DE762743C

DE762743C - Overvoltage protection

Info

Publication number: DE762743C
Application number: DEB199398D
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl-Ing Straeb
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1942-08-29
Filing date: 1942-08-29
Publication date: 1952-09-15

Description

Als Überspannungsableiter werden elektrische Funkenstrecken verwendet, die aus zwei in bestimmtem, festem Abstand stehenden, gegeneinander durch Luft isolierten Metallstreifen oder Drähten bestehen. Der eine dieser metallischen Leiter ist geerdet. Bei plötzlich auftretender Hochspannung im Stromkreis wird die Luftisolierung durch Funkenentladung überbrückt und die unerwünschten schädlichen Energiemengen zur Erde abgeleitet·. Der Abstand der sich gegenüberstehenden metallischen Leiter der Funkenstrecke muß für die unterste Grenze der abzuleitenden Überspannung berechnet und. sehr genau eingestellt sein. Das ist jedoch nicht ganz einfach zu erreichen, da ja die metallischen Leiter irgendwie' an oder auf Isolierkörpern in der erforderlichen Lage befestigt und gehalten werden müssen. Geringe Verschiebungen der Funkenstrecke während des Einbaus oder im Betrieb können die Wirkung einer solchen Sicherung gegen Hochspannung in Frage stellen. Es ist nun das Bestreben, Funkenstrecken in Präzisionsausführung und dabei doch aus wohlfeilem Material herzustellen, welche den Abstand der metallischen Leiter leicht und genau einzuhalten gestatten. Gemäß der Erfindung ist eine elektrische Funkenstrecke auf isolierender Unterlage so ausgebildet, daß ihre metallischen Leite'r-Electrical spark gaps are used as surge arresters, which consist of two Metal strips that are at a certain, fixed distance from each other and isolated by air or wires. One of these metallic conductors is grounded. If high voltage suddenly occurs in the Electric circuit, the air insulation is bridged by spark discharge and the undesired harmful amounts of energy diverted to earth ·. The distance between the opposing metallic conductor of the spark gap must be for the lowest limit to be diverted Overvoltage calculated and. be set very precisely. However, it is not very easy to reach, because the metallic conductors somehow 'on or on insulating bodies must be fastened and held in the required position. Minor shifts the spark gap during installation or operation can reduce the effect of such a high-voltage fuse to question. It is now the aim to produce spark gaps in precision design and at the same time to be made of cheap material, which allows the spacing of the metallic Allow ladder to be followed easily and precisely. According to the invention is an electrical Spark gap formed on an insulating base in such a way that its metallic conductor

stücke als Metallisierung auf der isolierenden Unterlage aufgebracht sind, wobei die Überschlagstrecke durch eine Gleitfunkenstrecke gebildet wird, die aus zwei auf der Unterlage sich gegenüberstehenden Metallisierungsvorsprüngen besteht.pieces as metallization on the insulating Underlay are applied, with the flashover gap by a sliding spark gap is formed, which consists of two metallization projections facing each other on the base consists.

