DE938078C - Elektrische UEberspannungsschutzvorrichtung - Google Patents

Elektrische UEberspannungsschutzvorrichtung

Info

Publication number
DE938078C
DE938078C DEB25002A DEB0025002A DE938078C DE 938078 C DE938078 C DE 938078C DE B25002 A DEB25002 A DE B25002A DE B0025002 A DEB0025002 A DE B0025002A DE 938078 C DE938078 C DE 938078C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
protection device
electrodes
insulating material
metallized
burn
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.)
Expired
Application number
DEB25002A
Other languages
English (en)
Inventor
Hermann Dipl-Ing Straeb
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DEB25002A priority Critical patent/DE938078C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE938078C publication Critical patent/DE938078C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/10Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

  • Elektrische 17berspannungsschutzvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine aus einer Mehrzahl von Funkenstrecken bestehende Überspannungsschutzv orrichtung.
  • In der Regel bestehen überspannungsschutzvorrichtungen aus in bestimmtem, festem Abstand voneinander angeordneten, durch einen Luftzwischenraum voneinander getrennten Metallelektroden, von denen die eine geerdet ist. Bei plötzlich auftretenden Überspannungen wird der Luftzwischenraum zwischen den Elektroden durch eine Funken- oder Lichtbogenentladung überbrückt und die überschüssige Energie zur Erde abgeleitet.
  • Da die Einstellung derartiger Funkenstrecken auf eine bestimmte Spannung schwierig ist, weil die Spannung, bei der ein Überschlag stattfindet, von verschiedenen Faktoren abhängig ist, wurde schon vorgeschlagen, Funkenstrecken aus auf eine Isolierstoffunterlage aufmetallisierten, mit einem gewissen Abstand voneinander angeordneten, entsprechend gemusterten Metallbelägen, herzustellen und mehrere derartige, als Gleitfunkenstrecken wirkende Funkenstrecken zueinander parallel zu schalten. Versuche haben ergeben, daß auch bei diesen Überspannungsschutzvorrichtungen der Abstand der Metallbeläge wenigstens für Überschlagspannungen unter i kV nicht mit der nötigen Genauigkeit eingehalten werden kann.
  • Diese Mängel lassen sich vermeiden, wenn gemäß der Erfindung bei einer Überspannungsschutzvorrichtung die Funkenstrecken gebildet werden erstens von zwei metallischen Flächenelektroden, von denen mindestens eine als ausbrennfähiger Belag auf einen Isolierstoffträger aufmetallisiert ist, und zweitens von einer den Abstand zwischen diesen Elektroden bestimmenden, die Elektroden gegenseitig abdeckenden Isolierstoffschicht, die mit Durchbrüchen versehen ist, durch welche hindurch bei auftretenden Überspannungen Spannungsdurchschlage stattfinden, die den ausbrennfähigen Metallbelag an der Überschlagstelle zum Schmelzen bringen. Das Ansprechen derartiger Überspannungsschutzvorrichtungen hängt von der Stärke der Isolierschicht zwischen den. Elektroden und dem Durchmesser der Durchbrüche in dieser Isolierschicht ab.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes in verzerrten Größenverhältnissen schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. i eine Überspannungsschutzvorrichtung mit nur ausbrennfähigen Elektroden im Schnitt, Fig. 2 eine Isolierstoffzwischenlage in der Draufsicht, Fig. 3 eine andere Ausführungsform mit ausbrennfähigen Blindelektroden, Fig. q. eine Draufsicht auf eine in mehrere Felder unterteilte Blindelektrode, Fig. 5 zeigt ein Schaubild, dessen Kurve den Anstieg der Spannung in Abhängigkeit. von der Zahl der erfolgten Durchschläge veranschaulicht an einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Überspannungsschutzvorrichtung für 500 V Betriebsspannung.
  • In Fig. i sind mit i, 2 und 3 Papierbänder bezeichnet, die auf jeder Seite einen beispielsweise aufgedampften, ausbrennfähigen Metallbelag q.-5, 6-7 bzw. 8-9 tragen. Zwischen die Bänder i, 2 und 3 ist je ein mit Durchbrüchen io versehenes Isolierstoffband i i eingelegt, das ebenfalls aus Papier oder aus einem Kunststoff wie Polystyrol, Triacetatzellulose oder Polyäthylen od. dgl. besteht. Die Metallbeläge der Bänder i, 2 und 3 erstrecken sich auf der einen Randseite bis zur Randkante, auf der anderen aber nicht ganz bis zum Rand, so daß dort schmale Streifen der Bänder unmetallisiert sind. Die Bänder sind so geschichtet, daß der metallisierte Rand des einen Bandes rechts, der des darüberliegenden links, des darauffolgenden wieder rechts usw. über die dazwischenliegenden Isolierstoffbänder i i vorsteht. Diese vorstehenden metallisierten Randstreifen der Bänder sind mit aufgespritzten Kontaktbrücken. 12 und 13 versehen. An diese Brücken werden die nicht gezeichneten Leitungen angeschlossen.
