metallische Montageplatte dient. Der Ausgang der Ausblasdüse 17 ist mit 17' und eine Kontermutter zum Halt der Montageplatte 19 ist mit 18 beziffert.
  • Der in 2 im oberen Bereich der Funkenstrecke vorgesehene Anschluß besteht aus einem Schraubstutzen 20, der in das Innengewinde 15 der Elektrode 4 eingeschraubt ist. An diesem Schraubstutzen 20 kann ein Kabelschuh 21 eines Anschlußkabels 22 mittels einer Mutter 23 fest. angeschraubt werden. Auch hier ist eine Kontermutter 24 vorgesehen. Der überstehende Teil des Deckelelementes 3 bildet die Isolation des elektrischen Anschlusses zum Metallmantel 1.
  • Aus Vorstehendem ergibt sich, daß eine Funkenstrecke gemäß 1, 1a sowohl die erläuterten Wählbarkeiten der Überschlagspannung, des Stoßstromlöschungsvermögens und der Stoßstromtragfähigkeit ermöglicht, als auch an den verschiedensten elektrischen Anschlußstellen angeschraubt werden kann, also auch insoweit weitgehend universell einsetzbar ist. Dies ist sehr kostengünstig. Anhand der 4, 4a und 5 werden entsprechend vorteilhafte Anschlüsse einer solchen Funkenstrecke bei einer mehrpoligen Schienenanordnung, sowie an einer Potentialausgleichsschiene gezeigt. Sonst notwendige Verbindungs- und Montageelemente entfallen dabei.
  • 3 zeigt die Funkenstreckenanordnung 1 nach 1 oder 1a mit einem Metallmantel. Sie befinden sich in einem Geräte-Außengehäuse 25 aus einem isolierenden Werkstoff. Ein Anschluß 26 dieses Gehäuses ist über einen Anschlußbügel 27 und eine Schraube 28, die in das Innengewinde 15 der Elektrode 4 eingeschraubt ist, an diese Elektrode angeschlossen. Ein weiterer Anschluß 29 des Außengehäuses 25 ist über einen weiteren Anschlußbügel 30 mit dem stutzenförmigen Ausgang des Elektrodenteiles 8 verbunden. Hierzu hat der Anschlußbügel 30 eine Bohrung, mit der er über den nach außen vorstehenden Stutzen des Elektrodenteiles 8 gesteckt und durch eine Mutter 31 fest gehalten wird, die auf das Außengewinde 16 aufgeschraubt ist. Am Gasaustritt 17 ist ein Auspuffelement 32 vorgesehen. Dieses Auspuffelement hat den Vorteil, daß man den sonst bei anderen ausblasenden Funkenstrecken notwendigen “Schutzraum“, oder eine bestimmte Entfernung zu blanken, spannungsführenden oder zu brennbaren Teilen nicht benötigt. Dabei ist dieses Auspuffelement so gestaltet, daß die Strömungsgeschwindigkeit und damit der Massendurchsatz der austretenden Gase reduziert wird. Dies wirkt sich positiv auf das Lösch vermögen, insbesondere auf die Strombegrenzung aus.
  • Da der metallische Mantel der Funkenstrecke 1 unter Spannung stehen kann, ist es in diesem Fall notwendig, ihn mit einer Kappe 33 aus einem isolierenden Werkstoff zu versehen. Damit ist es möglich, deren Abstand e zum Anschlußbügel 27 relativ klein halten zu können, ohne daß eine Überschlagsgefahr besteht. Das Geräte-Außengehäuse 25 mit seinen Anschlüssen 26, 29 dient also als Einbaugehäuse für diese Funkenstreckenanordnung, deren standardisierte Außenkontur in dieses Gehäuse paßt. Hierbei werden keine besonderen mechanischen Beanspruchungen von der Funkenstrecke auf das Außengehäuse übertragen. Ferner soll das Geräte-Außengehäuse eine geringe Kriechstromneigung haben. Das von der Funkenstrecke gebildete Modul soll, insbesondere mittels seiner metallischen Ummantelung, keine Druckentwicklungen aufgrund heißer Gase oder dergleichen auf das Geräte-Außengehäuse 25 übertragen. Das Geräte-Außengehäuse kann auf Montageträgern, d. h. Schienen montiert oder lösbar befestigt werden.
  • Das Ausführungsbeispiel der 4 und 4a zeigt ein 3-Phasensystem L1, L2 und L3 mit einem PEN-Leiter. Es sind drei Funkenstrecken 1 vorgesehen, die ausgangsseitig mit ihrem herausragenden Elektrodenteil 8 an den Leiterschienen der drei o. g. Phasen angeschraubt sind (siehe hierzu die Seitenansicht 4a). Oberseitig sind die Elektroden 4 der Funken-Strecken über eine Schiene 34 kurzgeschlossen und mit der PEN-Schiene verbunden. Die Schiene 34 kann an der Elektrode mit Hilfe eines Schraubstutzens 20 gehalten werden (siehe hierzu die Beschreibung zu 2). Ferner sind in 4 schematisch eine Kabeleinspeisung 35 und Kabelabgänge 36, sowie elektrisch isolierende Stromschienenhalter 37 mit dargestellt. Derartige Stromschienensysteme werden vielfach in Schalt- und Verteilersystemen der Gebäudeinstallationstechnik eingesetzt. Sie sind in der dargestellten und beschriebenen Weise mit Funkenstrecken zu bestücken, die eine blitz stromgerechte Installation schaffen, einschließlich der erläuterten Vorteile.
