EP0789434B1

EP0789434B1 - Method for influencing the extinctive capacity of follow-up current of overvoltage arresters and overvoltage arresters using this method

Info

Publication number: EP0789434B1
Application number: EP96118511A
Authority: EP
Inventors: Peter Dr.-Ing. Zahlmann; Raimund König; Manfred Zeidler; Georg Wittmann; Willibald Duschek; Peter Hasse
Original assignee: Dehn and Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: Dehn SE and Co KG
Priority date: 1996-02-10
Filing date: 1996-11-19
Publication date: 2000-07-05
Anticipated expiration: 2016-11-19
Also published as: DK0789434T3; DE19655119C2; ATE194438T1; DE19604947C1; EP0789434A1; DE59605543D1

Abstract

The control method is used for an overvoltage diverter device having a pair of spaced electrodes (2a,2b) contained within a housing (6) which contains an arc extinction gas, the volume of the interior (1) of the housing matched to the size of the arc current, to obtain a short-term increase in the internal pressure as a result of the arc current between the electrodes. The internal pressure may increase to between 10 and 60 bar, the overvoltage diverter device provided as a module inserted in an outer housing receiving one or more overvoltage diverter devices.

Description

Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Funkenstreckenanordnungen. Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zum Betreiben von Funkenstreckenanordnungen mit zwei Elektroden, die innerhalb eines Gehäuses angeordnet sind, wobei gegebenenfalls innerhalb des Gehäuses ein Löschgas vorgesehen sein kann. Weiterhin betrifft die Erfindung Funkenstreckenanordnungen zur Durchführung des Verfahrens.The invention is in the technical field of spark gap arrangements. The invention initially relates to a Process for operating Spark gap arrangements with two electrodes inside a housing are arranged, optionally within an extinguishing gas can be provided in the housing. Farther The invention relates to spark gap arrangements for Execution of the procedure.

Funkenstreckenanordnungen stellen unter anderem aufgrund ihres großen Energieableitvermögens ein bevorzugtes Bauteil für den Überspannungsschutz dar. Speziell bei Funkenstreckenanordnungen, die im Niederspannungsversorgungssystem installiert sind, kann es bei der Ableitung einer Überspannung zu einem Netzfolgestrom kommen. Aus diesem Grund ergibt sich für derartige Geräte die Forderung nach dem Folgestromlöschvermögen. Spark gap arrangements are based on, among other things a preferred component due to its high energy dissipation capacity for overvoltage protection. Especially with spark gap arrangements, those in the low voltage supply system installed, it can lead to the discharge of an overvoltage come to a grid follow current. For this reason it results there is a demand for the subsequent current extinguishing capacity for such devices.

Das Folgestromlöschvermögen von Funkenstreckenanordnungen ist im wesentlichen direkt proportional der Lichtbogenspannung. Damit ist man bestrebt, eine möglichst hohe Lichtbogenspannung zu erzielen. Um dieses Ziel zu erreichen, gibt es mehrere Möglichkeiten, welche sich aus der nachfolgenden Gleichung (1) ableiten: (1) UB = (UA + UK) + 1 · E mit

UB =: Bogenspannung
UA + UK =: Anodenfall-/Katodenfallspannung
l =: Bogenlänge
E =: Bogenfeldstärke

The subsequent current extinguishing capacity of spark gap arrangements is essentially directly proportional to the arc voltage. The aim is to achieve the highest possible arc voltage. There are several ways to achieve this goal, which are derived from equation (1) below: (1) UB = (UA + UK) + 1 · E With

UB =: Bow tension
UA + UK =: Anode drop / cathode drop voltage
l =: Arc length
E =: Arc field strength

Die Werte für UA + UK sind Grundgrößen der Plasmatechnik und kaum zu beeinflussen. Eine erste prinzipielle Möglichkeit ist die Beeinflussung der Bogenlänge 1. Dies wird in der Regel durch eine Aufweitung des Bogens erreicht. Nachteilig ist, daß die geometrischen Abmessungen der Elektroden entsprechend groß werden und damit diese Beeinflussung an bestimmte Geometrievorgaben gebunden ist. Die zweite prinzipielle Möglichkeit ist, die Bogenfeldstärke E und damit das Folgestromlöschvermögen über die direkte Kühlwirkung zu beeinflussen. Dies wird bei bekannten Geräten üblicherweise durch die Kühlung des Lichtbogens herbeigeführt. Die Kühlung wird in der Regel durch die Kühlwirkung der Isolierstoffwände sowie die Verwendung gasabgebender Isolierstoffe erreicht. Weiterhin ist eine starke Strömung des Löschgases notwendig, was wiederum einen hohen konstruktiven Aufwand erfordert. Die heißen, ionisierten Gase des Lichtbogens werden durch Ausblasöffnungen im Funkenstreckengehäuse nach außen in die Umgebung abgeführt. Dies bedingt, daß am Einbauort der Funkenstrecke bestimmte Abstände zu anderen spannungsführenden (z.B. in der Elektroverteilung) sowie brennbaren Teilen einzuhalten sind, was den Einsatz nur unter bestimmten Vorgaben ermöglicht. Für die Realisierung dieser beiden prinzipiellen Möglichkeiten sind eine Vielzahl unterschiedlich ausgestalteter Funkenstreckenanordnungen bekannt.The values for UA + UK are basic parameters of plasma technology and hardly to be influenced. A first possibility in principle is influencing the arc length 1. This is in the Usually achieved by widening the arch. Disadvantageous is that the geometric dimensions of the electrodes are appropriate grow up and with that this influence certain geometry specifications are bound. The second principle Possibility is the field strength E and thus that Follow current extinguishing capacity via the direct cooling effect influence. This is common in known devices brought about by cooling the arc. The cooling is usually due to the cooling effect of the insulating material walls as well as the use of gas-emitting insulating materials. There is also a strong flow of the extinguishing gas necessary, which in turn requires a great deal of design effort required. The hot, ionized gases from the arc are followed by blow-out openings in the spark gap housing dissipated outside into the environment. This means that at the installation site the spark gap certain distances to others live (e.g. in electrical distribution) and flammable parts are what the use only under certain conditions. For the realization These two basic options are numerous different spark gap arrangements known.

Aus der DE-OS 20 07 293 ist eine wiederzündende Funkenstrecke für Überspannungsableiter mit einer Funkenlöschspule und mit zwei auf einer isolierenden Unterlage angeordneten Elektroden bekannt. Die Funkenstrecke ist in bekannter Weise auf einer kreisförmigen Platte aus keramischem Material montiert. Die Platte hat einen vertieften Teil, der eine Löschkammer bildet. Die Funkenstrecke besteht aus zwei Elektroden, von denen jede aus einem Befestigungsteil und einem Funkenstreckenteil besteht. Die Funkenstreckenteile divergieren von der Zündstelle ab. Ihre einander gegenüberliegenden Flächen bilden Auslaufwege für die Fußpunkte des zwischen den Elektroden auftretenden Lichtbogens. Die voneinander abgewandten Flächen der Funkenstreckenteile bilden Rücklaufwege für die Fußpunkte des Lichtbogens, wenn der Lichtbogen unter Einwirkung der Funkenlöschspule so weit verlängert worden ist, daß seine Fußpunkte die Spitzen der Elektroden passiert haben. Zwischen dem Rücklaufweg und dem Auslaufweg jeder Elektrode liegt jeweils ein Kanal, der einen Durchströmkanal für das ionisierte Gas des Lichtbogens bildet. Diese Kanäle können als Rinnen in der Platte ausgeführt sein und werden dabei auf einer Seite von dem Funkenstreckenteil überdeckt. Nach einer anderen Ausführungsform kann der Kanal aus einer Bohrung in jeder Elektrode bestehen, so daß der Kanal ganz in dem Elektrodenmaterial liegt. Der Kanal mündet in der oder in unmittelbarer Nähe der Zündstelle, wo der Lichtbogen gezündet wird, wenn ein Überschlag eintritt.DE-OS 20 07 293 is a re-igniting spark gap for surge arresters with a spark quenching coil and with two arranged on an insulating pad Electrodes known. The spark gap is in a known manner on a circular plate made of ceramic material assembled. The plate has a recessed part, the one Extinguishing chamber forms. The spark gap consists of two Electrodes, each consisting of a fastener and there is a spark gap part. The spark gap parts diverge from the ignition point. Your opposite Areas form outlet paths for the base points of the Arc occurring between the electrodes. The one from the other Form opposite surfaces of the spark gap parts Return paths for the base points of the arc if the Arc so far under the influence of the spark quenching coil has been extended that its base points are the tops of the Electrodes have passed. Between the return path and the Each electrode has a channel that runs out a flow channel for the ionized gas of the arc forms. These channels can be designed as channels in the plate and will be on one side of the spark gap part covered. According to another embodiment the channel can consist of a hole in each electrode, so that the channel lies entirely in the electrode material. The canal flows into or in the immediate vicinity of the Ignition point where the arc is ignited when a flashover occurs entry.