  • Zur Sicherstellung von einwandfreien, auch größeren Beanspruchungen standhaltenden. Verbindungen zwischen den metallisierten Rändern der Metallbeläge q.-9 und den Kontaktbrücken 12, -13 sind diese Ränder verstärkt.
  • Aus Fig. i ist ersichtlich, daß zwischen den einander zugekehrten Metallbelägen zweier Bänder eine Anzahl von Funkenstrecken vorhanden ist, und zwar jeweils an denjenigen Stellen, an denen die Isolierstoffbänder ii mit Durchbrüchen io versehen sind. 'Die Zahl der verfügbaren Funkenstrecken kann -dadurch beliebig. gesteigert werden, da.ß die Elektroden i, 2, 3 und Isolierstoffbänder ii um die mit einer strichpunktierten Linie angedeutete Wickelachse aufgewickelt werden. Nach dem. Aufwickeln oder einer andersartig erzielten Schichtung der Elektroden und Isolierstoffzwischenlagen (Schichten, Falten) werden die Überspannungsschutzvorrichtungen wie Kondensatoren weiter= behandelt, d. h. sie werden zunächst getrocknet, um den schädlichen Einfluß von Luft und Feuchtigkeit auszuschalten, und hierauf mit geeigneten Trärikungsmitteln, wie z. B. Hartparaffin und Vaseline oder Öl getränkt. Da die Durchschlagsfestigkeit von getränktem Papier wesentlich höher ist als die des Tränkmittels -allein, kann damitgeredhnet werden,. daß die Durchschläge bei der beschriebenen Überspannungsschutzvorrichtung vorwiegend an denjenigen Stellen stattfinden, an denen. Durchbrüche in den Isodierstoffzwischenlagen vorhanden sind.
  • Die Durchbrüche io sind gemäß Fig. 2 gleichmäßig über die Oberfläche der Isolierstoffzwischenschichten verteilt. Die Stärke dieser Schichten und die Querschnittsform der Durchbrüche wird so bemessen, daß Durchschläge durch die Durchbrüche hindurch auftreten, sobald die Spannung an den Elektroden einen vorgeschriebenen Wert übersteigt. Dabei muß natürlich die mittlere Durchschlagsspannung über der normalen. Betriebsspannung liegen.
  • Durch die bei den einzelnen Durchschlägen entstehenden Lichtbögen. wird das Ansteigen der Überschlagspannung begrenzt. Gleichzeitig werden die Elektroden derart ausgebrannt, daß der Metallbelag an den Durchschlagsstellen verschwindet und die Lichtbögen erlöschen. Diese Wirkung kann dadurch noch verbessert werden, da.ß die ausbrennfähigen Elektroden auf Isolierschichten mit besonders geglätteter oder mit einer Lackschicht versehener Oberfläche anfmetallisiert werden.
  • Mit steigender Anzahl der Durchschläge in einer derartigen Überspannungsschutzvorrichtung nimmt ihre Kapazität mehr und mehr ab. Aus der Messung der Kapazität kann daher auch auf die, Zahl der bereits durchgeschlagenen und der noch intakten Funkenstrecken geschlossen werden.
  • Je nach der Größe der auftretenden Überspannungen wird eine mehr oder weniger große Anzahl von Funkenstrecken durchschlagen. Da die dabei' entstehenden Lichtbögen einen kleinen elektrischen Widerstand haben und daher während der Überschläge große Strömefließen, müssen, großeEnergiemengen auf kleinstem Raum vernichtet werden können. Wird z. B. bei einem einzigen bei einer Spannung von. 5oo V stattfindenden Überschlag eine Energie von 5 Joule verbraucht, so fließt dabei ein Strom von ungefähr iooo Amp. während des etwa io-5 sec dauernden Ausbrennens der Elektroden.
  • Bei einer Überspannungsschutzvorrichtung der beschriebenen Art für eine Betriebsspannung von 5ooV bestanden-die Metallbeläge 4, 5, 6, 7, 8, 9 aus- o ;o5 ,u starken, auf Papier aufgedampften Zinkschichten und die hsolierstaffbänder i i aus 2o,u starken Polystyrolfolien. Die Durchbrüche io hatten einen Durchmesser von i mm und waren mit Paraffin ausgefüllt, das zur Tränkung der Elektroden und Zwischenlagen verwendet worden war. Diese Vorrichtung spricht schon bei verhältnismäßig geringen Überspannungen; an. Dabei steigen die Überschlaigsspann!wngen mit der Anzahl x der bereits erfolgten Durchschläge nach der in Fig. 5 dargestellten Kurve an. Überspannungsschutzvorrichtungen für höhere Spannungen als 5oo V können durch Verstärkung der Isolierstoffzwischenlagen zwischen: den Elektroden geschaffen werden. Für eine Betriebsspannung von iooo V müssen die Bänder i i auf etwa 40 ,u verstärkt werden. Der Durchmesser der Durchbrüche io kann dabei i bis 2 mm betragen.
  • Einer Betriebsspannung von beispielsweise nur 25o V entspricht dagegen eine Polystyrolfolienstärke von 8 bis io ,u mit Durchbrüchen von höchstens i mm Durchmesser.
