DE2814994B2 - Burning electrode for an arc protection ring - Google Patents
Burning electrode for an arc protection ringInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Brennelektrode für einen offenen Lichtbogenschutzring, mit einer Strebe, die an ihrem freien Ende einen zwischen den freien Enden des Schutzrings liegenden und diese übergreifenden ElekThe invention relates to a fuel electrode for an open arc protection ring, with a strut that is attached to its free end a lying between the free ends of the protective ring and these overlapping Elek trodenkopf trägt welcher auf der der Eintrittsstelle der Strebe gegenüberliegenden Seite eine Vertiefung aufweisttrodenkopf which carries on the entry point of the Strut opposite side has a recess
Bei den bekannten Lichtbogenschutzringen mit derartiger Brennelektrode erfolgt die Isolierung zwiIn the known arc protection rings with such a fuel electrode, the insulation is between sehen dem Elektrodenkopf und den Ringenden mittels Isolierstoffkappen, welche auf die Ringenden aufgesteckt sind. Der Elektrodenkopf mit seiner nabelartigen Vertiefung und die Strebe, die beide aus Metall bestehen, tragen keine Isolation. In der Regel läuft wiesee the electrode head and the ring ends by means of Insulating caps, which are attached to the ring ends. The electrode head with its navel-like The recess and the strut, which are both made of metal, do not carry any insulation. Usually runs like gewünscht bei diesen Schuteringen nach dem Zünden eines Lichtbogens, dessen einer Fußpunkt entlang dem Ring zum Elektrodenkopf hin und bleibt auf diesem stehen. Es läßt sich aber nicht ausschließen, daß der Fußpunkt des Lichtbogens auf dem Schutering stehendesired in these shear rings after the ignition of an arc, one of the base points along the Ring towards the electrode head and stop on it. But it cannot be ruled out that the Stand at the base of the arc on the shear ring bleibt vom Elektrodenkopf wieder auf den Schutzring zurückspringt oder auf die Strebe der Brennelektrode übertritt und dort stehen bleibt. Die Folge ist in allen diesen Fällen ein Unbrauchbarwerden der Schutzarmatur.remains on the protective ring from the electrode head jumps back or crosses onto the strut of the internal electrode and stops there. The consequence is in all In these cases, the protective fitting will become unusable.
Der Erfindung liegt die Aufgabt: zugrunde, eine Brennelektrode zu schaffen, die sicherstellt, daß der Lichtbogenfußpunkt vom Elektrodenkopf festgehalten werden kann, die aber dennoch einfach ausgebildet und bei hohen Spannungen verwendet werden kann. DieseThe invention is based on the task: a To create fuel electrode, which ensures that the arc base is held by the electrode head can be, but can still be easily formed and used at high voltages. These Aufgabe ist mit einer Brennelektrode gelöst, weiche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.The object is achieved with a fuel electrode which has the features of claim 1.
