DE2007293A1

DE2007293A1 - Wiederzundende Funkenstrecke

Info

Publication number: DE2007293A1
Application number: DE19702007293
Authority: DE
Inventors: Erland Johansson Bengt Ludvika Nilsson (Schweden) M H02k
Original assignee: Allmanna Svenska Elektriska AB, Vasteras (Schweden)
Priority date: 1969-02-21
Filing date: 1970-02-18
Publication date: 1971-02-11
Also published as: SE328932B; FR2035600A5; US3688155A; CH506195A; GB1233867A; JPS4922373B1; DE2007293B2

Description

V7ie der zündende Funkenstrecke

Die Erfindung "betrifft eine wiederzündende Funkenstrecke für Überspannungsableiter mit einer Funkenlöschspule und mit auf einer isolierenden Unterlage angeordneten Elektroden solcher Form, daß jede einen in einer Löschkammer liegenden Funkenstreckenteil "bildet, beide Funkenstreckenteile von der Zündstelle der Funkenstrecke aus divergieren und ihre einander gegenüberliegenden Flächen Auslaufwege für die Fußpunkte des zwischen den Elektroden auftretenden Lichtbogens bilden.

Bei Ventilableitern, die zum Schutz von Anlagen dienen, bei ' denen langzeitige Überspannungen auftreten können, ist es vorteilhaft, eine Funkenstrecke zu verwenden, die während des Ableitungsverlaufs einen niedrigen Spannungsabfall hat, da so die Erwärmung der Funkenstrecke niedrig gehalten werden kann.

Die Erfindung bezweckt die Ausbildung einer wiederzündenden Funkenstrecke mit Funkenlöschspule, mit der eine kontrollierte Wiederzündung des Lichtbogens erreichbar ist. Erfindungsgemäß

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ist die Funkenstrecke mit Funkei/spule so ausgebildet, daß zumindestens eine der beiden voneinander abgewandten Flächen der Funkenstreckenteile einen Rücklaufweg für einen Fußpunkt des Lichtbogens bildet, wobei jeder Rücklaufweg einen Endpunkt hat, der im wesentlichen gegenüber der Zündstelle liegt und daß ein Kanal den Auslaufweg und den Rücklaufweg verbindet, durch den ionisiertes Gas vom Rücklaufweg zum Auslaufweg gelangen kann. Bei einer solchen Funkenstrecke wird unter Einwirkung der Funkenlöschspule der Lichtbogen verlängert und verursacht eine Wiederzündung der Funkenstrecke, so bald er eine gewisse Lage erreicht hat. Der neu gezündete Lichtbogen ist aber erheblich kürzer und hat somit einen niedrigeren Spannungsfall als der ihn zündende, stark verlängerte Lichtbogen. Das führt dazu, daß der bereits verlängerte Lichtbogen erlischt und der neu gezündete Lichtbogen die Stromführung übernimmt. Diese Erscheinung wiederholt sich, bis der Strom so niedrig geworden ist, daß keine Neuzündung mehr eintreten kann.

P Zwei Ausführungsbeispiele einer Funkenstrecke gemäß der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben, sie unterscheiden sich nur in der Anordnung eines Durchströmungskanal 8.

Die Funkenstrecke ist in bekannter Weise auf einer kreisförmigen Platte 1 aus keramischem Material montiert. Die Platte hat einen vertieften Teil 2, der eine Löschkammer bildet. Die Funkenstrecke besteht aus zwei Elektroden 3 und 4, von denen jede

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au3 einein 3efestißungsteil 5 und einem Funkenstreckenteil 6 besteht. Die Funkenstreckenteile divergieren von der Zündstelle Y ab, ihre einander gegenüberliegenden Flächen 8 und 9 bilden Auslaufwege für die Fußpunkte 11 und 12 des zwischen den Elektroden auftretenden Lichtbogens 10. Die voneinander abgewandten Flächen 13 und 14 der Funkenstreckenteile bilden Rücklaufwege für die Fußpunkte des Lichtbogens, wenn der Lich-fogen unter Einwirkung der Funkenlöschspule so weit verlängert worden ist, daß seine Fußpunkte 11 und 12 die Spitzen der Elektroden 3 und 4 passiert haben. "

