DE2062063C2

DE2062063C2 - Protective device for high-voltage systems

Info

Publication number: DE2062063C2
Application number: DE19702062063
Authority: DE
Inventors: Nobuo Nagai; Shoji Tada; Naoya Yamada; Osaka Yao
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1970-12-16
Filing date: 1970-12-16
Publication date: 1980-04-03
Also published as: DE2062063A1; DE2062063B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schutzeinrichtung für Hochspannungsanlagen mit- tvei parallel zueinander liegenden Funkensirecken., wobei die eine Funkenstrekke eine gleichmäßige elektrische "eldverteilung und die andere Funkenstrecke eine ungleichmäßige elektrische Feldverteilung aufweist.The invention relates to a protective device for high-voltage systems with tvei parallel to one another lying Funkensirecken., with the one spark gap an even electrical "electricity distribution" and the other spark gap has an uneven electrical field distribution.

Hochspannungsanlagen sind in der Regel mit CJberspannungs-Schutzeinrichtungen versehen, welche einen Schutz gegenüber Spannungsimpulsen ergeben, welche beispielsweise durch öffnen und Schließen von Schaltern oder Blitzeinschlag hervorgerufen sein können. Dabei zeigt es sich, daß derartige Schutzeinrichtungen über einen sehr weiten Frequenzbereich zufriedenstellend arbeiten müssen, wobei dieser Frequenzbereich von Netzfrequenzen bis in den Megahertzbereich reicht.High-voltage systems are usually provided with overvoltage protection devices, which provide protection against voltage pulses, which, for example, by opening and closing Switches or lightning strikes. It turns out that such protective devices must work satisfactorily over a very wide frequency range, this frequency range ranges from network frequencies up to the megahertz range.

Die bisher bekannten Schulzeinrichtungen weisen entweder Funkenstrecken auf. welche durch cntspre chende Ausbildung der Elektroden entweder eine gleichmäßige oder ungleichmäßige Feldverteilung aufweisen. Dabei zeig! es sich, daß Funkenstrecken mit gleichmäßiger Feldverteilung eine Überschlagsspannung aufweisen, welche im wesentlichen über den obengenannten Frequenzbereich frequenzunabhängig fet. Jedoch ist der Streubereich bei Niederfrequenzimpulsen relativ breil. so daß die Überschlagsspannung nicht genau definiert ist. Auf der anderen Seile weisen Funkenstrecken mit ungleichmäßiger Feldverlcilung einen sehr engen .Streubereich auf; jedoch steigt die Übersehlagsspannung bei höherfrequenten Impulsen stark an.The previously known Schulz facilities either have spark gaps. which through cntspre The corresponding design of the electrodes has either a uniform or a non-uniform field distribution. Show it! it turns out that spark gaps with uniform field distribution a flashover voltage have, which are essentially frequency-independent over the above frequency range fet. However, the scatter range for low-frequency pulses is relatively broad. so that the withstand voltage is not precisely defined. Point on the other ropes Spark gaps with uneven field distribution a very narrow range of scatter; however, it rises Surge voltage increases sharply with higher-frequency pulses.

Eine Funkenstrecke der eingangs beschriebenen Art ist durch das Buch »Elektrische Sloßfestigkeit« von R, Slrigel, 2. AufI, 1955, Seilen 249 bis 251, bekanntgeworden. Bei dieser Funkenstrecke ist eine mit .scharfen Kanten Versehene stiftförmige Elektrode Vorgesehen, die über einen hochohmigen Widersland mit einer die stiftfönnige Elektrode umgebenden kugelförmigen Elektrode verbunden ist. Bei kurzzeitigen Stoßbeanspruchungen ist von dieser Elektrodenanordnung nur die stiftförmige Elektrode wirksam, so daß die Feldverteilung wunschgemäß ungleichmäßig ist Bei Auftreten niederfrequenter Wecliselspannungen wird jedoch der hochohmige Widerstand wirksam, so daß die Feldverteilung im wesentlichen durch die kugelförmige Elektrode bestimmt wird. In diesem Fall ist äomit die Feldverteilung wunschgemäß gleichmäßig.
Durch die US-PS 27 57 261 ist es ferner bekanntgeworden, Funkenstrecken in einem elektrisch negativen Gas anzuordnen, ohne daß dort der obenerwähnte Aufbau der Funkenstrucken gezeigt ist.A spark gap of the type described at the outset has become known through the book "Electrical Sloß Resistance" by R, Slrigel, 2nd AufI, 1955, ropes 249 to 251. In this spark gap, a pin-shaped electrode provided with sharp edges is provided, which is connected to a spherical electrode surrounding the pin-shaped electrode via a high-resistance counterpart. In the event of brief impacts, only the pin-shaped electrode of this electrode arrangement is effective, so that the field distribution is, as desired, non-uniform. In this case, the field distribution is thus uniform as desired.
From US Pat. No. 2,757,261, it has also become known to arrange spark gaps in an electrically negative gas without the aforementioned structure of the spark gap being shown there.

