DE2627648C2

DE2627648C2 - Spark gap

Info

Publication number: DE2627648C2
Application number: DE19762627648
Authority: DE
Inventors: Peter Dr.-Ing. 8430 Neumarkt Hasse; Johannes Prof. Dr.-Ing. 8014 Neubiberg Wiesinger
Original assignee: Dehn and Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: Dehn SE and Co KG
Priority date: 1976-06-19
Filing date: 1976-06-19
Publication date: 1982-05-19
Also published as: CH609497A5; DE2627648A1; IT1067183B

Description

Die Erfindung betrifft eine Funkenstrecke gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche Funkenstrecke ist der DE-PS 23 37 748 zu entnehmen. Dabei bildet sich die Überschlagsstelle also nicht zwischen parallelen Elektroden, sondern liegt außerhalb der Elektroden. Die DE-PS 23 37 743 zeigt nun in ihren Ausführungsbeispielen jeweils ein Elektrodenpaar, bei dem der Außendurchmesser der ersten Elektrode kleiner ist als der Außendurchmesser der zweiten Elektrode. Damit befindet sich die Überschlagsstelle zwischen dem Außenrand der ersten Elektrode und der ihr zugewandten Seitenfläche (Stirnfläche) der zweiten Elektrode. Bei einer solchen Ausgestaltung der Elektroden hat sich in der Praxis sin Abbrand ergeben, der nach außen vorstehende Verwerfungen und Ablagerungen bildet, die den Überschlagsabstand verkürzen und damit zu unkontrollierten Überschlägen und zu Verschweißungen führen können. Ein weiterer Nachteil dieser Elektrodenausgestaltung einer Funkenstrecke liegt darin, daß die Herstellung und Lagerhaltung von Elektroden unterschiedlichen Durchmessers verhältnismäßig aufwendig ist. Aus der CH-PS 27 738 kennt man Funkenstrecken mit zwar einander im wesentlichen gleich großen Elektroden. Dabei erfolgt der Überschlag aber zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen der scheibenförmigen Elektroden. Dies hat eine relativ hohe thermische Belastung der Elektroden und eine relativ schlechte Löschung des eingesperrten Lichtbogens zur Folge.The invention relates to a spark gap according to the preamble of claim 1. Such a spark gap Spark gap can be found in DE-PS 23 37 748. The rollover point does not form in the process between parallel electrodes, but lies outside the electrodes. The DE-PS 23 37 743 now shows in their Embodiments each have a pair of electrodes in which the outer diameter of the first electrode is smaller than the outer diameter of the second electrode. This is where the rollover point is between the outer edge of the first electrode and the side face (end face) of the second one facing it Electrode. With such a configuration of the electrodes, in practice there has been a burn-off, the one after forms protruding faults and deposits that shorten the rollover distance and thus can lead to uncontrolled flashovers and welds. Another disadvantage of this Electrode design of a spark gap is that the manufacture and storage of Electrodes of different diameters is relatively expensive. From CH-PS 27 738 one knows Spark gaps with electrodes that are essentially of the same size. The rollover takes place but between the facing end faces of the disk-shaped electrodes. This has a relative high thermal load on the electrodes and relatively poor quenching of the trapped arc result.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Funkenstrecke gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 dahingehend abzuwandeln, daß durch denIn contrast, the object of the invention is to provide a spark gap according to the preamble of Modify claim 1 to the effect that by the

ίο Abbrand keine den Überschlagsabstand verringernde Verwerfungen eintreten und dadurch die Stromtragfähigkeit der Funkenstrecke erhöht wird. Insbesondere sollen auch die bedeutenden Herstellungs-, Material-und Lagerkosten gesenkt werden.ίο Burn-off does not reduce the rollover distance Distortions occur and the current-carrying capacity of the spark gap is increased as a result. In particular should also include the major manufacturing, material and Storage costs are reduced.