Die isolierende Unterlage für die metallischen Leiterstücke kann vorteilhaft eine Folie aus den bekannten Isolierstoffen, z. B. Papier, ίο sein. Die Leiterstücke werden auf die Isolierstoffolie aufmetallisiert, z. B. durch Bedampfung der Folie mit Metall im Vakuum. Um die als Funkenstrecke geeigneten Metallisierungsvorsprünge zu erhalten, arbeitet man zweckmäßig nach bekannten sogenannten Musterdruckverfahren für die Metallisierung. Auf die zu metallisierende Isolierfolie wird hierbei z. B. an den Stellen, die von Metall frei gelassen werden sollen, damit sie weiterhin isolierend wirken können, vor der Bedampfung mit Metall ein kondensationsverhindernder Stoff, z. B. Öl, aufgebracht, was durch Walzenauftrag" (Drucken) in gemusterter Form erfolgen kann. Bei der nachfolgenden Bedampfung werden dann nur die nicht mit dem Öl bedruckten Stellen metallisiert, [ so daß man auf diese Weise die gewünschten | metallischen Leiterstücke mit den zu Funkenstrecken brauchbaren Vorsprüngen erhalten kann. Die Abmessungen der so aufgebrachten Metallschichten lassen sich nach diesem Verfahren mit höchster Präzision einstellen und auf wirtschaftlich sehr billige Weise erreichen. Eine Isolierfolie erhält in weiterer Ausgestaltung der Erfindung mehrere Funkenstrecken '. aufmetallisiert, die parallel geschaltet sind, jThe insulating base for the metallic conductor pieces can advantageously be a film made of the known insulating materials, eg. B. paper, ίο be. The conductor pieces are metallized on the insulating film, for. B. by vapor deposition of the film with metal in a vacuum. In order to obtain the metallization projections that are suitable as spark gaps, it is expedient to work according to known so-called pattern printing processes for the metallization. On the insulating film to be metallized here z. B. at the points that are to be left free of metal so that they can continue to have an insulating effect, a condensation-preventing substance, z. B. oil is applied, which can be done by roller application "(printing) in patterned form. During the subsequent vapor deposition only the areas not printed with the oil are then metallized, [ so that in this way the desired | metallic conductor pieces with the to can spark gaps useful projections obtained. the dimensions of the thus applied metal layers can be prepared by this method with the highest precision to adjust and achieve economically very inexpensive way. An insulating film obtained in a further embodiment of the invention, several radio links'. metallized, connected in parallel, j

Abb. ι zeigt einen Isolierstreifen 1 mit gegeneinander isoliert aufgebrachten Metallisierungen 2 und 3. An den schmalen Isolier- ; Stegen der Metallisierungsvorsprünge 4 bis 8 kann bei Überspannung durch Funkenüberschlag die Ableitung der schädlichen Energie stattfinden. Das Isolierstoffband ist z. B. aus Papier oder Kunststoffen, wie Celluloseestern, gefertigt und läßt sich falten oder zu einem , Wickel aufrollen. Es läßt sich durch Auflegen eines nicht metallisierten gleichen Isolierstoffbandes ein Paket falten oder ein Wickel rollen, derart, daß die Funkenstrecken zwischen Isolierstoffen liegen. Die Pakete oder Wickel werden gepreßt und noch mit einem flüssigen oder flüssig gemachten Zusatzisoliermittel getränkt.Fig. Ι shows an insulating strip 1 with metallizations 2 and 3 applied in isolation from one another. On the narrow insulating; Bars of the metallization projections 4 to 8 can be caused by arcing in the event of overvoltage the dissipation of harmful energy take place. The insulating tape is z. B. off Paper or plastics, such as cellulose esters, and can be folded or Roll up the wrap. It can be done by placing a non-metallized same Fold insulating tape a package or roll a roll, so that the spark gaps lie between insulating materials. The packages or wraps are pressed and still with soaked in a liquid or liquefied additional isolating agent.

Es ist wichtig, daß über den Hochspan- , nungsfunken, der eine Zeitlang zur Energie- ^: ableitung eine leitende Brücke gegen die Erde bildet, außer der schädlichen Energie auch nicht unnötig die im Stromkreis vorhandene ^: nützliche Energie abfließt. Der Ableitungsfunke soll also nach geschehener Ableitung der Üljerspannung sofort wieder erlöschen.It is important that over the's high- voltage spark, who for a time to save ^energy: derivation a conductive bridge against the earth is, except the harmful energy it will not necessarily present in the ^circuit: flows useful energy. The discharge spark should therefore go out again immediately after the discharge of the overvoltage has occurred.