Diese Funkenstrecke arbeitet auf folgende Weise:
Wenn die Spannung über die Zündspannung der Funkenstrecke steigt, erfolgt ein Überschlag zwischen den Elektroden an der Zündstelle. Unter Einwirkung des magnetischen Feldes der Löschspule, der senkrecht zu der Plattenebene wirkt, wird der Lichtbogen nach oben bewegt und nimmt an Länge zu. Wenn der Strom ausreichend lange anhält, verschieben sich die Fußpunkte des Lichtbogens aufwärts, passieren die Enden der Funkenstreckenteile und gehen weiter auf den Rücklaufwegen. Die ganze Zeit preßt der Lichtbogen ionisiertes, heißes Gas vor sich her. Wenn die Fußpunkte des Lichtbogens in die Nähe der Kanäle kommen, strömt Gas in die Kanäle und zu den Kanalmündungen auf den Auslaufwegen. In dieser Lage hat die Länge des Lichtbogens und damit auch der Lichtbogenspannungsabfall zugenommen. Wenn das heiße und ionisierte Gas zu der Zündstelle gelangt, sinkt die Spannungsfestigkeit dort auf einen Wert, der niedriger ist als der Lichtbogenspannungsabfall. Die Folge davon ist, daß die Funkenstrecke neu zündet, der Strom geht dann durch den neu gezündeten Lichtbogen, wobei der primäre, ausgedehnte Lichtbogen erlischt und der zweite auf dieselbe Art zunimmt wie der zuerst gezündete Lichtbogen. Dieser Verlauf wiederholt sich, bis der Strom auf einen so niedrigen Wert gesunken ist, daß der Gasstrom durch den Kanal nicht mehr groß genug ist, um eine Neuzündung zu verursachen, der Bogen erlischt und der Strom wird definitiv unterbrochen.This spark gap works in the following way:
If the voltage rises above the ignition voltage of the spark gap, there is a flashover between the electrodes at the ignition point. Under the influence of the magnetic field of the quenching coil, which acts perpendicular to the plane of the plate, the arc is moved upwards and increases in length. If the current continues for a sufficiently long time, the base points of the arc move upwards, pass the ends of the spark gap parts and continue on the return paths. The arc presses ionized, hot gas all the time. When the base of the arc comes close to the channels, gas flows into the channels and to the channel mouths on the discharge paths. In this position, the length of the arc, and thus the arc voltage drop, has increased. When the hot and ionized gas reaches the ignition point, the dielectric strength there drops to a value that is lower than the arc voltage drop. The consequence of this is that the spark gap re-ignites, the current then passes through the newly ignited arc, the primary, extended arc extinguishing and the second increasing in the same way as the first ignited arc. This process is repeated until the current has dropped to such a low value that the gas flow through the channel is no longer large enough to cause a re-ignition, the arc extinguishes and the current is definitely interrupted.

Aus obigen Ausführungen geht hervor, daß die Funktion der Funkenstrecke von dem durchgehenden Strom gesteuert wird. Bei hohem Strom wird ein kräftiger Gasstrom von dem Lichtbogen durch den Gaskanal zur Zündstelle getrieben, und die Strecke wird schnell neu gezündet. Bei niedrigeren Strömen wird der Gasstrom schwächer und schließlich zu schwach, um eine Neuzündung zu verursachen, so daß der Lichtbogen erlöschen und den restlichen Strom unterbrechen kann. Nachteilig ist beim Gegenstand von DE-OS 20 07 293, daß man durch den Öffnungswinkel der beiden divergierenden, hörnerartigen Funkenstreckenteile einen relativ großen Raum benötigt und daß ferner die Stromzuführung zu den beiden Elektroden von den seitlich der Elektroden gelegenen Außenbereichen her kommt. Dies kann zu relativ hohen Stromkräften führen, die bewältigt werden müssen. From the above it is clear that the function of the Spark gap is controlled by the continuous current. At high current, a strong gas flow from the arc driven through the gas channel to the ignition point, and the The route is quickly reignited. At lower currents the gas flow becomes weaker and ultimately too weak to cause a re-ignition so that the arc extinguishes and can cut off the rest of the electricity. Disadvantageous is the subject of DE-OS 20 07 293 that one by Opening angle of the two divergent, horn-like Spark gap parts required a relatively large space and that also the power supply to the two electrodes of the outer areas to the side of the electrodes is coming. This can lead to relatively high currents have to be dealt with.

Schließlich ist aus der DE-PS 29 34 236 ein Überspannungsableiter mit Funkenstrecke bekannt, deren Elektroden mittels eines Isolierstückes auf Abstand gehalten werden und welche eine den Bereich der Bogenentladung umschließende Kammer mit Wänden aus Isolierstoff aufweist, der unter Wärmeeinwirkung Löschgas abgibt. Bei diesem Überspannungsableiter wird die beim Überschlag entstehende Energie dazu benutzt, Löschgas aus dem aus entsprechendem Isolierstoff bestehenden Isolierstück derart zu erzeugen, daß der Lichtbogen vom Spalt weggedrückt wird und die ionisierten Gase nach außen geblasen werden, so daß nach Überspannungsende keine weitere Zündung durch die Netzspannung erfolgen kann. Nachteilig ist hierbei ein relativ hoher konstruktiver Aufwand für die Schaffung der Gasführung und der Umstand, daß die heißen Gase ausgeblasen werden.Finally, from DE-PS 29 34 236 a surge arrester known with spark gap, the electrodes by means of an insulating piece are kept at a distance and which a chamber enclosing the area of the arc discharge Has walls made of insulating material that is exposed to heat Extinguishing gas releases. With this surge arrester, the Energy generated during the rollover is used to extinguish gas from the insulating piece made of appropriate insulating material generate such that the arc from the gap is pushed away and the ionized gases are blown outwards so that after the overvoltage ends no more Ignition can take place through the mains voltage. The disadvantage is a relatively high design effort for the Creation of gas flow and the fact that they are called Gases are blown out.

Bei dem erläuterten Stand der Technik wird zur Beeinflussung des Folgestromlöschvermögens vom Prinzip der Lichtbogenkühlung durch eine Bewegung der Gase oder eine Verlängerung des Lichtbogens Gebrauch gemacht. Dies bedingt jedoch eine aufwendige konstruktive Gestaltung, beispielsweise für entsprechende Kanäle oder Strömungswege und erfordert zudem ein hohes Volumen für die Funkenstreckenanordnung. Damit ist nachteiligerweise ein Ausblasen verbunden.In the state of the art explained is for influencing of the subsequent current extinguishing capacity from the principle of arc cooling by moving the gases or extending the Arc made use of. However, this requires one elaborate constructive design, for example for appropriate channels or flow paths and also requires a high volume for the spark gap arrangement. So that is a blowout disadvantageously associated.

