EP2630707A1 - Spark gap having a plurality of series-connected individual spark gaps, which are located in a stack arrangement - Google Patents

Spark gap having a plurality of series-connected individual spark gaps, which are located in a stack arrangement

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Publication number
EP2630707A1
EP2630707A1 EP11771124.2A EP11771124A EP2630707A1 EP 2630707 A1 EP2630707 A1 EP 2630707A1 EP 11771124 A EP11771124 A EP 11771124A EP 2630707 A1 EP2630707 A1 EP 2630707A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
spark gap
gap according
electrodes
spark
insulating
Prior art date
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Application number
EP11771124.2A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP2630707B1 (en
Inventor
Bernhard Krauss
Michael Waffler
Arnd Ehrhardt
Stefanie Schreiter
Steffen Beier
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Dehn SE and Co KG
Original Assignee
Dehn and Soehne GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Dehn and Soehne GmbH and Co KG filed Critical Dehn and Soehne GmbH and Co KG
Publication of EP2630707A1 publication Critical patent/EP2630707A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP2630707B1 publication Critical patent/EP2630707B1/en
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Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/16—Overvoltage arresters using spark gaps having a plurality of gaps arranged in series

Definitions

  • the invention relates to a spark gap having a plurality of series-connected, stacked individual spark gaps, which are spaced apart by Isolierstoffin and provided with a Feder tokenleiter, the Einzeifunkenoxyn annular or disc-shaped electrodes, and further with controls for influencing theistsverteiiung on the stack assembly, according to claim 1.
  • the arc current In the known DC applications, the arc current must be forced to zero by increasing the arc voltage requirement to values greater than the available mains voltage (DC extinction principle).
  • the total arc voltage results from the sum of the anode / cathode fault voltage and the product of arc length and arc field strength, different starting points for increasing the relevant arc voltage are obtained.
  • a particularly effective variant is the series connection of several partial arcs and thus the summation of the anode / cathode drop voltages.
  • This physical principle of connecting several spark gaps in series has already been used for medium voltage absorbers for a very long time.
  • a Abieiter consisting of two or more contacting, disc-shaped resistor bodies is described. Each resistor body has one or more ridges or elevations of significantly higher resistivity than the remainder of the disk.
  • the height of the rib or ribs and thus the distance between the individual electrodes is between 0.02 mm and about 0.4 mm. There are only a few points of contact between the disks, which initiate the spark transition and the Spark discharge allows to spread quickly over the entire surface of the disc.
  • the ribs made of a material with increased specific
  • a multiple protective spark gap for high-voltage installations is proposed as a coarse protection against overvoltages, characterized in that, in order to achieve a highly curved course, the characteristic of the same, ei ne
  • Auxiliary spark gap and an in-line impedance is provided, which at least one of the flashover of the
  • Protective spark gap is connected in parallel and the voltage distribution ung controls the rollover series in series such that at least at one of them a higher voltage value occurs than the voltage component assigned to it.
  • the protective spark gap is in so many
  • Such a stack arrangement consists of a sequence of disk-shaped electrodes with insulating rings, which each have a radial NEN
  • the entire stack is braced by several guide rods in the axial direction by screwing.
  • the guide elements or brackets are used for the radial positioning of the graphite discs and the insulation rings with each other, so that arise as reproducible supernatants for the outer flashover distances.
  • the guide elements are in this case designed so that the radial tolerances alier disk electrodes or rings are observed and that the guides of the individual parts by the axial Bracing the Stapeis not to interruptions of the pressure chain, so leads to the Spaitbiidung or individual parts are damaged by the screwing.
  • a faulty tension can, in addition to the Spaitbiidung, whereby an increase in the Schutzpegeis by the additional flashover stretches is unavoidable, also lead to breakage of the electrodes or for bending or Verkürzu ng Isoiations supernatants.
  • This type of positioning leads aufg around the unavoidable radial and axial tolerances, especially with increasing number of egg nzelmaschine, considerable problems in the desired exact positioning of these elements with each other. This also applies to the exact compliance with the necessary projections between the insulation elements and electrodes.
  • the number of feasible partial spark gaps is therefore greatly limited in the previously known embodiments.
  • Loads radial cracks or complete cracks of the insulation rings arise. These can be used to deliver ionized gases to the outside
  • B. Ceramic is due to the existing compression by the dynamic loads
  • CN 101090197 A Known from CN 101090197 A is a stack arrangement of Einzelelek ⁇ electrodes for Niederspannu ng with electrical display and external control or ignition aids, in which the Steuer designated in the current path. Zündhiife at least one fuse or a thermal fuse is provided. It will be one
  • the power of the control or ignition aid and the temperature in the area of the control or ignition aid is monitored there. In this embodiment, however, there is insufficient thermal coupling to the affected area
  • the electrical display requires its own energy supply, the additional components affect the function of the control or ignition aid and must be carried out voltage-proof sel bst.
  • the various embodiments of the types of contacting a spark-free control can not be guaranteed secure and it is always the integration of an error-prone board necessary.
  • the chain of resistors preferably has logarithmically decreasing resistance values in the switching-through direction. Also there is the contact via contact springs to the
  • Electrodes which preferably consist of cylindrical or cuboid, sharp-edged elements, real instrument.
  • spark-free contacting all other partial spark gaps of the Abieiters can be affected and the controls would have to have sufficient dielectric strength, also is a complex
  • the spark gap technologies used hitherto for DC applications based on the horn principle or the extinguishing tube principle have the disadvantage that, following a surge current loading, the flow of a line follower current is always technologically driven. This current flow can not be avoided constructively, but only limited in time, as he According to the DC extinguishing principle already described is performed to nil, all parts of the spark gap during this period are both thermally and mechanically loaded and it comes to egg ner unavoidable aging of Abieiters. In order to be able to realize a behavior that is as resistant to aging as possible over the given period of use, the constructions of such Biitzstromableiter these loads and the associated aging or burn-off eg of the used
  • the spark gap should be realized in ROC 2000 design and controlled by voltage-proof and electrically isolated from each other control impedances.
  • the spark gap according to the invention should minimize the probability of formation of a chain reaction ei Nes outer flashover of sections during high voltage gradients in addition to safe operation even with aging.
  • spark gaps having a plurality of series-connected stacked individual components. spark gaps according to the feature combination according to claim i, wherein the dependent claims comprise at least expedient refinements and developments.
  • the individual spark gaps each consist of two disc electrodes, which are beabsta NEN by a Isolierstoffin from each other.
  • the disk electrodes are in one
  • Vulkanfiber are spaced from each other. This, each between two disc electrodes or two insulating angeord designated insulating disk forms by their circular recess on the one hand, the required distance or flashover distance for a corresponding spark gap and on the other hand, a sufficient supernatant in the edge region, to avoid unwanted outer flashover.