Man hat zu diesem Zweck die Funkenstrecke!! schon in gasabgebende Stoffe gebettet, aus welchen beim Funkendurchschlag Gase entbunden werden, welche ihrerseits durch den plötzlich entstehenden hohen Druck den Lichtbogen zum Erlöschen bringen. Allerdings wird durch den gleichen hohen Druck auch meist die ganze Sicherung zerrissen und un- ! brauchbar gemacht. 'You have the spark gap for this purpose !! already embedded in gas-emitting substances which gases are released in the event of a spark breakdown, which in turn are released by the Suddenly high pressure will extinguish the arc. However the same high pressure usually tears the entire fuse and ! made useful. '

Die Anordnung mehrerer nebeneinanderliegender parallel geschalteter Funken- ! strecken, wie z. B. in Abb. 1 dargestellt, l>eseitigt diesen Xachteil. Beim Auftreten eines ; Lichtbogens schmilzt der Metallbelag in der Xähe eines Isolierstegs, z. B. der Belag 4, fort, und der Lichtbogen hat eine längere Strecke zu überwinden; er wird also schneller ab- ' löschen. Die Pressung und die Tränkung mit : Isolierstoffen der Pakete oder Wickel, welche , solche Funkenstrecken enthalten, wirken ebenfalls auf ein schnelles Erlöschen des Lichtbogens hin. Auch kann der Druck im Innern des Pakets oder Wickels durch eine mechani- _: sehe Verspannung vergrößert werden. Die einzelnen Windungen des Wickels können zum gleichen Zweck miteinander in geeigneter Weise verklebt sein. Zwar wird also die Funkenstrecke des Belags 4 in unserem Beispiel unbrauchbar, aber die Funkenstrecken der anderen Beläge 5 bis 8 bleiben intakt. So kann ein einziger Wickel auf kleinstem Raum in material- und arbeitsparender Weise als Sicherung sehr lange im Gebrauch sein, bis alle die in ihm enthaltenen Funkenstrecken verbraucht sind. Funkenlöschende Stoffe, z. B. in Pulverform, können dem Wickel zusätzlich einverleibt sein.The arrangement of several adjacent sparks connected in parallel! stretch, such as As shown in Fig. 1, this eliminates this disadvantage. When a; The arc melts the metal coating in the vicinity of an insulating bar, e.g. B. the covering 4, and the arc has to overcome a longer distance; He is so quick off Delete '. The pressing and the impregnation with: insulating materials of the packets or wraps, which contain such spark gaps, also work towards a quick extinction of the arc. The pressure inside the package or roll can be achieved by _mechanical: see tension can be increased. The individual turns of the coil can be glued to one another in a suitable manner for the same purpose. In our example, the spark gap of the covering 4 becomes unusable, but the spark gaps of the other coverings 5 to 8 remain intact. In this way, a single coil can be used as a fuse for a very long time in a very small space in a material and labor-saving manner, until all of the spark gaps it contains are used up. Spark-extinguishing substances, e.g. B. in powder form, the winding can also be incorporated.

Abb. 2 zeigt z. B. einen Wickel, der nach Art der elektrischen Kondensatorwickel stirnseitige elektrische Anschlüsse hat. In der Abb. ι sind die einzelnen Funkenstrecken so gezeichnet, daß sie bei Aufrollen zu einem Wickel wie in Abb. 2 nicht aufeinander zu liegen kommen. Wenn sie auch durch Isolier-Stoffbänder getrennt sind, empfiehlt es sich, damit durch die Hitzewirkung des Lichtbogens die übrige Metallisierung nicht in Mitleidenschaft gezogen wird, die Funkenstrecken versetzt anzuordnen.Fig. 2 shows e.g. B. a winding, the frontal type of electrical capacitor winding has electrical connections. In Fig. Ι the individual spark gaps are like this drawn that they do not come together when rolled up into a roll as in Fig. 2 come lying down. If they are also separated by insulating strips of fabric, it is advisable to so that the rest of the metallization is not affected by the heat effect of the arc is drawn to arrange the spark gaps offset.