  • Im Ausführungsbeispiel der 5 sind Funkenstrecken 1 nach der Erfindung vorgesehen, um die vom betreffenden Energieversorgungsunternehmen ankommenden Kabel 39 bzw. deren Stromschienen-Anschlußklemmen an eine Potentialausgleichsschiene 38 anzuschalten. Die Funkenstrecken 1 befinden sich also zwischen der jeweiligen Stromschiene 40 und der Potentialausgleichsschiene 38, so daß im Fall von Überspannungen diese auf direktem Weg an die Potentialausgleichsschiene abgeleitet werden.
  • An diese Potentialausgleichsschiene 38 können neben dem Fundamenterder 41 beispielsweise ein ebenfalls mit 41 benannter Blitzableiter, metallische Rohrleitungen 42 einer Heizungsanlage, ein Hauptpotentialausgleichsleiter 43 und dgl. angeschlossen sein. Somit ist durch die Potentialausgleichsschiene 38 ein gemeinsamer Erdungspunkt der Funkenstrecken 1 in ihrer Funktion als Überspannungsableiter und allen weiteren, in den Potentialausgleich einzubeziehenden Systemen gegeben.
  • Besonders die zuletzt erörterten Ausführungsbeispiele der 4 und 5 zeigen den Vorteil der leichten Montierbarkeit eines solchen Funkenstreckenmoduls mit Schraubanschlüssen, welche von den beiden Elektroden 4 bzw. 7, 8 gebildet werden. Dies trägt mit zum universellen Einsatz einer solchen Funkenstrecke bei, wobei eine blitzstromgerechte Installation realisiert werden kann, da durch die konstruktive Gestaltung und die mögliche Anschlußtechnik der Erfindung sogenannte “Stichleitungen“ im Ableiterzweig vermieden werden können.
  • Das Zusammenwirken der erläuterten elektrischen Eigenschaften einer solchen Funkenstrecke stellt bereits einen Kombinations- oder Synergieeffekt dar. Dieser Synergieeffekt kann im Falle der Ausgestaltung der Anschlüsse der Elektroden 4 und 7, 8, wie vorstehend angegeben, noch wesentlich verstärkt werden.

Claims (10)

  1. Funkenstrecke zum Einsatz in der Stromversorgung, insbesondere Niederspannungsnetzen mit zwei im wesentlichen gegenüberliegenden Elektroden, die im Innenraum eines standardisierten Gehäuses angeordnet sind, wobei zwischen den beiden Elektroden eine Lichtbogenkammer für den im Überschlagsfall sich bildenden Lichtbogen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch Variation der Länge (L) eines als Einsatzstück ausgebildeten Abstandshalterelementes (2) aus elektrisch leitfähigen Kunststoff das Folgestromlöschvermögen bei unveränderten Gehäuseabmessungen einstellbar ist, wobei zum Konstanthalten der Ansprechspannung bei geänderter Lichtbogenkammerlänge zwischen dem Abstandshalterelement (2) und einer der Elektroden (7) eine Isolierstoffscheibe (9) variabler Dicke (D) eingesetzt wird, wobei die Isolierstoffscheibe (9) eine Öffnung derart aufweist, daß die Lichtbogenkammer vom Abstandshalterelement und der Isolierstoffscheibe umgeben ist, und daß das Abstandshalterelement (2) von einem äußeren Isolator (6) umgeben ist, wobei zur Steuerung der elektrischen Feldstärke die Trennfuge (12) zwischen Abstandshalterelement (2) und äußerem Isolator (6) einen gestuften Verlauf aufweist.
  2. Funkenstrecke zum Einsatz in der Stromversorgung, insbesondere in Niederspannungsnetzen, mit zwei im wesentlichen gegenüberliegenden Elektroden, die im Innenraum eines standardisierten Gehäuses angeordnet sind, wobei zwischen den beiden Elektroden eine Lichtbogenkammer für den im Überschlagsfall sich bildenden Lichtbogen vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (L) der Lichtbogenkammer sich aus den Teillängen (L' und L'') von Abstandshalterelementen aus elektrisch leitfähigem Kunststoff (2 und 2') sowie einer zwischen den Abstandshalterelementen befindlichen Isolierstoffscheibe (9) ergibt.
  3. Funkenstrecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennfuge (12) zwischen dem Abstandshalterelement (2) und dem äußeren Isolator (6) derart abgestuft ist, daß das Abstandshalterelement (2) nur mit einem umlaufenden Bund (2') an der Isolierstoffscheibe (9) anliegt, wobei der Bund (2') die Lichtbogenkammer (10) mit umgibt.
  4. Funkenstrecke nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffscheibe (9) eine Dicke (D) aufweist, welche vom Bereich der sich ausbildenden Gleitstrecke (13) in der Lichtbogenkammer radial nach außen anwächst.
  5. Funkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (4; 4, 4'; 7, 8; 7, 8') eine gemeinsame Mittellängsachse aufweisen.
  6. Funkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (4; 7, 8; 7, 8') als Anschlüsse bevorzugt mit Schraubgewinde (15, 16) ausgebildet sind.
  7. Funkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode (7) als Ausblasdüse (17) ausgebildet ist.
  8. Funkenstrecke nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch Wählbarkeit des Innendurchmessers (d) der Ausblasdüse (17) zur Veränderung der Stoßstromtragfähigkeit.
  9. Funkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (4; 4, 4'; 7, 8; 7, 8') rotationssymmetrisch ausgebildet sind.
  10. Funkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Bauteile der Funkenstrecke rotationssymmetrisch ausgebildet und um die gleiche Mittellängsachse (11) orientiert sind.
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