DE4435968A1 - Transient overvoltage protection device e.g. for telecomms. facilities - Google Patents
Transient overvoltage protection device e.g. for telecomms. facilitiesInfo
- Publication number
- DE4435968A1 DE4435968A1 DE19944435968 DE4435968A DE4435968A1 DE 4435968 A1 DE4435968 A1 DE 4435968A1 DE 19944435968 DE19944435968 DE 19944435968 DE 4435968 A DE4435968 A DE 4435968A DE 4435968 A1 DE4435968 A1 DE 4435968A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- electrodes
- protection element
- overvoltage protection
- element according
- quenching
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
- H01T4/10—Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel
- H01T4/14—Arcing horns
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
- H01T4/10—Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Überspannungsschutzelement zur Ableitung von transien ten Überspannungen, mit zwei Elektroden, einer zwischen den Elektroden wirksamen Luft-Durchschlag-Funkenstrecke und einem die Elektroden aufnehmenden Gehäuse, wobei jede Elektrode ein Anschlußelement, vorzugsweise einen Anschlußschenkel, und ein vorzugsweise unter einem spitzen Winkel zu dem Anschlußelement verlau fendes Funkenhorn aufweist und die Funkenhörner der beiden - mit Abstand zuein ander angeordneten - Elektroden zusammen die Luft-Durchschlag-Funkenstrecke bilden.The invention relates to an overvoltage protection element for the derivation of transien ten surges, with two electrodes, one effective between the electrodes Air breakdown spark gap and a housing that receives the electrodes, each electrode being a connection element, preferably a connection leg, and one that is preferably at an acute angle to the connection element fendes spark horn and the spark horns of the two - far from each other other arranged - electrodes together the air breakdown spark gap form.
Elektrische, insbesondere aber elektronische Meß-, Steuer-, Regel- und Schaltkreise, vor allem auch Fernmeldeeinrichtungen und -anlagen, sind empfindlich gegen tran siente Überspannungen, wie sie insbesondere durch atmosphärische Entladungen, aber auch durch Kurzschlüsse und Schalthandlungen in Energieversorgungsnetzen auftreten können. Diese Empfindlichkeit hat in dem Maße zugenommen, in dem elek tronische Bauelemente, insbesondere Transistoren und Thyristoren, verwendet wer den; vor allem sind zunehmend eingesetzte integrierte Schaltkreise in starkem Maße durch transiente Überspannungen gefährdet.Electrical, but in particular electronic measuring, control, regulating and switching circuits, especially telecommunications equipment and systems are sensitive to tran surges, such as those caused by atmospheric discharges, but also due to short circuits and switching operations in energy supply networks may occur. This sensitivity has increased to the extent that elec tronic components, especially transistors and thyristors, who used the; above all, integrated circuits are increasingly being used to a large extent endangered by transient overvoltages.
Neben dem Überspannungsschutzelement, von dem die Erfindung ausgeht (vgl. die DE - C - 37 16 997), also einem solchen mit einer Luft-Durchschlag-Funkenstrecke, gibt es Überspannungsschutzelemente mit einer Luft-Überschlag-Funkenstrecke, bei denen also beim Ansprechen eine Gleitentladung auftritt (vgl. die DE - A - 27 18 188, die DE-A-29 34 236 und die DE-A-31 01 354).In addition to the surge protection element from which the invention is based (cf. the DE - C - 37 16 997), i.e. one with an air breakdown spark gap, there are overvoltage protection elements with an air flashover spark gap to which a sliding discharge occurs when activated (cf. DE-A-27 18 188, DE-A-29 34 236 and DE-A-31 01 354).
Überspannungsschutzelemente der Art, von der die Erfindung ausgeht, also solche, mit einer Luft-Durchschlag-Funkenstrecke, haben nun gegenüber Überspannungs schutzelementen mit einer Luft-Überschlag-Funkenstrecke den Vorteil einer höheren Stoßstromtragfähigkeit, jedoch den Nachteil einer höheren - und auch nicht sonder lich konstanten - Ansprechspannung.Surge protection elements of the type from which the invention is based, that is to say those with an air breakdown spark gap, now have over voltage protection elements with an air flashover spark gap the advantage of a higher Surge current carrying capacity, but the disadvantage of a higher one - and not a special one either Lich constant - response voltage.
Es sind nun bereits verschiedene Überspannungsschutzelemente mit einer Luft- Durchschlag-Funkenstrecke entwickelt worden, die in bezug auf die Ansprechspan nung verbessert worden sind (vgl. die DE - A - 41 41 681, die DE - A - 41 41 682 und die DE-A-42 44 051). There are already various surge protection elements with an air Punch spark gap has been developed in relation to the response span have been improved (cf. DE - A - 41 41 681, DE - A - 41 41 682 and DE-A-42 44 051).
Einer älteren Patentanmeldung (Patentanmeldung P 44 02 615.3-32), deren wesentli cher Inhalt durch offenkundige Vorbenutzung zum Stand der Technik gehört, lag die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Überspannungsschutzelement insge samt in seinem Überspannungsschutzverhalten zu verbessern, insbesondere auch in bezug auf die Ansprechspannung, das Blitzstoßstrom- und Netzfolgestrom-Tragfä higkeitsverhalten und das Netzfolgestrom-Löschverhalten.An older patent application (patent application P 44 02 615.3-32), the essential content due to obvious prior use was part of the state of the art Task based on the surge protection element described above to improve in its surge protection behavior, especially in in relation to the response voltage, the lightning impulse current and line follow current carrying capacity behavior and the line follow current deletion behavior.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist durch verschiedene Lehren gelöst, wobei diese Lehren alternativ, vor allem aber auch kumulativ angewendet werden können.The above problem is solved by various teachings, these Teaching can be used alternatively, but above all also cumulatively.
Eine erste Lehre nach der vorgenannten älteren Patentanmeldung hat zunächst und im wesentlichen zum Inhalt, daß die Funkenhörner der Elektroden in ihren an die An schlußschenkel angrenzenden Bereichen mit einer durch die Anschlußschenkel ver laufenden Bohrung versehen sind. Diese Bohrungen sorgen dafür, daß im Augen blick des Ansprechens des Überspannungsschutzelementes ein verbessertes Zünd- und Lichtbogenlaufverhalten eingeleitet wird, insbesondere der Lichtbogen neben den Bohrungen durch eine thermisch-atmosphärische Beblasung "in Fahrt gesetzt wird".A first lesson after the aforementioned older patent application has and essentially to the content that the spark horns of the electrodes in their to the An closing leg adjacent areas with a ver through the connecting leg running hole are provided. These holes ensure that in the eyes view of the response of the surge protection element an improved ignition and arc running behavior is initiated, in particular the arc next to the boreholes started by thermal-atmospheric blowing " becomes".
Eine zweite Lehre nach der vorgenannten älteren Patentanmeldung hat zunächst und im wesentlichen zum Inhalt, daß zwischen den sich gegenüberstehenden Enden der Anschlußschenkel der beiden Elektroden eine - eine Gleitentladung auslösende - Zündhilfe vorgesehen ist. Bei dem gemäß dieser Lehre ausgeführten Überspannungs schutzelement ist gleichsam in den engsten Teil der Luft-Durchschlag-Funkenstrecke, also dort, wo ein Ansprechen stattfindet, eine Hilfs-Luft-Überschlag-Funkenstrecke integriert. Die integrierte Hilfs-Luft-Überschlag-Funkenstrecke hat eine relativ kon stante und vor allem geringere Ansprechspannung als die dem eigentlichen Über spannungsschutz dienende Luft-Durchschlag-Funkenstrecke. Einmal angesprochen, bei einer relativ konstanten niedrigen Ansprechspannung, führt die gezündete Hilfs- Luft-Überschlag-Funkenstrecke zu einem "schlagartigen" Zünden der Luft-Durch schlag-Funkenstrecke mit relativ hoher Stromtragfähigkeit, also hoher Blitzstoßstrom- und Netzfolgestromtragfähigkeit. Bei dieser Ausführungsform sind also die Vorteile einer Luft-Durchschlag-Funkenstrecke und einer Luft-Überschlag-Funkenstrecke verwirklicht und deren Nachteile eliminiert. A second lesson after the aforementioned older patent application has initially and essentially to the content that between the opposite ends the connecting leg of the two electrodes has a - triggering a sliding discharge - Ignition aid is provided. With the overvoltage carried out according to this teaching protection element is as it were in the narrowest part of the air breakdown spark gap, So where there is a response, an auxiliary air arcing spark gap integrated. The integrated auxiliary air arcing spark gap has a relatively con constant and above all lower response voltage than the actual over Air breakdown spark gap serving as voltage protection. Once addressed at a relatively constant low response voltage, the ignited auxiliary Air-arcing spark gap for a "sudden" ignition of the air-through impact spark gap with relatively high current carrying capacity, i.e. high lightning impulse current and grid follow current carrying capacity. So in this embodiment are the advantages an air breakdown spark gap and an air breakdown spark gap realized and their disadvantages eliminated.