Ein weiterer Vorteil der neuen Funkenstrecke als Überspannungssicherung liegt darin, daß sie vor dem Gebrauch auf die Höhe der Überschlagspannung geprüft bzw. eingestellt werden kann. Die in Abb. 1 gezeichneten Funkenstrecken werden zu diesem Zweck in voneinander um ein Geringes verschieden großen Abständen, z. B. 9 und 10, ausgeführt, darunter in solchen Strecken, daß l>ei ihnen schon bei einer etwas kleinereu als der zu sichernden Überspannung ein Ülxrschlag erfolgt. Wenn diese Funkenstrecken durchAnother advantage of the new spark gap as overvoltage protection is in that they are checked or adjusted to the level of the flashover voltage before use can be. The spark gaps shown in Fig. 1 are used for this purpose at distances of slightly different sizes from one another, e.g. B. 9 and 10, executed, including in such stretches that one is already a little smaller than that overvoltage protection, a surge occurs. When these spark gaps through

vorherige Belastung überschlagen werden, so weiß man, daß die übrigen, einen etwas größeren isolierenden Abstand haltenden Strecken bei dieser Spannung noch nicht ansprechen, und damit ist die Ableitungssicherung hinreichend genau auf die zu sichernde Überspannung eingestellt. Bisher war es nicht möglich, bei Funkenstrecken die Spannung, auf die sie ansprechen sollen, in so einfacherprevious load are overturned, so you know that the rest, a somewhat larger one isolating spacing lines do not yet respond at this voltage, and thus the leakage protection is sufficiently accurate to the overvoltage to be protected set. Up to now it was not possible with spark gaps to set the voltage to which they should respond in such an easy way

ίο Weise zu ermitteln und die Strecke darauf zu prüfen.ίο way to determine and the route on it to consider.

Die neue elektrische-Funkenstrecke, kann in Kombination mit einem elektrischen Kondensator auf dem gleichen Wickel angeordnet und mit diesem parallel geschaltet sein.The new electrical spark gap can be used in Combination with an electrical capacitor arranged on the same winding and be connected in parallel with this.

Claims

Patent claims:

1. Overvoltage protection, which acts as a spark gap on an insulating surface is formed, characterized in that the metallic conductor pieces of the spark gap as metallization on the insulating pad are applied, the Übersduagstrecke by a Sliding spark gap is formed, which consists of two opposite one another on the base There is metallization projections.

2. Overvoltage protection device according to claim i, characterized in that the Metallization of the insulating substrate has been carried out by vapor deposition in a vacuum.

3. Surge fuse according to claim ι or 2, characterized in that that the metal coverings are applied according to the pattern printing process.

4. Surge protection according to claim ι or one of the following, characterized characterized in that the metallized conductor pieces are between insulation materials are located.

5. Surge protection according to claim ι or one of the following, characterized characterized in that several flashover sections connected in parallel are applied to the same insulating base are. .

6. Overvoltage sidation according to claim ι or one of the following, characterized in that the spark gap, designed as a metallized insulating tape, designed as a package or coil is.

7. Overvoltage protection device according to claim 6, characterized in that the packets or coils of the metallic insulating strips are pressed ·.

8. Overvoltage protection device according to claim 6 or 7, characterized in that that the packages or wraps of the metallic insulating strips with a liquid or liquidized additional isolating agent are impregnated.

9. Surge fuse according to claim "6 or one of the following, characterized characterized in that it is in the same winding with an electrical capacitor together and with this is connected in parallel.

10. Surge fuse according to claim 6 or one of the following, characterized characterized in that the winding has frontal electrical connections in the manner of the capacitor winding.

11. Overvoltage protection device according to claim 6 or one of the following, characterized in that the overlap sections lying in the coil are arranged offset are.

12. Overvoltage protection device according to claim 6 or one of the following, characterized in that the winding spark-extinguishing substances, e.g. B. in powder form, are incorporated.

13. Surge fuse according to claim 6 or one of the following, characterized characterized in that it bears a mechanical tension on the outside.

14. Overvoltage protection according to claim 6 or one of the following, characterized in that the individual Turns of the roll or package are glued together with suitable fabrics.

15. Overvoltage protection device according to claim 5 or one of the following, characterized in that the insulating distances of the individual flashover section are not the same size, but are partly different from one another.

To differentiate the subject matter of the invention from the state of the art, the granting process is in progress the following publication has been considered:

German patent specification No. 670 649.

1 sheet of drawings