Durch die DE-AS 12 98 611 ist schließlich eine Funkenstreckenanordnung bekanntgeworden, bei der Platten aus Isoliermaterial gegeneinander verdrehbar übereinandergestapelt sind. Die Platten fagen auf Ober- und Unterseite jeweils miteinander verbundene Ringelektroden. Durch sukzessives Verdrehen aufeinanderfolgender Platten gegeneinander wird der Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Elektroden und damit die gesamte Löschfunkenstrecke eingestellt, worauf der Plattenstapel durch Anbringen eines Außenbelags zu einem Block verfestigt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schutzeinrichtung für Hochspannungsanlagen der im Oberbegriff angegebenen Art zu schaffen, welche eine Verbesserung der Bogenlöscheigenschaften aufweist, einfach aufgebaut ist und eine einfache Verstellung der Spaltbreite ermöglicht.DE-AS 12 98 611 finally made known a spark gap arrangement in which plates made of insulating material are stacked on top of one another so that they can be rotated against one another. The plates have interconnected ring electrodes on the top and bottom. By successively rotating successive plates against each other, the distance between two successive electrodes and thus the entire extinguishing spark gap is set, whereupon the stack of plates is solidified into a block by applying an outer covering.
The invention is based on the object of creating a protective device for high-voltage systems of the type specified in the preamble, which has an improvement in the arc-extinguishing properties, is of simple construction and enables the gap width to be adjusted easily.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved by the features specified in the characterizing part of the patent claim.

In diesem Zusammenhang ist festzustellen, daß imIn this connection it should be noted that in

Vergleich zu Luft oder Stickstoff die Verwendung vonCompared to air or nitrogen the use of

)"> elektrisch negativen Gasen — wie SF₆ — wegen der besseren Eigenschaften als Bogenlöschmittel sich als vorteilhaft erweist. ) "> electrically negative gases - such as SF ₆ - proves to be advantageous because of their better properties as arc extinguishing agents.

Dadurch, daß die beiden F-unkpnstrecken zwischen zwei Paaren von übereinander angeordneten scheibenförmigen Elektroden liegen, ergibt sich eine relativ einfache Bauweise.By the fact that the two F-unkpnverbindungen between If two pairs of disc-shaped electrodes are arranged one above the other, a relative result results simple construction.

Die exzentrisch drehbare Lagerung der Elektroden ergibt eine einfache Verstellbarkeil der Spaltbreite der beiden Funkens'recken.The eccentrically rotatable mounting of the electrodes results in a simple adjustability of the gap width both sparkles.

Die Erfindung soll nunmehr anhand von Ausführungsbeispiclen näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigtThe invention will now be based on exemplary embodiments will be explained and described in more detail, reference being made to the drawing. It shows

Fig. I ein Kunenbild, welches die V-/-Charakteristikcn von f'unkensirecken mil gleichmäßiger und ■50 ungleichmäßiger Fcldverieilung zeigt.Fig. I is a graph showing the V - / - characteristics of sparkling corners with uniform and uneven distribution of lines.

F ι g. 2 eine schematische Darstellung einer Parallelfunkenstrecke. Fig. 2 a schematic representation of a parallel spark gap.

F i g. 3 ein Kurvenbild, welches die ^-/-Charakteristik der in Fi g. 2 gezeigten Schutzeinrichtung /eigt,
« Fig.4 eine schematisehc Darstellung einer Anwendung der Parallelfunkenstrecke.F i g. 3 is a graph showing the ^ - / - characteristic of the in Fi g. 2 protective device shown,
4 shows a schematic representation of an application of the parallel spark gap.

F ι g 5 und 6 schematische Darstellungen von Anwendungsformen der Erfindung,F ι g 5 and 6 schematic representations of Forms of application of the invention,

Fig. 7 eine vergrößerte Draufsicht auf den Hauptteil der in l· ι g, b gezeigten Schutzeinrichtung und7 is an enlarged plan view of the main part the protective device and shown in FIGS

Fi g. 8 eine Schnittansicht längs der Linie VIlNVIII in Flg. 1. Fi g. 8 a sectional view along the line VIlNVIII in FIG. 1.

In den verschiedenen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder einander entsprechende Teile.In the various figures, the same reference symbols denote the same or corresponding to one another Parts.

