DE476407C

DE476407C - Surge arrester with artificial ionization through an auxiliary spark gap

Info

Publication number: DE476407C
Application number: DEF59613D
Authority: DE
Original assignee: ERICH FRIEDLAENDER DR ING
Current assignee: ERICH FRIEDLAENDER DR ING
Priority date: 1925-08-18
Filing date: 1925-08-18
Publication date: 1929-05-16

Description

Überspannungsableiter mit künstlicher Ionisation durch eine Hilfsfunkenstrecke Es ist ein bekanntes Verfahren, Wanderwellen über Funkenstrecken abzuleiten, die zur Vermeidung .der Durchbruchsverzögerung und zur Erhöhung der Empfindlichkeit künstlich ionisiert werden. Vorrichtungen dieser Art, deren typischer Vertreter der Hörnerableiter: mit Hilfsfunkenstrecke ist, sprechen an, wenn die Spannung einen gewissen Wert, die Durchbruchsspannung der Funkenstrecke, erreicht hat, ohne Rücksicht auf die Geschwindigkeit des Spannungsanstiegs und .damit auf die Gefährlichkeit der Überspannungswelle.Surge arrester with artificial ionization through an auxiliary spark gap It is a known method to derive traveling waves via spark gaps that to avoid the breakdown delay and to increase the sensitivity be artificially ionized. Devices of this type, their typical representatives the horn arrester: with auxiliary spark gap, respond when the voltage is one has reached a certain value, the breakdown voltage of the spark gap, regardless on the speed of the increase in voltage and thus on the danger the surge wave.

Diesen Nachteil vermeidet die Anordnung gemäß der Erfindung (Abb. i) dadurch, d.aß sie nicht bei einem bestimmten Absolutwert der Spannung, sondern je nach dem zeitlichen Anstieg des Stromes (d. h. nach .der Steilheit der Wanderwelle) bei zwei verschiedenen Spannungswerten zum Ansprechen kommt.The arrangement according to the invention avoids this disadvantage (Fig. i) in that it is not at a certain absolute value of the voltage, but rather depending on the increase in the current over time (i.e. the steepness of the traveling wave) responds at two different voltage values.

Dringt eine Wanderwelle mit steiler Wellenstirn in die im Leitungszuge liegende kleine Drossel D ein, so entsteht zwischen den Elektroden i und 2 eine Spannung, die infolge des steilen Anstieges der Welle, d. h. infolge des großen bereits bei kleinen Absolutwerten der Überspannung zum überschlag zwischen den Elektroden i und 2 führt. Erreicht die fortschreitende Spannungswelle die Durchbruchsspannung zwischen den Elektroden i (deren Umgebung nun bereits ionisiert ist) und 3, so geht der Lichtbogen auf die Elektrode 3 über und leitet die Welle über den Widerstand IZ zur Errle ab. Der Abstand der Elektroden z und 2 kann sehr klein gemacht werden, .da die Spannung zwischen ihnen betriebsmäßig nur ;gleich dem durch den Betriebsstrom an der Drossel hervorgerufenen Spannungsabfall ist. Der überschlag nvischen i und 2 setzt daher sofort beim Auftreffen des Wellenkopfes ein. Durch die hierbei eintretende Ionisation wird die Überschlagsspannüng der Funkenstrecke i-3 herabgesetzt, d. h. die Empfindlichkeit gesteigert. Im Gegensatz zu den :bisher gebräuchlichen Funkenableitern mit einer durch Ionisation erhöhten Empfindlichkeit tritt hier diese Empfindlichkeitssteigerung nur ein, wenn der Spannungsanstieg so schnell erfolgt, daß die Funkenstrecke i-2 zum Ansprechen kommt. Andernfalls spricht die Funkenstrecke i-2 erst bei der höheren Durchbruchsspannung der nicht ionisierten Strecke an. Die Empfindlichkeit des Apparates ist also bei schnellen Spannungserhöhungen (Wanderwellen) größer als bei langsam verlaufenden ungefährlicheren.If a traveling wave with a steep wave front penetrates the small throttle D located in the line, a voltage arises between electrodes i and 2, which is due to the steep rise of the wave, ie due to the large leads to a flashover between electrodes i and 2 even with small absolute values of the overvoltage. If the advancing voltage wave reaches the breakdown voltage between the electrodes i (whose surroundings are now already ionized) and 3, the arc passes over to the electrode 3 and conducts the wave to the Errle via the resistor IZ. The distance between the electrodes z and 2 can be made very small, since the voltage between them is operationally only equal to the voltage drop caused by the operating current at the choke. The rollover nvic i and 2 therefore starts immediately when the wave head hits. Due to the ionization that occurs here, the flashover voltage of the spark gap i-3 is reduced, ie the sensitivity is increased. In contrast to the previously used spark arresters with an increased sensitivity due to ionization, this increase in sensitivity only occurs if the voltage rise occurs so quickly that the spark gap i-2 responds. Otherwise the spark gap i-2 only responds at the higher breakdown voltage of the non-ionized gap. The sensitivity of the device is therefore greater in the case of rapid increases in voltage (traveling waves) than in the case of slower, less dangerous ones.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß .die Drossel keine Schutzdrossel etwa im Sinne einer ähnlichen bekannten Anordnung ist, son-#lern gerade sehr leicht überschlagen werden soll, so d@aß die Hilfsfunkenstrecke gemäß der Erfindung der Drossel im Gegenteil jeglichen Schutzwert gegen das Fortschreiten von Wanderwellen rauben muß. Anderseits soll auch #lie Zündfunkenstrecke nicht zum Schutze der Drossel dienen, wird also nicht auf diejenige Ansprechspannung eingestellt, die der elektrischen Festigkeit der Drossel entspricht, sondern auf einen kleineren Wert, der nur von der Steilheit der Wellen, bei welcher die Funkenstrecke 1-2 ansprechen soll, bestimmt wird.From the above it follows that .the choke is not a protective choke in the sense of a similar known arrangement is, but just very easy is to be rolled over, so d @ aß the auxiliary spark gap according to the invention of On the contrary, throttle has any protective value against the progression of traveling waves must rob. On the other hand, #lie ignition spark gap should not be used to protect the throttle serve, so is not set to the response voltage that the electrical strength corresponds to the throttle, but to a smaller value that only depends on the slope of the waves at which the spark gap 1-2 should respond is determined.