Schon durch die Ausbildung der Vertiefung als ein sich gegen Has im Elektrodenkopf liegende Ende der Strebe erstreckender Kanal wird die Fähigkeit des Elektrodenkopfes, den Fußpunkt eines Lichtbogens zu fixieren, verbessert. Eine weitere, erhebliche Verbesserung dieser Fähigkeit wird durch den Querkanal oder mehrere solcher Querkanäle erzielt Ein derartiger Querkanal ermöglicht nämlich den Austritt von Plasma, das vom Lichtbogen im Kanal erzeugt wird, und verhindert dadurch, daß der Fußpunkt des Lichtbogens unter dem Einfluß des Plasmadruckes vom Elektrodenkopf weggetrieben wird. Der Austritt des Plasmas aus dem Querkanal im Bereich der Seitenflächen des Elektrodenkopfes verhindert einen Niederschlag des Plasmas auf dem Isolator. Besonders vorteilhaft ist eine Richtung des Querkanals derart, daß das aus ihm austretende Plasma in das Innere des Schutzringes strömt und sich an dessen kühler Innenwandung The ability of the electrode head to fix the base point of an arc is already improved by the formation of the recess as a channel extending against the end of the strut in the electrode head. Another, significant improvement of this capability is determined by the cross-channel or a plurality of such cross-channels achieved Such a transverse channel allows namely the leakage of plasma produced by the arc in the channel, and thereby prevents the base of the arc under the influence of the plasma pressure from the electrode head is driven away. The exit of the plasma from the transverse channel in the area of the side surfaces of the electrode head prevents the plasma from precipitating on the insulator. A direction of the transverse channel such that the plasma emerging from it flows into the interior of the protective ring and adheres to its cool inner wall is particularly advantageous
<v"i niederschlagen kann. Die Ausbildung der Vertiefung als Kanal in Verlängerung des im Elektrodenkopf liegenden Strebenendes ist auch insofern vorteilhaft, als hierdurch in Verbindung mit einer zur Längsachse des<v "i can be reflected. The training of the deepening as Channel in extension of the strut end lying in the electrode head is also advantageous in that as a result, in conjunction with a to the longitudinal axis of the
Kanals konzentrischen Stromzuführung zum Lichtbogenfußpunkt eine in Kanallängsrichtung verlaufende Brennrichtung erreicht werden kann.Channel's concentric power supply to the base of the arc is one that runs in the longitudinal direction of the channel Burning direction can be achieved.
Die Fixierung des Lichtbogenfußpunktes auf dem Elektrodenkopf wird durch eine Ausbildung der Brennelektrode gemäß Anspruch 2 erleichtert, weil der Lichtbogenfußpunkt nur im Bereich des Kanals und des ihn umgebenden, vom Kutiststoffkörper freigelassenen Ringbereiches stehen bleiben kann. Außerdem kann ein derartiger Kunststoffkörper die Aufgabe der Isolation zwischen dem Elektrodenkopf und den Enden des Schutzringes übernehmen, was die Ausbildung der Armatur vereinfacht Dies gilt in besonderem Maße dann, wenn der Kunststoffkörper gemäß Anspruch 3 mit Fortsätzen versehen ist, welche die freien Enden des Schutzringes übergreifen können. In diesem Falle ist es zweckmäßig, einen elektrisch leitenden Kunststoff zu verwenden, um auch im Bereich der freien Ringenden eine hohe Koronafestigkeit zu haben.The fixation of the arc base on the electrode head is achieved by training the Fuel electrode according to claim 2 facilitated because the arc base only in the area of the channel and the surrounding him, released from the skin fabric body Ring area can remain. In addition, such a plastic body can perform the task of insulation between the electrode head and the ends of the protective ring take over what the formation of the Valve simplified This is particularly true when the plastic body according to claim 3 is provided with extensions which can overlap the free ends of the protective ring. In this case it is expedient to use an electrically conductive plastic in order to also be in the area of the free ring ends to have a high corona resistance.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die BrenneJektrode gemäß Anspruch 4 ausgebildet, da die Preßverbindung zwischen dem Elektrodenkopf und der Strebe nicht nur preisgünstig ist, sondern vor allem in einfacher Weise den Ausgleich von Fertigungstoleranzen gestattet Der Elektrodenkopf kann nämlich in die richtige Lage bezüglich der Ringenden gebracht und dann im Bereich seines hülsenförmigen Ansatzes mit der Strebe verpreßt werden.In a preferred embodiment, the burner electrode is designed according to claim 4, since the Press connection between the electrode head and the strut is not only inexpensive, but especially in simple way allows the compensation of manufacturing tolerances The electrode head can namely in the Brought correct position with respect to the ring ends and then in the area of its sleeve-shaped approach with the Strut to be pressed.