Fig.! zeigt die Übefschlagschafaklefistik von zwei Arten von Funkenstrecken in bezug auf die Über-SGhlagszcil, welche im folgenden als » K-/-Charakleri·Fig.! shows the surplus sheep clefistics of two Types of spark gaps in relation to the over-SGhlagszcil, which in the following as »K - / - Charakleri ·

stik« bezeichnet werden. Im einzelnen zeigt die Kurve I in F i g. 1 die K-f-Charakteristik einer Funkenstrecke mit gleichmäßiger Feldverteilung. An Hand dieser Kurve ist leicht zu erkennen, daß die Entladespannung in einem weiten Bereich der Oberschlagszeit im wesentlichen konstant ist; jedoch ist der Streubereich der Oberschlagsspannung bei langsamen Wellenspannungen relativ breit. Die Kurve II in Fig. 1 zeigt die V-r-Charakteristik einer Funkenstrecke mit ungleichmäßiger Feldverteilung. Die Kurve II zeigt, daß der Streiibereich der Oherschlagsspannung im Bereich langsamer Wellenspannungen relativ klein ist Im Bereich von kurzzeitigen Impulsüberschlägen steigt jedoch die Oberschlagsspannung in ungewünschter Weise stark an.stik «. In detail, curve I in FIG. 1 the K-f characteristic of a spark gap with even field distribution. From this curve it is easy to see that the discharge voltage is substantially constant over a wide range of the overturn time; however, the spread is the flashover voltage is relatively broad for slow shaft voltages. The curve II in Fig. 1 shows the V-r characteristic of a spark gap with uneven Field distribution. Curve II shows that the stripping area of the shock voltage is in the area slower shaft voltages is relatively small In the area of brief pulse flashovers, increases however, the flashover voltage increases undesirably.

In Fig.2 ist die Funkenstreckeneinrichtung mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet und weist einen Spalt 12 mit gleichmäßiger elektrischer Feldverteilung und einen Spalt 14 mit ungleichmäßiger elektrischer Feldverteilung in Parallelschaltung auf. Wie bereits erwähnt, hat der Spalt 12 mit gleichmäßiger Feldver-eilurig die Funkenüberschlagscharakteristik wie durch die Kurve I in Fig. 1 dargestellt, während der Spalt 14 mit ungleichmäßiger Feldverteilung die Funkenüberschlagscharakteristik wie durch die Kurve II in Fig. 1 dargestellt aufweist. Wenn daher diese beiden Arten von Spalten in einer Kombination wie in F i g. 2 gezeigt verwendet werden, ist die resultierende Funkenüberschlagscharakteristik der Funkensr.reckeneinrichtung 10 wie in Fig. 3 gezeigt. Dies ergibt sich daraus, daß die Funkenüberschlagscharakteristik bestimmt wird durch den Funkerispalt mit der niedrigeren Überschlagsspannurigscharakteristik für die entsprechende Überschlagszeit. Es ist daher leicht zu verstehen, daß die Kombination der Spaltabstände vorzugsweise für Blitzableiter Verwendung findet. Dies wird erreicht durch Auswählen der Spaltabstände der gleichmäßigen und ungleichmäßigen Spalte 12 und 14 in der Art. daß der Funknüberschlag infolge der langsamen Wellenspannung oder der Schaltstoßspannung, deren Größe sich sehr langsam ändert, immer über den Spalt 14 mit der ungleichmäßigen Feldverteilung erfolgt, und daß der Funkenüberschlag infolge der Blitzstoßspannung immer über den Spalt 12 mit der gleichmäßigen Fcldvertf llung erfolgt. Mit andere* Worten erfolgt die Funkenentladung über den Spalt 12. wenn eine Spannung im Impulsspannungsbereich angelegt wird, während die Funkenentladung über den Spalt 14 erfolgt, wenn eine Spannung irr, Bereich langsamer Wellenspannung angelegt wird. Die Funkenstreckeneinrichtung 10 mit einer Kombination derart bestimmter Spaltabstände zeigt eine ^/-Charakteristik, wie sie in Kig. 3 dargestellt ist. Aus dieser Kurve ist /u sehen, daß die Überschlagsspamiung über verschiedene Überschlagszeiten im wesentlichen konstant ist und daß der Streubereich der Wechselspannung sehr klein geworden ist. Mit anderen Worten ergibt sich eine Funkenüberschlagscharakteristik, welche vorzugsweise für Blitzableiter Verwendung findet.In Figure 2, the spark gap device is with the Reference numeral 10 denotes and has a gap 12 with a uniform electrical field distribution and a Gap 14 with uneven electrical field distribution in parallel connection. As mentioned earlier, has the gap 12 with uniform field ver-eilurig the Sparkover characteristics as shown by the curve I in Fig. 1, while the gap 14 with uneven field distribution, the sparkover characteristic as shown by curve II in Fig. 1 has shown. Therefore, when these two kinds of columns are combined in a combination as shown in FIG. 2 shown are used, the resulting arcing characteristic of the spark gap device 10 as shown in FIG. This is because the arcing characteristic is determined by the Funkerispalt with the lower rollover voltage characteristic for the corresponding rollover time. It is therefore easy to understand that the Combination of the gap distances is preferably used for lightning rods. This is achieved by selecting the gap spacings of the even and uneven gaps 12 and 14 in the manner. that the radio flashover due to the slow shaft voltage or the switching impulse voltage, the magnitude of which changes very slowly, always via the gap 14 the uneven field distribution takes place, and that the sparkover due to the lightning impulse voltage always over the gap 12 with the uniform Fulfillment takes place. In other * words it happens Spark discharge across the gap 12. when a voltage in the pulse voltage range is applied, while the spark discharge takes place across the gap 14, if a voltage is err, slow wave voltage range is created. The spark gap device 10 with a combination of gap distances determined in this way shows a ^ / - characteristic as it is in Kig. 3 is shown. From this curve / u can see that the Rollover spam over various rollover times is essentially constant and that the spread of the alternating voltage has become very small is. In other words, the result is a sparkover characteristic, which is preferable is used for lightning rods.