Eine auf dem gleichen Prinzip beruhende Anordnung zeigt Abb.2. Beim Auftreffen einer Wanderwelle nimmt der Kondensator C einen Ladestrom auf, der an dem Widerstand R, den Spannungsabfall I # R, erzeugt. Hierdurch wird die Funkenstrecke 1-2 überschlagen, wodurch die gleiche Wirkung wie oben ausgelöst wird. Diese Anordnung spricht also auf den Spannungsanstieg nach der Zeit an.An arrangement based on the same principle is shown in Fig.2. When a traveling wave hits the capacitor C takes a charging current which generates the voltage drop I # R across the resistor R. This causes the spark gap 1-2 to cross over, which triggers the same effect as above. This arrangement therefore speaks to the increase in voltage over time at.

Eine vorzugsweise Anordnung und Ausbildung der Elektroden 1-3 bei Anordnung nach Abb. i und-ä zeigt Alb. 3. Die einander zugekehrten Elektnodenflächen sind in an sich bekannter Weise kugelartig. Durch diese Formgebung und Anordnung wird erstens eine die Durchbruchsverzögerung möglichst klein haltende Feldgestaltung erzielt, zweitens rücken die kleinsten gegenseitigen Abstände der drei Elektroden zusammen, so daß ein überspringen des ursprünglichen Lichtbogens zwischen den Elektroden i und 2 auf die Ableiterelektrode 3 gefördert wird.A preferred arrangement and design of the electrodes 1-3 at The arrangement according to Fig. I and -ä shows Alb. 3. The electrode surfaces facing each other are spherical in a manner known per se. Through this shape and arrangement First, a field design that keeps the breakdown delay as small as possible Secondly, the smallest mutual distances between the three electrodes move together so that a skip of the original arc between the electrodes i and 2 is conveyed to the collector electrode 3.

Eine Anordnung zur Ableitung von überspannungen zwischen Leitung und Erde nach Abb. i und :2 ist in entsprechender Weise auch zum Überspannungsschutz zwischen je zwei Leitungen verwendbar. Die Schaltung gestaltet sich sinngemäß bei Verwendung von Drosseln nach Abb. q., bei Verwendung eines Kondensators nach Abb. 5.An arrangement for the discharge of overvoltages between the line and Earth according to Fig. I and: 2 is also used in a corresponding manner for overvoltage protection can be used between two lines. The circuit is analogous to Use of chokes as shown in Fig. Q., When using a capacitor as shown in Fig. 5.

Anordnungen nach Abb. 1, 2, ¢, 5 können ferner untereinander kombiniert werden, wobei die gebräuchlichen Stern-Dreieck-Anordnungenbeibehaltenwer den können.Weiter kann bei Schutzapparaten der beschriebenen Art auch vorteilhaft irgendeine bekannte Lichtbogenlöscheinrichtung (wie z. B. der Dendmannschutz u. a.) benutzt werden.Arrangements according to Fig. 1, 2, ¢, 5 can also be combined with one another the customary star-delta arrangements can be retained In the case of protective apparatus of the type described, any known one can also be advantageous Arc extinguishing equipment (such as the Dendmann protection, etc.) must be used.

Claims

PATENT CLAIMS; i. Surge arrester with artificial ionization by an auxiliary spark gap, characterized by a choke coil (D) or by an arrangement of capacitor (C) and resistor (RJ, which are sized and arranged are that the auxiliary spark gap (1-2) depends on the steepness of the shaft face Voltage is supplied which, if the slope is too high, leads to flashover at the auxiliary spark gap leads and thereby the actual surge arrester to accelerated response brings.

2. Surge arrester according to claim i, characterized in that the Flashover at the auxiliary spark gap due to changes in current in one of the lines lying throttle caused voltage is brought about.

3. Surge arrester according to claim i, characterized in that as a result of an increase in voltage Occurring charging current of a capacitor on one lying in series with the capacitor Resistance generates a voltage that causes the flashover at the auxiliary spark gap. q .. rtT Surge arrester according to claim r to 3, characterized in that the Auxiliary spark gap formed by splitting a normal spherical spark electrode and that the resulting electrode surfaces of the auxiliary spark gap (1-2) are arranged so that the shortest distance of the parts (i and 2) of the split Electrode to each other so as to ensure the shortest distance between the parts (i and 2) the split electrode on the one hand and the counter electrode (3) on the other, that auxiliary and main spark gaps have common base points of the discharge path on the Surface of the split electrode.