Der Erfindung liegt demgegenüber zunächst die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 derart auszugestalten, daß eine Steigerung des Folgestromlöschvermögens bei keiner, zumindest aber nur bei einer geringen Volumenerhöhung der Funkenstreckenanordnung erreicht wird.In contrast, the invention is based on the object a method according to the preamble of claim 1 to be designed in such a way that an increase in the subsequent current extinguishing capacity none, at least only one achieved a slight increase in volume of the spark gap arrangement becomes.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß zunächst durch eine Abstimmung der Größe des zu löschenden Folgestromes auf das Volumen des Innenraumes des Gehäuses derart gelöst, daß eine kurzzeitige Erhöhung des Innendruckes des Gehäuses auf ein Vielfaches des atmosphärischen Druckes bewirkt wird, wobei die Druckerhöhung in dem die Elektroden aufweisenden Innenraum durch den Lichtbogen des Folgestromes selbst produziert wird. Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Steigerung des Folgestromlöschvermögens also nicht, wie bereits bekannt und üblich, durch eine verbesserte Kühlung des Lichtbogens erreicht, sondern durch eine druckabhängige Beeinflussung der Bogenfeldstärke. Durch die damit einhergehende Erhöhung der Bogenspannung verbessern sich auf überraschend einfache Art und Weise die Löschbedingungen. Dies ist auf die Anwendung des Effektes zurückzuführen, daß die Feldstärke E direkt dem Druck des Löschgases proportional ist. Somit lassen sich hohe Bogenspannungen bei sehr kleinen Abmessungen des Gehäuses erreichen. Es gehört mit zur Erkenntnis der Erfindung, daß der hohe Druck im Inneren der Funkenstrecke durch den Lichtbogen des Folgestromes selbst produziert wird. An sich erzeugen sowohl Stoßstrom als auch Folgestrom Hitze und bewirken einen Druckanstieg; genutzt wird jedoch die Erhitzung durch den Folgestrom. Damit ist der Druckanstieg und somit auch das Löschvermögen in direkter Weise an den zu unterbrechenden Folgestrom gekoppelt. Es entsteht ein stromabhängiges Schaltvermögen. Auch die Strombegrenzung ist mit eingebunden. Entscheidend für die Größe des Folgestromes ist die Spannungsdifferenz zwischen Netzspannung einerseits und Bogenspannung andererseits. Da hier beide Spannungen in ihrer Wirkung einander entgegengesetzt gerichtet sind, hat dies für die Anwendung des erfindungsgemäßen Vefahrens den Vorteil, daß immer nur soviel Druckerhöhung produziert wird, wie zur Unterbrechung des momentan fließenden Stromes notwendig ist. Man nennt eine solche Eigenschaft "weiches Schalten".
Im Gegensatz dazu wird beim "harten Schalten" gemäß dem oben gewürdigten Stand der Technik aufgrund der fehlenden Stromabhängigkeit des Löschvermögens der Strom immer mit der vollen Leistungsfähigkeit unterbrochen. Dies kann, speziell bei kleinen induktivem oder kapazitivem Strom, zum sogenannten "Stromabriß" führen. Dieser Stromabriß stellt eine Belastung der nachgeschalteten zu schützenden Anlagen oder Geräte dar und wird beim erfindungsgemäßen Verfahren vermieden.This object is achieved based on a method with the features in the preamble of claim 1 according to the invention first by adjusting the size of the follow-up current to be deleted to the volume of the interior of the housing such that a brief increase in the internal pressure of the housing to a multiple of the atmospheric pressure is effected, the pressure increase in the interior having the electrodes being produced by the arc of the follow current itself. In the method according to the invention, the increase in the secondary current extinguishing capacity is therefore not achieved, as is already known and customary, by improved cooling of the arc, but by a pressure-dependent influencing of the arc field strength. The associated increase in arc tension improves the extinguishing conditions in a surprisingly simple way. This is due to the application of the effect that the field strength E is directly proportional to the pressure of the extinguishing gas. This enables high arc tensions to be achieved with very small dimensions of the housing. It is part of the knowledge of the invention that the high pressure inside the spark gap is produced by the arc of the follow current itself. In itself, both surge current and follow current generate heat and cause an increase in pressure; however, the heating from the follow-up current is used. The pressure increase and thus the extinguishing capacity is thus directly linked to the follow-up flow to be interrupted. A current-dependent switching capacity arises. The current limitation is also integrated. The decisive factor for the size of the follow current is the voltage difference between the mains voltage on the one hand and the arc voltage on the other. Since here the two voltages are oppositely directed in their effect, this has the advantage for the application of the method according to the invention that only as much pressure increase is produced as is necessary to interrupt the current flowing at the time. Such a property is called "soft switching".
In contrast to this, in "hard switching" according to the prior art acknowledged above, the current is always interrupted at full capacity due to the fact that the extinguishing capacity is not dependent on the current. This can lead to the so-called "current stall", especially with small inductive or capacitive current. This current stall represents a load on the downstream systems or devices to be protected and is avoided in the method according to the invention.

Für das optimale Volumen der Lichtbogenkammer, d.h. hier des o.g. Innenraumes des Gehäuses sind einige Randbedingungen zu beachten. Ist das Kammervolumen zu klein, kommt es beim Ableit- bzw. Folgestromlöschvorgang zu einer mechanischen und/oder thermischen Überlastung des Gehäuses. Ist das Volumen zu groß, ist der erreichte Druckanstieg und damit Anwachsen der Bogenspannung zu gering. Diesen Randbedingungen wird die mit dem Verfahren nach der Erfindung vorgesehene Druckerhöhung gerecht.For the optimal volume of the arc chamber, i.e. here the o.g. Interior of the housing are subject to some constraints note. If the chamber volume is too small, it comes to the Leakage or follow-up current deletion to a mechanical and / or thermal overload of the housing. Is this The volume is too large, the pressure rise reached and therefore Arch tension too low. These boundary conditions is provided with the method according to the invention Equal pressure increase.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nach Anspruch 2 erfolgt die kurzzeitige Erhöhung des Innendruckes des Gehäuses auf 10.10⁵ Pa - 60.10⁵ Pa (10 - 60 bar). Damit läßt sich das Folgestromlöschvermögen etwa vervierfachen, wobei der o.g. Vorteil eines sehr geringen Volumens des Innenraumes des Gehäuses mit gegeben ist. Eine Steigerung des Folgestromlöschvermögens über die bisher gebräuchlichen Verfahren würde zwar auch eine Vervierfachung der Bogenlänge erreichen, jedoch nur bei einer entsprechenden Vervierfachung der erforderlichen Größe des Innenraumes des Gehäuses.In a preferred embodiment of the invention according to claim 2, the internal pressure of the housing is briefly increased to 10.10 ⁵ Pa - 60.10 ⁵ Pa (10 - 60 bar). This allows the follow-up current extinguishing capacity to be quadrupled, the above-mentioned advantage of a very small volume of the interior of the housing also being given. An increase in the subsequent current extinguishing capacity via the previously used methods would also quadruple the arc length, but only if the required size of the interior space of the housing was quadrupled accordingly.

Im Innern des Gehäuses kann entweder der vorgenannte atmosphärische Druck vorliegen oder ein davon abweichender, bevorzugt gegenüber dem atmosphärischen Druck höherer Innendruck gegeben sein. Dabei ist insbesondere an ein Löschgas gedacht. Falls der Innendruck im Gehäuse vom atmosphärischen Druck abweicht, muß für eine hermetische Abdichtung des Gehäuses gesorgt werden.Inside the housing can either the aforementioned atmospheric Pressure or a different, preferably higher internal pressure than atmospheric pressure be given. It is particularly an extinguishing gas thought. If the internal pressure in the housing from the atmospheric If the pressure deviates, the hermetic sealing of the Housing are taken care of.

Es kann gemäß den Ausführungsformen des Verfahrens nach den Ansprüchen 3 und 4 der im Gehäuse durch den Lichtbogen des Kurzschlußstromes und den Lichtbogen des Folgestromes entstehende Überdruck langsam abgebaut werden, wobei der Abbau des Überdrucks vorzugsweise innerhalb 3 bis 5 Stunden erfolgt. Da jeder Stoßstrom einen Folgestrom zur Folge hat und der Folgestrom aufgrund seiner Wärmeentwicklung eine Erhöhung des Innendruckes in der Funkenstreckenanordnung bewirkt, wird durch die vorgenannten Verfahrensmaßnahmen- sofern erforderlich - zuverlässig vermieden, daß diese Überdrücke sich addieren und die Funkenstreckenanordnung zerstören. Vielmehr wird durch die Merkmale der Ansprüche 3 und 4 ein langsamer, kontinuierlicher Ausgleich des Innendruckes des Gehäuses an die Außenatmosphäre erfolgen. Einzelheiten des Ablaufes ergeben sich dabei lediglich durch die für den Druckabbau benötigte Zeitdauer. Bei der zuletzt genannten Verfahrensweise wird ebenfalls ein möglichst hohes Löschvermögen erzielt. Auch hier wird der benötigte Überdruck durch den zu löschenden Folgestrom selber produziert. Diese druckabhängige Erhöhung der Bogenspannung führt zu einer Strombeeinflussung, d.h. zu einer Reduzierung des netzfrequenten Folgestromes über die Funkenstrecke, so daß deren thermische Belastung sinkt. Der Abbau des Überdruckes kann mit einem quasi-druckdichten Gehäuse durchgeführt werden. Hierzu wird auf Anspruch 9 und dessen Erläuterung verwiesen.According to the embodiments of the method according to the Claims 3 and 4 of the in the housing by the arc of the Short-circuit current and the arc of the follow current Overpressure can be slowly reduced, the degradation the pressure is preferably within 3 to 5 hours. Because every surge current results in a follow current and the follow current an increase due to its heat development the internal pressure in the spark gap arrangement, is through the aforementioned procedural measures- if necessary - reliably avoided that Overpressure add up and the spark gap arrangement to destroy. Rather, the features of claims 3 and 4 a slow, continuous equalization of the internal pressure of the housing to the outside atmosphere. details the sequence of events only results from the time required for the pressure reduction. At the last one The procedure mentioned is also as high as possible Extinguishing power achieved. The overpressure required is also here produced by the follow-up current to be deleted. This pressure-dependent increase in arch tension leads to influencing the current, i.e. to reduce the line frequency follow currents over the spark gap, so that whose thermal load drops. The relief of overpressure can be carried out with a quasi-pressure-tight housing become. This is based on claim 9 and its explanation referred.