  • An insulating element in each case contains a disk electrode and
  • the control is respectively connected to the disc electrode and the guide member and is preferably a l l paragraph enclosed by the insulating material. This can be z. B. by a pocket or
  • Film hinge can be realized. This quasi-integrating integration of the control element in the insulating material and the foreclosure of the
  • the spark gap according to the invention which is preferably usable for DC applications, is based on a known stack arrangement of individual electrodes with external potential control by means of
  • the number of separation sections is selected so that the behavior of the spark gap when responding quasi scostrom free up to the height of the maximum operating voltage.
  • the design of the spark gap is simple and inexpensive and modular to the respective low-voltage level customizable. With the invention, the goal of a minimum residual stress and a simplified assembly process is achieved.
  • Isolation body has a recess whose shape is complementary to the contour of the respective electrode, wherein the recess on the inner peripheral side has at least partially compliant, resilient centering projections or centering.
  • centering projections or centering noses can be used in the manufacture of the insulating body, e.g. molded and formed by injection molding.
  • the respective insulating body have egg nen radial extension or a corresponding Anformung, which soft or at least one
  • Contact spring for a particular edge-side contacting the respective electrode receives.
  • the contact spring extends at least partially into the recess in order to ensure the desired contacting of the electrode.
  • the respective insulating body has in particular in the region of the radial extension egg n n film hinge part, which is movable from an opening to a closed position.
  • the film hinge member has at least one formation or opening for receiving at least one of the respective controls.
  • This shape or opening kan n have a different geometric shape for correspondingly different, confusion-held controls.
  • the at least ei ne of the respective controls is electrically connected via the at least one contact spring. Thermally and mechanically vulnerable solder joints can be omitted.
  • a receptacle for a further spring-like contact element is provided, wherein the distance and the position between the electrode distal end of the contact spring and the second contact element corresponds to the position of the terminals of the respective control.
  • the second contact element may extend into a recess space, one of the stack assembly connecting elements, for. B. a rivet or a screw receives. This is a corresponding
  • centering means of centering or centering a circumferential air gap between the respective
  • This gap serves on the one hand as a pressure equalization chamber and forms an area for targeted, non-disturbing Berußung. If required, additional ventilation channels can be integrated within the structure,
  • top and bottom side in each case in the stack complementary, bearing-securing projections and / or recesses are formed, in particular integrally formed.
  • the Isolierstoffinn have an opening facing the respective electrodes opening to form a distance or separation distance.
  • the Isolierstoffinn have an extension section with a J ust istsaussparung, which also serves to r position assurance in the stack composite.
  • the Isolierstoffin have in ei ner preferred embodiment each ei ne thickness of approx. ⁇ 300 m and consist of z. B. from a Vulkanfiber- material.
  • At least parts or portions of the Isoiations stresses consist of a blazeieitenden plastic material, so that the resulting in Kochiagsfail thermic energy can be safely and quickly dissipated to the outside.
  • the dielectric strength of the control elements is greater than or equal to the maximum protection grade! selected.
  • the impedance values of at least some of the respective control elements are five to ten times greater than the longitudinal capacity of the stack arrangement.
  • the insulating bodies may be partially coded at least in part in order to avoid confusion with regard to their arrangement in the stack arrangement and series connection.
  • thermally sensitive overload indicator z. B. formed as Lottrennstel le available.
  • the Anschditionen the Einzelfunkenset are less than 1500 V.
  • the aforementioned order ongoing centering or Zentriervorsprünge that represent in their capacity spring elements, the compensation in the event of pressure loads of the stack.
  • the aforementioned order ongoing centering or Zentriervorsprünge that represent in their capacity spring elements, the compensation in the event of pressure loads of the stack.
  • the impedance values of the individual control elements can be varied depending on the specific mechanical construction and / or with regard to the individual control elements. be dimensioned materials. As stated, the impedance value of the controls is five to ten times higher than the longitudinal capacitance of the device, with the impedance value of the last partial spark gap in the
  • a so-called tox-clinching technology i. H. one
  • Fig. 1 is a Prinzipdarstell ung a stacked spark gap arrangement according to the prior art
  • Fig. 2a and 2b a representation of the insulation body according to the invention with
  • Fig. 3 shows a representation of a spark gap surge arrester plug-in part with a not yet complete complete stack arrangement of insulating bodies with the corresponding electrodes and
  • Fig. 4 is an illustration of the complete stacked spark gap with external connections that comprise plug contact surfaces, including a tolerance compensation surface on one of the external contacts.
  • Functional elements of the partial spark gaps such as graphite disks, control Elements and separation sections are designed as individual modules and are decoupled from other loads such as pressure and illumination and therefore not impaired in this regard.
  • a ei nzel partial spark gap preferably consists of two
  • disk-shaped electrodes and a spacer element for example in ring form of a high-resistance or insulating material.
  • the material or the thickness for the respective separation sections can be chosen freely.
  • a follow-on stream is in particular a thermal
  • electrodes are used without additional external insulation, the supernatants of the separating gap material being chosen to be sufficiently large in order to avoid flashovers of individual partial spark gaps and / or of the entire series connection. It is also essential to the invention that the electrode can be coated with a gap-free outer insulation, for example made of epoxy resin, technical glass or lacquer, in order to be able to reduce the required sliding and air gap within the drain.
  • a gap-free outer insulation for example made of epoxy resin, technical glass or lacquer
  • the individual partial spark gaps are dimensioned so that the impulse response voltage is less than 1500V. In order to be able to realize such small values, the distance between the two electrodes of the respective partial spark gaps is minimized. Due to the ROCstromschreib execution according to the invention, the Abieiter and thus the individual electrode discs are predominantly charged with pulse currents.
  • Such a pulse current arc usually forms diffuse and has a number of Lichtbogenfußpun kte, so that it comes to kei ner punctual overload, as in a follow-current arc, a uf on the electrode surface. Due to the diffuse arc z. As a sublimation of the graphite electrodes preferably used avoided and it can be used without affecting the overall behavior of the Abieiters, smaller separation line thicknesses. Electrode spacings of less than 300 pm have proven to be particularly suitable.
  • electrodes 4 and insulating separation sections 3 are secured in position by external guides 5 a Isolationmateria l with each other. This requires a complex construction with minimal tolerances, which u.a. also the assembly is difficult.
  • Such known Abieiter are i ntegrated in series housing, which often consist of a lower part 1 and egg nem pluggable upper part 2.
  • the aforementioned Berußung and / or a thermal load is fostered by ei namidede subsequent streams in the prior Tech, which alternative Gteitrankn or flashover distances are used especially for large voltage gradients and as a result of Aitanserscheinept, so that the originally desired arrester function is only limited available ,
  • the individual electrodes 4 can be moved by the previously unavoidable loosening each other and / or with respect to the held by the same guides distance ranks, so that a sufficient distance is not always guaranteed and the danger of external rollovers exists.
  • the separation distances or spacers and the electrodes of the individual partial spark gaps are securely spaced from each other, isolated and centered separately.