In F i g, 4 ist eine Kombination der in F i g. 2 gezeigten Funkenstreckcneinrichtüng 10 mit einer konventionellen Funkenstreckeneinrichtung mit Hilfsstrecke gezeigt. Es ist zu erkennen, daß die erfindungsgemäße Funkenstreckeneinrichtung 10 mit gleichmäßigen und ungleichmäßigen Spalten 12 bzw. 14 als HilfsstreckerteinWchlung verwende', wird. Die Funkenstreckeneinrichtung 10 ist über eine Impedanz 16 mit einem Verbindungspunkt 18 verbunden, welcher zwischen zwei Hauptstrecker 20 und 22 gebildet wird, zu welchen andererseits Shuntelemonte 24 bzw. 26 parallel liegen. Wie bekannt und wie aus den V-t-Kurven der Hauptstrecken 20 und 22 sowie der als HilfsstreckenIn Fig. 4 is a combination of the in Fig. 4. The spark gap device 10 shown in FIG. 2 is shown with a conventional spark gap device with an auxiliary gap. It can be seen that the spark gap device 10 according to the invention with uniform and uneven gaps 12 or 14 is used as an auxiliary stretching element. The spark gap device 10 is connected via an impedance 16 to a connection point 18 which is formed between two main stretchers 20 and 22, to which on the other hand shunt elements 24 and 26 are parallel. As known and as from the Vt curves of the main lines 20 and 22 as well as the auxiliary lines

angeordneten Spalte 12 und 14 zu erkennen, erfolgt die Entladung zuerst über die Spalte 12 und 14, um der Hauptstrecke 20 eine starke Überspannung zuzuführen und eine Entladung über die Hauptstrecke 20 ohne Verzögerung zu erreichen, sobald die Oberschlagsspan-arranged column 12 and 14 to recognize, the discharge takes place first over the column 12 and 14 to the Main line 20 to supply a strong overvoltage and a discharge over the main line 20 without To achieve a delay as soon as the overlap

to nung infolge der Blitzstoßspannung immer einen höheren Wert als diejenige infolge der langsamen Wellenspannung zeigt, und wenn eine abnormale Spannung in Anschlüssen 28 und 30 angelegt wird. Eine Er-tladung über die Hauptstrecke 22 erfolgt daher nach der Entladung über die Hauptstrecke 20.tation due to the lightning impulse voltage always has a higher value than that due to the slow Shows wave voltage, and when an abnormal voltage is applied to terminals 28 and 30. One Charging via the main line 22 therefore takes place after the unloading via the main line 20.

So hängt die resultierende Funlcenüberschlagscharakteristik der gesamten Einrichtung von der Funkenüberschlagscharakteristik der Funkenstreckeneinrichtung 10 als Hilfseinrichtung ab. ^w=nn daher in der Funkenstreckeneinrichtung ein kombinierter Spalt, wie in der Funkenstreckeneinrichtung 10 in F i g. 2 gezeigt, als Hilfsstrecke verwendet wird, ergibt sich eine Funkenstreckeneinrichtung mit einer gewünschten Funkenüberschlagscharakteristik, wie es in F i g. 3 gezeigt ist, aus dem gleichen Grunde wie im Fall der Funkenstreckeneinrichtung 10 nach F i g. 2.The resulting sparkover characteristic of the entire device depends on the sparkover characteristic of the spark gap device 10 as an auxiliary device. ^w = nn therefore a combined gap in the spark gap device, as in the spark gap device 10 in FIG. 2 is used as an auxiliary path, a spark gap device with a desired sparkover characteristic results, as shown in FIG. 3 is shown for the same reason as in the case of the spark gap device 10 according to FIG. 2.

Die Funkenstreckeneinrichtung 10 in F i g. 5 umfaßt eine Bogenlöschplatte 32 mit TYeibspulen 34 zum magnetischen Heraustreiben des erzeugten Bogens. AufThe spark gap device 10 in FIG. 5 comprises an arc extinguishing plate 32 with TYeibspulen 34 for magnetic driving out of the generated arc. on

jo der Oberfläche der Bogenlöschplatte 32 sind zwei Paare bogenerzeugender Elektroden 36 und 38 angeordnet, welche zwischen sich einen Spalt 12 mit gleichmäßigem Feld bzw. einen Spalt 14 mit ungleichmäßigem Feld bilden, sowie ein Paar Treibelektroden 40. Ein Elementjo of the surface of the arc extinguishing plate 32 are two pairs arc-generating electrodes 36 and 38 arranged, which between them a gap 12 with uniform Form field or gap 14 with uneven field, and a pair of drive electrodes 40. One element

J5 43 ist in Reihe mit den Spalten 12 und 14 geschaltet.J5 43 is connected in series with columns 12 and 14.