Sowohl bei Verwendung eines hermetisch abgedichteten, als auch bei Verwendung eines quasi-druckdichten Gehäuses entfällt der beim Stand der Technik gegebene Nachteil des Ausblasens der vom Lichtbogen erzeugten heißen Gase. Somit besteht in keinem dieser Fälle die Gefahr einer Gefährdung von Personen und/oder einer Beschädigung von benachbarten Bauteilen.Both when using a hermetically sealed, as even when using a quasi-pressure-tight housing the disadvantage of the prior art Blow out the hot gases generated by the arc. Consequently there is no risk of danger in any of these cases of people and / or damage to neighboring ones Components.

Im Normalbetrieb herrscht im jeweiligen Gehäuse der Ruhedruck des Füllgases. Der Ruhedruck kann dem atmosphärischen Druck entsprechen. Das Füllgas kann Luft, aber auch ein spezielles Löschgas (z.B. SF6) sein. In normal operation, the idle pressure prevails in the respective housing of the filling gas. The resting pressure can be the atmospheric Match pressure. The filling gas can be air, but also a special extinguishing gas (e.g. SF6).

Generell ist zum erfindungsgemäßen Verfahren darauf hinzuweisen, daß ein wichtiger, synergistischer Effekt darin liegt, daß eine Verringerung des Volumens des Innenraumes des Gehäuses bei einer angenommenen Größe des Folgestromes eine entsprechende und für die Löschung vorteilhafte Erhöhung des Innendruckes im Gehäuse zur Folge hat und man nicht unbedingt genötigt ist, zur Erhöhung der Bogenspannung die Länge des Folgestromlichtbogens zu verlängern, wie es beispielsweise beim Gegenstand von DE-OS 20 07 293 vorgesehen worden ist. Eine Verlängerung der Länge des Folgestromlichtbogens hätte nämlich in der Regel eine Vergrößerung des Volumens des o.g., die Elektroden beinhaltenden Gehäuseinnenraumes zur Folge, wodurch nachteiligerweise bei einer angenommenen Stärke des Lichtbogens des Folgestromes der im o.g. Innenraum gebildete Druck verringert würde.In general, it should be pointed out regarding the method according to the invention that that an important, synergistic effect in it lies that a reduction in the volume of the interior of the housing with an assumed size of the follow current a corresponding increase that is advantageous for deletion the internal pressure in the housing and you do not is absolutely necessary to increase the arch tension Extend the length of the follow current arc, such as it provided in the subject of DE-OS 20 07 293 has been. An extension of the length of the follow current arc would usually have an enlargement of the Volume of the above-mentioned housing interior containing the electrodes result, which disadvantageously with a assumed strength of the arc of the follow current of the o.g. Interior pressure formed would be reduced.

Sollte der zu löschende Folgestrom relativ hoch sein, so versteht es sich, daß dann das Volumen des Innenraumes des Gehäuses entsprechend größer gewählt werden muß. Auf jeden Fall wird das eingangs erläuterte Ziel der Erfindung mit einem relativ kleinvolumigen Gehäuse erreicht, indem eine möglichst hohe Bogenspannung erzeugt wird, welche der Netzspannung entgegenwirkt und damit den Folgestrom auf einen so geringen Wert reduziert, daß er schnell gelöscht wird.If the follow-up current to be deleted is relatively high, so it is understood that then the volume of the interior of the Housing must be chosen accordingly larger. In any In case, the aim of the invention explained at the beginning is included a relatively small volume housing achieved by a the highest possible arc voltage is generated, which is the mains voltage counteracts and thus the follow current on such a low value reduces that it is deleted quickly.

Die Erfindung befaßt sich ferner mit der Ausgestaltung einer Funkenstreckenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 6. Hierzu ist beispielsweise aus dem DE-G 73 15 846 eine geschlossene Trennfunkenstrecke in explosionsgeschützter Ausführung bekannt, bei der verhindert werden soll, daß der überspringende Funken Kontakt zur Außenatmosphäre hat. Hierzu weist die Funkenstrecke ein aus Metall bestehendes topfartiges Gehäuse auf, das zugleich die elektrische Verbindung der Klemme zu einer ersten Elektrodenscheibe herstellt. Eine zweite Elektrodenscheibe ist von der ersten Elektrodenscheibe durch eine Glimmerschicht elektrisch isoliert und im gewünschten Abstand gehalten. Bei dieser Elektrodenausbildung erfolgt der Überschlag zwischen der Außenseite der zweiten Elektrode und einer außen gelegenen Gegenfläche der ersten Elektrode. Das gesamte Innere des Topfes einschließlich der Elektroden und des Druckkörpers ist durch eine Isolierschicht nach außen abgedichtet, die sich etwa im Bereich des offenen Bodens befindet. Sie besteht bevorzugt aus gegossenem Kunststoff, z.B. einem Gießharz. Ein Löschgas ist nicht vorhanden. Ferner tritt bei einer solchen Trennfunkenstrecke auch kein Folgestrom und damit nicht das Problem des Löschens eines Folgestromes auf.The invention also relates to the configuration of a Spark gap arrangement according to the preamble of the claim 6. For this purpose, for example from DE-G 73 15 846 closed isolating spark gap in explosion-proof Execution known to prevent the skipping sparks in contact with the outside atmosphere. For this purpose, the spark gap has a metal one Pot-like housing that also provides the electrical connection the clamp to a first electrode disk. A second electrode disc is from the first Electrode disc electrically through a mica layer isolated and kept at the desired distance. At this The formation of electrodes takes place between the Outside of the second electrode and an outside Counter surface of the first electrode. The entire inside of the Pot including the electrodes and the pressure body is sealed to the outside by an insulating layer that is located approximately in the area of the open floor. she consists preferably made of molded plastic, e.g. a resin. An extinguishing gas is not available. Further joins such a spark gap no follow current and so that the problem of deleting a follow-up current does not arise.

Demgegenüber liegt der Erfindung die weitere Aufgabe zugrunde, eine Funkenstreckenanordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 6 zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, derart auszugestalten, daß sie als Löschfunkenstrecke einsetzbar ist und bei einem Überschlag und Entstehen eines Folgestromes eine möglichst optimale Folgestromlöschfähigkeit aufweist.In contrast, the invention is based on the further object a spark gap arrangement according to the preamble of Claim 6 for performing the method according to one of the Claims 1 to 5, such that they act as an extinguishing spark gap can be used and in the event of a rollover and If a follow current arises, the best possible follow current extinguishing ability having.

Gemäß Patentanspruch 6 ist hierzu eine Funkenstreckenanordnung mit zwei Elektroden vorgesehen, die entsprechend DE-G 73 15 846 im Innenraum eines geschlossenen Gehäuses angeordnet sind. Dabei ist diese Funkenstreckenanordnung dadurch gekennzeichnet, daß der die Elektroden beinhaltende Innenraum von einer druckfesten Gehäuseanordnung umgeben ist, wobei das Volumen des Innenraumes derart bemessen und auf die Höhe des zu erwartenden Folgestromes abgestimmt ist, daß durch den Lichtbogen des Folgestromes eine Druckerhöhung eines im Innenraumes vorgesehenen Gases auf ein Vielfaches des atmosphärischen Druckes erreicht wird. Dieses Gas kann Luft oder auch ein Löschgas sein. Neben dem Einsatz bei dem bereits beschriebenen Verfahren der Erfindung kann die erfindungsgemäße Funkenstreckenanordnung auch als Modul in ein- und mehrpoligen Gehäusevarianten für den Innen- und Außenbereich angewendet werden, einschließlich bei explosionsgeschützten Funkenstreckenanordnungen. According to claim 6, this is a spark gap arrangement provided with two electrodes, which according to DE-G 73 15 846 arranged in the interior of a closed housing are. This spark gap arrangement is thereby characterized in that the interior containing the electrodes is surrounded by a pressure-resistant housing arrangement, the volume of the interior dimensioned in such a way and on the amount of the expected follow-up current is matched that an increase in pressure due to the arc of the follow current of a gas provided in the interior to a multiple of atmospheric pressure is reached. This gas can Air or an extinguishing gas. In addition to use in the already described method of the invention can Spark gap arrangement according to the invention also as a module in single and multi-pole housing variants for indoor and Outdoors, including explosion-proof Spark gap arrangements.

Das Maß der Druckerhöhung kann nicht nur vom Volumen des Elektrodenraumes und der Stärke des Lichtbogens des Folgestromes, sondern auch von der geometrischen Gestaltung des Innenraumes, insbesondere der Elektroden abhängen. Als eine bei gebräuchlichen Elektrodenformen im Sinne der Erfindung wirkungsvolle Druckerhöhung ist gemäß Anspruch 7 eine Druckerhöhung des Innendruckes auf 10 - 60 bar von Vorteil.The degree of pressure increase can not only depend on the volume of the Electrode space and the strength of the arc of the follow current, but also from the geometric design of the Depending on the interior, especially the electrodes. As one with common electrode shapes in the sense of the invention effective pressure increase is a pressure increase according to claim 7 the internal pressure to 10 - 60 bar is an advantage.

