DE7128969U - Scheibenförmige Elektrode für den Funkenstreckenstapel eines Überspannungsabieiters - Google Patents

Description

Transformatoren Union Aktiengesellschaft 7000 Stuttgart-50, Deckerstraße 5

Erf.-Nr.: FST 71/41 Ln Stuttgart, den 20.P.73

PT-FST/Lehmann/zn

Scheibenförmige Elektrode für den Funkenstreckenstapel eines Überspannungsabieiters

Die Neuerung betrifft eine achcibenforiüige Elektrode für den Funkenstreckenstapel eines überspannungsableiter, der in bekannter Weise aus einem Stapel von Funkenstrecken und aus einem in Reihe geschalteten Stapel spannungsabhängiger Widerstände besteht.

Die Überspannungsableiter haben die Aufgabe, in elektrischen Ne ien beim Auftreten von Überspannungen bestimmter Höhe stromführend zu werden und die Überspannungen abzuleiten. Der Summenluftspalt der ilinkenstrecken des Ableiters ist so bemessen, daß bis zu einem bestimmten Spannungspegel, der oberhalb der Nennspannung des Ableiters liegt, keine Durchzündung der Funkenstrecken eintritt« Bei Überschreiten dieses Spannungspegels erfolgt die Durchzündung und eine Lichtbogenentladung über die Funkenstrecken auf die in Reihe geschalteten spannunggsabhängigen Widerstände. Nach dem Abklingen der überspannung ist es eine weitere Aufgabe des Ableiters die Lichtbogen in den Funkenstrecken wieder zu löschen und die Isolation gegen Erde wieder herzustellen. Die zur Löschung des Lichtbogens verwendeten

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Punkenstreckönanordnungen und die dabei ausgenützten physikalischen Eigenschaften sind ζ-.im Teil recht unterschiedlicher Art. Da zum Schutz der elektrischen Anlagen ein immer geringerer Abstand zwischen Ansprech- und Löschspannunfc. erstrebt wird, ist zur gleichmäßigen Belastung und Zündung aller in Reihe geschalteten Funkenstrecken eine Spannungssteuerung erforderlich. Diese Spannungssteuerung kann auf zweifache Weise erfolgen: ohmisch und kapazitiv.

Die ohm'sche Steuerung setzt das Vorhandensein von besonderen Steuerwiderständen voraus, die den Funkenstiecken parallel geschaltet sind. Die kapazitive Steuerung kann sowohl durch parallel geschaltete Kapazitäten, als auch durch eine günstige Formgebung der Funkenstreckenelektroden selbst ohne zusätzliche EIe raente bewirkt werden.

Funkenstrecken mit kapazitiver Steuerung, die lediglich auf Grund der Formgebung der Elektroden beruht, sind bekannt. Diese Elektroden bestehen bei einer bekannten Ausführung aus einer Scheibe aus Vollmaterial mit einer beidseitig in der Nähe des Randes ringförmig umlaufenden Nut. Durch Zwischenlegen von gelochten Isolierscheiben werden derartige Elektroden zu Funkenstreckenstapeln zusammengefaßt, wobei die von der Nut eingefaßten Mittelstücke der Elektroder die Funkenstrecken ergeben. Durch die Auflage der Elektrodenrandflächen auf den Isolierscheiben erhalten die Funkenstrecken eine recht gute kapazitive Steuerung.

Infolge der Planparallelität der Elektrodenflächen besitzen derartige Funkenstrecken folgende nachteilige Eigenschaften:

1. Keine definierten Zündstellen für den Lichtbogen

2. Bei zufällig oder gewollt zustandekommendem Lichtbogenlauf ergibt sich nicht zwnagsläufig eine die Löschung günstig beeinflussende Lichtbogenverlangerung

Außerdem ist die Herstellung derartiger Elektroden aus Vollraaterial entsprechend materialaufwendig und teuer in der Herstellung.

Eine wesentliche Verbesserung in der Löschfähigkeit bei gleichzeitig guter kapazitiver Spannungssteuerung wird neuerungsgemäß dadurch erreicht, daß ein kreisförmiges Zentralteil als Lichtbogen-, Zünd- und Brennstelle ausgebildet ist und die das Zentr^lteil einfassende ringförmige Randzone in zwei konzentrische Halbringebenen so aufgeteilt ist, daß der Irvrere Halbring der einen Hälfte eine Auflagefläche nach dsr einen Seite, der innere Halbring der anderen Hälfte eine Auflagefläche nach der anderen Seite bildet und die äußeren die inneren Halbringe umfassenden Halbringe Auflageflächen nach der gegenüber dem benachbarten inneren Halbring jeweils entgegengerichteten Seite bilden. Die Auflagefläche jeder Elektrode ist also in vier- halbringförmige Ebenen aufgeteilt;, die gegeneinander so versetzt sind, daß ein äußerer Halbring der einen Hälfte mit einem inneren Halbring der anderen Hälfte jeweils die Auflagefläche einer Seite bildet.

Legt man zwei derartige Elektroden, die um 180° gegeneinander gedreht sind, übereinander, so sind die beiden Zünstellen in der einen Hälfte der so entstehenden Funkenstrecke zueinander gekehrt, während sie in der anderen Hälfte jeweils nach außen hin weisen.

Durch ständiges Versetzen der Elektroden um 180 gegenüber der vorhergehenden kann dann mit Hilfe von gelochten Isolierscheiben eine Vielfachfunkenstrecke aufgebaut werden.

Anhand der anliegenden Zeichnung sind die Ausführungsbeispiele der Neuerung und die Wirkungsweise näher erläutert.