Die Spalte 12 und 14. welche zwischen sich ein gleichmäßiges bzw. ein ungleichmäßiges elektrisches Feld bilden, haben ähnliche Funkenüberschlagscharakteristiken wie die in Fig. 2 dargestellten. Im einzelnen hat der Spalt 12 eine Überschlagscharakteristik wie durch die Kurve I in Fig. 1 dargestellt, nach welcher die Funkenüberschlagscharakteristik flach und der Streubereich der Entladung innerhalb des Impulsüberschlagsbereichs klein ist, während der Spal* 14 eine Funkenüberschlagscharakterislik wie durch die Kurve Il in Fig. 1 gezeigt aufwe st, nach welcher die Funkenüberschlagscharakterisiik auf der linken Seite sehr hoch ist oder ein hohes Impulsverhältnis und einen kleinen Streubereich im Überschlagsbereich langsamer Wellenspannunger; oder Schaltstoßspannungen aufweist. Folglich erfolgt der Impulsüberschlag bei dem Blitzableiter nach Fig 5 über die Elektroden 36. ••väi.rend der Überschlag langsamer Wellenspannungen über die Elektroden 38 erfolgt. Hierdurch kann die Funkeniiberschlagscharakteristik wie in Fig. 3 gezeigt flach sein und einen geringen Streubereich aufweisen. Die in Fig. 5 gezeigte Funkenstreckeneinrichtung hat jedoch den Np^hteil, daß eine gewisse Zeitdauer erforderlich ist, um den Bogen über die Elektroden 36The column 12 and 14, which between them a uniform and a non-uniform electrical Form field have similar arcing characteristics as those shown in FIG. in the individually, the gap 12 has a rollover characteristic as shown by the curve I in FIG which makes the arcing characteristic flat and the spread of the discharge within the flashover range is small, while the gap * 14 is a Sparkover characterislik as shown by the curve II in Fig. 1 aufwe st, after which the Flashover characteristics on the left side are very high or have a high pulse ratio and a small spread in the rollover area of slow wave voltages; or switching impulse voltages. Consequently, in the lightning arrester according to FIG. 5, the pulse flashover takes place via the electrodes 36. •• Väi.rend the flashover of slow wave voltages takes place via the electrodes 38. As a result, the spark discharge characteristic can be as shown in FIG be flat and have a small spread. The spark gap device shown in Fig. 5 has however, the np ^ part that a certain amount of time is required to pass the arc over the electrodes 36

6ö durch die Treibelektroden 40 mit einem breiten Spalt zwischen sich auszubreiten. Dies kommt daher, weil der zwischen den Elektroden 36 erzeugte Bogen erst auf die Elektroden 38 und hierauf auf die Treibelektroden 40 übertragen wird, v, ährend der zwischen den Elektroden 38 erzeugte Bogen unmittelbar zu den Treibelektroden 40 übertragen wird.6ö to spread through the drive electrodes 40 with a wide gap between them. This is because the arc generated between the electrodes 36 is first transferred to the electrodes 38 and then to the drive electrodes 40 , while the arc generated between the electrodes 38 is transferred directly to the drive electrodes 40.

In den Fig.6 bis 8 ist zu sehen, daß die Funkenstreckeneinrichtung 10 eine Bogenlöschplatte 32In Figures 6 to 8 it can be seen that the Spark gap device 10 has an arc extinguishing plate 32

aufweist, auf deren Oberfläche ein Paar bogenerzeugender Elektroden 36, welche zwischen sich einen Spalt 12 mit gleichmäßiger Feldverteilung bilden, und ein Paar bogenerzeugender Elektroden 38, welche zwischen sich einen Spalt 14 mit ungleichmäßiger Feldverteilung bilden, einander überlagert angeordnet sind. Die Elektroden 36 und 38 haben die Form von Scheiben mit exzentrischen, durchgehenden Löchern 70 bzw. 72, deren Zweck später klar werden wird. Um die beiden Elektroden 36 und 38 miteinander und mit einer Treibspule 34 zu verbinden, ist zwischen den Treibelektroden 40, den bogenerzeugenden Elektroden 36 und der Bogenlöschplatte 32 eine Leitplatte 42 angeordnet. Es ist zu bemerken, daß die Treibspule 34 ein elektrisches Potential aufweisen kann, welches von mindestens einer der Elektroden 36 und 38 verschieden oder im wesentlichen gleich dem der metallischenhas, on the surface of which a pair of arc-generating electrodes 36 which have a gap 12 between them with uniform field distribution, and a pair of arc-generating electrodes 38 which between them form a gap 14 with uneven field distribution, are arranged superimposed on one another. the Electrodes 36 and 38 are in the form of disks with eccentric, through holes 70 and 72, respectively, the purpose of which will later become clear. To the two electrodes 36 and 38 together and with one To connect drive coil 34 is between drive electrodes 40, arc generating electrodes 36 and 36 the arc extinguishing plate 32 a guide plate 42 is arranged. It should be noted that the drive coil 34 is a may have an electrical potential which is different from at least one of the electrodes 36 and 38 or substantially the same as that of the metallic ones