  • the centering is ensured by the egg rate of an insulating element or insulating body 19 with a Fiimscharnier 9 for each electrode 12.
  • each insulating body 19 befindl Ie film hinge 9 has openings on openings, the controls 11, z. B. executed as a surface mountable
  • a ls controls 11 can each be integrated directly into the film hinge 9.
  • the respective electrode 12 is pressed against the respective contact spring 13 and the associated control element 11, so that a spark-free contact is ensured and no prone solder joint necessary wi rd.
  • the corresponding Isolierstoffin 14 have a respective electrode 12 facing opening to form the distance or separation distance.
  • the Isolierstoffinn may also have an extension portion with an adjustment recess for receiving adjusting elements, for. B. rivets or screws 15 have.
  • the current air gap can also serve as a compensation chamber at pressure increases due to the function-related Belastu lengths. If required, further venting channels can be integrated into the individual elements, such as electrodes and separation sections of the stack.
  • the Isolierstoffenn 14 are constructed so that they vorlä for provisional
  • the separating element formed by the insulating material 14 realizes the necessary distance distance and a secure insulation of the successive electrodes 12, the associated controls 11 and the necessary contact springs.
  • an easy to manufacture punching element for. B. used a vulcanized fiber of appropriate thickness.
  • Such parting material is also in the required small thicknesses of ⁇ 300 ym still dimensionally stable and good i n the production and during assembly used. Such a material is especially at
  • Vulkanfi is resistant to mechanical and thermal shock crack and fracture resistant and extremely insensitive to mechanical stresses in all axes.
  • the pressure load can not cause any damage to the connections, the individual elements and the position of the parts with one another. Likewise, the unavoidable release of soot and the release of ionized gas will not result in undesirable flashovers of the relevant component or components
  • Insulation stretches.
  • the construction according to the invention which overcomes the constructive disadvantages of the prior art, allows the construction of stacked spark gaps with significantly more partial spark gaps (at least approx. 30%) with the same external space.
  • a longitudinal capacity of the arrangement Dependent on the respective thickness and construction with respect to the individual partial spark gaps calculated a longitudinal capacity of the arrangement. As a control for a possible nonlinear voltage distribution over the entire series circuit then a capacitance value is used, softer at least 5 to 10 times greater than the previously determined longitudinal capacity. From the second to the penultimate sub-link, equally sized controls with the calculated capacitance value are used everywhere.
  • At least the last partial spark gap of the Stapelanordn ung the associated control capacity is again by a factor of 5 to 10 times greater than the other control capacity to le provide a sufficiently large supply of energy at this Stel le, so that the entire spark gap safely ignites and the Residual voltage compared to a conventional design with the same size controls decreases, so that the required level of protection is always maintained safely.
  • the resulting longitudinal capacities depend in each case on the parting line material used, its thickness and the overall construction, so that the control elements to be used optimally are adapted to the respective new circumstances when the construction changes.
  • Partial spark gaps including or excluding the control in the
  • the insulating material used 19 are differently colored color coded with film hinges 9 and prefabricated as individual modules- All controlled electrodes are distinguished by the color coding in an odd or even partial spark gap.
  • the first of the partial spark gaps which is made passive, is inserted in a separate outer casing.
  • the last partial spark gap of the stack arrangement which is controlled with an increased capacitance value, is again coded and identified by the other Fiim hinges for the even or odd partial spark gaps with control elements of equal size.
  • a control is used in another thus also permissive SMD size.
  • the z. B. color coded insulating body 19 with hinges 9 are ierstoffinn 14 stacked according to the desired voltage in the simplest way with the intermediate Isol.
  • the insulating body 19 with film hinges 9 center the preferred disk electrodes 12 and z. B. by appropriate guide lugs and the preferably high-resistance or insulating distance or separation-distance elements (insulating-material disks 14) as punching elements
  • the stack arrangement is preferably adjusted by means of guide elements 15, wherein one of the two plug contacts 16 as shown in FIG. 4 via ei ne so-called Toxthetic, d. H. a clinch technology, contacted with the stack.
  • control elements even further below or offset relative to one another along the circumference of the electrode within the total discharge.
  • thermoly sensitive element 17 is positioned in the region of the termination electrode 18 in this regard.
  • z. B. also the insulating material be made of a thermally conductive plastic or ceramic.
  • a thermally sensitive element 17 may, for. As a lot, wax or adhesive gen uses.
  • a biased display (not shown). By means of the display, information about a thermal overload of the spark gap can be obtained directly or via a remote message.
  • Partial spark gaps it is necessary that a gap-free connection between the disk electrodes 12 and the respective insulating disk 14 is made. This is achieved by the disk electrodes 12 having at least the same thickness as the corresponding insulating bodies 19. This ensures that the axial pressure load is always built up over the disk electrodes 12 and the insulating disk 14 and not over the insulating body 19.
  • the Klemmverbindu ng the disc electrodes in the insulating material also fixed the disc neither axially nor in the radial position rigid. This gara nediert even with a mounting error of the individual parts in the Isol ierstoffelement an automatic functionally reliable alignment of the parts after complete assembly of the entire stacking arrangement.

Abstract

The invention relates to a spark gap having a plurality of series-connected individual spark gaps which are in a stack arrangement, are separated from one another by dielectric discs (14) and are provided with a spring contact (13), wherein the individual spark gaps have annular or disc-type electrodes (12), and furthermore having control elements (11) for influencing the voltage distribution over the stack arrangement. According to the invention, the annular or disc-type electrodes (12) which are required to form one of the respective individual spark gaps are each inserted into one insulation body (19) and are held centred by it. The respective dielectric discs (14) are located between the insulation bodies (19), and are fixed by them. A recess is provided in the insulation body (19) in order to hold and centre the electrodes (12), and its shape is complementary to the contour of the respective electrode (12), with the recess having sprung centring projections (10) or centring tabs, which are at least partially flexible, on the internal circumference side.

Description

Funkenstrecke mit mehreren in Reihe geschalteten, in Stapelanordnung befindlichen Einzeif unkenstrecken  Spark gap with several serially connected, stacked Einkenif unkenstrecken
Besch reibung Description
Die Erfindung betrifft eine Funkenstrecke mit mehreren in Reihe geschalteten, in Stapelanordnung befindlichen Einzelfunkenstrecken, welche durch Isolierstoffscheiben voneinander beabstandet und mit einer Federkontaktierung versehen sind, wobei die Einzeifunkenstrecken ring- oder scheibenförmige Elektroden aufweisen, sowie weiterhin mit Steuerelementen zur Beeinflussung der Spannungsverteiiung über der Stapelanordnung, gemäß Patentanspruch 1. The invention relates to a spark gap having a plurality of series-connected, stacked individual spark gaps, which are spaced apart by Isolierstoffscheiben and provided with a Federkontaktierung, the Einzeifunkenstrecken annular or disc-shaped electrodes, and further with controls for influencing the Spannungsverteiiung on the stack assembly, according to claim 1.