Um zu verhindern, daß der Fußpunkt eines Lichtbogens auf den hülsenförmigen Ansatz oder die Strebe überspringen kann, werden vorteilhafterweise beide Teile isoliertTo prevent the base of an arc from hitting the sleeve-shaped extension or the strut can skip, both parts are advantageously isolated
Eine besonders zuverlässige Fixierung eines Lichtbogenfußpunktes an der Mündungsöffnung des Kanals in der Außenseite des Elektrodenkopfes erhält man bei einer Ausbildung der Begrenzung dieses Kanals gemäß Anspruch 7. Um die Sprühfestigkeit des Elektrodenkopfes durch eine relativ scharfkantige Begrenzung der Mündungsöffnung des Kanals nicht zu verschlechtern, weist die Außenseite des metallischen Teils des Elektrodenkopfes vorteilhafterweise eine Ausgestaltung gemäß Anspruch 8 auf.A particularly reliable fixation of an arc base at the mouth opening of the channel in the outside of the electrode head is obtained with a design of the boundary of this channel according to Claim 7. To the spray resistance of the electrode head by a relatively sharp-edged limitation of the Orifice of the channel not to deteriorate, has the outside of the metallic part of the Electrode head advantageously an embodiment according to claim 8.
Eine Fixierung des Lichtbogenfußpunktes auf die Mündungsöffnung des Kanals hat zur Folge, daß der Abbrand sich auf diesen Bereich des Elektrodenkopfes konzentriert Um eine möglichst groile Lebensdauer zu erreichen, gibt man vorteilhafterweise dem Elektrodenkopf eine Ausbildung gemäß den Ansprüchen 9 und 10.A fixation of the arc base on the mouth opening of the channel has the consequence that the Burn-off is concentrated on this area of the electrode head in order to achieve the longest possible service life achieve, the electrode head is advantageously given a design according to claims 9 and 10.
Zur Erzielung einer maximalen Lebensdauer des Elektrodenkopfes ist es aber auch wichtig, den Materialabbrand möglichst gering zu halten. Dies läßt sich durch die geeignete V/ahl des Durchmessers der Querbohrung erreichen. Ein zu großer Querschnitt führt nämlich zu erhöhtem Materialabbrand.In order to achieve a maximum service life of the electrode head, it is also important to use the To keep material burn-off as low as possible. This can be achieved by the suitable V / ahl of the diameter of the Reach cross hole. Too large a cross-section leads to increased material burn-off.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert Es zeigtIn the following the invention is based on one in the Drawing illustrated embodiment explained in detail It shows
F i g. 1 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels in Verbindung mit einem Schutzring;F i g. 1 shows a side view of the embodiment in connection with a protective ring;
Fig.2 eine teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht des Ausführungsbeispiels und des zugehörigen Schutzringes;2 shows a partially sectioned plan view of the exemplary embodiment and the associated one Guard ring;
Fig. 3 eine Seitenansicht des Elektrodenkopfes des Schutzringes;Fig. 3 is a side view of the electrode head of the Guard ring;
F i g. 4 eine Ansicht des Elektrodenkopfes des Atisführungsbeispiels mit Blickrichtung auf die Außenseite.F i g. 4 is a view of the electrode head of the example of a guide looking towards the outside.
freüeitung tragenden Isolator I besteht aus einem kreisbogenförmigen, offenen Schutzring 2, einer Trägerstrebe 3 und einer Brennelektrode 4,Overhead line insulator I consists of a circular arc-shaped, open protective ring 2, a support strut 3 and a fuel electrode 4,
aus Stahl besteht, weist, wie F i g, t zeigt, ein C-förmiges Querschnittsprofil auf, dessen zum anderen Isolatorende weisender, oberer Rand in bekannter Weise eingerollt ist, um zu verhindern, daß der Fußpunkt eines Lichtbogens an dem scharfkantigen Rand stehen bleibtis made of steel, has, as F i g, t shows, a C-shaped Cross-sectional profile, the top edge of which points towards the other end of the insulator in a known manner is rolled up to prevent the base of an arc from remaining on the sharp edge
ίο und an dieser Stelle den Schutzring 2 zerstört Die doppelt abgekröpfte Tragstrebe 3 ist an einer etwa diametral zu dem zwischen den freien Enden 2' vorhandenen Spalt des Schutzringes 2 liegenden Stelle mit dem Schutzring leitend fest verbunden.ίο and at this point the protective ring 2 is destroyed double cranked support strut 3 is at an approximately diametrical to the one between the free ends 2 ' existing gap of the protective ring 2 lying point firmly connected to the protective ring.