  • Bei der in Fig.3 veranschaulichten Überspannungsschutzvorrichtung sind die Elektroden der Funkenstrecken im Innern der überspannungsschutzvorrichtung hintereinan.dergeschaltet. Im einzelnen bestehen dabei die ausbrennfähigen Elektroden aus auf beiden Seiten einer Isolierstoffunterlage 15 aufmetallisierten Blindbelägen i6 und 17, die durch je eine mit Löchern 18 bzw. i9 versehene Isolierstoffzwischenlage 2o bzw. 21 abgedeckt sind. Als an Spannung liegende Haupt-und zugleich als Anschlußelektroden sind in diesem Fall zwei mit jedem der Blindbeläge 16 und 17 zusammenarbeitende, voneinander getrennte Metallfolien 22, 23 bzw. 24, 25 vorgesehen. Von diesen Metallfolienelektroden ragen, die mit 22 und 24 bezeichneten auf der einen und die mit 23 und 25 bezeichneten auf der anderen Stirnseite über die Isolierstoffbänder 15, 2o und 2i hinaus. An Stelle der Metallfolien 22-25 können natürlich auch metallisierte Isolierstoffbänder verwendet werden, die Metallfolien haben jedoch den Vorteil, da.ß sie auch bei sehr großen Strombelastungen nicht abbrennen und daß sie die Wärme aus dem Innern der Überspannungsschutzvorrichtungen sehr rasch nach außen abzuleiten vermögen. Dies ist besonders dann von Wichtigkeit, wenn die in Fig. 3 veranschaulichte Anordnung der Schichten zu einem Wickel aufgewickelt ist. Eine mechanische Zerstörung der isolierenden Zwischenschichten und der metallisierten Isolierstoffbänder durch Überschläge mit großem Energieinhalt kann auch dadurch vermieden werden, daß die ausbrennfähigen Elektrodenflächen 16 und 17 auf dem Isolierstoffband 15 gemäß Fig. 4 in Teilflächen 26, 27, 28 unterteilt werden. In Wickelform hergestellte Überspannungsschutzvorrichtungen werden zum Schutz vor mechanischen Beschädigungen außerdem zweckmäßig innen und außen mit einer größeren Anzahl von Papierleerwindungen versehen.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Aus mehreren Funkenstrecken bestehende Überspannungsschutzvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Funkenstrecken gebildet werden erstens von zwei metallischen Flächenelektroden, von denen mindestens eine als ausbrennfähiger Belag auf einen Isolierstoffträger aufmetallisiert ist, und zweitens von einer den Abstand zwischen diesenElektroden bestimmenden, die Elektroden gegenseitig abdeckenden Isolierstoffschicht, die mit Durchbrüchen versehen ist, durch welche hindurch bei auftretenden Überspannungen Spannungsdurchschläge zwischen den über Anschlußkontakte an Spannung liegenden: Elektroden stattfinden, die den ausbrennfähigen Metallbelag an der Überschlagstelle zum Schmelzen bringen.
  2. 2. Überspannungsschutzvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß beide Elektroden als ausbrennfähige Beläge auf Isolierstoffunterlagen aufmetallisiert sind.
  3. 3. überspannungsschutzvorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je zwei auf beiden Seiten bis zu einem ihrer beiden Ränder metallisierten Isolierstoffschichten je eine mit Durchbrüchen versehene Isolierstoffzwischenlage angeordnet ist und daß die metallisierten Ränder abwechslungsweise auf verschiedenen Stirnseiten über die Isolierstoffzwischenlagen vorstehend und hier mit Anschlußkontakten versehen sind.
  4. 4. Überspannungsschutzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die metallisierten Anschlußrän.der verstärkt sind.
  5. 5. Überspannungsschutzvorrichtung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffzwischenlagen mit über ihre ganze Breite verteilten Durchbrüchen versehen sind.
  6. 6. überspannungsschutzvorrichtung nach An: spruch i bis 5, gekennzeichnet sowohl durch eine auf beiden Seiten mit je einem ausbrennfähigen Blindbelag metallisierten Isolierstoffunterlage, die ebenfalls auf beiden Seiten durch mit Durchbrüchen versehene nichtmetallisierte Isolierstoffbänder abgedeckt ist, als auch durch zwei mit jedem der Blindbeläge zusammenarbeitende, voneinander getrennte, auf verschiedenen Stirnseiten der Vorrichtung vorstehende und gleichzeitig als Anschlußelektroden dienende Metallfolien.
  7. 7. Überspannungsschutzvorrichtung nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenelektroden und die durchbrochenen Isolierstoffzwischenlagen aus fortlaufenden Bändern derart zu einem Wickel aufgewickelt sind, daß auf jeder Stirnseite eine Elektrode als Anschlußelektrode aus dem Wickel herausragt. B. überspannungsschutzvorrichtung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, da.ß die ausbrennfähigen Elektrodenflächen in Teilflächen aufgeteilt sind. 9. überspannungsschutzvorrichtung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Träger der ausbreunfähigen Elektroden geglättet sind. io. überspannungsschutzvorrichtung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Träger der ausbreänfähigen Elektroden lackiert sind.
DEB25002A 1953-04-01 1953-04-01 Elektrische UEberspannungsschutzvorrichtung Expired DE938078C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEB25002A DE938078C (de) 1953-04-01 1953-04-01 Elektrische UEberspannungsschutzvorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEB25002A DE938078C (de) 1953-04-01 1953-04-01 Elektrische UEberspannungsschutzvorrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE938078C true DE938078C (de) 1956-01-19