Bei den bekannten Gleichstromanwendungen muss der Lichtbogenstrom, durch Erhöhung des Lichtbogenspannungsbedarfs auf Werte größer als die zur Verfügung stehende Netzspannung, zu Null gezwungen werden (Gleichstromlöschprinzip). Ausgehend von der alfgemein bekannten Lichtbogengleichung, bei der sich die Gesamtlichtbogenspannung aus der Summe der Anoden-/Kato- denfalispannung und dem Produkt aus Lichtbogeniänge und Lichtbogenfeldstärke ergibt, erhält man unterschiedliche Ansatzpunkte zur Erhöhung der betreffenden Lichtbogenspannung . In the known DC applications, the arc current must be forced to zero by increasing the arc voltage requirement to values greater than the available mains voltage (DC extinction principle). Starting from the generally known arc equation, in which the total arc voltage results from the sum of the anode / cathode fault voltage and the product of arc length and arc field strength, different starting points for increasing the relevant arc voltage are obtained.
Eine besonders effektive Variante ist die Reihenschaltung mehrerer Teillichtbögen und somit die Aufsummierung der Anoden-/Katodenfallspannungen . Dieses physikalische Prinzip der Reihenschaltung mehrerer Funkenstrecken wird bereits sehr lange für Mittelspannungsabieiter genutzt. In der DE 395 286 wird ein Abieiter, bestehend aus zwei oder mehreren einander berührenden, scheibenförmigen Widerstandskörpern, beschrieben . Jeder Widerstandskörper besitzt eine oder mehrere Rippen bzw. Erhöhungen von erhebiich höherem spezifischen Widerstand als die übrige Masse der Scheibe. Die Höhe der Rippe oder Rippen und damit der Abstand zwischen den einzelnen Elektroden l iegt zwischen 0,02 mm und etwa 0,4 mm . Zwischen den Scheiben sind n ur wenige Berührungsstellen vorhanden, die den Funkenübergang einleiten und der Funkenentladung gestatten, sich rasch über die ganze Fläche der Scheibe auszubreiten. A particularly effective variant is the series connection of several partial arcs and thus the summation of the anode / cathode drop voltages. This physical principle of connecting several spark gaps in series has already been used for medium voltage absorbers for a very long time. In DE 395 286 a Abieiter consisting of two or more contacting, disc-shaped resistor bodies is described. Each resistor body has one or more ridges or elevations of significantly higher resistivity than the remainder of the disk. The height of the rib or ribs and thus the distance between the individual electrodes is between 0.02 mm and about 0.4 mm. There are only a few points of contact between the disks, which initiate the spark transition and the Spark discharge allows to spread quickly over the entire surface of the disc.
Die Rippen bestehend aus einem Material mit erhöhtem spezifischen The ribs made of a material with increased specific
Widerstand werden während der Hersteilung der Eiektrodenschetben z. B. Resistance become during the production of Eiektrodenschetben z. B.
durch Oxidation hergestellt. Dieses Herstellungsverfahren ist bei Einhaltung der notwendigen Toleranzen sehr aufwendig . Zudem besitzt dieser Abieiter keine Steuerelemente, so dass die Ansprech- und Restspannung sich als Summe der Einzelwerte der Teilfunkenstrecken ergibt und die gewünschten Anforderungen an eine m inimale Restspannung nicht erfül lt werden können . produced by oxidation. This manufacturing process is very expensive while maintaining the necessary tolerances. In addition, this Abieiter has no controls, so that the response and residual voltage is the sum of the individual values of the partial spark gaps and the desired requirements for m mimum residual stress can not be met.
Bei den bis dahin bekannten Stapelanordnungen ohne Hilfseinrichtungen zur Spannungssteuerung über den einzelnen Teilfunkenstrecken kam es häufig zu einer Spannungsüberlastung und/oder zu einem unerwünschten Ansprechen des„schwächsten" Elementes und damit zu einem raschen Ausfall einzelner Komponenten oder des gesamten Abieiters. In the hitherto known stack arrangements without auxiliary devices for voltage control over the individual partial spark gaps, there was often a voltage overload and / or an undesirable response of the "weakest" element and thus a rapid failure of individual components or the entire Abieiters.
Um oben genannte Ausfallerscheinungen verhindern zu können, wurden später an derartigen Stapelanordnungen Zusatzelemente paralielgeschalten, um die Spannungsverteilung über den ei nzelnen Teilfunkenstrecken zu In order to be able to prevent the above-mentioned failure phenomena, additional elements were later connected in parallel to such stack arrangements in order to increase the voltage distribution over the individual partial spark gaps
homogenisieren und somit den Abieiter hi nsichtlich seines Ansprechverhaltens zu verbessern . Eine Anordnung mit Steuerelemente wird z. B. in der WO homogenize and thus improve the Abieiter with regard to its response. An arrangement with controls is z. In the WO
1982/00926 beschrieben. Als bekannter Stand der Technik wird hierbei die Parallelschaltung von linea ren, nichtünearen und/oder kapazitiven 1982/00926 described. As a known state of the art here is the parallel circuit of linear ren, non-linear and / or capacitive
Widerständen vorgestellt, um eine möglichst gleichmäßige Resistors presented to a uniform as possible
Spannungsverteilung über den einzelnen Teilfunkenstrecke zu erreichen, welche untereinander in Reihe geschaltet sind . To achieve voltage distribution over the individual partial spark gap, which are connected in series with each other.
Alternativ zu einer gleichmäßigen Spannungsverteilung über den einzelnen Teilfunkenstrecken wird entsprechend der DE 737 825 als Grobschutz gegen Überspannungen eine Mehrfach-Schutzfunkenstrecke für Hochspannungsanlagen vorgeschlagen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung eines stark gekrümmten Verlaufes der Stoßcharakteristik derselben, ei ne As an alternative to a uniform distribution of voltage over the individual partial spark gaps, according to DE 737 825, a multiple protective spark gap for high-voltage installations is proposed as a coarse protection against overvoltages, characterized in that, in order to achieve a highly curved course, the characteristic of the same, ei ne
Hilfsfunkenstrecke und eine damit in Reihe liegende Impedanz (Kapazität, spannungsabhängiger oder spannungsunabhängiger Widerstand) vorgesehen ist, welche zu mindestens einer der Überschlagsstrecken der Auxiliary spark gap and an in-line impedance (capacitance, voltage-dependent or voltage-independent resistance) is provided, which at least one of the flashover of the
Schutzfunkenstrecke parallel geschaltet ist und die Spannungsverteil ung an den in Reihe liegenden Überschlagsstrecken derart steuert, dass mindestens an einer derselben ein höherer Spannungswert auftritt, als der ihr zugeordnete Spannungsanteil beträgt. Die Schutzfunkenstrecke ist in so viele Protective spark gap is connected in parallel and the voltage distribution ung controls the rollover series in series such that at least at one of them a higher voltage value occurs than the voltage component assigned to it. The protective spark gap is in so many
Überschlagsstrecken unterteilt, dass der bei einem Ansprechen der Rollover sections divided that when responding to the
Schutzfunkenstrecke über die Überschlagsstrecken fließende betriebsfrequente Strom selbsttätig erlischt. Protective spark gap on the flashover lines flowing operating frequency power automatically goes out.