Die Brennelektrode 4 besteht aus einer metallischen Strebe 5 und einem als Ganzes mit 6 bezeichneten Elektrodenkopf. Das eine Ende der im Ausführungsbeispiel wie die Tragstrebe 3 doppelt abgekröpften Strebe 5 wird an derselben Stelle wie die Tragstrebe 3 mit derThe fuel electrode 4 consists of a metallic strut 5 and one designated as a whole with 6 Electrode head. One end of the strut that is double-cranked in the exemplary embodiment like the support strut 3 5 is in the same place as the support strut 3 with the
verbunden. Wie F i g. 2 zeigt, kann aie Verbindung mittied together. Like F i g. 2 shows can be connected to derselben Schraube erfolgen, mit Jer auch diethe same screw, with Jer also the
auf, bei dem es sich im Ausführungsbeispiel um ein Dreht^l handelt Wie F i g. 2 zeigt, ist der metallische Teil 8 mit einem hülsenförmigen, verpreßbaren Ansatz 9 versehen, welcher das den Elektrodenkopf 6 tragende Ende der Strebe 5 aufnimmt Der sich an den Ansatz 9on, which in the exemplary embodiment is a rotation ^ l As F i g. 2 shows is the metallic one Part 8 is provided with a sleeve-shaped, compressible extension 9, which is the electrode head 6 supporting The end of the strut 5 receives the approach 9 anschließende Mitteiabschnitt des metallischen Teiles 8 hat einen gegenüber dem Ansatz 9 vergrößerten Auöendurchmesser. Am Übergang zu dem sich bis zur Außenseite 10 des Elektrodenkopfes erstreckenden Endabschnitt ist der Außendurchmesser des metallisubsequent middle section of the metallic part 8 has an enlarged outer diameter compared to the approach 9. At the transition to the up to Outside 10 of the electrode head extending end portion is the outer diameter of the metal sehen Teiles 8 nochmals vergrößert, um ein zur Außenseite 10 hin größer werdendes Materialvolumen zu erhalten. Die Krümmung der Außenseite 10 ist, wie insbesondere F i g. 1 zeigt, der Krümmung der Außenseite des Schutzringes 2 angepaßtsee part 8 again enlarged to a Outside 10 to get a larger volume of material. The curvature of the outside 10 is how in particular F i g. 1 shows the curvature of the outside of the protective ring 2 adapted
An die das Ende der Strebe 5 aufnehmende Längsbohrung des Ansatzes 9 schließt sich ein gleichachsig zu dieser Längsbohrung liegender Kanal 11 an, der den metallischen Teil 8 bis zur Außenseite 10 geradlinig durchdringt. Die in der Außenseite 10At the end of the strut 5 receiving the longitudinal bore of the extension 9 includes Channel 11 lying coaxially to this longitudinal bore which penetrates the metallic part 8 in a straight line to the outside 10. The one in the outside 10 liegende Mündungsöffnung ist scharfkantig oder mit kleinem Radius begrenzt, wie insbesondere F i g. 2 zeigt. Der Durchmesser des Kanals U beträgt im Ausführungsbeispiel 15 mm. Nahe dem sich an die Längsbohrung des Ansatzes 9 anschließenden Ende des Kanals 11lying mouth opening is sharp-edged or limited with a small radius, as in particular FIG. 2 shows. The diameter of the channel U is 15 mm in the exemplary embodiment. Near the end of the channel 11 that adjoins the longitudinal bore of the attachment 9 münden in diesen zwei diametral angeordnete, radial verlaufende Querbohrungen 12, die gleich ausgebildet sind. Ihr Durchmesser beträgt im Ausführungsbeisphlopen into these two diametrically arranged, radially extending transverse bores 12, which are of the same design are. Their diameter is in the execution example
77th mm, was bei den der Dimensionierung des Ausführungbufispiels zugrunde gelegten Bedingungen demmm, which is what the optimalen Wert entspricht.corresponds to an optimal value.