Ausgehend von dem genannten Stand der Technik ist also eine stoßstromtragfähige, folgestromlöschfähige, geschlossene Funkenstrecke geschaffen, bei der unter Ausnutzung der Druckentwicklung im Inneren eines abgekapselten Gehäuses das Folgestromlöschvermögen gegenüber bekannten Funkenstrecken verbessert.Based on the prior art mentioned, there is therefore one Shock current-capable, follow-current extinguishable, closed Spark gap created, taking advantage of the Pressure development inside an encapsulated housing Follow current extinguishing capacity compared to known spark gaps improved.

Gemäß der Ausführungsform nach Anspruch 8 wird ein hermetisch abgedichtetes Gehäuse benutzt, dessen Ruhedruck auf den atmosphärischen Normaldruck oder einem davon abweichenden Wert einstellbar ist. Durch die Wahl dieses Ruhedruckes läßt sich die Ansprechspannung der Funkenstrecke über einen weiten Bereich ohne konstruktive Änderungen beeinflussen.According to the embodiment of claim 8 is a hermetic sealed housing used, the rest pressure on atmospheric pressure or a different one Value is adjustable. By choosing this resting pressure the response voltage of the spark gap over a wide range without design changes influence.

Die Merkmale des Anspruches 8 befassen sich mit einer Variante der Erfindung, bei der ein quasi-druckdichtes Gehäuse vorgesehen ist.The features of claim 8 deal with a Variant of the invention, in which a quasi-pressure-tight Housing is provided.

Durch die Maßnahmen des Anspruches 10 ist eine mechanisch feste Gehäuseanordnung geschaffen. Der druckfeste Zusammenhalt von Deckelelementen und Kunststoffelement kann durch Verklebung, Verschraubung oder ähnlicher Verbindungstechniken erzielt werden.By the measures of claim 10 is a mechanical fixed housing arrangement created. The pressure-resistant cohesion of cover elements and plastic element can by Gluing, screwing or similar connection techniques be achieved.

Gemäß den Ansprüchen 12 und 13 ist die Gehäuseanordnung von einem äußeren Druckkörper umschlossen. Dieser Druckkörper weist die Vorteile auf, daß eine kostengünstige Herstellung ermöglicht wird und daß keine mechanischen Anforderungen an das Kunststoffelement gestellt werden. Es wird hierdurch ein zusätzlicher mechanischer Halt der Gehäuseanordnung geschaffen und schließlich eine mechanische Entlastung der Deckelelemente durch deren Abstützung auf dem Rand des Druckkörpers und dessen Innenwand erreicht. Mittels einer aus Durchmesserunterschieden (siehe Anspruch 14) resultierenden Überdeckung kann auch eine Art Überdruckventil für die Funkenstreckenanordnung realisiert werden, wobei die Deckelelemente, die vorzugsweise aus Kunststoff bestehen, an den Umbördelungen abscheren und der jeweilige Elektrodenfuß zur Anlage an die Umbördelung kommt. Durch die dabei auftretenden Spalte wird der Überdruck in die Atmosphäre abgebaut.According to claims 12 and 13, the housing arrangement of enclosed an outer pressure body. This pressure hull has the advantages that inexpensive manufacture is made possible and that no mechanical requirements the plastic element can be placed. It becomes a additional mechanical hold of the housing arrangement created and finally mechanical relief of the cover elements by supporting them on the edge of the pressure body and reached its inner wall. By means of a difference in diameter (see claim 14) resulting Coverage can also be a kind of pressure relief valve for the Spark gap arrangement can be realized, the cover elements, which are preferably made of plastic to the Shear off flanges and the respective electrode foot to Attachment to the flanging comes. By the occurring Column, the excess pressure is released into the atmosphere.

Die Merkmale des Anspruches 15 haben den Vorteil der Schaffung einer thermischen Isolierung, wobei auf einfache Art und Weise eine Trennung der mechanischen und thermischen Anforderungen erreicht ist.The features of claim 15 have the advantage of creation thermal insulation, being simple and way a separation of the mechanical and thermal Requirements is met.

Zur Einstellung der Ansprechspannung der Funkenstrecke werden gemäß Anspruch 17 die beiden Elektroden durch ein Isolierstück auf einen Abstand gehalten. Eine Erhöhung des Abstandes führt zu einer Erhöhung der Ansprechspannung. Die Elektroden sind sich an ihrem Fußpunkt, an dem der Lichtbogen entsteht, am nächsten und haben hiervon ausgehend einen voneinander divergierenden Verlauf, bei dem sich bis zu den freien Enden der Elektroden hin deren Abstand voneinander vergrößert. Auf diesen divergierenden Elektroden wandert der Lichtbogen nach außen zu deren Enden hin. Er wird dabei verlängert und seine Bogenspannung wird damit erhöht. Es ist somit zur Beeinflussung des Folgestromlöschvermögens möglich, die Elektroden so zu gestalten, daß die Zündung des Lichtbogens als Gleitentladung an den einander am nächsten liegenden Bereichen der Elektrodenkegel eingeleitet wird.For setting the response voltage of the spark gap are the two electrodes according to claim 17 by one Insulator kept at a distance. An increase in Distance leads to an increase in the response voltage. The Electrodes are at their base where the arc arises next and have one based on that diverging course in which up to the free ends of the electrodes towards their distance from each other enlarged. The migrates on these divergent electrodes Arc out to the ends. He will be there lengthened and its bow tension is increased. It is thus possible to influence the subsequent current extinguishing capacity, to design the electrodes so that the ignition of the Arc as a sliding discharge to those closest to each other lying areas of the electrode cone is initiated.

Eine Möglichkeit zur Druckentlastung des Innenraumes (siehe hierzu die Verfahrensansprüche 3 und 4) besteht gemäß Anspruch 22 darin, daß zum Angleichen des Innendruckes der Gehäuseanordnung an den atmosphärischen Normaldruck Be- und Entlüftungskanäle vorgesehen sind. Durch entsprechende Dimensionierung dieser Kanäle kann der Abbau des Überdrucks über verschiedene Zeiten eingestellt werden.One way to relieve the pressure in the interior (see process claims 3 and 4) exist according to claim 22 in that to adjust the internal pressure Housing arrangement to the atmospheric normal pressure loading and Vent channels are provided. By appropriate Sizing these channels can reduce the overpressure can be set over different times.

Zur Verbesserung des Löschverhaltens können schließlich gemäß Anspruch 23 das innere Kunststoffelement und/oder das Isolierstück aus einem gasabgebenden Werkstoff bestehen.Finally, to improve the deletion behavior according to claim 23, the inner plastic element and / or Insulator made of a gas-emitting material.

Hinsichtlich des Einsatzes einer Funkenstreckenanordnung nach der Erfindung in Form eines Moduls in weiteren Außengehäusen wird auf die Ansprüche 24 bis 28 verwiesen.With regard to the use of a spark gap arrangement according to the invention in the form of a module in other outer housings reference is made to claims 24 to 28.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den weiteren Unteransprüchen zu entnehmen, sowie im folgenden anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Funkenstreckenanordnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigt:

Fig. 1:: eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Funkenstreckenanordnung im Längsschnitt,
Fig. 2, 2a:: eine Ansicht eines NH-Sicherungsgehäuses mit eingebauter Funkenstreckenanordnung im geschlossenen und geöffneten Zustand,
Fig. 3, 3a:: eine Ansicht eines Außengehäuses mit drei eingebauten Funkenstreckenanordnungen im geschlossenen und geöffneten Zustand und
Fig. 4:: eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Funkenstreckenanordnung im Längsschnitt.

Further advantages and features of the invention can be found in the further subclaims, and are described and explained in more detail below with reference to the embodiments of the spark gap arrangements according to the invention shown in the drawing. It shows:

Fig. 1:: a first embodiment of the spark gap arrangement according to the invention in longitudinal section,
2, 2a:: a view of an NH fuse housing with built-in spark gap arrangement in the closed and open state,
3, 3a:: a view of an outer housing with three built-in spark gap arrangements in the closed and open state and
Fig. 4:: a second embodiment of the spark gap arrangement according to the invention in longitudinal section.

Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Funkenstreckenanordnung ist in Fig. 1 im Längsschnitt dargestellt und zeigt eine hermetisch abgedichtete Funkenstreckenanordnung. Im Innenraum 1 sind zwei Elektroden 2a und 2b angeordnet, welche durch ein Isolierstück 3 auf einem notwendigen Abstand a gehalten werden. Auch dieser Abstand bestimmt die Ansprechspannung der Funkenstrecke. Der Abstand a kann durch im einzelnen nicht dargestellte Mittel verändert werden, um somit unterschiedliche Ansprechspannungen einstellen zu können, wobei eine Erhöhung des Abstandes a zu einer Erhöhung der Ansprechspannung und dies zu einer höheren Bogenspannung führt. Das Isolierstück 3 kann vorteilhaft aus einem gasabgebenden Kunststoff (z.B. POM) bestehen und derart gestaltet sein, daß die Zündung des Lichtbogens als Gleitentladung an den einander zugewandten Enden der Elektrodenkegel 2a und 2b eingeleitet wird. Dadurch wird der Lichtbogen veranlaßt, sich entsprechend dem durch die Kegelform der Elektroden 2a und 2b bedingten Öffnungswinkel aufzuweiten und damit günstigere thermische sowie Löscheigenschaften herzustellen.A first embodiment of the spark gap arrangement according to the invention is shown in Fig. 1 in longitudinal section and shows a hermetically sealed spark gap arrangement. Two electrodes 2a and 2b are arranged in the interior 1, which by an insulating piece 3 at a necessary distance a be held. This distance also determines the Response voltage of the spark gap. The distance a can by means not shown in detail can be changed to thus set different response voltages can, increasing the distance a to an increase the response voltage and this to a higher arc voltage leads. The insulating piece 3 can advantageously be made of a gas-emitting plastic (e.g. POM) and be designed so that the ignition of the arc as Sliding discharge at the facing ends of the electrode cones 2a and 2b is initiated. This will make the Arc causes itself to conform to the cone shape of the electrodes 2a and 2b conditioned opening angle expand and thus cheaper thermal and extinguishing properties to manufacture.

Die vorstehend erläuterte und sowohl im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 als auch im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 dargestellte und verwendete Ausführung der Elektroden stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar. Innerhalb des kleinen Spaltes a springt der Lichtbogen über und wird dann entlang der sich von diesem Spalt a her erstreckenden Elektrodenflächen 20 radial nach außen geführt. Da diese Elektrodenflächen 20 miteinander einen sich nach außen erweiternden Konus bilden, hat dies eine entsprechende Verlängerung des Lichtbogens und damit eine Erhöhung der Bogenspannung zur Folge. Bei der Ausgestaltung der Funkenstreckenanordnung gemäß Fig. 1 und auch gemäß Fig. 4 und bei den hier gegebenen Abmessungen von etwa einem Drittel der Größe der Darstellung auf den beiliegenden DIN A4 Blättern empfiehlt sich eine Erhöhung des Innendruckes auf etwa 30 - 50 bar.The above and both in the embodiment 1 as well as in the embodiment of FIG. 4 and used design of the electrodes represents a preferred embodiment of the invention. Within the small gap a the arc jumps over and becomes then along that extending from this gap a Electrode surfaces 20 guided radially outwards. This one Electrode surfaces 20 one with the other form a widening cone, this has a corresponding Extension of the arc and thus an increase in the Arcing tension. When designing the spark gap arrangement 1 and also according to FIG. 4 and at the dimensions given here of about a third of the Size of the representation on the enclosed A4 sheets it is recommended to increase the internal pressure to about 30 - 50 bar.

Es liegt aber im Bereich der Erfindung, die Formgebung dieser Elektrodenflächen und auch der Elektroden als solchen und ihrer Halterung anders zu gestalten als in den Fig. 1, 4 dargestellt. So könnte man beispielsweise die Elektrodenflächen 20 vom Isolierstück 3 her bis zum äußeren Umfang der Elektroden 2a, 2b im Abstand a radial nach außen hin verlaufen lassen, dessen innere Stirnfläche am Isolierstück angrenzen kann.However, it is within the scope of the invention, the shape of these electrode surfaces and also of the electrodes as such and to design their holder differently than in FIGS. 1, 4 shown. So you could, for example, the electrode surfaces 20 from the insulating piece 3 to the outer circumference of the Electrodes 2a, 2b run radially outwards at a distance a leave, whose inner end face adjoins the insulating piece can.

Der die Elektroden aufweisende Innenraum 1 ist umgeben von einer druckfesten Gehäuseanordnung 5. Diese Gehäuseanordnung 5 wird druckfest begrenzt durch zwei Deckelelemente 4a und 4b an den Stirnflächen der Anordnung. Die gesamte Anordnung wird geführt und zu den Seitenflächen abgeschlossen durch ein inneres Kunststoffelement 5a. Diese Teile 4a, 4b und 5a isolieren die Funkenstrecke von einem in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehenen äußeren Druckkörper 6, der diese Teile 4a, 4b und 5a so umschließt, daß ein druckfester Zusammenhalt hergestellt ist.The interior 1 having the electrodes is surrounded by a pressure-resistant housing arrangement 5. This housing arrangement 5 is pressure-tightly delimited by two cover elements 4a and 4b on the end faces of the arrangement. The whole arrangement is guided and completed by the side surfaces an inner plastic element 5a. These parts 4a, 4b and 5a isolate the spark gap from one in this embodiment provided outer pressure body 6 of these parts 4a, 4b and 5a so that a pressure-resistant cohesion is made.

Bevorzugt besteht der äußere Druckkörper 6 aus einem metallischen Rohrstück, das durch Umbördeln seiner beiden, an den Deckeln 4a, 4b anliegenden Enden kostengünstig gefertigt werden kann. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das innere Kunststoffelement 5a aus einem gasabgebenden Werkstoff (z.B. POM) bestehen.The outer pressure body 6 preferably consists of a metallic one Pipe piece that by flanging its two, to the Lids 4a, 4b adjacent ends manufactured inexpensively can be. In a further embodiment of the invention the inner plastic element 5a from a gas-emitting Material (e.g. POM).

An die Deckelelemente 4a und 4b, die aus einem elektrisch nichtleitfähigem Stoff bestehen, werden hohe mechanische und thermische Anforderungen gestellt. Sie müssen den sehr großen Kräften standhalten, die beim Stoßstromableitvorgang und bei der Folgestromlöschung durch den Druck in dem Innenraum 1 bzw. Gehäuseanordnung 5 erzeugt werden. Dies gilt insbesondere für die nachstehend noch näher zu erläuternde Ausführungsform gemäß Fig. 4. Da aber thermisch hochbelastbare Kunststoffe in der Regel sehr spröde und damit für den Anwendungsfall für die Deckelelemente 4a und 4b nicht geeignet sind, wird erfindungsgemäß eine Funktionstrennung durchgeführt. Die thermische Isolierung der heißen Elektroden 2a und 2b zwischen den Deckelelementen 4a, 4b übernimmt eine thermische Trennscheibe 7. Mit dieser Maßnahme entfallen extreme thermische Anforderungen an die Deckelelemente 4a und 4b. Eine mechanische Entlastung der Deckelelemente 4a und 4b kann erreicht werden durch deren Abstützung auf die o.g. Ränder des Druckkörpers 6. Durch die spezielle Gestaltung eines Elektrodenfußes 8, dessen Durchmesser dl größer ist als lichte Weite d2 des Druckkörpers 6, wird eine Entlastung der Deckelelemente 4a, 4b erreicht und die Kraftwirkung gleichmäßig verteilt. Für die mechanische Stabilität der Gesamtanordnung ist die Überdeckung x von großer Bedeutung (siehe Fig. 2), wobei x = d1 - d22 ist.High mechanical and thermal requirements are placed on the cover elements 4a and 4b, which consist of an electrically non-conductive material. They have to withstand the very large forces which are generated by the pressure in the interior 1 or the housing arrangement 5 during the surge current discharge process and during the subsequent current quenching. This applies in particular to the embodiment according to FIG. 4, which will be explained in more detail below. However, since thermally highly resilient plastics are generally very brittle and are therefore unsuitable for the application for the cover elements 4a and 4b, a functional separation is carried out according to the invention. The thermal insulation of the hot electrodes 2a and 2b between the cover elements 4a, 4b is carried out by a thermal cutting disk 7. This measure eliminates extreme thermal demands on the cover elements 4a and 4b. Mechanical relief of the cover elements 4a and 4b can be achieved by supporting them on the above-mentioned edges of the pressure element 6. The special design of an electrode base 8, the diameter d1 of which is greater than the inside width d2 of the pressure element 6, relieves the pressure on the cover elements 4a, 4b reached and the force effect evenly distributed. The overlap x is of great importance for the mechanical stability of the overall arrangement (see FIG. 2), wherein x = d1 - d2 2nd is.