f.-·... A,„ cui,f.- · ... A, " cui,

IUI UIV UlVnIUI UIV UlVn

zu sehen, ist die Richtung, in welcher die bogenerzeugenden Elektroden 36 und 38 den Treibelektroden 40 gegenüberstehen, senkrecht zu der Richtung, in welcher die bogenerzeugenden Elektroden 36 und 38 angeordnet sind.The direction in which the arc-generating electrodes 36 and 38 aligns with the drive electrodes 40 is shown oppose, perpendicular to the direction in which the arc generating electrodes 36 and 38 are arranged are.

Um ein Laufen des erzeugten Bogens über die Leitplatte 42 zu verhindern, ist, wie in F i g. 6 und 7 zu sehen, ein vertiefter Teil 44 auf der Leitplatte 42 an deren Teil zwischen den bogenerzeugenden Elektroden 36 und 38 und den einander gegenüberstehenden Treibelektroden 40 ausgebildet.In order to prevent the generated arc from running over the guide plate 42, as in FIG. 6 and 7, a recessed portion 44 is formed on the conductive plate 42 at the portion thereof between the arc-generating electrodes 36 and 38 and the driving electrodes 40 facing each other.

In F i g. 8 ist zu erkennen, daß die Funkenstreckeneinrichtung eine Bogenlöschplatte 46 gegenüber der Bogenlöschplatte 32 aufweist, zwischen welchen die bogenerzeugenden Elektroden 36 und 38 eingeschichtet sind. Die Bogenlöschplatten 32 und 46 weisen auf ihren einander gegenüberliegenden Oberflächen zwei Paare von Vertiefungen 48 bzw. 50 auf. Jede der Vertiefungen 48 in der Bogenlöschplatte 32 ist mit einem Füllmetall 52 zum Halten eines stabförmigen Halteteils 54 für die Elektroden ausgefüllt. Die Vertiefungen 50 in der Bogenlöschplatte 46 dienen zur Aufnahme und zum Halten der Köpfe 56 der Halteteile 54.In Fig. 8 it can be seen that the spark gap device has an arc extinguishing plate 46 opposite the arc extinguishing plate 32, between which the arc generating electrodes 36 and 38 are laminated. The arc extinguishing plates 32 and 46 point to their opposing surfaces have two pairs of depressions 48 and 50, respectively. Each of the wells 48 in the arc extinguishing plate 32 is provided with a filler metal 52 for holding a rod-shaped holding part 54 for the Electrodes filled. The depressions 50 in the arc extinguishing plate 46 are used for receiving and for Holding the heads 56 of the holding parts 54.

Es ist weiter zu erkennen, daß auf den einander gegenüberliegenden Teilen der Bogenlöschplatten 32 und 46 und zwischen den Elektroden 36 bzw. 38 Vertiefungen 58 und 60 ausgebildet sind.It can also be seen that on the opposite parts of the arc extinguishing plates 32 and 46 and depressions 58 and 60 are formed between electrodes 36 and 38, respectively.

Um die verschiedenen Teile in ihren vorbestimmten Lagen zu halten, sind beide Endteile der Bogenlöschplatten 32 und 46 mit durchgehenden Löchern 62 bzw. 64 versehen, durch weiche Schrauben 66 zum Befestigen beider Bogenlöschplatten 32 und 46 ragen. Die Schraube 66 weist am einen Ende einen Kopf und am anderen Ende einen Gewindeteil auf, auf welchen eine Mutter 68 geschraubt ist.In order to keep the various parts in their predetermined positions, both end parts are the arc extinguishing plates 32 and 46 are provided with through holes 62 and 64, respectively, by soft screws 66 for fastening both arc extinguishing plates 32 and 46 protrude. The screw 66 has a head at one end and at the the other end has a threaded part onto which a nut 68 is screwed.