Der metallische feil 8 des Elektrodenkopfes 6 ist in einen Kunststoffkörper 13 eingebettet der eine für eine Feldsteuerung ausreichende Leitfähigkeit hat. Der Kunststoffkörper < 3, der auch einen Teil der AußenseiteThe metallic file 8 of the electrode head 6 is shown in FIG a plastic body 13 is embedded which has sufficient conductivity for field control. Of the Plastic body <3, which is also part of the outside 10 bildet, wie insbesondere Fig.4 zeigt, läßt nur die nach außen weisende Stirnfläche des metallischen Teiles10 forms, as in particular Fig.4 shows, can only outwardly facing end face of the metallic part
8 und einen Teil der Mantelfläche des Ansatzes 9 frei. Die Mantelfläche des Miuelabschnittes und des Endabschnittes des metallischen Teiles 8 sind vollstän-8 and part of the lateral surface of the extension 9 free. The outer surface of the Miuelabschnittes and the end portion of the metallic part 8 are completely
■ ί dig vom Kunststoffk irper bedeckt.■ ί covered by the plastic body.
Dort, wo die beiden Qucrbohrungen 12 aus dem Elektrodenkopf 6 austreten, bildet der KunMstoffkürper 1.3 je eine cbciir Seitenfläche 14. Der seitlich von dt* η Where the two transverse bores 12 emerge from the electrode head 6, the plastic body 1.3 each forms a side surface 14. The side of dt * η
beiden zueinander parallelen Seitenflächen 14 begrenzte Mittelabschnitt des Llektrodenkopfes 6 liegt in dem Spalt zwischen den beiden freien Enden 2' des Schutzringes 2. Wenn Plasma aus den Querbohrungen 12 austritt, wird es deshalb in das Innere des Schutzringes 2 und gegen dessen Innenmantelfläche geblasen, wie F i g. 2 erkennen läßt.two mutually parallel side surfaces 14 delimited central portion of the electrode head 6 lies in the Gap between the two free ends 2 'of the protective ring 2. When plasma comes out of the cross bores 12 emerges, it is therefore in the interior of the protective ring 2 and against its inner circumferential surface blown as F i g. 2 reveals.
Je ein der Profilform der freien Enden 2 angepaßter Fortsatz 13' des Kunststoffkörpers 13 längs des Randes beider Seitenflächen 14 führt zu einer annähernd rechteckigen Form der Außenseite 10 (vergl. Fig. 4) sowie dazu, daß der Elektrodenkopf 6 die beiden freien Enden 2' des Schutzringes 2 übergreift. Die freien Enden 2' sind deshalb nicht nur elektrisch gegenüber dem metallischen Teil 8 des Elektrodenkopfes 6 isoliert, sondern können sich auch mechanisch auf diesem abstützen, wenn beispielsweise ein Monteur auf dem Schutzring steht. Die C-Form der beiden Fortsätze 13' prmnalipht pe At*n PlpbtrrtHpnbrtnf ft urtn nuRpn hpr _. σ __, r. - .— Each one of the profile shape of the free ends 2 adapted extension 13 'of the plastic body 13 along the edge of both side surfaces 14 leads to an approximately rectangular shape of the outside 10 (see. Fig. 4) and to the fact that the electrode head 6 the two free ends 2' of the protective ring 2 overlaps. The free ends 2 'are therefore not only electrically insulated from the metallic part 8 of the electrode head 6, but can also be mechanically supported on the latter when, for example, a fitter is standing on the protective ring. The C-shape of the two extensions 13 ' prmnalipht pe At * n PlpbtrrtHpnbrtnf ft urtn nuRpn hpr _. σ __, r . - .—
radial zwischen die beiden freien Enden 2' des Schutzringes 2 einzuführen. In der richtigen Lage des Elektrodenkopfes 6 bezüglich der freien Enden 2' wird der Ansatz 9 mit der Strebe 5 verpreßt.to be introduced radially between the two free ends 2 'of the protective ring 2. In the correct position of the With respect to the free ends 2 'of the electrode head 6, the attachment 9 is pressed with the strut 5.