Weitere Steuermöglichkeiten mittels Kapazitäten oder Impedanzen sind u .a. aus den Schriften CH 252 433 A, CH 210 132 A, DE 23 64 034 C3 und CH 215 001 A bekannt. Further control possibilities by means of capacities or impedances are ua. from the publications CH 252 433 A, CH 210 132 A, DE 23 64 034 C3 and CH 215 001 A.
Bei der Nutzung des bekannten Stapel prinzips unter zu Hilfenahme von When using the known stack principle with the help of
Steuerelementen für den Ei nsatz in Niederspannungsanlagen müssen Controls for use in low-voltage systems
ergänzende Anforderungen u .a. hinsichtlich der Blitzstoßstromtragfähigkeit, des Schutzpegels und der Baugröße beachtet werden . Bei Anwendungen in Niederspannungsanlagen muss die Isolationskoordination der Einzelelemente untereinander beachtet werden, so dass hierbei ein deutlich kleinerer additional requirements and the like with regard to the lightning current carrying capacity, the protection level and the size. For applications in low-voltage systems, the insulation coordination of the individual elements must be taken into account, so that this is a much smaller
Schutzpegel, als bei Mittel- oder Hochspannungsaniagen erforderlich ist. Durch die bei Niederspannungsanlagen ebenfalls geforderte Blitzstoßstromtragfähigkeit der Impulsform 10/350 us muss der Abieiter derart dimensioniert werden, dass die auftretende große spezifische Energie sicher abgeleitet werden kann . Hierbei werden als Distanzhalter keine Rippen aus Matertal mit höherem spezifischen Widerstand auf die Elektroden aufgebracht, sondern es wird, wie beispielsweise in der DE 1 256 306 B oder US 2 298 1 14 Level of protection required for medium or high voltage equipment. Due to the lightning impulse withstand capability of the pulse shape 10/350 μs, which is likewise required for low-voltage systems, the Abieiter must be dimensioned in such a way that the large specific energy occurring can be safely dissipated. In this case, no ribs of Matertal with higher resistivity are applied to the electrodes as a spacer, but it is, as for example in DE 1 256 306 B or US 2 298 1 14th
beschrieben, eine Stapelanordnung aus scheibenförmigen Elektroden und isolierenden Distanzstücken genutzt. described a stack arrangement of disc-shaped electrodes and insulating spacers used.
Eine derartige Stapelanordnung besteht aus einer Abfolge von scheibenförmigen Elektroden mit Isolationsringen, welche jeweils ei nen radialen Such a stack arrangement consists of a sequence of disk-shaped electrodes with insulating rings, which each have a radial NEN
Überstand zu den häufig aus Graphit bestehenden Elektroden besitzen. Der gesamte Stapel wird durch mehrere Führungsstangen in axialer Richtung durch Verschrauben verspannt. Die Führungselemente bzw. Halterungen dienen der radialen Positionierung der Graphitscheiben sowie der Isolationsringe untereinander, so dass sich möglichst reproduzierbare Überstände für die äußeren Überschlagsstrecken ergeben . Die Führungselemente sind hierbei so auszulegen, dass die radialen Toleranzen alier Scheibenelektroden bzw. Ringe beachtet werden und dass die Führungen der Einzelteile durch das axiale Verspannen des Stapeis nicht zu Unterbrechungen der Druckkette, also zur Spaitbiidung führt oder einzelne Teile durch das Verschrauben geschädigt werden. Eine fehlerhafte Verspannung kann neben der Spaitbiidung, wodurch eine Erhöhung des Schutzpegeis durch die zusätzlichen Überschlagsstrecken unvermeidbar ist, auch zum Bruch der Elektroden oder zum Umbiegen bzw. Verkürzu ng der Isoiationsüberstände führen. Diese Art der Positionierung führt aufg rund der unvermeidbaren radialen und axialen Toleranzen, insbesondere bei zunehmender Anzahl der Ei nzelteile, zu erheblichen Problemen bei der gewünschten exakten Positionierung dieser Elemente untereinander. Dies betrifft ebenso die genaue Einhaltung der notwendigen Überstände zwischen den Isolationselementen und Elektroden. Derartige Verschiebungen entlang der radialen Achse si nd aber, seibst im Neuzustand, kaum vermeidbar, da die Druckachse über die Verschraubung nu r über die Summe des gesamten Stapels wirken kann . Die Anzahl der realisierbaren Teilfunkenstrecken ist daher bei den bisher bekannten Ausführungsformen stark begrenzt. Supernatant to the often consisting of graphite electrodes. The entire stack is braced by several guide rods in the axial direction by screwing. The guide elements or brackets are used for the radial positioning of the graphite discs and the insulation rings with each other, so that arise as reproducible supernatants for the outer flashover distances. The guide elements are in this case designed so that the radial tolerances alier disk electrodes or rings are observed and that the guides of the individual parts by the axial Bracing the Stapeis not to interruptions of the pressure chain, so leads to the Spaitbiidung or individual parts are damaged by the screwing. A faulty tension can, in addition to the Spaitbiidung, whereby an increase in the Schutzpegeis by the additional flashover stretches is unavoidable, also lead to breakage of the electrodes or for bending or Verkürzu ng Isoiations supernatants. This type of positioning leads aufg around the unavoidable radial and axial tolerances, especially with increasing number of egg nzelteile, considerable problems in the desired exact positioning of these elements with each other. This also applies to the exact compliance with the necessary projections between the insulation elements and electrodes. Such displacements along the radial axis but si nd, Seibst in new condition, hardly avoidable, since the pressure axis can act on the screw nu r over the sum of the entire stack. The number of feasible partial spark gaps is therefore greatly limited in the previously known embodiments.
Beachtet man zudem, dass entsprechend ihrer Grundfunktion, dem Ableiten von Impulsströmen, alle Teile des Abfeiters erhöhten mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt sind, ist eine i .A. zuerst reversible und später irreversible Lockerung des Stapels und damit Verschiebung der einzelnen Elemente i nfolge von Druckwellen, welche von der Höhe und Anzahl der Belastungen abhängig sind, unvermeidbar. Diese Nachteile werden durch die bisher bekannten folgestrombehafteten Ausführungen, wodurch es zu weiteren thermischen und mechanischen Belastungen der Anordnung kommt, noch verstärkt. If one also notes that according to their basic function of deriving impulse currents, all parts of the fitter are exposed to increased mechanical and thermal stresses, an i.A. first reversible and later irreversible loosening of the stack and thus displacement of the individual elements i nfolge of pressure waves, which are dependent on the height and number of loads, unavoidable. These disadvantages are exacerbated by the hitherto known subsequent spark plug embodiments, which leads to further thermal and mechanical loads on the arrangement.