Eine dritte Lehre nach der vorgenannten älteren Patentanmeldung hat zunächst und im wesentlichen zum Inhalt, daß das Gehäuse zumindest teilweise aus einem Kunststoff besteht, der bei einer Verbrennung keinen Kohlenstoff abgibt, oder zumindest teilweise mit einem solchen Kunststoff ausgekleidet ist. Normalerweise ist der Einbau von eine Luft-Durchschlag-Funkenstrecke bildenden Elektroden mit Funkenhörnern in ein relativ kleines, aus Kunststoff, der bei einer Erhitzung bzw. einer Verbrennung Kohlenstoff abgibt, bestehendes Gehäuse problematisch. Insbesondere kommt es aufgrund des nach dem Ansprechen entstehenden sehr heißen Lichtbogens zu einer Verbrennung des Kunststoffes und damit zu einer enormen Abgabe von Kohlenstoff. Das führt dazu, daß die Elektroden verschmutzen und keine Isolationsfestigkeit mehr vorhanden ist. Darüber hinaus beeinträchtigt auch der enorme Kohlenstoffanteil im Gasgemisch das Löschverhalten der Elektroden. Die zuvor beschriebenen Nachteile treten dann natürlich nicht auf, wenn das Gehäuse zumindest teilweise aus einem Kunststoff besteht, der bei einer Erhitzung bzw. einer Verbrennung keinen Kohlenstoff abgibt, oder wenn das Gehäuse zumindest teilweise mit einem solchen Kunststoff ausgekleidet ist.A third teaching after the aforementioned older patent application has and essentially to the content that the housing at least partially from a There is plastic that does not give off carbon when burned, or is at least partially lined with such a plastic. Usually is the installation of electrodes forming an air breakdown spark gap Spark horns in a relatively small, plastic, which when heated or emits carbon from a combustion, existing housing is problematic. In particular, it happens very much because of the response that arises hot arc to burn the plastic and thus to enormous donation of carbon. This leads to the electrodes becoming dirty and there is no longer any insulation resistance. It also affects also the enormous carbon content in the gas mixture the extinguishing behavior of the Electrodes. Of course, the disadvantages described above do not occur if the housing is at least partially made of a plastic, which at a Heating or a combustion does not give off carbon, or if that Housing is at least partially lined with such a plastic.
Eine vierte Lehre nach der vorgenannten älteren Patentanmeldung hat zunächst und im wesentlichen zum Inhalt, daß die Seitenwandungen des Gehäuses relativ nahe an die Funkenhörner der Elektroden herangezogen sind. Durch diese Lehre tritt eine außerordentlich gute atmosphärische Beblasung des Lichtbogens ein. Er läuft sehr schnell an die Spitzen der Funkenhörner, frißt sich also nicht im Zündbereich fest.A fourth teaching after the aforementioned older patent application has and essentially to the content that the side walls of the housing are relatively close to the spark horns of the electrodes are used. One enters through this teaching extraordinarily good atmospheric blowing of the arc. It runs very well quickly to the tips of the spark horns, so it does not get stuck in the ignition area.
Eine fünfte Lehre nach der vorgenannten älteren Patentanmeldung hat schließlich zunächst und im wesentlichen zum Inhalt, daß der den Funkenhörnern der Elektro den benachbarte Gehäusedeckel aus elektrisch leitendem Material, vorzugsweise aus Kupferwolfram besteht, wobei dann in aller Regel der Abstand zwischen den dem Gehäusedeckel benachbarten Enden der Funkenhörner der Elektroden und dem Ge häusedeckel so gewählt ist, daß zwischen den dem Gehäusedeckel benachbarten En den der Funkenhörner und dem Gehäusedeckel Lichtbögen entstehen können. Bei diesem Überspannungsschutzelement wandert der Lichtbogen zunächst aus dem Zündbereich an die Spitzen der Funkenhörner. Dann bilden sich zwischen den Spit zen der Funkenhörner und dem aus elektrisch leitendem Material bestehendem Ge häusedeckel zwei Lichtbögen. Die sich dabei aufbauende Leiterschleife sorgt dafür, daß die beiden Lichtbögen hinter die Funkenhörner getrieben werden. Das hat zur Folge, daß sich zwei Lichtbögen ausbilden, die insgesamt für eine enorm hohe Bo genbrennspannung beim Netzfolgestrom sorgen. Das wiederum führt dazu, daß das Löschverhalten für den Netzfolgestrom sich wesentlich verändert hat, nämlich eine quasi-kurzschlußfestem Entladungsstrecke entstanden ist. Da die beiden Lichtbögen sich hinter den Funkenhörnern befinden, ist dadurch auch der empfindliche Zündbe reich zwischen den Funkenhörnern außerordentlich gut geschützt.Finally, a fifth teaching after the aforementioned older patent application first and for the most part to the content that the spark horns of electro the adjacent housing cover made of electrically conductive material, preferably There is copper tungsten, the distance between the Housing cover adjacent ends of the spark horns of the electrodes and the Ge Housing cover is chosen so that between the En adjacent to the housing cover Arcs can arise from the spark horns and the housing cover. At this overvoltage protection element, the arc initially migrates out of the Ignition area at the tips of the spark horns. Then form between the spits zen of the spark horns and the Ge consisting of electrically conductive material house cover two arcs. The conductor loop that builds up ensures that that the two arcs are driven behind the spark horns. That has to Consequence that two arcs form, which in total for an enormously high Bo Ensure the gene burning voltage for the line follow current. This in turn means that the Deletion behavior for the network follow-up current has changed significantly, namely one quasi short-circuit proof discharge path has arisen. Because the two arcs are behind the spark horns, this is also the sensitive Zündbe richly protected between the spark horns.
Ausgehend von dem zuvor im einzelnen beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung nun die Aufgabe zugrunde, ein hinsichtlich seines Über spannungsschutzverhaltens nochmals verbessertes Überspannungsschutzelement anzugeben.Starting from the prior art described in detail above, the The present invention is based on the object, with regard to its over voltage protection behavior improved surge protection element specify.
Das erfindungsgemäße Überspannungsschutzelement ist nun dadurch gekennzeich net, daß innerhalb des Gehäuses mindestens eine vorzugsweise eine Mehrzahl von Löschblechen aufweisende Löschblech-Anordnung vorgesehen ist. Die das Über spannungsschutzverhalten, insbesondere das Netzfolgestrom-Löschverhalten ver bessernde Wirkung der Löschblech-Anordnung bzw. der Löschblech-Anordnungen beruht darauf, daß der Lichtbogen bzw. die Lichtbögen in eine Reihe kurzer, hinter einander geschalteter Teillichtbögen aufgelöst werden und daß die Summe der Teil lichtbögen einen höheren Spannungsbedarf hat als der ungeteilte Lichtbogen, so daß nach dem Spannungsnullwerden bzw. Stromnullwerden eine höhere Wiederzünd spannung benötigt wird als bei einem ungeteilten Lichtbogen. Darüber hinaus be wirkt die Berührung des Lichtbogens bzw. der Teillichtbögen mit den relativ kalten, gut wärmeleitenden Löschblechen eine intensive Kühlung und damit Entionisierung des Lichtbogenplasmas.The surge protection element according to the invention is now characterized net that at least one preferably a plurality of within the housing Extinguishing sheet-containing quenching plate arrangement is provided. The the over voltage protection behavior, especially the line follow current quenching behavior ver improving effect of the quenching plate arrangement or the quenching plate arrangements is based on the fact that the arc or the arcs in a series short, behind interconnected partial arcs are resolved and that the sum of the part arcs have a higher voltage requirement than the undivided arc, so that after voltage zero or current zero, a higher reignition voltage is required than for an undivided arc. In addition be affects the contact of the arc or the partial arcs with the relatively cold, Extinguishing plates with good heat conductivity intensively cool and thus deionize of the arc plasma.