Diese Aufgabe wird bei einer Funkenstrecke gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 1 gelöst. Gemäß dem zitierten Oberbegriff liegt die Überschlagsstelle nicht zwischen den Elektroden, sondern außerhalb der Elektroden. Es hat sich nun gezeigt, daß bei Ausbildung der Elektroden gemäß dem vorgenannten Kennzeichen der durch die Überschläge entstehende Abbrand keine Verwerfungen derart zur Folge hat, daß hierdurch bei zu niedriger Spannung unkontrollierte Überschläge entstehen können. Da der Lichtbogen hier auf einem Halbkreis freier nach außen brennen kann und dabei außerdem eine größere Länge besitzt, ergibt sich gegenüber dem Stand der Technik eine entsprechend größere Stromtragfähigkeit der Funkenstrecke (bezogen auf Funkenstrecken etwa gleicher Größe). Oder man erhält die gleiche Stromtragfähigkeit mit einer Funkenstrecke, die gegenüber einer Funkenstrecke nach der DE-PS 23 37 743 kleiner dimensioniert ist.This object is achieved in the case of a spark gap according to the preamble of claim 1 by the features of the characterizing part of claim 1 solved. According to the cited generic term, the rollover point is not located between the electrodes but outside the electrodes. It has now been shown that in training of the electrodes according to the aforementioned characteristics, the burn-off caused by the flashovers is none The consequence of warping is that uncontrolled flashovers if the voltage is too low can arise. Because the arc can burn outwards more freely on a semicircle and at the same time also has a greater length, there is a corresponding compared to the prior art greater current carrying capacity of the spark gap (based on spark gaps of approximately the same size). or the same current-carrying capacity is obtained with a spark gap as compared to a spark gap according to DE-PS 23 37 743 is dimensioned smaller.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Herstellungs-und Lagerhaltungskosten durch die Anordnung von Elektroden gleichen Durchmessers wesentlich verringert werden, da somit nur Elektroden gleicher Abmessungen gefertigt und gelagert zu werden brauchen. Die obengenannte DurchmesserverringerungAnother advantage is that the manufacturing and Storage costs due to the arrangement of electrodes of the same diameter are significant can be reduced, since thus only electrodes of the same dimensions have to be manufactured and stored to need. The above-mentioned reduction in diameter

-to (bei Erzielung einer gleichen Stromtragfähigkeit) ergibt eine entsprechende Einsparung an Materialkosten.-to (when achieving the same ampacity) results a corresponding saving in material costs.

Diese Einsparung ist erheblich, da die Elektroden aus teuren Metallegierungen bestehen.This saving is considerable because the electrodes are made of expensive metal alloys.

Die Merkmale des Anspruches 2 dienen der Erleichterung der Fabrikation, indem nur noch Elektroden mit genau dem gleichen Durchmesser herzustellen sind.The features of claim 2 serve to facilitate manufacture by only using electrodes exactly the same diameter are to be produced.

Die Merkmale des Anspruches 3 beinhalten eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, die sich aus der Anordnung von Elektroden etwa des gleichen Außendurchmessers (Anspruch 1) bzw. genau des gleichen Außendurchmessers (Anspruch 2) ergibt. So kann man eine entsprechende Anzahl von Elektroden mit zwischengelegten Isolationsschichten übereinanderstapeln und sich hierdurch eine Reihenanordnung von Funkenstrecken in der Erfindung schaffen, die nach dem Baukastenprinzip zusammensetzbar ist. Eine solche bauliche Reihenanordnung mit der Wirkung einer elektrischen Reihenschaltung wäre bei Elektroden unterschiedlichen Durchmessers nicht möglich.The features of claim 3 include a particularly advantageous embodiment of the invention, which results from the arrangement of electrodes of approximately the same outer diameter (claim 1) or exactly the same outside diameter (claim 2) results. So you can have a corresponding number of electrodes stack on top of one another with interposed insulation layers, creating a series arrangement create of spark gaps in the invention, which can be assembled according to the modular principle. Such Structural series arrangement with the effect of an electrical series connection would be in the case of electrodes different diameters not possible.

Die Merkmale der Ansprüche 4 bis 8 betreffen unterschiedliche Ausgestaltungen der Mantelflächen der Elektroden. Dies, sowie weitere Einzelheiten der Erfindung sind der nachstehenden Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung von erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen zu entnehmen. Die Zeichnungen (Fig. 1 bis 3) zeigen jeweils schematisch und in der Seitenansicht einige Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung in der üblichen Einbaulage.The features of claims 4 to 8 relate to different designs of the lateral surfaces of the electrodes. This, as well as further details of the invention are the following description and the associated drawing of exemplary embodiments according to the invention. The painting (Fig. 1 to 3) each show schematically and in side view some possible embodiments of the Invention in the usual installation position.

Die Funkenstrecke besteht jeweils aus mindestens zwei planen, scheibenförmigen Elektroden 1, 2, die durch eine Isolationsschicht 3 voneinander im Abstand gehalten sind. Bei Bedarf kann die Anordnung noch durch weitere Elektroden 4,5 und Isolationsschichten 6 zu einem der Funkenstrecke bildenden Stapel erweitert werden.The spark gap consists of at least two planar, disc-shaped electrodes 1, 2, the are kept at a distance from one another by an insulation layer 3. If necessary, the arrangement can still by further electrodes 4, 5 and insulation layers 6 can be expanded to form a stack of the spark gap.