Neben der Verschiebung tritt zudem eine unkontroll ierte Verunreinigung der Isolationselemente insbesondere der radialen Überstände im Außenbereich durch die Abbrandprodukte auf. Durch die therm ische Belastung werden insbesondere die Isolationselemente des Stapels geschädigt. Die üblichen Isolationsringe aus PTFE neigen insbesondere bei derartiger thermischer Belastung und/oder Druck, durch die Verspannung des Stapels, zum Fließen . Durch diese Materialeigenschaften wird ebenfalls die Verpressung des Stapels gelockert, wodurch bereits Spalte zwischen den Einzelelementen entstehen können und somit eine weitere Lockerung durch unkontrollierte, insbesondere radiale, Verschiebung der Einzelelemente stattfindet. 1 In addition to the displacement also occurs uncontrolled pollution of the insulation elements in particular of the radial projections in the outdoor area by the burned products. Due to the thermic load in particular the insulation elements of the stack are damaged. The usual insulation rings made of PTFE tend, especially in such thermal stress and / or pressure, by the tension of the stack to flow. By this material properties also the compression of the stack is loosened, which can already cause gaps between the individual elements and thus takes place a further relaxation by uncontrolled, in particular radial, displacement of the individual elements. 1
Im Weiterem können auch infolge der mechanischen und thermischen In addition, as a result of mechanical and thermal
Belastungen radiale Einrisse oder komplette Durchrisse der Isolationsringe entstehen . Diese können zur Abgabe ionisierter Gase in den äußeren Loads radial cracks or complete cracks of the insulation rings arise. These can be used to deliver ionized gases to the outside
Isolationsbereich der Stapelanordnung oder sogar zur Aufhebung ei nzelner Isolationsstrecken durch Verdräng ung des Isolationsringes und somit bis zum Kurzsch luss von einzelnen Teilfunkenstrecken führen . Auch bei Isolationsstrecken aus anderen Materialien wie z . B . Keramik besteht aufgrund der bereits bestehenden Verpressung durch die dynamischen Belastungen Insulation region of the stack arrangement or even to cancel egg nzelner insulation distances by Verdräng ung the insulation ring and thus lead to the short-circuit of individual partial spark gaps. Even with insulation distances of other materials such. B. Ceramic is due to the existing compression by the dynamic loads
Rissgefahr, wodurch letztendl ich analoge Ausfäl le auftreten können . Danger of cracking, which means that I can experience analogous precipitation.
Aufgrund der Platzverhältnisse innerhalb genormter Reiheneinbaugehäuse und der Art der Stapelanordnung sind die vertikalen und horizontalen Überstä nde der bisher bekannten Abieiter ohnehi n gering . Bei sehr steilen Spannungsanstiegsgeschwindig keiten, wie zum Beispiel bei Folgeblitzen oder Scha ltvorgängen, kann es bereits zum Außenüberschlag dieser Anordnungen mit geringen Überständen kommen . Diese tei lweisen oder vollständigen Due to the space within standardized series housing housing and the nature of the stack arrangement, the vertical and horizontal Überstä hands of the previously known Abieiter anyway n low. At very steep Spannungsanstiegsgeschwindig speeds, such as in subsequent strands or Scha ltvorgängen, it may already come to the outer arc of these arrangements with small projections. These tei lweise or complete
Außenüberschläge der Isolationsstrecken des Stapels können i nfolge der bereits beschriebenen und unkontrollierbaren Verschiebungs- und/oder Verunreinigungseffekte bei den bisherigen Lösungen a uch bei geri ngeren Spannungssteilheiten auftreten . External flashovers of the insulation stretches of the stack can occur as a result of the already described and uncontrollable displacement and / or contamination effects in the previous solutions, even with lower voltage gradients.
Die bisher durch den Stand der Technik bekannten Steuerplatinen werden mittels Klem mkontakt an den Graphitscheiben befestigt. Durch die  The previously known by the prior art control boards are fastened by means of Klem mkontakt to the graphite discs. By the
Verschiebung der Teile, durch Alterung und teilweise auch durch Abbrand kommt es auch hier zur Lockerung bzw. sogar zur Spaltbi ldung a n diesen Kontakten, wodurch es zwangsweise zur Funkenbildung beim Übergang zur Steuerplatine kommt. Diese, bei den bisherigen Anordnungen, nicht Shifting of the parts, by aging and sometimes by burning it also comes here to loosening or even Spaltbi tion a n these contacts, which inevitably leads to sparking at the transition to the control board. These, in the previous arrangements, not
vermeidbare Funkenbildung ionisiert, neben den anderen Effekten, zusätzlich den unmittelbaren äußeren Isolationsbereich des Stapels, wodurch die bereits beschriebenen kritischen Außenüberschläge zusätzlich begünstig bzw. direkt gezündet werden . avoidable sparking ionizes, in addition to the other effects, in addition to the immediate outer isolation region of the stack, whereby the already described critical external flashovers are additionally favored or directly ignited.
Die Funkenbildung führt jedoch nicht nur zu Außenüberschlägen des Stapels, sondern auch zu Überschlägen auf den ohnehin überschlagskritischen The sparking, however, not only leads to external arcing of the stack, but also to flashovers on the already flashover critical
Leiterplatten, auf denen die Steuerelemente angeordnet sind. Diese ei nzel nen Steuerelemente und die Distanzen auf den bekannten Leiterplatten besitzen bei den derzeitigen Anordnungen zwischen den Ei nzelfu nkenstrecken n icht die notwendige Spannu ngsfestigkeit bezogen auf die gesamte Restspannu ng des Abieiters, also der Spann ung, welche maximal über dem gesamten Abieiter auftreten kann. Kom mt es zu steileren Vorgängen, zum Zündverzug von einzelnen Teilfunkenstrecken, zur Schädigung einzel ner Isolationsstrecken oder von Bauteilen, kann die unzureichende Spannungsfestigkeit von Printed circuit boards on which the controls are arranged. These individual control elements and the distances on the known printed circuit boards in the current arrangements between the individual circuit sections do not have the necessary voltage resistance relative to the total residual voltage of the Abieiters, that is, the tension which can occur at most over the entire Abieiter. If it comes to steeper processes, the ignition delay of individual partial spark gaps, damage to individual insulation stretches or components, the insufficient dielectric strength of
Einzeikomponenten rasch überschritten werden . Dies kann bis zur Überlastung des gesamten Abieiters führen . Single-component can be exceeded quickly. This can lead to the overload of the entire Abieiters.