Im einzelnen gibt es nun verschiedene Möglichkeiten, daß erfindungsgemäße Über spannungsschutzelement auszugestalten und weiterzubilden.In particular, there are various ways that over invention To design and further develop a voltage protection element.
Zunächst besteht die Möglichkeit, bei dem erfindungsgemäßen Überspannungs schutzelement genau eine Löschblech-Anordnung vorzusehen und die Löschblech- Anordnung gegenüber den den Anschlußelementen fernen Enden der Elektroden - mit Abstand zu diesen Enden der Elektroden - anzuordnen. Vorzugsweise sind bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelement jedoch zwei Löschblech-An ordnungen vorgesehen und die Löschblech-Anordnungen an den einander abge wandten Seiten der Elektroden - mit Abstand zu den Elektroden - angeordnet. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß der Blitzstoßstrom vom Netzfolgestrom entkoppelt wird. Es besteht natürlich auch die Möglichkeit, daß erfindungsgemäße Überspannungsschutzelement mit drei Löschblech-Anordnungen zu versehen, näm lich mit einer Löschblech-Anordnung gegenüber den den Anschlußelementen fernen Enden der Elektroden und mit zwei Löschblech-Anordnungen an den einander ab gewandten Seiten der Elektroden.First of all, there is the possibility of the overvoltage according to the invention protective element to provide exactly one quenching plate arrangement and the quenching plate Arrangement opposite the ends of the electrodes remote from the connection elements - at a distance from these ends of the electrodes. Preferably are at the surge protection element according to the invention, however, two extinguishing plates regulations provided and the quenching plate arrangements on each other facing sides of the electrodes - spaced from the electrodes. These Embodiment has the advantage that the lightning impulse current from the line follow current is decoupled. There is of course also the possibility that the invention Surge protection element to be provided with three quenching plate arrangements, näm Lich with a quenching plate arrangement opposite the connection elements Ends of the electrodes and with two quenching plate arrangements on each other facing sides of the electrodes.
Um den Lichtbogen aufzuteilen, sind Kräfte erforderlich, die den Lichtbogen in die Löschblech-Anordnung bzw. in die Löschblech-Anordnungen hineintreiben. Des halb geht eine weitere Lehre der Erfindung dahin, Löschbleche aus ferromagneti schem Material, vorzugsweise aus Eisen zu verwenden. Das Zustandekommen der Kräfte, die den Lichtbogen in die Löschblech-Anordnung bzw. in die Löschblech- Anordnungen hineintreibt, erklärt sich bei der Verwendung von Löschblechen aus ferromagnetischem Material aus dem Bestreben des einen stromdurchflossenen Leiter umgebenden Magnetflusses, möglichst durch die magnetisch viel besser als Luft lei tenden Löschbleche aus Eisen zu verlaufen; der Lichtbogen wird also von einer Löschblech-Anordnung, deren Löschbleche aus ferromagnetischem Material beste hen, angezogen.In order to split the arc, forces are required to move the arc into the Drive the quenching plate arrangement or into the quenching plate arrangements. Des half another teaching of the invention goes there, quenching plates made of ferromagneti chemical material, preferably made of iron. The creation of the Forces that direct the arc into the quenching plate arrangement or into the quenching plate Driving orders into it can be explained by the use of fire extinguishing plates ferromagnetic material from the endeavor of a current-carrying conductor surrounding magnetic flux, if possible through the magnetically much better than air lei tendency to run iron baffles; the arc is therefore from one Quenching plate arrangement, the quenching plates made of the best ferromagnetic material hen, dressed.
Werden bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelement Löschbleche aus Eisen verwendet, so empfiehlt es sich, die Löschbleche mit einem Oberflächenüber zug aus korrosionsbeständigem Material, vorzugsweise aus Silber oder aus Nickel, zu versehen.Are extinguishing plates in the surge protection element according to the invention If iron is used, it is recommended to cover the fire-extinguishing plates with a surface train made of corrosion-resistant material, preferably made of silver or nickel Mistake.
Wenn zuvor davon gesprochen worden ist, daß das erfindungsgemäße Überspan nungsschutzelement Löschbleche aufweist, so handelt es sich dabei vorzugsweise um Löschbleche mit rechteckigem Querschnitt, wobei die Löschbleche einen Quer schnitt mit einem Verhältnis der Länge zur Breite von etwa 4 : 1 bis etwa 2 : 1, vor zugsweise von etwa 3 : 1 haben.If it was previously said that the span according to the invention Protection element has extinguishing plates, it is preferably to rectangular cross-section, with the cross-bars cut with a length to width ratio of about 4: 1 to about 2: 1 preferably about 3: 1.
Nach einer weiteren Lehre der Erfindung, der besondere Bedeutung zukommt, sind bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelement die Anschlußelemente der Elektroden jeweils mit einer dem dem Anschlußelement nächsten Löschblech zuge ordneten Stromschleife versehen, wobei die Stromschleifen vorzugsweise U-förmig ausgeführt und mit ihren offenen Seiten von den Elektroden weggerichtet angeord net sind. Dadurch werden - ohne diese Maßnahme auftretende - vom fließenden Strom herrührende Kräfte "neutralisiert".According to a further teaching of the invention, which is of particular importance in the overvoltage protection element according to the invention, the connection elements of the Electrodes each with a quenching plate next to the connecting element ordered current loop provided, the current loops preferably U-shaped executed and arranged with their open sides facing away from the electrodes are not. As a result - without this measure occurring - from the flowing Forces originating from electricity are "neutralized".
Die zuvor im einzelnen beschriebenen Maßnahmen sind für sich von erfinderischer Bedeutung; sie können also auch bei Überspannungsschutzelementen realisiert wer den, bei denen die Lehre bzw. die Lehren der eingangs behandelten älteren Pa tentanmeldung nicht verwirklicht sind. Besondere Bedeutung kommt den zuvor be schriebenen Maßnahmen jedoch zu in Verbindung mit der Lehre bzw. den Lehren der eingangs behandelten älteren Patentanmeldung.The measures described in detail above are intrinsically more inventive Meaning; they can also be implemented with surge protection elements those for whom the teaching or the teaching of the older Pa tent registration are not realized. The be written measures, however, in connection with teaching or teaching the earlier patent application discussed at the beginning.