Family

ID=6961653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEB25002A Expired DE938078C (de) 1953-04-01 1953-04-01 Elektrische UEberspannungsschutzvorrichtung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE938078C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1182337B (de) * 1963-01-29 1964-11-26 Hermann Straeb Dipl Ing Elektrische UEberspannungsschutzvorrichtung
EP1973207A1 (de) 2007-03-21 2008-09-24 Phase Motion Control S.r.l. Überspannungsschutzvorrichtung

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1182337B (de) * 1963-01-29 1964-11-26 Hermann Straeb Dipl Ing Elektrische UEberspannungsschutzvorrichtung
EP1973207A1 (de) 2007-03-21 2008-09-24 Phase Motion Control S.r.l. Überspannungsschutzvorrichtung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1951749C3 (de) Vorrichtung zur Formierung von Elektreten aus Dielektrika mit offener oder poröser Struktur
DE2539781C2 (de)
DE2430419C3 (de) Entstörter Zündverteiler für eine Verbrennungskraftmaschine
DE2227751A1 (de) Elektrischer kondensator
DE2636177C3 (de) Hochenergielaser
DE938078C (de) Elektrische UEberspannungsschutzvorrichtung
DE714365C (de) Kondensator, dessen Metallbelag so duenn ist, dass er bei einem Durchschlag an oder in der Naehe der Durchschlagsstelle wegbrennt
DE4328615C2 (de) Elektrischer Kondensator
DE867888C (de) Elektrischer Kondensator mit ausbrennfaehigen Metallbelegungen
DE974911C (de) Elektrischer Kondensator mit auf mindestens einer Seite einer Belagfolie moeglichst ohne Lufteinschluesse haftend hergestellter duenner Dielektrikumsschicht
DE821242C (de) Mehrfachkondensator
DE576779C (de) Verfahren zur Herstellung von Kondensatoren mit elektrostatischem Randschutz
CH320910A (de) Elektrische Überspannungsschutzvorrichtung
DE1465403B1 (de) Elektrisches hochspannungskabel
DE892321C (de) Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kondensatoren
DE3913611C2 (de)
DE696097C (de) UEberspannungsableiter
DE400500C (de) UEberspannungssicherung
DE1927423C3 (de) Regenerierfahiger elektrischer Kondensator und Verfahren zu seiner Herstellung
DE1564505A1 (de) Elektrischer Kondensator fuer grosse Leistungen
DE1465403C (de) Elektrisches Hochspannungskabel
DE2658765A1 (de) Elektrischer wickel- oder stapelkondensator mit beidseitig metallisierten isolierstoffbaendern
DE1079203B (de) Selbstausheilender elektrischer Kondensator
DE2153968A1 (de) Schichtmaterial für Abschirmungen elektrischer Kabel
EP0163964B1 (de) Elektrischer Wickelkondensator mit innerer Reihenschaltung