Um zu verhindern, daß ein Lichtbogen auf den Ansatz 9 oder die Strebe 5 überspringen kann, ist letztere mit
einem elektrisch isolierenden Mantel 15 bis zu der Stelle versehen, an der die Strebe in den Ansatz 9 eintritt. Der
beim Verpressen noch freiliegende Teil des Ansatzes 9 wird nach dem Verpressen mit einer Kunststoffhülse 16
abgedeckt, welche einerseits den Mantel 15 und andererseits den Kunststoffkörper 13 übergreift.
Wird ein Lichtbogen gezündet, dann läuft sein auf dem Schutzring 2 stehender FuDpunkt gegen das freie
Ende 2' des Schutzringes hin. Infolge der Einrollung des oberen Schenkels des C-Profils des Schutzringes 2
findet dabei der Lichtbogenfußpunkt keine scharfkanti-In order to prevent an arc from jumping onto the extension 9 or the strut 5, the latter is provided with an electrically insulating jacket 15 up to the point at which the strut enters the extension 9. The part of the projection 9 that is still exposed during the pressing is covered with a plastic sleeve 16 after the pressing, which on the one hand engages over the jacket 15 and on the other hand the plastic body 13.
If an arc is ignited, its base on the protective ring 2 runs towards the free end 2 'of the protective ring. As a result of the curling of the upper leg of the C-profile of the protective ring 2, the arc base does not find any sharp edges.
in ge Stelle, die seine weitere Bewegung zum freien Ende 2' hin behindern könnte. Der Lichtbogenfußpunkt springt vom freien Ende 2' des Schutzringes auf den von der Stirnseite des metallischen Teiles 8 gebildeten Bereich der Außenseite 10 über und wird wegen derin ge place that could hinder its further movement towards the free end 2 '. The arc base jumps from the free end 2 'of the protective ring to the area of the outside 10 formed by the end face of the metallic part 8 and is because of the
Γ) relativ scharfkantigen Begrenzung der Mündungsöffnung des Kanals 11 im Bereich dieser Mündungsöffnung festgehalten. Hierzu trägt auch die konzentrisch zum Kanal 11 erfolgende Stromzufuhr zum Lichtbogenfußniinkt i'ihpr Hip Sti-php S hpi Fiat im Kanal 11 «ich Γ) relatively sharp-edged delimitation of the mouth opening of the channel 11 held in the area of this mouth opening. The power supply to the arc base , which is concentric to channel 11, also contributes to this
bildende Plasma entweicht durch die Querbohrungen 12 in das Innere des Schutzringes 2, so daß im Kanal 11 kein so großer Überdruck des Plasmas entstehen kann, daß der Lichtbogenfußpunkt von der Mündungsöffnung verdrängt werden kann. Ein Überspringen des Lichtbo-plasma forming escapes through the transverse bores 12 into the interior of the protective ring 2, so that in the channel 11 no overpressure of the plasma can arise so great that the arc base point from the mouth opening can be displaced. Skipping the arc
2t genfußpunktes auf den Ansatz 9 oder die Strebe 5 ist durch deren Isolierungen verhindert.2t genfußpunktes on the approach 9 or the strut 5 is prevented by their insulation.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
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