Vorzugsweise sind die Bogenlöschplatten 32 und 46 aus Azetalharz und die Elektroden 36 und 38 aus Graphit hergestellt. Die Halteteile 54 für die Elektroden sind aus einem geeigneten Metall wie Messing oder Eisen, und die Schrauben 66 sind aus einem geeigneten Isoliermaterial hoher mechanischer Festigkeit wie Azetalharz hergestelltPreferably, the arc-extinguishing plates 32 and 46 are made of acetal resin and the electrodes 36 and 38 are made of Made of graphite. The holding parts 54 for the electrodes are made of a suitable metal such as brass or Iron, and the screws 66 are made of a suitable insulating material of high mechanical strength such as Acetal resin made

Wenn der in F i g. 6 bis 8 gezeigten Funkenstreckeneinrichtung zur Erzeugung eines Bogens rwischen den bogenerzeugenden Elektroden 36 oder 38 eine Stoßspannung zugeführt wird, wird der erzeugte Bogen infolge des von den Treibspulen 34 aufgebauten magnetischen Feldes auf die Treibelektroden 40 übertragen, wodurch der zwischen den Elektroden 36 oder 38 erzeugte Bogen ausgedehnt und gelöscht wird.If the in Fig. 6 to 8 shown spark gap device for generating an arc rwischen the When a surge voltage is applied to arc generating electrodes 36 or 38, the generated arc becomes as a result of the magnetic field built up by the drive coils 34 on the drive electrodes 40 transferred, thereby expanding and erasing the arc created between electrodes 36 or 38.

UVII Ul TT IW UU3 f I g I LfIIU \J UVII Ul TT IW UU3 f I g I LfIIU \ J

Beim Vergleich des Betriebs der Einrichtung nach Fig.6 bis 8 mit dem der Einrichtung nach Fig,5 ist leicht zu erkennen, daß die in Fig,6 bis 8 dargestellte Funkenstreckeneinrichtung verschiedene Vorteile hat. Zum Beispiel wird der Bogenlöschvöfgahg mit der in diesen Figuren gezeigten Einrichtung schnell erreicht, weil der erzeugte Bogen sofort auf die Treibelektroden 40 übertragen und zwischen diesen ausgedehnt wird. Da das magnetische Feld eine konstante Stärke für jede der bogenerzeugenden Elektroden aufweist, wird weiter eine recht stetige Unterbrechung erreicht ohne eine ungünstige Änderung der Funkenüberschlagscharakteristik der Einrichtung und unabhängig davon, ob der Bogen zwischen den Elektroden 36 mit gleichmäßigem Feld oder den Elektroden 38 mit ungleichmäßigem Feld erzeugt wird.When comparing the operation of the device according to FIGS. 6 to 8 with that of the device according to FIG easy to see that the one shown in Figs Spark gap device has several advantages. For example, the Bogenlöschvöfgahg with the in The device shown in these figures is achieved quickly because the arc generated immediately hits the drive electrodes 40 is transmitted and expanded between them. Because the magnetic field has a constant strength for each of the Having arc-generating electrodes, a fairly steady interruption is further achieved without a unfavorable change in the arcing characteristics of the device and regardless of whether the Arc between the electrodes 36 with a uniform field or the electrodes 38 with a non-uniform field is produced.

Die Zusammenstellung der in Fig.6 bis 8 gezeigtenThe compilation of the shown in Fig.6 to 8

bVRbiiViin ivniuiigbVRbiiViin ivniuiig

UMU «IC iinSlCllüngUMU «IC iinSlCllung

Spaltabstände der Spalte 12 und 14 mit gleichmäßiger bzw. ungleichmäßiger Feldverteilung werden auf folgende Weise durchgeführt:Gap distances of the gaps 12 and 14 with more even or uneven field distribution are carried out in the following way:

Unter Bezugnahme auf F i g. 8 werden zuerst eine Leitplatte 42 auf der Bogenlöschplatte 32 und dann die Elektroden 36 mit gleichmäßigem Feld und die Elektroden 38 mit ungleichmäßigem Feld in der genannten Reihenfolge angeordnet. Die stabförmigen Halte» ''Ie 54 für die Elektroden werden eingeführt und in die Füllmetalle 52 geschraubt, so daß sie lose durch die Löcher 70, 72 und 74 in den Elektroden 36 mit gleichmäßigem Feld, den Elektroden 3B mit ungleichmäßigem Feld bzw. in den Leitplattcn 42 ragen.Referring to FIG. 8 are first a guide plate 42 on the arc extinguishing plate 32 and then the Electrodes 36 with a uniform field and the electrodes 38 with a non-uniform field in the arranged in the order mentioned. The rod-shaped holders 54 for the electrodes are inserted and screwed into the filler metals 52 so that they can be loosely through the holes 70, 72 and 74 in the electrodes 36 with uniform field, the electrodes 3B with a non-uniform field or in the Leitplattcn 42 protrude.

Die Einstellung der Spaltabstände erfolgt in dieser Stufe der Zusammenstellung. Im einzelnen werden die Elektroden 36 und 38 unabhängig voneinander um die stabförmigen Halteteile 54 für die Elektroden gedreht, so daß die Abstände zwischen ihnen eine solche Kombination ergeben, daß die Entladungen infolge der langsamen Wellenspannungen immer über den ungleichmäßigen Spalt 14 und die Entladung infolge von Impulsspannungen über den gleichmäßigen Spalt 12 erfolgen.The setting of the gap distances takes place in this stage of the compilation. In detail, the Electrodes 36 and 38 rotated independently of one another around the rod-shaped holding parts 54 for the electrodes, so that the distances between them result in such a combination that the discharges as a result of the slow wave voltages always across the uneven gap 14 and the discharge as a result of Pulse voltages take place across the even gap 12.