Im folgenden wird die Lehre der Erfindung in Verbindung mit zeichnerischen Darstel lungen erläutert, und zwar in Verbindung mit Überspannungsschutzelementen, bei denen die Lehren der eingangs behandelten älteren Patentanmeldung verwirklicht sind. Es zeigenThe following is the teaching of the invention in connection with graphic representations lungs explained, in connection with surge protection elements, at who realized the teachings of the earlier patent application discussed at the beginning are. Show it
Fig. 1 eine Seitenansicht einer bevorzugten ersten Ausführungsform einer Elektrode eines Überspannungsschutzelements nach der eingangs be handelten älteren Patentanmeldung, Fig. 1 is a side view of a preferred first embodiment of an electrode of an overvoltage protection element according to the initially be negotiated prior patent application,
Fig. 2 eine Seitenansicht einer bevorzugten zweiten Ausführungsform einer Elektrode eines Überspannungsschutzelements nach der eingangs be handelten älteren Patentanmeldung, Fig. 2 is a side view of a preferred second embodiment of an electrode of an overvoltage protection element according to the initially be negotiated prior patent application,
Fig. 3 eine Seitenansicht von zwei zusammenwirkenden Elektroden nach Fig. 1, Fig. 3 is a side view of two cooperating electrodes according to FIG. 1,
Fig. 4 einen Schnitt durch die Elektroden nach Fig. 3 längs der Linie IV- IV, Fig. 4 is a section through the electrode of FIG. 3 along the line IV-IV,
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine nur schematisch dargestellte bevorzugte Ausführungsform eines Überspannungsschutzelements nach der ein gangs behandelten älteren Patentanmeldung, Fig. 5 shows a cross section through an only schematically illustrated preferred embodiment of the overvoltage protection element according to which a passage treated prior patent application,
Fig. 6 einen Längsschnitt durch das Überspannungsschutzelement nach Fig. 5, Fig. 6 shows a longitudinal section through the overvoltage protection element according to Fig. 5,
Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine detailliert dargestellte bevorzugte Aus führungsform eines Überspannungsschutzelements nach der eingangs behandelten älteren Patentanmeldung, Fig. 7 is a longitudinal section through a detail illustrated preferred form of a guide from the overvoltage protection element according to the initially treated prior patent application,
Fig. 8 eine Draufsicht auf das Überspannungsschutzelement nach Fig. 7, teil weise geschnitten, Shows a plan view of the overvoltage protection element according to Fig. 7, in section. 8 part,
Fig. 9 einen Schnitt durch das Überspannungsschutzelement nach Fig. 7 (längs der Linie IX-IX in Fig. 8), Fig. 9 shows a section through the overvoltage protection element according to Fig. 7 (along the line IX-IX in Fig. 8),
Fig. 10 einen Schnitt durch das Überspannungsschutzelement nach Fig. 7 (längs der Linie X-X in Fig. 8), Fig. 10 is a section through the overvoltage protection element according to Fig. 7 (along the line XX in Fig. 8),
Fig. 11 einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines erfin dungsgemäßen Überspannungsschutzelements und Fig. 11 is a longitudinal section through a preferred embodiment of an inventive surge protection element and
Fig. 12 einen Schnitt durch das Überspannungsschutzelement nach Fig. 11 (längs der Linie XII- XII in Fig. 11). FIG. 12 shows a section through the surge protection element according to FIG. 11 (along the line XII-XII in FIG. 11).
Das in den Figuren - teilweise, Fig. 1 bis 4, bzw. insgesamt, Fig. 5 und 6 sowie 7 bis 11 - dargestellte Überspannungsschutzelement 1 dient zur Ableitung von transienten Überspannungen und zur Begrenzung von Stoßströmen und besteht in seinem we sentlichen Aufbau aus zwei Elektroden 2, einer zwischen den Elektroden 2 wirksa men Luft-Durchschlag-Funkenstrecke 3 und einem die Elektroden 2 aufnehmenden Gehäuse 4. Jede Elektrode 2 weist einen Anschlußschenkel 5 und ein unter einem spitzen Winkel zu dem Anschlußschenkel 5 verlaufendes Funkenhorn 6 auf. Wie die Fig. 1 bis 3 sowie 6 und 11 zeigen, bezieht sich der spitze Winkel zwischen dem An schlußschenkel 5 und dem Funkenhorn 6 auf die Funktionsfläche des Funkenhorns 6. Die Funkenhörner 6 der beiden - mit Abstand zueinander angeordneten - Elektro den 2 bilden zusammen die Luft-Durchschlag-Funkenstrecke 3. Dadurch, daß die Funkenhörner 6 der Elektroden 2 in der zuvor erläuterten Weise unter einem spitzen Winkel zu den Anschlußschenkeln 5 verlaufen, ist die Luft-Durchschlag-Funken strecke 3 spitzwinklig ausgeführt; der Winkel zwischen den einander zugewandten Funkenhörnern 6 der Elektroden 2 beträgt vorzugsweise etwa 30°. The overvoltage protection element 1 shown in the figures - in part, FIGS. 1 to 4, or in total, FIGS. 5 and 6 and 7 to 11 - is used to derive transient overvoltages and to limit surge currents and, in its essential structure, consists of two Electrodes 2 , an air breakdown spark gap 3 effective between the electrodes 2 and a housing 4 accommodating the electrodes 2 . Each electrode 2 has a connecting leg 5 and a spark horn 6 running at an acute angle to the connecting leg 5 . As shown in FIGS. 1 to 3 and 6 and 11, the acute angle between the on-circuit leg 5 and the arcing horn 6 on the functional surface of the spark horn 6 relates. The spark horns 6 of the two - arranged at a distance from each other - Elektro den 2 together form the air breakdown spark gap 3rd Characterized in that the spark horns 6 of the electrodes 2 run in the manner previously explained at an acute angle to the connecting legs 5 , the air breakdown spark path 3 is carried out at an acute angle; the angle between the spark horns 6 of the electrodes 2 facing one another is preferably approximately 30 °.
Wie insbesondere die Fig. 1, 2, 4 und 5 zeigen, sind die Funkenhörner 6 der Elektro den 2 in ihren an die Anschlußschenkel 5 angrenzenden Bereichen mit einer parallel zu den Anschlußschenkeln 5 verlaufenden Bohrungen 7 versehen, die im Ausfüh rungsbeispiel mittig in den Funkenhörnern 6 der Elektroden 2 verwirklicht sind (vgl. insbesondere die Fig. 4 und 5).Referring particularly to Fig. 1, 2, 4 and 5, the spark horns are the provided 6 of the electric 2 in their regions adjacent to the connection limbs 5 areas with a direction parallel to the connecting legs 5 holes 7, which approximately, for example in the exporting centrally in the spark horns 6 of the electrodes 2 are realized (cf. in particular FIGS. 4 and 5).
Bei der in Fig. 1 dargestellten Elektrode 2 eines Überspannungsschutzelementes 1 ist das Funkenhorn 6 mit einer einzigen Bohrung 7 versehen. Demgegenüber zeigt die Fig. 2 eine Elektrode 2, bei der das Funkenhorn 6 zwei übereinander vorgesehene Bohrungen 7 aufweist; im Vergleich mit der Elektrode 2 nach Fig. 1 ist bei der Elek trode 2 nach Fig. 2 unterhalb der Bohrung 7, mit der die Elektrode 2 nach Fig. 1 ver sehen ist, eine weitere Bohrung 7 realisiert.In the illustrated in Fig. 1 electrode 2 of an overvoltage protection element 1, the arcing horn is provided with a single bore 7 6. In contrast, FIG. 2 shows an electrode 2 in which the spark horn 6 has two bores 7 provided one above the other; as compared with the electrode 2 of Fig. 1 2 is trode in Elek 2 according to FIG. realized below the hole 7 with which the electrode 2 of Fig. 1, see ver a further bore 7.
Die in den Funkenhörnern 6 der Elektroden 2 des Überspannungsschutzelements 1 vorgesehenen Bohrungen 7 sorgen dafür, daß im Augenblick des Ansprechens des Überspannungsschutzelements 1, also des Zündens, der entstandene Lichtbogen ne ben den Bohrungen 7 durch eine thermische und/oder elektrische und/oder magneti sche Druck- und/oder Kraftwirkung "in Fahrt gesetzt wird", also von seiner Entste hungsstelle wegwandert.The holes 7 provided in the spark horns 6 of the electrodes 2 of the overvoltage protection element 1 ensure that at the moment of the response of the overvoltage protection element 1 , that is to say the ignition, the resulting arc ne ben the holes 7 by a thermal and / or electrical and / or magnetic cal Pressure and / or force effect "is set in motion", ie migrates away from its origin.
