DE2934238A1

DE2934238A1 - Funkenstrecke

Info

Publication number: DE2934238A1
Application number: DE19792934238
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: 1979-08-24
Filing date: 1979-08-24
Publication date: 1981-03-26
Also published as: CH655617B; ATA421280A; AT385862B; IT1148897B; IT8024263A0; SE8005905L; DE2934238C2

Description

"Funkenstrecke"
Zusatz zu P 23 37 743.7-32 und P 26 27 648.3-32 betrifft Die Erfindung/eien Funkenstrecke, insbesondere für die Begrenzung von Überspannungen in Niederspannungsanlagen und für die blitzschutzmäßige Koppelung galvanisch getrennter Kreise, bestehend aus zwei sich gegenüberliegenden, bevorzugt planne, scheibenförmigen Elektroden, die durch eine an den einander zugewandter, Stilnflächen der beiden Elektroden an liegende isolat ion schicht vo- -ein3nder im Abstand gehalten sind und zwischen sich außerhalb der Isolationsschicht die Überschlagsstelle bilden, wobei eine außenseitig befindliche Luft-Überschlagsstrecke durch Außenseiten oder -flächen der Elektroden gebildet wird, und im Fall von unterschiedlichen Durchrr;essern der Elektroden der Durchmesser der lsolationsschicht gleich dem Durchmesser der kleineren Elektrode ist. Funkenstrecken der vorgenannten Gattung sind in verschiedenen Ausführungsformen Inhalt des Hautpatentes P 23 37 743.7-32 und dessen ersten Zusatzpatent P 26 27 648.2-32 wobei zwecks jermeidung von Wiederholungen auf den Inhalt dieser beiden Vorpatente Bezug genommen wird. Derartige Funkenstrecken haben sich bewährt.
Nachteilig ist, daß zur einwandfreien Unterbrechung des Netzfolgestromes im Niederspannungsbereich von 220 V bei 50 Hz beim Gegenstand des ersten Zusatzpatentes vier derartige Funkenstrecken vorgesehen und in Reihe geschaltet werden mußten.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ohne einen merklichen Mehraufwand zu erreichen, mit nur einer einzigen Funkenstrecke im o.g. Niederspannungsbereich 220 V, 50 Hz nach dem Ableiten des Blitzstromes den Netzfolgestrom einwandfrei zu unterbrechen, bzw. bei höheren Netzspannungen weniger Funkenstrecken vorsehen zu müssen, als es beim Einsatz der bekannten Funkenstrecken notwendig wäre.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Funkenstrecke der eingangs genannten Gattung der Erfindung in erster Linie vorgesehen, daß die Isolationsschicht aus einem Material besteht, das bei Erhitzung, insbesondere bei Erhitzung durch einen Lichtbogen, ein diesen nach außen drückendes und kühlendes und damit löschendes Gas abgibt (dieses Material wird auch Hartgas genannt), so daß der Netzfolgestrom unterbrochen wird. Die vom Lichtbogen erzeugte Wärme wird also ausgenutzt, um das Gas frei zu setzen. Da sich diese Isolationsschicht innerhalb des Randbereiches befindet, entlang dem der Lichtbogen zündet, muß das freigesetzte Gas sich zwangsläufig nach aussen ausdehnen. Hierdurch und aufgrund der Kühlung durch das Gas wird die Lichtbogenspannung so weit heraufgesetzt, daß der Lichtbogen gelöscht und damit auch der Netzfolgestrom unterbrochen wird. Während beim Gegenstand des ersten Zusatzpatentes vier Funkenstrecken bestimmter Abmessungen nötig waren, um beim 220 V, 50 Hz-Netz den Folgestrom zu unterbrechen, genügt bei gleichbleibenden Funkenstreckenabmessungen mit der Erfindung der Einsatz nur einer Funkenstrecke, um beim gleichen Netz die Unterbrechung des Netzfolgestromes zu bewirken. Der vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, daß aufgrund der Bauart dieser Funkenstrecke nach dem Hauptpatent, bzw. dem ersten Zusatzpatent die auftretenden Blitzströme einwandfrei abgeleitet werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Isolationsschicht ein Material verwendet, das unter der genannten Hitzeeinwirkung im wesentlichen Wasserstoffgas (H2) abgibt. Hierdurch wird eine mögliche Verunreinigung der Elektroden durch andere Ausscheidungen der Isolationsschicht verhindert. Dies können entweder Ausscheidungen sein, die zu Korrosionen und damit Oxydationen der Elektroden führen, oder aber Ausscheidungen von leitenden Partikelchen, z. B. Kohle, die leitende Brücken zur Folge haben.
In einer besonders praktischen, herstellungstechnisch und kostenmäßig günstigen Ausführungsform der Erfindung dient als Isolationsschicht ein Wasserstoffgas abgebender thermoplastischer Kunststoff, z. B. Polyoxymethylen (Pom).
Einige Ausführungsbeispiel der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es wird aber ausdrücklich bemerkt, daß die Erfindung auch in anderer Weise und insbesondere auch bei den übrigen, jetzt nicht noch einmal zeichnerisch dargestellten Ausführungsmöglichkeiten des Hauptpatentes und des ersten Zusatzpatentes verwirklicht werden kann. Die Zeichnungen zeigen jeweils in der Seitenansicht bzw. im Schnitt verschiedene Anordnungen von Funkenstrecken gemäß der Erfindung.
In den Beispielen der Figuren 1, 2 sind die Durchmesser der Elektroden 1, 2 bzw. 3, 4 und 5,6 einander gleich.
Zwischen ihnen befinden sich jeweils Isolationsscheiben 7 (Fig. 1), bzw. 8, 9 (Fig. 2) aus einem sogenannten Hartgasmaterial, d. h. einem Stoff, der bei Hitzeeinwirkung und insbesondere aufgrund der Hitze des Lichtbogens ein Gas abgibt. Dies kann ein thermoplastischer Kunststoff wie Polyoxymethylen sein, der H2 abgibt. In der gleichen Weise ist die Isolationsscheibe 10 ausgestaltet, die sich im Ausf-ührungsbeispiel der Fig. 3 zwischen zwei ebenfalls planen und scheibenförmigen Elektroden 11, 1 1'befindet. In diesem Beispiel sind die Durchmesser der Elektroden unterschiedlich, wobei der Durchmesser der Isolationsschicht 10 gleich dem Durchmesser der kleineren Elektrode 11 ist.
In sämtlichen Ausführungsbeispielen zündet der Lichtbogen außenseitig in einer Luft-Oberschlagsstrecke, wie es gemäß Ziff. 12 in den verschiedenen Ausführungsf-ormen angedeutet ist. Dabei handelt es sich um einen Gleitüberschlag parallel zur Isolierschicht. Mit 13 ist schematisch das Gas angedeutet, das bei einer entsprechenden Erhitzung der Isolierschicht nach außen strömt und den jeweiligen Lichtbogen 12 damit nach außen bläst, kühlt und löscht, so daß eine Unterbrechung des Netzfolgestromes bewirkt wird.
Sofern Funkenstrecken nach der Erfindung in Reihe geschaltet sind, z. B. zeigt Fig. 2 die Reihenschaltung von zwei derartiger Funkenstrecken, kann damit auch bei höhere Netzspannungen der Netzfolgestrom sicher unterbrochen werden So würde die Reihenschaltung von zwei Funkenstrecken dies bei einer Netzspannung von 500 V bewirken. Auch kann durch eine Reihenschaltung die Ansprechspannung erhöht werden.
Die Ausbildung der Elektrodenseiten oder -flächen, zwischen denen der Lichtbogen entsteht, kann gemäß den Ausführungsbeispielen verschieden sein. In Fig. 1 links sind es zwei Flohen 14, 15, die miteinander einen Winkel von 1800 bilden. In nig. 1 rechts sind es zwei hohlkehlsnartigeFlächen 16, 17. Im Beispiel der Fig 2 bilden die Flächen 18, 19 eines Elektrodenpaares jeweils einen Winkel, der größer als 180° ist. Im Beispiel der Fig. 3 dagegen bilden die entsprechenden Seiten oder Flächen 23, 21 miteinander einen recten Winkel.
- Ansprüche - L e e r s e i t e