Zwischen dem Rücklaufweg und dem Auslaufweg jeder Elektrode Ho£t ein Kanal 15 bzw. 16, der einen Durchströmkanal für das ionisierte Gas des Lichtbogens bildet. Der Kanal kann als Rinne in der Platte 1 ausgeführt sein, er wird dabei auf einer Seite von dem Funkenstreckenteil 6 überdeckt oder nach einer anderen Ausführungsform aus einer Bohrung in jeder Elektrode bestehen, so daß der Kanal ganz in dem Elektrodenmaterial liegt. Fig. 1 zeigt, daß der Kanal in der oder in unmittelbarer Nähe der λ Zündstelle 7 mündet, wo der Lichtbogen gezündet wird, wenn ein Überschlag eintritt und Fig. 2 zeigt einen Kanal, der weiter oberhalb der Zündstelle 7 mündet. Die Wiederzündstelle ist mit 17 bezeichnet.

Die Funkenstrecke arbeitet auf folgende Weise:

Wenn die Spannung über die Zündspannung der Funkenstrecke steigt, erfolgt ein Überschlag zwischen den Elektroden an der Zündstelle

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7. Unter Einwirkung des magnetischen Flusses der Löschspule, der winkelrecht zu der Plattenebene wirkt, wird der Lichtbogen nach oben bewegt und nimmt an Länge zu. Wenn der Strom ausreichend lange anhält, verschieben sich die Fußpunkte des Lichtbogens an den Flächen β und 9 aufwärts, passieren die Spitzen der Funkenstreckenteile 6 und gehen weiter auf den Rücklaufwegen 13 bzw. 14. Die ganze Zeit preßt der Lichtbogen ionisiertes, heißes Gas vor sich her. Wenn die Fußpunkte des Lichtbogens in die Hähe der Kanäle 15 bzw. 16 kommen, strömt P Gas in die Kanäle und zu den Kanalmündungen auf den Auslaufwegen. In dieser LaGe hat die Länge des Lichtbogens und damit auch der Lichtbogenspannungsfall zugenommen.

Wenn das heiße und ionisierte Gas zu der Zündstelle 7 bzw. der Wiaderzündstelle 17 gelangt, sinkt die Spannungsfestigkeit dort auf einen Wert, der niedriger ist als der Lichtbogenspannungeabfall. Die Folge davon ist, dass die l^itunkenstrecke 7 neu zündet, der Strom geht dann durch den neu gezündeten Lichtbogen, k wobei der primäre, ausgedehnte Lichtbogen erlBcht und der zweite auf dieselbe Art zunimmt wie der zuerst gezündete Lichtbogen. Dieser Verlauf wiederholt sich, bis der Strom auf einen so niedrigen Wert gesunken ist, daß der Gasstrom durch den Kanal 15 nicht mehr groß genug ist, um eine Neuzündung zu verursachen, der Bogen erlischt und der Strom wird definitiv unterbrochen.

Aus obigen Ausführungen ^eht hervor, daß die Funktion der Funkenstrecke von dem durchgehenden Strom gesteuert wird. Bei

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hohem Strom wird ein kräftiger Gasstrom von dem Lichtbogen durch den Gaskanal zur Zündstelle getrieben und die Strecke wird schnell mi gezündet. Bei niedrigeren Strömen wird der Gasstrom schwächer und schließlich zu schwach, uia eine Neuzündung zu verursachen, so daß der Lichtbogen erlöschen und den restlichen Strom unterbrechen kann.