Im übrigen kann den Figuren entnommen werden, daß im dargestellten Ausführungs beispiel die Funkenhörner 6 der Elektroden 2 an beiden Seiten jeweils mit einer Fase 8 versehen sind, an ihren einander zugewandten Seiten konvex ausgebildet sind und an ihren voneinander abgewandten Seiten mit quer zur Längserstreckung der Fun kenhörner 6 verlaufenden Schlitzen 9 versehen sind; statt der gezeigten quer verlau fenden Schlitze 9 sind auch längs veilaufende möglich. Die Anfassung der Funken hörner 6 der Elektroden 2 verhindert, daß es zu Materialabträgen an den Kanten der Funkenhörner 6 kommt. Die vorzugsweise realisierte Maßnahme, die Funkenhörner 6 der Elektroden 2 an ihren einander zugewandten Seiten konvex auszubilden, führt dazu, daß der nach einem Ansprechen des Überspannungsschutzelements 1 entste hende Lichtbogen vorzugsweise mittig im Bereich der Funkenhörner 6 entsteht und mittig zu den Enden bzw. Spitzen der Funkenhörner 6 läuft. Mit den Schlitzen 9, mit denen die Funkenhörner 6 der Elektroden 2 an ihren voneinander abgewandten Sei ten versehen sind, wird schließlich erreicht, daß der Strom bis zum Fußbogen des Lichtbogens exakt die Kontur der V-förmigen Luft-Durchschlag-Funkenstrecke 3 nachvollziehen muß. Dadurch ergibt sich auf der gegenüberliegenden Elektrode 2 eine magnetische Beblasung des Lichtbogens in seinem Fußpunkt. Die Schlitze 9 ha ben im übrigen den Vorteil, daß das verbliebene Material als besonders wirksamer Kühlkörper funktioniert; es findet also gleichzeitig eine Belüftung der Funkenhörner 6 der Elektroden 2 von hinten statt.Moreover, it can be seen from the figures that, in the illustrated embodiment, the spark horns 6 of the electrodes 2 are each provided with a chamfer 8 on both sides, are convex on their mutually facing sides, and on their sides facing away from one another with transverse to the longitudinal extent of the fun kenhörner 6 extending slots 9 are provided; instead of the transversely extending slots 9 shown, longitudinally running slots are also possible. The detection of the spark horns 6 of the electrodes 2 prevents material from being removed at the edges of the spark horns 6 . The preferably implemented measure to make the spark horns 6 of the electrodes 2 convex on their mutually facing sides has the result that the arc which arises after a response of the overvoltage protection element 1 preferably arises in the center in the area of the spark horns 6 and in the center to the ends or tips of the Spark horns 6 are running. With the slots 9 , with which the spark horns 6 of the electrodes 2 are provided on their opposite Be th, it is finally achieved that the current to the foot of the arc must exactly understand the contour of the V-shaped air breakdown spark gap 3 . This results in a magnetic blowing of the arc at its base on the opposite electrode 2 . The slots 9 ha ben the advantage that the remaining material works as a particularly effective heat sink; so there is at the same time ventilation of the spark horns 6 of the electrodes 2 from behind.
Bei den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen von Überspannungs schutzelementen 1 ist zwischen den sich gegenüberstehenden Enden der Anschluß schenkel 5 der beiden Elektroden 2 eine - eine Gleitentladung auslösende - Zündhilfe 10 vorgesehen, die vorzugsweise aus einem Isolierstoff besteht, der bei einer Zu standsänderung, beispielsweise einer Erhitzung, keinen Kohlenstoff in funktionsbe einträchtigendem Maße abgibt, und geringfügig, vorzugsweise 0,1 mm oder mehr, in die von den Funkenhörnern 6 der Elektroden 2 gebildete Luft-Durchschlag-Funken strecke 3 hineinragt; tatsächlich ragt die Zündhilfe 10 bis in die Mitte der Bohrungen 7 in die Luft-Durchschlag-Funkenstrecke 3 hinein. Im übrigen ist die Zündhilfe 10, wie dies die Fig. 4 und 5 zeigen, an ihrer der Luft-Durchschlag-Funkenstrecke 3 zu gewandten Seite V-förmig ausgebildet und mit einem bis in die Luft-Durchschlag- Funkenstrecke 3 reichenden schmalen Schlitz 11 versehen. Der Schlitz 11 in der Zündhilfe 10 beeinflußt positiv die Ansprechspannung.In the embodiments of overvoltage protection elements 1 shown in the figures, between the opposite ends of the connecting limbs 5 of the two electrodes 2, a - a sliding discharge triggering - ignition aid 10 is provided, which preferably consists of an insulating material which, in the event of a change in state, for example one Heating, does not give off any carbon to a functional extent, and slightly, preferably 0.1 mm or more, into which the air breakdown spark gap 3 formed by the spark horns 6 of the electrodes 2 extends; the ignition aid 10 actually projects into the center of the bores 7 into the air breakdown spark gap 3 . Incidentally, the starting aid 10, as Figs. 4 and 5 show, on its air-breakdown spark gap 3 to side facing V-shaped and provided with a reaching up in the air-breakdown spark gap 3 narrow slot 11 . The slot 11 in the ignition aid 10 has a positive influence on the response voltage.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen von Überspannungsschutzelementen 1 ist durch die zuvor beschriebenen Maßnahmen gleichsam in den engsten Teil der Luft-Durchschlag-Funkenstrecke 3, also dort, wo ein Ansprechen bzw. Zünden stattfindet, eine Hilfs-Luft-Überschlag-Funkenstrecke integriert. Diese integrierte Hilfs-Luft-Überschlag-Funkenstrecke hat eine relativ konstante und vor allem gerin gere Ansprechspannung als die dem eigentlichen Überspannungsschutz dienende Luft-Durchschlag-Funkenstrecke 3. Einmal angesprochen, bei einer relativ konstan ten niedrigen Ansprechspannung, führt die gezündete Hilfs-Luft-Überschlag-Fun kenstrecke zu einem "schlagartigen" Zünden der Luft-Durchschlag-Funkenstrecke 3 mit relativ hoher Stromtragfähigkeit.In the illustrated exemplary embodiments of overvoltage protection elements 1 , the measures described above, as it were, an auxiliary air flashover spark gap is integrated into the narrowest part of the air breakdown spark gap 3 , that is to say where there is a response or ignition. This integrated auxiliary air flashover spark gap has a relatively constant and, above all, lower response voltage than the air breakdown spark gap 3 serving the actual surge protection. Once addressed, at a relatively constant low response voltage, the ignited auxiliary air arcing spark gap leads to a "sudden" ignition of the air breakdown spark gap 3 with a relatively high current carrying capacity.
Die Fig. 5 und 6 sowie 7 bis 12 zeigen, daß bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eines Überspannungsschutzelements 1 auch in bezug auf das Gehäuse 4 besondere Maßnahmen verwirklicht sind. Es gilt nämlich, was nicht dargestellt ist, daß das Ge häuse 4 teilweise aus einem Kunststoff besteht, der bei einer Erhitzung bzw. einer Verbrennung keinen Kohlenstoff abgibt oder teilweise mit einem solchen Kunststoff ausgekleidet ist. Die weiter vorne beschriebenen Probleme, die dann auftreten, wenn das Gehäuse aus Kunststoff besteht, der bei einer Erhitzung bzw. einer Verbrennung Kohlenstoff abgibt, sind also eliminiert. Figs. 5, 6 and 7 to 12 show that are implemented in the illustrated embodiment of an overvoltage protection element 1 in respect to the housing 4 special measures. It is namely what is not shown that the Ge housing 4 is partially made of a plastic that does not give off carbon when heated or burned or is partially lined with such a plastic. The problems described earlier, which occur when the housing is made of plastic, which emits carbon when heated or burned, are thus eliminated.
Im übrigen zeigen die Fig. 5 und 6 sowie 7 bis 12, daß bei den dargestellten Ausfüh rungsbeispielen von Überspannungsschutzelementen 1 die Seitenwandungen 12 des Gehäuses 4 bis an die Funkenhörner 6 der Elektroden 2 herangezogen sind. Dadurch tritt ein außerordentlich gutes Laufverhalten des Lichtbogens ein; er läuft sehr schnell an die Spitzen der Funkenhörner 6.Incidentally, FIGS. 5, 6 and 7 to 12 that in the illustrated exporting the side walls approximately examples of surge absorbing elements 1 12 of the housing 4 to the arcing horns 6 of the electrodes 2 are used. As a result, the arc runs extremely well; it runs very quickly to the tips of the spark horns 6 .