Claims

Patent- und Schutzansprüche 1. Funkenstrecke, insbesondere für die Begrenzung von Überspannungen in Niederspannungsanlagen und für die blitzschutzmäßige Koppelung galvanisch getrennter Kreise, bestehend aus zwei sich gegenüberliegenden, bevorzugt planen, scheibenförmigen Elektroden, den die durch eine an/einander zugewandten Stirnflächen der beiden Elektroden anliegende Isolationsschicht voneinander im Abstand gehalten sind und zwischen sich außerhalb der Isolationsschicht die Uberschlagstelle bilden, wobei eine außenseitig befindliche Luft-Überschlagstrecke durch Außenseiten oder -flächen der Elektroden gebildet wird und im Falle von unterschiedlichen Durchmessern der Elektroden der Durchmesser der Isolationsschicht gleich dem Durchmesser der kleineren Elektroden ist, nach P 23 37 743.7-32 und P 26 27 648,2-32, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsschicht (7, 8, 9> 10) aus einem Material besteht, das bei Erhitzung, insbesondere Erhitzung durch einen Lichtbogen (12), ein diesen nach außen drückendes und kühlendes und damit löschendes Gas (13) abgibt, so daß der Netzfolgestrom unterbrochen wird.
2. Funkenstrecke nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Isoliermaterial, das im wesentlichen nur Wasserstoffgas (H2) abgibt.
3. Funkenstrecke nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch ein Isoliermaterial in Form eines thermoplastischen, Wasserstoffgas (H2) abgebenden Kunststoffes, z. B. Polyoxymethylen.