Nach der Beendigung der Einstellung der Spaltabstände werden die stabförmigen Halleteile 54 für die Elektroden zur Befestigung der Elektroden 36 und 38 fest in die Füilmetalle 52 geschraubt.After the completion of the adjustment of the gap distances, the rod-shaped hall parts 54 for the Electrodes for fastening the electrodes 36 and 38 firmly screwed into the filler metals 52.

Hierauf wird die Bogenlöschplatte 46 auf der Anordnung so angeordnet, daß die Vertiefungen 50 auf ihrer inneren Oberfläche paßfest die entsprechenden Köpfe 56 der Haiteteile 54 aufnehmen. Um dieThen the arc extinguishing plate 46 is arranged on the arrangement so that the depressions 50 on their inner surface receive the corresponding heads 56 of the holding parts 54 with a tight fit. To the

so Bogenlöschplatte 46 fest mit der Anordnung zu verbinden, werden die langgestreckten Schrauben 66 in die Löcher 64 und 62 in den Bogenlöschplatten 46 bzw. 32 eingeführt und durch die Muttern 68 befestigtso arc extinguishing plate 46 firmly attached to the arrangement connect the elongated screws 66 into the holes 64 and 62 in the arc extinguishing plates 46 and 62, respectively. 32 inserted and secured by nuts 68

Wie aus der vorhergehenden Beschreibung im Zusammenhang mit F i g. 7 und 8 leicht zu erkennen ist kann die Bearbeitung der Elektrode einen sehr hohen Genauigkeitsgrad haben und die Einstellung der Spaltabstände sehr einfach nur durch Drehen der Elektroden, welche exzentrisch drehbare Scheiben sind, erfolgen, weil die Elektroden 36 und 38 mit dem gleichmäßigen bzw. ungleichmäßigen Feld in der Form einer Scheibe angeordnet sind und weil die Haiteteile 54, um weiche die Elektroden beim Einstellen der Spaltabstände gedreht werden, exzentrisch durch diese Scheiben ragen. Dies führt zu einer äußersi stabilen Funkenüberschlagscharakteristik.As from the previous description in connection with FIG. 7 and 8 can be easily recognized the machining of the electrode can have a very high degree of accuracy and the setting of the Gap distances very easily just by turning the electrodes, which are eccentrically rotatable disks, occur because the electrodes 36 and 38 with the uniform and uneven field in the shape, respectively a disc are arranged and because the Haiteteile 54, about which the electrodes are rotated when adjusting the gap distances, eccentrically through them Slices protrude. This leads to an extremely stable Arcing characteristics.

Zusätzlich können die Treibelektroden 40 selbst so entworfen werden, daß sie einen Aufbau, eineIn addition, the drive electrodes 40 themselves can be designed to have a structure, a

Anordnung und eine Form aufweisen, welche am zweckmäßigsten für das Ausdehnen und Löschen des erzeugten Bögens ist* weil die Entladung unabhängig von den Treibelektroden 40 erfolgt.
Weiter sind Vertiefungen 58 und 60 in den Teilen derArrangement and a shape which is most appropriate for the expansion and erasure of the generated arc * because the discharge occurs independently of the drive electrodes 40.
Next are depressions 58 and 60 in the parts of FIG

Bogenlöschplatten 32 Und 46 ausgebildet, weiche zu den Zwischen den Elektroden 36 und 38 gebildeten Spalten hin gerichtet sind.Arc extinguishing plates 32 and 46 formed, soft to the Gaps formed between electrodes 36 and 38 are directed towards.

Die Erfindung wird nur in der Gesamtheit der Merkmaie des Patentanspruchs gesehen.The invention is only seen in the entirety of the features of the claim.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Claim:

Protective device for high-voltage systems with two parallel spark gaps, one spark gap having a uniform electrical field distribution and the other spark gap has a non-uniform electrical field distribution, characterized in that that the two spark gaps are arranged in an electrically negative gas and that the Gaps between the two spark gaps can be set independently of one another and between two Pairs of disc-shaped electrodes (36, 38) arranged directly one above the other are soft eccentrically rotatably mounted around a holding part (54) each, that the two pairs of electrodes (36, 38) through the holding parts (54) are held together that each Holding part (54) with a metallic head located within one arcuate hole plate (46) (56) is provided, which has the same electrical potential as the adjacent electrodes (36, 38) has, and that on both sides of the electrode pairs (36,38) arc-extinguishing plates (32,46) are arranged are, which are each provided with a recess (58, 60) in the area of the spark gaps.