Die scheibenförmigen, in diesem Ausführungsbeispiel zylindrischen Elektroden 1, 2, 4 und 5 besitzen jeweils den gleichen Durchmesser d. Die Überschlagrstelle befindet iich jeweils zwischen den beiden Mantelflächen 7 und 8,9 und 10, sowie 11 und 12.The disk-shaped electrodes 1, 2, 4 and 5, which are cylindrical in this exemplary embodiment, each have the same diameter d. The rollover point is located between the two lateral surfaces 7 and 8, 9 and 10, as well as 11 and 12.

Die eingezeichneten Feldlinien zeigen rein schematisch den Verlauf des Lichtbogens und lassen erkennen, daß der Lichtbogen hier etwa auf einem Halbkreis frei nach außen brennen kann. Bei der erfindungsgemäßen Funkenstrecke entstehen durch den Abbrand die schematisch in F i g. 1 rechts dargestellten Einsenkungen 13, 14. Da sich hierdurch der Überschlagsabstand zwischen den Mantelflächen praktisch nicht ändert, haben diese Abbrände und Verwerfungen keinen Einfluß auf die Funktion der Funkenstrecke; insbesondere haben sie keine unkontrollierten, bereits bei zu niedrigen Spannungen einsetzende Überschläge zur Folge.The drawn field lines show the course of the arc purely schematically and show that the arc can burn freely to the outside in about a semicircle. In the inventive Spark gaps are created by the burn, which is shown schematically in FIG. 1 depressions shown on the right 13, 14. Since this practically does not change the rollover distance between the outer surfaces, these burns and distortions have no influence on the function of the spark gap; in particular they have no uncontrolled flashovers that start at too low voltages Episode.

Im Ausführungsbeispiel der F i g. 1 sind die Mantelflächen 7,8 eben und bilden miteinander einen Winkel von 180°.In the embodiment of FIG. 1, the lateral surfaces 7, 8 are flat and form an angle of with one another 180 °.

Die Mantelflächen der Elektroden könnnen aber auch miteinander einen Winkel bilden und müssen nicht ebenThe outer surfaces of the electrodes can, however, also form an angle with one another and do not have to be flat

ίο sein. Dies ergibt sich aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen: ίο be. This results from the following exemplary embodiments:

So zeigt das Ausführungsbeispiel der F i g. 2 zwei ebene Mantelflächen 9, 10, die miteinander einen Winkel bilden, der etwas größer als 180° ist. Der Winkel kann aber auch kleiner als 180° sein (nicht dargestellt).Thus, the embodiment of FIG. 2 two flat lateral surfaces 9, 10, which one with each other Form an angle that is slightly larger than 180 °. The angle but can also be smaller than 180 ° (not shown).

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 könnenAccording to the embodiment of FIG. 3 can

die Mantelflächen 11, 12 auch bogenförmig oder gewölbt verlaufen. In diesem Ausführungsbeispiel sind sie als ringsumlaufende, nach innen gewölbte Nuten ausgebildet.the lateral surfaces 11, 12 also extend in an arcuate or arched manner. In this embodiment are they are designed as circumferential, inwardly curved grooves.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Spark gap, especially for limiting overvoltages in low-voltage systems and for the lightning protection coupling of galvanically separated circuits, consisting of at least two opposing, preferably planar, disc-shaped electrodes, which are through a Insulation layer are kept at a distance from each other and form a flash point that is located in the Outside area between the jacket surface of the one, first electrode, and a mating surface of the other, second electrode, characterized in that the second electrode (2, 5) has approximately the diameter of the first electrode (1,4) and that the lateral surface (8, 10,12) of the second Electrode is the opposite surface

2. Spark gap according to claim 1, characterized in that the diameter of the electrodes (1,2,4,5) are the same.

3. Spark gap according to claim I, characterized in that it consists of electrodes of the same Dimensions is stacked.

4. Spark gap according to one of claims 1 to

3, characterized in that the lateral surfaces (7, 8, 9, 10) of the electrodes are flat in the axial direction (Figures 1 and 2).

5. Spark gap according to one of claims 1 to

4, characterized in that the angle between the lateral surfaces (7, 8) is 180 ° (FIG. 1).

6. Spark gap according to one of claims 1 to 4, characterized in that the angle between the lateral surfaces (9, 10) is larger or smaller than 180 ° (Fig. 2).

7. Spark gap according to one of claims 1 to 3, characterized in that the lateral surfaces in Axial direction are curved.

8. spark gap according to claim 7, characterized in that the lateral surfaces (11, 12) a Hollow-like inwardly curved groove around them have circumferential groove (Fig. 3).