Für die in den Fig. 5 und 6 sowie 11 und 12 dargestellten Ausführungsbeispiele von Überspannungsschutzelementen 1 gilt weiter, daß der den Funkenhörnern 6 der Elek troden 2 benachbarte Gehäusedeckel 13 aus elektrisch leitendem Material, vorzugs weise aus abbrandfestem Material, insbesondere aus Kupferwolfram besteht. Dabei ist dann der Abstand zwischen den dem Gehäusedeckel 13 benachbarten Enden der Funkenhörner 6 der Elektroden 2 und dem Gehäusedeckel 13 so gewählt, daß zwi schen den dem Gehäusedeckel 13 benachbarten Enden der Funkenhörner 6 und dem Gehäusedeckel 13 Lichtbögen entstehen können. Durch die weiter oben beschriebe nen Maßnahmen wandert m der nach dem Ansprechen des Überspannungsschutzele ments 1 entstandene Lichtbogen zunächst aus dem Zündbereich an die Spitzen der Funkenhörner 6. Dann bilden sich zwischen den Spitzen der Funkenhörner 6 und dem aus elektrisch leitendem Material bestehenden Gehäusedeckel 13 zwei Lichtbö gen. Die sich dabei aufbauende Leiterschleife sorgt nun dafür, daß die beiden Licht bögen hinter die Funkenhörner 6 getrieben werden. Insgesamt hat das zur Folge, daß sich zwei Lichtbögen ausbilden, die insgesamt für eine hohe Bogenbrennspannung beim Netzfolgestrom sorgen, so daß sich das Löschverhalten für den Netzfolgestrom wesentlich verändert hat, nämlich eine quasi-kurzschlußfeste Entladungsanordnung entstanden ist.For the in Figs. 5 and 6 as well as 11 and 12 illustrated embodiments of surge absorbing elements 1 still applies that the arcing horns 6 of the elec trodes 2 adjacent the housing lid 13 of electrically conductive material, preferably, consists of erosion-resistant material, in particular made of copper tungsten. The distance between the housing cover 13 adjacent ends of the spark horns 6 of the electrodes 2 and the housing cover 13 is then selected so that between the housing cover 13 adjacent ends of the spark horns 6 and the housing cover 13 arcs can occur. Due to the measures described above, the arc that arises after the response of the overvoltage protection element 1 initially migrates from the ignition area to the tips of the spark horns 6 . Then two light arcs are formed between the tips of the spark horns 6 and the housing cover 13, which is made of electrically conductive material. The conductor loop that builds up now ensures that the two arcs are driven behind the spark horns 6 . Overall, this has the consequence that two arcs are formed, which overall ensure a high arc voltage in the line follow current, so that the quenching behavior for the line follow current has changed significantly, namely a quasi short-circuit-proof discharge arrangement has arisen.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß bei dem Ausführungsbeispiel eines Überspan nungsschutzelements 1, zu dem eine Elektrode nach Fig. 2 gehört, also eine solche, bei der jedes Funkenhorn 6 zwei übereinander vorgesehene Bohrungen 7 aufweist, die zweite, untere Bohrung 7 dann wirksam wird, wenn die Zündhilfe 10 zwischen den Anschlußschenkeln 5 der Elektroden 2 heruntergebrannt ist. Die zweite Boh rung 7 dient also quasi als Sicherheit dafür, daß das Überspannungsschutzelement 1 auch in einem solchen Fall funktioniert.It should also be pointed out that in the embodiment of an overvoltage protection element 1 , which includes an electrode according to FIG. 2, that is, one in which each spark horn 6 has two bores 7 provided one above the other, the second, lower bore 7 then becomes effective when the ignition aid 10 is burned down between the connecting legs 5 of the electrodes 2 . The second Boh tion 7 thus serves as a kind of security that the overvoltage protection element 1 also works in such a case.
Während in den Fig. 5 und 6 sowie 11 und 12 bevorzugte Ausführungsformen von Überspannungsschutzelementen 1 nur schematisch dargestellt sind, zeigen die Fig. 7 bis 10 im konstruktiven Detail eine bevorzugte Ausführungsform eines Überspan nungsschutzelements 1. Dabei sei zunächst darauf hingewiesen, daß in den Fig. 1 bis 6 die Elektroden 2 so dargestellt sind, daß sich die Luft-Durchschlag-Funkenstrecke 3 von unten nach oben öffnet. Demgegenüber sind bei der auch hinsichtlich des konstruktiven Details in den Fig. 7 bis 10 dargestellten Ausführungsform und bei der Ausführungsform nach den Fig. 11 und 12 die Elektroden 2 so angeordnet, daß sich die Luft-Durchschlag-Funkenstrecke 3 von oben nach unten öffnet. Im übrigen sind bei der im konstruktiven Detail in den Fig. 7 bis 10 dargestellten Ausführungsform ei nes Überspannungsschutzelements 1 die funktionswesentlichen Elemente, also die Elektroden 2 mit den Funkenhörnern 6 und die Zündhilfe 10 im wesentlichen so aus geführt, wie dies zuvor in Verbindung mit den Fig. 1 bis 6 im einzelnen beschrieben worden ist, so daß sich diesbezügliche Ausführungen in Verbindung mit den Fig. 7 bis 10 erübrigen. Die Fig. 7 bis 10 zeigen also vor allem konstruktive Details in bezug auf das Gehäuse 4.While in Figs. 5 and 6 and 11 and 12, preferred embodiments of surge absorbing elements 1, only shown schematically, a preferred embodiment is shown in FIGS. 7 to 10 in the constructive detail of a surge voltage protection elements 1. It should first be pointed out that the electrodes 2 are shown in FIGS. 1 to 6 in such a way that the air breakdown spark gap 3 opens from bottom to top. In contrast, in the embodiment also shown with regard to the structural details in FIGS. 7 to 10 and in the embodiment according to FIGS. 11 and 12, the electrodes 2 are arranged such that the air breakdown spark gap 3 opens from top to bottom. Incidentally, the functionally essential elements, that is, the electrodes 2 with the spark horns 6 and the ignition aid 10, are performed essentially as previously described in connection with the in the constructive detail in FIGS. 7 to 10 embodiment egg nes overvoltage protection element 1 has been described in Fig. 1 to 6 in detail, so that in this regard embodiments in connection with FIGS. 7 to 10 are unnecessary. FIGS. 7 to 10 therefore show above all constructional details with respect to the housing 4.
Wie die Fig. 7 und 10 zeigen, ist dem Gehäuse 4 ein besonders gestalteter Gehäuse deckel 13 zugeordnet. Dieser Gehäusedeckel 13 weist eine domartige Ausformung 14 auf, in die ein die Elektroden 2 aufnehmender Halter 15 eingesetzt ist. Der Gehäuse deckel 13 ist durch innenliegende Schrauben 16 mit dem eigentlichen Gehäuse 2 ver bunden.As shown in FIGS. 7 and 10, the housing 4 is associated with a specially designed housing cover 13. This housing cover 13 has a dome-like shape 14 , into which a holder 15 receiving the electrodes 2 is inserted. The housing cover 13 is ver by internal screws 16 with the actual housing 2 connected.
Weiter oben ist ausgeführt worden, daß das Gehäuse 4 zumindest teilweise aus einem Kunststoff besteht, der bei einer Erhitzung bzw. einer Verbrennung keinen Kohlen stoff abgibt oder zumindest teilweise mit einem solchen Kunststoff ausgekleidet ist. Bei der Ausführungsform, die in den Fig. 7 bis 10 dargestellt ist, ist die zweite Alter native realisiert; das Gehäuse 4 weist also eine Auskleidung 17 aus einem Kunststoff auf, der bei einer Erhitzung bzw. einer Verbrennung keinen Kohlenstoff abgibt.It has been stated above that the housing 4 consists at least partially of a plastic that does not emit carbon during heating or combustion or is at least partially lined with such a plastic. In the embodiment that is shown in FIGS. 7 to 10, the second alternative is realized native; the housing 4 thus has a lining 17 made of a plastic which does not give off carbon when heated or burned.
In Verbindung mit den Fig. 5 und 6 sowie 11 und 12 ist weiter oben ausgeführt wor den, daß die Seitenwandungen 12 des Gehäuses 4 bis an die Funkenhörner 6 der Elektroden 2 herangezogen sind, wodurch ein außerordentlich gutes Laufverhalten des Lichtbogens eintritt. Die im konstruktiven Detail in den Fig. 7 bis 10 dargestellte Ausführungsform eines Überspannungsschutzelements 1 erreicht das gleiche gute Laufverhalten des Lichtbogens dadurch, daß der durch die Funkenhörner 6 gebilde ten Luft-Durchschlag-Funkenstrecke 3 seitlich Begrenzungselemente 18 zugeordnet sind.In conjunction with FIGS. 5 and 6, and 11 and 12, it is explained above that the side walls 12 of the housing 4 are used up to the spark horns 6 of the electrodes 2 , which results in an extraordinarily good running behavior of the arc. The embodiment of an overvoltage protection element 1 shown in constructive detail in FIGS. 7 to 10 achieves the same good running behavior of the arc in that the air breakdown spark gap 3 formed by the spark horns 6 is laterally assigned limiting elements 18 .