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Fig;· 1 zeigt die Draufsicht einer Elektrodenplatte, aus der die gegenseitige Abgrenzung der einzelnen Flärhenniveaus erkennbar sind»

Aus dem Schnittbild Fig. 2 sowie aus dem Stapelbild tfig. 3 sind die Niveauunterschiede der Flächen i, 2 und 5 aus Fig. -¹ ersichtlich. Stapeloild Fig. 3 skiziert einen Gesamtstapel einer Mehrfachfunkenstrecke, wie er sich bei einer jeweiligen Drehung der Elektroden um 180° gegenüber der vorhergehenden ergibt.

Die jeweils höchste Erhebung des schräg liegenden Zentralteils 3 kann ein wenig abgeflacht werden, wodurch sich dann eine eng begrenzte Zündfläche 6 ergibt, die eine Aufweitung

• des Lichtbogens nach allen Seiten ermöglicht.

j Fig. 4- dagegen veranschaulicht eine Lösung mit der Ausführung

der Zentralfläche in S-Form.

Die Zündstellen und Linhtbogenlaufflächen im Zentralteil 3 selbst können kreisförmig sein oder etwa die Gestalt eines gleichschenkligen Dreiecks mit ausgerundeten Ecken besitzen.

Zur besseren Belüftung, sowie zur leichteren und definierten Gaszufuhr, sowie Gasaustausch bei der fertigungsmäßigen Gasfüllung und beim Durchzünden kann eine im Zeatralteil 3 angebrachte Kirtenbohrung7von Vorteil sein. Führt man diese ttittenbohrung mit einer vom Kreisrunden abweichenden Form aus, beispielsweise oval oder elliptisch, und nach den Symmetrieachsen ausgerichtet (in Fig. 1 und 2), so wird unter Verwendung eines entsprechend geformten Leitstabes das Schichten der Elektroden wesentlich erleichert, wobei jede zweite Elektrode um 180° verdreht eingelegt wird.

Im Zusammenwirken mit der Isolier- oder Distanzscheibe 5 und den Auflageflächen 1 u. 2, wird dann jene kapazitive Steuerung erzielt, wie sie eingangs gefordert wurde. Durch eingeprägte Noppen in den Isolierscheiben 5 wird eine zuverlässige Zentrie-

rung der Elektroden übereinander erreicht. Mit Hilfe von Noppen, die an den Enden der eingeprägten mittleren Halbringe eingreifen, ist eine Verdrehungssicherung der Elektroden und Distanz- bzw. Isolierscheiben gewährleistet. Durch die eng begrenzte Zündfläche 6 besitzt die Funkenstrecke die Möglichkeit einer nach allen Seiten hin offenen Liehtbogenaufweitung und damit einer verbesserten Löschfähigkeit gegenüber Elektroden gleichen Typs mit kapazitiver Eigensteuerung und mit parallelen Lichtbogenfußflächen.

Da eine solche Elektrode in einem Zieh-Präge-Verfahren. aus dünnem Blech billig hergestellt werden kann, ist die neuerungsgemäße Elektrodenplatte zudem erheblich preiswerter und günstiger als die bekannten Elektrodenformen mit kapazitiver Steuerung aus Vollmaterial ohne Zusatzelemente.

Claims (6)

Transformatoren Union Aktiengesellschaft 7000 Stuttgart-50, Deckerstraße ^ Erf.-Nr.: FST 71/41 Ln Stuttgart, den 20.2.75 PT-FST/Lehmann/zn Schut zansprüche

1. Scheibenförmige Elektrode für den Funkenstreckenstapel eines Uberspannungsableiters, mit dem Kennzeichen, daß ein kreisförmiges Zentralteil (3) als Lichtbogen-, Zünd- und Brennstelle ausgebildet ist und die das Zentralteil einfassende ringförmige Randzone in zwei konzentrische Halbringebencii so aufgeteilt ist, daß der innere Halbring (2) der einen Hälfte eine Auflagefläche nach der einen Seite, der innere Halbring (2) der anderen Hälfte eine Auflagefläche nach der anderen Seite bildet und die äußeren die inneren Halbringe umfassenden Halbringe .(1) Auflageflächen nach d^r gegenüber dem benachbarten inneren Halbring (2) jeweils entgegengerichteten Seite bilden.

2. Elektrode nach Anspruch 1, mit dem Kennzeichen, daß

die Ebene des Zentralteiles (3) gegen die anderen Ebenen geneigt ist und an der jeweils höchsten Stelle jeder Seite als Zündstelle (6) ausgebildet ist. (Fig.1,2)

-P-

3. Elektrode nach Anspruch 1, rait dem Kennzeichen, daß das Zentralteil (3) mit etwa S-förmigem Querschnitt ausgebildet ist und die die Zündstellen (6) bildende Ausprägungen jeweils neben einem nach der anderen Elektrodenseite ausgeprägten inneren Halbring (2) liegt. (Fig.4).

4. Elektrode nach einem der Ansprüche 1-3, mit dem Kennzeichen, daß im kreisförmigen Zentralteil (3) eine etwa dreieckige Ausprägung als Zündstelle uivd Lichtbogenlauffläche ausgebildet ist.

5. Elektrode nach einem der Ansprüche 1-4-, mit dem Kennzeichen, daß sie unter Drehung jeder zweiten Elektrode um 180° und Zwischenlage einer zentrisch durchbrochenen Isolierstoffscheibe (5) zur Bildung eines Funkenstreckenstapels mit beidseitiger Wirksamkeit jeder Scheibe verwendet ist. (Fig.3)·

6. Elektrode nach einem der Anspüche 1-5» mit dem Kennzeichen, daß das Zentralteil eine Mittenbohrung Desitzt.

7· Elektrode nach Anspruch 6, mit dem Kennzeichen, daß die Mittenbohrung ovale oder elliptische Form besitzt.