Bekannt aus der CN 101090197 A ist eine Stapelanordnung von Einzelelek¬ troden für Niederspannu ng mit elektrischer Anzeige und externen Steuer- bzw. Zündhilfen, bei denen im Strompfad der Steuerbzw. Zündhiife mindestens eine Sicherung bzw. eine Thermosicherung vorgesehen ist. Es wird eine Known from CN 101090197 A is a stack arrangement of Einzelelek ¬ electrodes for Niederspannu ng with electrical display and external control or ignition aids, in which the Steuerbzw in the current path. Zündhiife at least one fuse or a thermal fuse is provided. It will be one
Berechnungsformel für die entsprechend notwendigen und gleichg roßen Calculation formula for the necessary and the same size
Steuerkapazitäten angegeben . Control capacities indicated.
Zudem wird dort der Strom der Steuer- bzw. Zündhilfe und die Temperatu r im Bereich der Steuer- bzw. Zündhilfe überwacht, Bei dieser Ausführungsform besteht jedoch eine unzureichende Wärmekopplung zu den betroffenen In addition, the power of the control or ignition aid and the temperature in the area of the control or ignition aid is monitored there. In this embodiment, however, there is insufficient thermal coupling to the affected area
Bauteilen, so dass nur eine eingeschränkte Bewertung des thermischen Components, leaving only a limited evaluation of the thermal
Zustandes der Funkenstrecke möglich ist. Condition of the spark gap is possible.
Des Weiteren benötigt die elektrische Anzeige eine eigene Energieversorgung, die zusätzlichen Bauelemente beeinträchtigen die Funktion der Steuer- bzw. Zündhilfe und müssen sel bst spannungsfest ausgeführt sein. Trotz der verschiedenen Ausführungsformen der Kontaktierungsarten kann eine funkenfreie Steuerung nicht sicher gewährleistet werden und es ist stets die Integration einer fehleranfälligen Platine notwendig . Furthermore, the electrical display requires its own energy supply, the additional components affect the function of the control or ignition aid and must be carried out voltage-proof sel bst. Despite the various embodiments of the types of contacting a spark-free control can not be guaranteed secure and it is always the integration of an error-prone board necessary.
In der EP 0 905 840 Bl wird eine Mehrfachfunkenstrecke mit ohmscher, linearer oder nichtlinearer Widerstandsbeschaltung vorgestellt, bei der die erste Funkenstrecke so ausgebildet ist und deren Anode und Katode derart beabstandet si nd, dass eine relativ„niedrige" Ansprechspannung von In EP 0 905 840 Bl a multiple spark gap with ohmic, linear or non-linear resistance circuit is presented, in which the first spark gap is formed and whose anode and cathode are spaced such that a relatively "low" operating voltage of
beispielsweise maximai 4 kV erreicht wi rd . Die Kette aus Widerständen weist in Durchschaltrichtung vorzugsweise logarithmisch abnehmende Widerstandswerte auf. Auch dort wird die Kontaktierung über Kontaktfedern an die For example, maximai 4 kV is reached. The chain of resistors preferably has logarithmically decreasing resistance values in the switching-through direction. Also there is the contact via contact springs to the
Elektroden, welche vorzugsweise aus zylindrischen oder quaderförmigen, scharfkantigen Elementen bestehen, real isiert. Eine derartige Anordnung der Steuerelemente benötigt zur Positionierung der Einzelelemente immer eine externe Plati ne mit den frei angeordneten Kontaktfedern. Durch diese nicht stets funkenfreie Kontaktierung können auch alle anderen Teilfunkenstrecken des Abieiters beeinträchtigt werden und die Steuerelemente müssten eine ausreichende Spannungsfestigkeit besitzen, Zudem ist eine aufwendige Electrodes, which preferably consist of cylindrical or cuboid, sharp-edged elements, real isiert. Such an arrangement of Controls needed to position the individual elements always an external Plati ne with the freely arranged contact springs. By this not always spark-free contacting all other partial spark gaps of the Abieiters can be affected and the controls would have to have sufficient dielectric strength, also is a complex
Konstruktion und feh leranfäl lige Fertigung notwendig, um eine geeignete Zentrierung und damit Einhaltung der notwendigen Luft- und Kriechstrecken realisieren zu können. Design and faulty leranfäl production necessary to achieve a suitable centering and thus compliance with the necessary clearance and creepage distances.
Auch bei der DE 101 14 592 AI wird ei ne Berechnungsformel für d ie Also in DE 101 14 592 AI ei ne calculation formula for the ie
Dimensionierung der Steuerkondensatoren vorgeschlagen . Es wird dabei eine blitzstromtragfähige Funkenstrecke mit mehreren in Reihe geschalteten Funkenstrecken beschrieben, welche mit Impedanzen, insbesondere Dimensioning of the control capacitors proposed. In this case, a spark-current-carrying spark gap with a plurality of spark gaps connected in series is described, which with impedances, in particular
Kapazitäten beschä lten sind, so dass die Teüfunkenstrecken sukzessive durchschalten . Es werden dabei Impedanzen mit gleichen Dimensionen eingesetzt. Optional können den einzel nen Teüfunkenstrecken Varistoren parallel zugeordnet sein, um auch bei negativen Folgeblitzen den geforderten Schutzpegel einhalten zu können, Als eine wichtige Grundfunktionen des Abieiters wird das Fü hren und Löschen des Netzfolgestromes beschrieben. Zur Realisierung der beschriebenen Ausführung werden auf ei ner Platine a ngeordnete Steuerelemente mit einer unzureichenden Kontaktierung genutzt. Capacities are occupied so that the Tektrunkenstrecken successive switch through. In this case, impedances with the same dimensions are used. Optionally, the individual nen tufts sparkling Varistors be assigned in parallel to be able to comply with the required level of protection even with negative follow-up, As an important basic functions of the Abieiters the leading and clearing of the follower sequence is described. To implement the described embodiment are used on ei ner board a ngeordneten controls with insufficient contact.
Durch die Nachteile im Aufbau bekannter Abieiter und die unkontroilierbare Alterung wird die übliche und bei der Normprüfung relevante Ansprechspannung des Abieiters nur minimal beei nflusst. Die in der Praxis für den Schutz der Anlage relevante Restspannung des Abieiters wird jedoch nahezu unkontrollierbar, wodurch eine Gefährdung der Anlage nicht auszuschließen ist. Neben diesem Nachteil ist auch das Verhältnis zwischen Ansprechspan nung und Restspannung bei der bekannten Ableitergestaltung recht ungünstig und verschlechtert sich mit zunehmender Anzahl der Teüfunkenstrecken immer meh r. Due to the disadvantages in the construction of known Abieiter and the unkontroilierbare aging, the usual and relevant in the standard test operating voltage of Abieiters is only minimally beei nflusst. However, the relevant in practice for the protection of the system residual stress of Abieiters is almost uncontrollable, whereby a risk to the system can not be excluded. In addition to this disadvantage, the ratio between the response voltage and residual voltage in the known arrester design is quite unfavorable and worsens with increasing number of Teufunkenstrecken always meh r.