Falls für eine langfristige (über Minuten/Stunden) erfolgende Angleichung des stationären Innendruckes in der Gehäuseanordnung 5 an die Umgebungsbedingungen gesorgt werden soll, können entsprechende Be- und Entlüftungskanäle 9 vorgesehen werden, die der o.g. Angleichung angepaßte entsprechend kleine Durchtrittsquerschnitte aufweisen.If for a long-term (over minutes / hours) Alignment of the stationary internal pressure in the housing arrangement 5 to be taken care of the environmental conditions, Corresponding ventilation channels 9 can be provided that the above Adjustment adjusted accordingly have small passage cross-sections.

Aufgrund der Tatsache, daß es sich bei diesem Modul um eine in sich geschlossene, nicht ausblasende Funkenstrecke handelt und dadurch keine Kraftwirkung auf ein weiteres Außengehäuse (z.B. NH-Sicherungsgehäuse, Fig. 2) ausgeübt wird, ergeben sich vielfältige Anwendungsmöglichkeiten auch in weniger stabilen Außengehäusen. Das erfindungsgemäße Funkenstreckenmodul kann als Standardbaugruppe in verschiedene Gehäusevarianten integriert werden, wie dies nachfolgend anhand der Fig. 2 und 3 näher beschrieben und erläutert wird. Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß mit der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik die Funkenstreckenanordnung relativ klein sein kann. Beispielsweise ist die Darstellung von Funkenstreckenanordnungen in den Fig. 1 und 4 etwa im Maßstab 3:1 gezeichnet, d.h. in der praktischen Ausführung sind diese Funkenstrecken entsprechend kleiner als sie hier auf einem DIN A4 Blatt gezeichnet sind.Due to the fact that this module is a self-contained, non-blowing spark gap and therefore no force on another outer housing (e.g. NH fuse housing, Fig. 2) is exercised, there are many possible applications in less stable outer housing. The spark gap module according to the invention can be used as a standard assembly in different Housing variants can be integrated, as follows described and explained in more detail with reference to FIGS. 2 and 3 becomes. At this point it should be noted that with the invention over the prior art, the spark gap arrangement can be relatively small. For example is the representation of spark gap arrangements in the 1 and 4 drawn on a scale of 3: 1, i.e. in the these spark gaps are correspondingly practical smaller than they are drawn here on a DIN A4 sheet are.

Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit der Stromzuführung über die axial in Richtung der Längsmittelachse 19-19 verlaufenden Anschlußstäbe 2' der Elektroden 2a, 2b. Hierdurch werden schädliche Stromkräfte vermieden.Another advantage is the possibility of power supply over the axially extending in the direction of the longitudinal central axis 19-19 Connection rods 2 'of the electrodes 2a, 2b. Hereby harmful current forces are avoided.

Es sei nur der Vollständigkeit halber erwähnt, daß die Gehäuseanordnungen 5 der Erfindung so druckfest sein müssen, daß sie auch den nur sehr kurzzeitig auftretenden Innendruck aufgrund des relativ hohen Stoßstromes aushalten können; während demgegenüber der Innendruck aufgrund des erläuterten Folgestromes wesentlich geringer ist. Die nachfolgend erläuterten weiteren Außengehäuse 11, 13 müssen demgegenüber keinen Innendruck aushalten, da dies von der Funkenstreckenanordnung übernommen wird.For the sake of completeness, it should be mentioned that the Housing arrangements 5 of the invention must be pressure-resistant, that they also the internal pressure that occurs only for a very short time can withstand the relatively high surge current; while the internal pressure due to the explained Follow current is much lower. The ones explained below other outer housing 11, 13 must be in contrast cannot withstand internal pressure as this is due to the spark gap arrangement is taken over.

Es ist nicht auszuschließen, daß durch eine unzulässige Erhöhung des Druckes im Innenraum 1 die Gefahr einer Explosion der gesamten Gehäuseanordnung besteht mit der Folge, daß die metallischen Teile des Druckkörpers 6 nach außen geschleudert werden. Um dies in Art der Funktion eines Überdruckventiles zu verhindern, wird durch eine hierauf abgestimmte mechanische Auslegung der Deckelelemente 4a und 4b eine gezielte Überdruckentlastung und damit die Vermeidung der vorstehend geschilderten Gefahr erreicht werden. Dazu wird bei einer unzulässigen Erhöhung des Innendruckes mittels der Füße 8 der Elektroden 2a und 2b ein Abscheren der innen gelegenen Teile der Kunststoffdeckel 4a und 4b etwa entlang der gewellt eingezeichneten Linien 18 erreicht. Nach dem Abscheren dieser Teile kommen die Isolierscheiben 7 zur Anlage an die Umbördelungen 6' des Druckkörpers 6 und verhindern ein Herausdrücken der Elektroden 2a und 2b. Mit dem Abscheren der o.g. Teile entlang der Linien 18 ist soviel an Durchtrittsöffnungen zwischen dem Innenraum 1 und der Außenluft geschaffen, daß der im Innenraum entstandene Überdruck sich sehr schnell abbaut.It cannot be ruled out that an inadmissible Increasing the pressure in the interior 1 the risk of an explosion the entire housing arrangement with the consequence that the metallic parts of the pressure body 6 to the outside to be flung. To do this in the manner of a function Preventing pressure relief valves is done by one on this coordinated mechanical design of the cover elements 4a and 4b targeted overpressure relief and thus avoidance the danger described above can be achieved. This will result in an inadmissible increase in the internal pressure shearing by means of the feet 8 of the electrodes 2a and 2b the inner parts of the plastic covers 4a and 4b reached approximately along the wavy lines 18. After these parts have been sheared off, the insulating washers 7 for contact with the flanges 6 'of the pressure body 6 and prevent the electrodes 2a and 2b from being pushed out. With the shearing off of the above Parts along lines 18 is so much through openings between the interior 1 and the outside air created that the inside Overpressure dissipates very quickly.

In Fig. 2, 2a ist die erfindungsgemäße Funkenstreckenanordnung 10 in ein NH-Sicherungsgehäuse 11 eingebaut, welches im geschlossenen (Fig. 2) und geöffneten (Fig. 2a) Zustand dargestellt ist. Das Sicherungsgehäuse 11 besteht dabei aus zwei Halbschalen 11a und 11b und weist Auszugslaschen 12 auf. Die elektrische Kontaktierung von stromführendem Leiter bzw. Erde erfolgt durch standardisierte NH-Kontaktmesser, welche mit 2a und 2b bezeichnet sind.2, 2a is the spark gap arrangement according to the invention 10 installed in a NH fuse housing 11, which in closed (Fig. 2) and open (Fig. 2a) state is shown. The fuse housing 11 consists of two half-shells 11a and 11b and has pull-out tabs 12 on. The electrical contacting of the live conductor or earth is made by standardized NH contact blades, which are designated by 2a and 2b.

In Fig. 3, 3a ist die mehrpolige Variante einer Anordnung von Funkenstreckenanordnungen 10 in einem speziellen Außengehäuse 13 dargestellt. Da bei den erfindungsgemäßen Funkenstreckenanordnungen das beim Stand der Technik erforderliche Ausblasen entfällt, kann man die hermetisch abgedichteten Funkenstrecken (Fig. 1) oder druckdichten Funkenstrecken (Fig. 4) enger anordnen und ein diese umschließendes Außengehäuse weniger stabil ausgestalten. Wie Fig. 3 zeigt, werden beispielsweise drei Funkenstreckenanordnungen 10 in einer platzsparenden, räumlichen Anordnung integriert. Damit ergibt sich ein günstiger Ausnutzungsfaktor des Innenvolumens des Außengehäuses 13. Die erdseitige Verbindung der Einzelelemente kann durch eine kostengünstige, gemeinsame Erdplatte 17 realisiert werden. Das Außengehäuse 13 kann, wie in Fig. 3a dargestellt, über Schnappbefestigungen 14 auf einer Standardtragschiene montiert werden. Es können Anschlußmöglichkeiten für Kabeleinspeisung 15 (Fig. 3a) oder eine Kammschiene 16 (Fig. 3) vorhanden sein. Die Anschlußmöglichkeiten der stromführenden Leiter sind im modularen Abstandsmaß so aufgebaut, daß auf der einen Seite die drei Anschlüsse 15, bzw. 16 für die stromführenden Leiter und auf der Gegenseite der Erdanschluß 21 vorgesehen ist. 3, 3a is the multi-pole variant of an arrangement of spark gap arrangements 10 in a special outer housing 13 shown. Since in the spark gap arrangements according to the invention that required in the prior art Blow out is eliminated, you can use the hermetically sealed Spark gaps (Fig. 1) or pressure-tight spark gaps (Fig. 4) arrange closer and an outer casing enclosing them make it less stable. 3 shows For example, three spark gap arrangements 10 in integrated into a space-saving, spatial arrangement. In order to there is a favorable utilization factor of the interior volume of the outer housing 13. The ground connection of the Individual items can be created through an inexpensive, common Earth plate 17 can be realized. The outer housing 13 can as shown in Fig. 3a, on snap fasteners 14 a standard mounting rail. There may be connection options for cable feed 15 (Fig. 3a) or a comb rail 16 (Fig. 3) may be present. The connection options the live conductors are modular Distance dimension constructed so that the three on one side Connections 15 or 16 for the live conductors and on the opposite side of the earth connection 21 is provided.

Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Funkenstreckenanordnung. Bei dieser druckdichten Ausführungsform ist der für eine hermetische Abdichtung gemäß Fig. 1 vorgesehene äußere Druckkörper 6 entfallen. Dies bedingt, daß das innere Kunststoffelement 5a und die beiden Deckelelemente 4a und 4b so auszubilden sind, daß diese Teile 5a, 4a und 4b die Funktion des hier entfallenen äußeren Druckkörpers 6 insoweit ersetzen, als der erforderliche druckfeste Zusammenhalt über diese Teile 5a, 4a und 4b erzielt wird. Dazu werden entweder die Deckelelemente 4a und 4b entlang der gemeinsamen Fläche (Strecke A-E) verklebt, oder die Teilflächen (Strecke B-C oder D-E) mit einem feingängigen Gewinde versehen und verschraubt. Statt dessen kann auch ein Vernieten oder ein Verstiften erfolgen. Die vorgenannten Verbindungstechniken sind kombinierbar.Fig. 4 shows a second embodiment of the invention Spark gap arrangement. In this pressure-tight embodiment is the one for a hermetic seal according to Fig. 1 provided external pressure body 6 are omitted. This requires that the inner plastic element 5a and the two cover elements 4a and 4b are to be designed such that these parts 5a, 4a and 4b the function of the outer pressure body which is omitted here 6 replace insofar as the required pressure-resistant Cohesion achieved through these parts 5a, 4a and 4b becomes. For this purpose, either the cover elements 4a and 4b glued along the common surface (route A-E), or the subareas (route B-C or D-E) with a smooth Provide thread and screwed. Instead, too riveting or pinning. The aforementioned Connection techniques can be combined.

Als Werkstoff für die Deckelelemente 4a und 4b bietet sich Metall oder ein entsprechend hochstabiler Kunststoff an. Bei der Verwendung von Kunststoffdeckeln 4a und 4b ist von Vorteil, daß eine isolierende Außenhülle entsteht, die in manchen Anwendungsfällen von Vorteil sein kann (z.B. Berührungsschutz). Außerdem kann es auch aus fertigungstechnischen oder Kostengründen günstiger sein, die Teile 5a, 4a und 4b zu verkleben.The material for the cover elements 4a and 4b is suitable Metal or a correspondingly highly stable plastic. At the use of plastic covers 4a and 4b is from Advantage that an insulating outer shell is created, which in can be an advantage in some applications (e.g. protection against contact). It can also be made from manufacturing or for reasons of cost, parts 5a, 4a and 4b to glue.

Claims

Method for operation of overvoltage arrestors comprising two electrodes which are arranged within a housing and, if appropriate, provision of a quench gas within the housing, characterised by matching the value of follow-up current to be quenched with the volume of the internal space of the housing (5) in such a manner that a short term increase of the internal pressure of the housing (5) to a multiple of the atmospheric pressure is generated for influencing the extinctive capacity of follow-up current, and the pressure increase in the internal space (1) which accommodates the electrodes is produced by the light arc of the follow-up current.
Method according to Claim 1, characterised by a short term increase of the internal pressure of the housing to 10 x 10⁵ Pa-60 x 10⁵ Pa (10 - 60 bar).
Method according to Claim 1 or 2, characterised in that positive pressure developing in the housing (5) is gradually reduced.
Method according to Claim 3, characterised by a reduction of the positive pressure within 3 to 5 hours.
Method according to one of Claims 1 to 4, characterised by the use of air or sulforhexafluoride as quench gas.
Overvoltage arrestor comprising two electrodes arranged in the internal space of a closed housing for performing the method according to one or more of Claims 1 to 5, characterised in that the internal space (1) which accommodates the electrodes (2a, 2b) is encased by a pressuretight housing arrangement (5), and the volume of the internal space is dimensioned in such a manner and matched to the height of expected follow-up current that a pressure increase of a gas provided inside the electrode chamber, in particular a quench gas, to a multiple of the atmospheric pressure is achieved by the light arc of the follow-up current.
Overvoltage arrestor according to Claim 6, characterised in that the volume of the internal space (1) is dimensioned in such a manner and matched to the height of expected follow-up current that a pressure increase of a gas provided in the internal space (1), in particular a quench gas, to 10 x 10⁵ Pa - 60 x 10⁵ Pa (10 - 60 bar) is achieved by the light arc of the follow-up current.
Overvoltage arrestor according to Claim 6 or 7, characterised by a hermetically sealed housing, and the idle pressure of the gas in the internal space of the housing is set to atmospheric pressure or to a value deviating therefrom.
Overvoltage arrestor according to Claim 7, characterised by a quasi pressuretight housing with a gas charge the pressure of which equals the atmospheric pressure.
Overvoltage arrestor according to one or more of Claims 6 to 9, characterised in that the housing arrangement (5), which is preferred to be of virtually cylindrical design, is pressuretight sealed at the end surfaces by two cover elements (4a, 4b) and at the lateral surfaces by a plastic element (5a).
Overvoltage arrestor according to Claim 10, characterised in that the pressuretight cohesion of the cover elements (4a, 4b) and the plastic element (5a) is obtained by gluing, bolting or similar joining techniques.
Overvoltage arrestor according to one of more of Claims 6 to 9, characterised in that the housing arrangement (5) is encased by an outer pressure element (66) which is composed of a metallic tubular piece and which pressuretight holds the housing arrangement together.
Overvoltage arrestor according to Claim 12, characterised in that the pressure element (6) is flanged (6') at its endsided edges and reaches around the cover elements (4a, 4b).
Overvoltage arrestor according to Claim 13, characterised in that the diameter (d1) of an electrode foot (8) of a respective electrode (2a, 2b) is larger than the clear width (d2) of the flanged edges (6') of the pressure element (6).
Overvoltage arrestor according to one or more of Claims 6 to 14, characterised in that for the purpose of thermal isolation of the hot electrodes (2a, 2b) and the light arc from the cover elements (4a, 4b), a respective thermal separating plate (7) is provided thereinbetween.
Overvoltage arrestor according to one or more of Claims 6 to 15, characterised in that the current deliveries to the electrodes (2a, 2b) is carried out by axial connections (2') which extend along the central longitudinal axis (19-19) of the overvoltage arrestor.
Overvoltage arrestor according to one or more of Claims 6 to 16, characterised in that both electrodes (2a, 2b) are held at a distance (a) for the purpose of setting the response current of the overvoltage arrestor, and this distance (a) is preferably adjustable.
Overvoltage arrestor according to Claim 17, characterised in that the distance (a) is arranged to be a relatively small gap between the electrodes (2a, 2b) extending vertically to the central longitudinal axis (19-19).
Overvoltage arrestor according to Claim 17, characterised in that the walls (20) of the gap between the electrodes (2a, 2b) extending from the gap (a) towards the outside form between themselves a conical expansion of the airgap.
Overvoltage arrestor according to one of Claims 6 to19, characterised in that the distance (a) between the electrodes (2a, 2b) is fixed by an insulating element (3) provided between the electrodes.
Overvoltage arrestor according to Claim 20, characterised in that the insulating element (3) reaches up to the inner end surface of the gap (a).
Overvoltage arrestor according to one or more of Claims 6 to 21, characterised in that aerating and ventilating channels (9) are provided for matching the internal pressure of the housing arrangement (5) to atmospheric pressure.
Overvoltage arrestor according to one or more of Claims 10 to 22, characterised in that the inner plastic element (5a) and/or the insulating element (3) are made of a gas releasing material.
Overvoltage arrestor according to one or more of Claims 6 to23, characterised in that the overvoltage arrestor is arranged in the manner of a module (10) in an external housing (11; 13).
Overvoltage arrestor according to Claim 24, characterised in that the external housing is a N-H-Fuse housing (11) which can be composed of two semi-dishes (11a, 11b).
Overvoltage arrestor according to Claim 24, characterised in that a plurality, for example three, overvoltage arrestors (10) are arranged in a common external housing (13).
Overvoltage arrestor according to Claim 26, characterised in that their external housing (13) is mountable onto a standard support rail via snap-on connectors (14).
Overvoltage arrestor according to Claim 26 or 27, characterised by possibilities for connecting cable inputs (15) or a comb rail (16) as well as an earth connection (17).