In Verbindung mit den Fig. 5 und 6 sowie 11 und 12 ist weiter oben auch erläutert worden, daß der den Funkenhörnern 6 der Elektroden 2 benachbarte Gehäusedeckel 13 aus elektrisch leitendem Material besteht, wobei der Abstand zwischen den dem Gehäusedeckel 13 benachbarten Enden der Funkenhörner 6 der Elektroden 2 und dem Gehäusedeckel 13 so gewählt ist, daß zwischen den dem Gehäusedeckel 13 be nachbarten Enden der Funkenhörner 6 und dem Gehäusedeckel 13 Lichtbögen ent stehen können. Das gleiche Ergebnis ist bei der im konstruktiven Detail in den Fig. 7 bis 10 dargestellten Ausführungsform dadurch erreicht, daß im Gehäuse 4, den Enden der Funkenhörner 6 der Elektroden 2 gegenüberliegend, eine Einlage 19 aus elek trisch leitendem Material, wiederum vorzugsweise aus abbrandfestem Material, vor gesehen ist.In connection with FIGS. 5 and 6 and 11 and 12 it has also been explained above that the housing cover 13 adjacent to the spark horns 6 of the electrodes 2 consists of electrically conductive material, the distance between the ends of the spark horns 6 adjacent to the housing cover 13 the electrodes 2 and the housing cover 13 is chosen so that 13 arcs can be ent between the housing cover 13 be adjacent ends of the spark horns 6 and the housing cover 13 . The same result is achieved in the constructive detail in FIGS. 7 to 10 embodiment achieved in that in the housing 4 , the ends of the spark horns 6 of the electrodes 2 opposite, an insert 19 made of electrically conductive material, again preferably made of erosion-resistant material , is provided.
Im übrigen zeigen die Fig. 7 bis 10, insbesondere die Fig. 7 bis 9, daß das Gehäuse 4 - und dementsprechend auch der Gehäusedeckel 13 unsymmetrisch ausgeführt ist. Tatsächlich liegen nämlich einmal auf der einen Seite und das andere Mal auf der an deren Seite der senkrechten Hauptebene einerseits die Schrauben 16, mit denen der Gehäusedeckel 13 mit dem Gehäuse 4 verbunden ist, andererseits Anschlußkörper 20 zum Anschluß von nicht dargestellten elektrischen Leitungen. Unterhalb der Schrau ben 16, mit denen der Gehäusedeckel 13 mit dem Gehäuse 14 verbunden ist, sind Ausblasöffnungen 21 realisiert. . Moreover, the Fig 7 show to 10, in particular 7 to 9, wherein the housing. 4 - and accordingly also the housing cover is embodied 13 unsymmetrical. In fact, on the one hand and on the other hand on the side of the vertical main plane, on the one hand are the screws 16 with which the housing cover 13 is connected to the housing 4 , and on the other hand connection body 20 for connecting electrical lines (not shown). Beneath the screw ben 16 , with which the housing cover 13 is connected to the housing 14 , blow-out openings 21 are realized.
Wie Fig. 11 zeigt, ist innerhalb des Gehäuses 4 des erfindungsgemäßen Überspan nungsschutzelements 1 mindestens eine eine Mehrzahl von Löschblechen 22 aufwei sende Löschblech-Anordnung 23 vorgesehen. Tatsächlich sind zwei Löschblech- Anordnungen 23 vorgesehen und die beiden Löschblech-Anordnungen 23 an den einander abgewandten Seiten der Elektroden 2 - mit Abstand zu den Elektroden 2 - angeordnet. As Fig. 11 shows the surge voltage protection elements according to the invention 1 is provided at least one of a plurality of arc splitter plates 22 aufwei send splitter plate assembly 23 within the housing 4. In fact, two quenching plate arrangements 23 are provided and the two quenching plate arrangements 23 are arranged on the sides of the electrodes 2 facing away from one another - at a distance from the electrodes 2 .
Wie der Fig. 11 entnommen werden kann, haben im dargestellten Ausführungsbei spiel die Löschbleche 22 des erfindungsgemäßen Überspannungsschutzelements 1 einen rechteckigen Querschnitt,mund zwar mit einem Verhältnis der Länge zur Breite von etwa 3 : 1.As can be seen in FIG. 11, in the illustrated embodiment, the quenching plates 22 of the surge protection element 1 according to the invention have a rectangular cross section, specifically with a ratio of the length to the width of approximately 3: 1.
Schließlich zeigt die Fig. 11 insoweit eine bevorzugte Ausführungsform eines erfin dungsgemäßen Überspannungsschutzelements 1, als die Anschlußelemente der Elek troden 2, hier also die Anschlußschenkel 5 der Elektroden 2, jeweils mit einer dem dem Anschlußschenkel 5 nächsten Löschblech 22 zugeordneten Stromschleife 24 versehen sind. Die Stromschleifen 24 sind U-förmig ausgeführt und mit ihren offenen Seiten von den Elektroden 2 weg gerichtet angeordnet.Finally, FIG. 11 shows a preferred embodiment of an overvoltage protection element 1 according to the invention, as the connection elements of the electrodes 2 , here the connection legs 5 of the electrodes 2 , are each provided with a current loop 24 assigned to the connection leg 5 next to the quenching plate 22 . The current loops 24 are U-shaped and are arranged with their open sides facing away from the electrodes 2 .
Claims (10)
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19944435968 DE4435968C2 (en) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | Surge protection element |
| ES95114840T ES2148390T3 (en) | 1994-10-07 | 1995-09-21 | PROTECTION ELEMENT AGAINST OVERVOLTAGE. |
| EP95114840A EP0706245B1 (en) | 1994-10-07 | 1995-09-21 | Overvoltage protection element |
| AT95114840T ATE193789T1 (en) | 1994-10-07 | 1995-09-21 | SURGE PROTECTION ELEMENT |
| ES99102644T ES2207875T3 (en) | 1994-10-07 | 1995-09-21 | ELEMENT OF PROTECTION AGAINST OVERVOLTAGE. |
| AT99102644T ATE250289T1 (en) | 1994-10-07 | 1995-09-21 | SURGE PROTECTION ELEMENT |
| EP99102644A EP0920098B1 (en) | 1994-10-07 | 1995-09-21 | Overvoltage protection element |
| US08/541,758 US5754385A (en) | 1994-10-07 | 1995-10-10 | Overvoltage protection element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19944435968 DE4435968C2 (en) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | Surge protection element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4435968A1 true DE4435968A1 (en) | 1996-04-11 |
| DE4435968C2 DE4435968C2 (en) | 1996-09-12 |
Family
ID=6530261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19944435968 Expired - Lifetime DE4435968C2 (en) | 1994-10-07 | 1994-10-07 | Surge protection element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4435968C2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0933860A1 (en) * | 1998-02-02 | 1999-08-04 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co. | Overvoltage protection system |
| DE10120563A1 (en) * | 2001-04-03 | 2002-11-07 | Phoenix Contact Gmbh & Co | Surge protection element and surge protection device |
| US9083153B2 (en) | 2010-08-04 | 2015-07-14 | Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg | Horn spark gap lightning arrestor with a deion chamber |
| DE102016115223A1 (en) | 2015-11-10 | 2017-05-11 | DEHN + SÖHNE GmbH + Co. KG. | Horn spark gap with deion chamber in non-blowing design |
| WO2020147999A1 (en) * | 2018-07-04 | 2020-07-23 | Dehn Se + Co Kg | Over-voltage protection arrangement having a horn gap located in an insulating housing having a deionization chamber for arc extinguishing |