In gewissen Fällen kann es ausreichend sein, nur an der einen Elektrode einen Ruckströmungskanal anzuordnen. Eine solche Funkenstrecke hat eine weniger schnelle Neuzündung, da die Zündstelle nur von einer Seite Gas erhält. Für gewisse Belastungsfälle kann jedoch eine solche Funkenstrecke geeigneter sein. Bei einer solchen Funkenstrecke können beide Elektroden gleich sein, wie in den Figuren gezeigt, oder es kann bei einer Elektrode der Rücklaufweg fehlen, so daß der eine Fußpunkt des Lichtbogens bei dieser Elektrode auf der Spitze der Elektrode liegen bleibt, und nur der andere Fußpunkt auf einem Rücklaufweg wandert und die Neuzündung verursacht.

Eine wiederzündende Funkenstrecke gemäß der Erfindung ergibt einen niedrigen Spannungsfall bei großem Ableitungsstrom, d.h. die Strecke nimmt nur unbedeutende Energie auf. Da zudem der Lichtbogen in ständiger Bewegung ist, wird das Löschvermögen der Funkenstrecke auch bei langen Funktionszeiten aufrechterhalten. Man erhält eine weitere Verbesserung der angestrebten Wirkung der Funkenstrecke, wenn dieser bzw. aus solchen bestehenden Gruppen spannungsabhängige Widerstand in Reihen- oder Parallelschaltung zugeordnet werden.

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Claims

Patentansprüche:

M J Wiederzündende Funkenstrecke für Überspannungsableiter mit einer Funkenlöschspule und mit auf einer isolierenden Unterlage angeordneten Elektroden solcher Form, daß jede einen in einer Löschkammer liegenden Funkenstreckenteil bildet, beide Funkenstreckenteile von der Zündstelle der Funkenstrecke aus divergieren und ihre einander gegenüberliegenden Flächen Auslaufwege für die Fußpunkte des zwischen, den Elektroden auftretenden Lichtbogens bilden, dadurch gekennzeichnet, daß zumindestens eine der beiden voneinander abgewandten Flächen (13, H) der Funkenstreckenteile (6) einen Rücklaufweg für einen Fußpunkt des Lichtbogens bildet, wobei jeder Rücklaufweg einen Endpunkt hat, der im wesentlichen gegenüber der Zündstelle (7) liegt und daß ein Kanal (15, 16) den Auslaufweg und den Rücklaufweg verbindet, durch den ionisiertes Gas vom Rücklaufweg zum Auslaufweg gelangen kann.

|f 2. Funkenstrecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Elektroden (4, 5) gleich sind und jede einen Auslauf-(8, 9) und einen Rücklaufweg (13, 14) hat.

3. Funkenstrecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (4, 5) verschieden sind und beide Elektroden einen Auslaufweg (8, 9) haben, aber nur eine eineaRücklaufweg.

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4. Funkenstrecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Rücklaufweg ausgehende Kanal (15, 16) in der Nähe der Zündstelle (7) in den Auslaufweg (8, 9) mündet.

5. Funkenstrecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Rücklaufweg (15, 14) ausgehende Kanal (15» 16) bei einer Zündstelle (17) in den Auslaufweg mündet, die oberhalb der Zündstelle (7) liegt.

6. Funkenstrecke nach■Anspruch 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (15, 16) im Elektrodenmaterial ausgebildet ist.

7. Funkenstrecke nach Anspruch 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (15, 16) in der isolierenden Unterlage (1) ausgebildet ist.

8. Funkenstrecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der Kanal (15, 16) ein Ende am Endpunkt des Rücklaufweges (13, 14) ( hat, daß er teils von der isolierenden Unterlage (1) und teils vom Elektrodenmaterial begrenzt und daß in diesem Material der Laufweg für den Fußpunkt des Lichtbogens ausgebildet ist.

9. Funkenstrecke nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Funkenstrecken oder Gruppen davon mit spannungsabhängigen Widerständen in Reihe geschaltet sind.

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10. Funkenstrecke nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne Funkenetrecken oder Gruppen davon mit spannungsabhängigen Widerständen parallelgeechaltet sind.

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ORIGINAL INSPECTEO