| WO2020260400A1 (en) | 2019-06-28 | 2020-12-30 | Dehn Se + Co Kg | Lightning-protection spark gap |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013112400A1 (en) | 2012-12-03 | 2014-06-05 | Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg | Arc extinguishing chamber for surge arrester e.g. encapsulated surge arrester, has gas exhaust region guided between metal sheets based on symmetry axis of extinguishing chamber, where gas streams are mixed in common recreation room |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE290113C (en) * | ||||
| DE1463591B2 (en) * | 1964-04-10 | 1973-02-15 | Siemens AG, 1000 Berlin u 800 München | ARRANGEMENT OF EXTINGUISHING SPARKS WITH LOOSE PLATES MADE OF MAGNETIZABLE MATERIAL |
| DE2718188B2 (en) * | 1977-04-23 | 1980-01-03 | Dehn + Soehne Gmbh + Co Kg, 8500 Nuernberg | Surge protection device |
| DE2934236A1 (en) * | 1979-08-24 | 1981-03-26 | Ant Nachrichtentechnik Gmbh, 71522 Backnang | SURGE PROTECTOR WITH SPARK CIRCUIT |
| DE3101354A1 (en) * | 1981-01-17 | 1982-08-05 | Dehn + Söhne GmbH + Co KG, 8500 Nürnberg | Spark gap for limiting overvoltages (Case A) |
| DE3716997C2 (en) * | 1987-05-21 | 1990-05-17 | Phoenix Elektrizitaetsgesellschaft H. Knuemann Gmbh & Co Kg, 4933 Blomberg, De | |
| DE4141681A1 (en) * | 1991-12-17 | 1993-07-29 | Phoenix Contact Gmbh & Co | Overvoltage protection device e.g. for telecommunication equipment - has plastic web projecting into spark-gap between two vertical electrodes which releases electronegative gas when arc strikes |
| DE4141682A1 (en) * | 1991-12-17 | 1993-07-29 | Phoenix Contact Gmbh & Co | Overvoltage protection device e.g. for electronic measurement and control circuits - has circular or elliptical electrode eccentrically located inside another with plastic web in spark-gap |
| DE4244051A1 (en) * | 1992-12-28 | 1994-07-07 | Phoenix Contact Gmbh & Co | Overvoltage protection element for telecommunication circuits |
| DE4402615A1 (en) * | 1993-05-31 | 1994-12-08 | Phoenix Contact Gmbh & Co | Transient overvoltages protection element for supply network |
-
1994
- 1994-10-07 DE DE19944435968 patent/DE4435968C2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE290113C (en) * | ||||
| DE1463591B2 (en) * | 1964-04-10 | 1973-02-15 | Siemens AG, 1000 Berlin u 800 München | ARRANGEMENT OF EXTINGUISHING SPARKS WITH LOOSE PLATES MADE OF MAGNETIZABLE MATERIAL |
| DE2718188B2 (en) * | 1977-04-23 | 1980-01-03 | Dehn + Soehne Gmbh + Co Kg, 8500 Nuernberg | Surge protection device |
| DE2934236A1 (en) * | 1979-08-24 | 1981-03-26 | Ant Nachrichtentechnik Gmbh, 71522 Backnang | SURGE PROTECTOR WITH SPARK CIRCUIT |
| DE3101354A1 (en) * | 1981-01-17 | 1982-08-05 | Dehn + Söhne GmbH + Co KG, 8500 Nürnberg | Spark gap for limiting overvoltages (Case A) |
| DE3716997C2 (en) * | 1987-05-21 | 1990-05-17 | Phoenix Elektrizitaetsgesellschaft H. Knuemann Gmbh & Co Kg, 4933 Blomberg, De | |
| DE4141681A1 (en) * | 1991-12-17 | 1993-07-29 | Phoenix Contact Gmbh & Co | Overvoltage protection device e.g. for telecommunication equipment - has plastic web projecting into spark-gap between two vertical electrodes which releases electronegative gas when arc strikes |
| DE4141682A1 (en) * | 1991-12-17 | 1993-07-29 | Phoenix Contact Gmbh & Co | Overvoltage protection device e.g. for electronic measurement and control circuits - has circular or elliptical electrode eccentrically located inside another with plastic web in spark-gap |
| DE4244051A1 (en) * | 1992-12-28 | 1994-07-07 | Phoenix Contact Gmbh & Co | Overvoltage protection element for telecommunication circuits |
| DE4402615A1 (en) * | 1993-05-31 | 1994-12-08 | Phoenix Contact Gmbh & Co | Transient overvoltages protection element for supply network |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| DE-Z.: Eleltroanzeiger, Nr. 49/50, 1959, S. 496,497 * |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0933860A1 (en) * | 1998-02-02 | 1999-08-04 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co. | Overvoltage protection system |
| DE10120563A1 (en) * | 2001-04-03 | 2002-11-07 | Phoenix Contact Gmbh & Co | Surge protection element and surge protection device |
| US9083153B2 (en) | 2010-08-04 | 2015-07-14 | Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg | Horn spark gap lightning arrestor with a deion chamber |
| DE102016115223A1 (en) | 2015-11-10 | 2017-05-11 | DEHN + SÖHNE GmbH + Co. KG. | Horn spark gap with deion chamber in non-blowing design |
| WO2017080806A1 (en) | 2015-11-10 | 2017-05-18 | Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg | Horn spark gap having a deion chamber in non-discharging design |
| DE102016115223B4 (en) | 2015-11-10 | 2022-02-17 | Dehn Se + Co Kg | Horn spark gap with deion chamber in non-extinguishing design |
| WO2020147999A1 (en) * | 2018-07-04 | 2020-07-23 | Dehn Se + Co Kg | Over-voltage protection arrangement having a horn gap located in an insulating housing having a deionization chamber for arc extinguishing |
| US11749481B2 (en) | 2018-07-04 | 2023-09-05 | Dehn Se | Over-voltage protection arrangement having a horn gap located in an insulating housing having a deionization chamber for arc extinguishing |
| WO2020260400A1 (en) | 2019-06-28 | 2020-12-30 | Dehn Se + Co Kg | Lightning-protection spark gap |
| DE102019209477A1 (en) * | 2019-06-28 | 2020-12-31 | Dehn Se + Co Kg | Lightning protection spark gap |
| DE102019209477B4 (en) * | 2019-06-28 | 2021-01-21 | Dehn Se + Co Kg | Lightning protection spark gap |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4435968C2 (en) | 1996-09-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0706245B1 (en) | Overvoltage protection element | |
| DE4402615C3 (en) | Surge protection element | |
| EP0905840B1 (en) | Lightning current withstanding arrester | |
| EP0024584B1 (en) | Overvoltage arrester with spark gap | |
| DE3716997C2 (en) | ||
| DE4240138C2 (en) | Arrangement capable of carrying lightning current with at least two spark gaps connected in series | |
| DE4141681A1 (en) | Overvoltage protection device e.g. for telecommunication equipment - has plastic web projecting into spark-gap between two vertical electrodes which releases electronegative gas when arc strikes | |
| DE4435968C2 (en) | Surge protection element | |
| DE4439730C2 (en) | Surge protection element | |
| EP0860918A1 (en) | Overvoltage arrester device | |
| DE60021685T2 (en) | OVERVOLTAGE ARRESTER WITH CREE CHARGE DISCHARGE | |
| EP0635919B1 (en) | Overvoltage protection element | |
| EP1692751B1 (en) | Surge suppressor | |
| DE4244051C2 (en) | Surge protection element | |
| DE3149750C2 (en) | ||
| EP0786844B1 (en) | Surge arrester device | |
| EP0734106A1 (en) | Device for arresting overvoltages and for extinction of the sequential line current | |
| DE69828861T2 (en) | Spark gap device for the protection of electrical lines and / or electrical apparatus against time overvoltages | |
| DE10048328A1 (en) | Arc-extinguishing device | |
| EP0920098B1 (en) | Overvoltage protection element | |
| DE19816907A1 (en) | Protective plug for telecommunications unit | |
| DE102016115223B4 (en) | Horn spark gap with deion chamber in non-extinguishing design | |
| DE1908152A1 (en) | Spark gap arrangement for flashover protection | |
| DE102012101417A1 (en) | High current contact with arc base trap and switching device especially for the high current technology with such a high current contact | |
| DE102018117275B3 (en) | Non-rotationally symmetric horn spark gap with deion chamber |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| R071 | Expiry of right | ||
| R071 | Expiry of right |