Die bisher häufig für Gleichstromanwendungen genutzten Funkenstrecken- technoiogien auf Basis des Hörnerprinzips bzw. Löschrohrprinzips haben den Nachteil, dass es im Anschluss einer Stoßstrombeiastung technologiebed ingt stets zum Fließen eines Netzfolgestromes kommt. Dieser Stromfluss kann konstruktiv nicht vermieden, sondern nur zeitlich begrenzt werden, da er gemäß dem bereits beschriebenen Gleichstromlöschprinzip zu nuil geführt wird, trotzdem werden alle Teile der Funkenstrecke während dieser Zeitdauer sowohl thermisch als auch mechanisch belastet und es kommt zu ei ner unvermeidbaren Alterung des Abieiters. Um über die vorgegebene Einsatzdauer ein möglichst alterungsstabiles Verhalten realisieren zu können, müssen die Konstruktionen derartiger Biitzstromableiter diese Belastungen und die damit einhergehende Alterung bzw. den Abbrand z.B. von den eingesetzten The spark gap technologies used hitherto for DC applications based on the horn principle or the extinguishing tube principle have the disadvantage that, following a surge current loading, the flow of a line follower current is always technologically driven. This current flow can not be avoided constructively, but only limited in time, as he According to the DC extinguishing principle already described is performed to nil, all parts of the spark gap during this period are both thermally and mechanically loaded and it comes to egg ner unavoidable aging of Abieiters. In order to be able to realize a behavior that is as resistant to aging as possible over the given period of use, the constructions of such Biitzstromableiter these loads and the associated aging or burn-off eg of the used
Isolierelementen beachten. Pay attention to insulating elements.
Bei den bekannten Produkten, welche nicht folgestromfrei ausgeführt sind, müssen beispielsweise die Fließeigenschaften von kostenintensivem PTFE als Trennstreckenmaterial beachtet werden. Da dieses Material unter Einwirkung von Wärme z.B. durch einen fließenden Folgestrom u nd den, durch die In the case of the known products which are not designed to be flow-free, for example, the flow properties of cost-intensive PTFE as parting line material must be taken into account. Since this material is exposed to heat, e.g. by a flowing sequence current and the, by the
Verschraubung der Stapelanordnung, stetig anstehenden Druck sich plastisch verformt und einzel ne Trennstrecken dadurch kurzgeschlossen werden können . Derartige Beeinträchtigung können durch die unzureichende Wärmekopplung eventuel l vorhandener Schutzeinrichtungen nicht detektiert und angezeigt werden, so dass bei einer erneuten Belastung die angeschmolzenen Kanten des Trennstreckenmaterials abreißen können und somit kei n definierter und möglichst spaltfreier Übergang zwischen den beiden Elektroden mehr gegeben und die unerwünschte Erhöhung des Schutzpegels unvermeidbar ist, Screwing the stack assembly, constantly rising pressure plastically deformed and can be shorted ne single separation sections thereby. Such impairment can not be detected and displayed by the insufficient heat coupling eventuel l existing protection devices, so that at a renewed load, the fused edges of the separation line material can tear off and thus kei n defined and possible gap-free transition between the two electrodes given more and the unwanted increase in Protection level is unavoidable,
Aus dem oben Genannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Funkenstrecke mit mehreren in Reihe geschalteten, in Stapelanordnung befindlichen Einzelfunkenstrecken, welche durch Isolierstoffscheiben voneinander beabstandet sind, anzugeben, die sich durch einen einfachen und fehlerresistenten Aufbau sowie eine sichere Montage From the above, it is therefore an object of the invention to provide a further developed spark gap with a plurality of series-connected, stacked individual spark gaps, which are spaced apart by Isolierstoffscheiben from each other, characterized by a simple and fault-resistant construction and secure installation
auszeichnet und die vorstehend erwähnten Nachteile vermeidet. Die Funkenstrecke soll in folgestromfreier Ausführung realisiert werden und mittels spannungsfesten und elektrisch voneinander isolierten Steuerimpedanzen gesteuert werden . Die erfindungsgemäße Funkenstrecke soll neben einer sicheren Funktionsweise selbst bei Alterung auch die Wahrscheinlichkeit der Ausbildung einer Kettenreaktion ei nes Außenüberschlags von Teilstrecken während hoher Spannungssteilheiten minimieren. distinguishes and avoids the disadvantages mentioned above. The spark gap should be realized in folgestromfreier design and controlled by voltage-proof and electrically isolated from each other control impedances. The spark gap according to the invention should minimize the probability of formation of a chain reaction ei Nes outer flashover of sections during high voltage gradients in addition to safe operation even with aging.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch eine Funkenstrecke mit mehreren in Reihe gescha lteten, in Stapelanordnung befindlichen Einzel- funkenstrecken gemäß der Merkmalskom bination nach Patentanspruch i, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen . The object of the invention is achieved by a spark gap having a plurality of series-connected stacked individual components. spark gaps according to the feature combination according to claim i, wherein the dependent claims comprise at least expedient refinements and developments.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Einzelfunkenstrecken jeweils aus zwei Scheibenelektroden bestehen, welche durch eine Isolierstoffscheibe voneinander beabsta ndet sind. Die Scheibenelektroden werden in einem It should be noted at this point that the individual spark gaps each consist of two disc electrodes, which are beabsta NEN by a Isolierstoffscheibe from each other. The disk electrodes are in one
Isolierkörper geführt und jeweils innerhalb dieses Körpers über eine Insulated guided and each within this body via a
Federkontaktierung mit einem integrierten Steuerelement verbunden . Hieraus ergibt sich, dass die einzelnen Teilfunkenstrecken, welche in Rei he geschaltet werden, jeweils aus zwei Isol ierstoffelementen m it je einer integrierten Spring contact connected to a built-in control. It follows that the individual partial spark gaps, which are connected in Rei he hey, each of two insulating ierstoffelementen m with one integrated
Scheibenelektrode bestehen und durch eine Isolierstoffscheibe, z. B. aus Disc electrode and pass through an insulating disc, z. B. off
Vulkanfiber, voneinander beanstandet sind . Diese, jeweils zwischen zwei Scheibenelektroden bzw. zwei Isolierstoffelementen angeord nete Isolierstoffscheibe bildet durch ihre kreisrunde Ausnehmung zum einen die benötigte Distanz bzw. Überschlagsstrecke für eine entsprechende Teilfunkenstrecke und zum anderen einen ausreichenden Überstand im Randbereich, um einen ungewollten Außenüberschlag zu vermeiden . Vulkanfiber, are spaced from each other. This, each between two disc electrodes or two insulating angeord designated insulating disk forms by their circular recess on the one hand, the required distance or flashover distance for a corresponding spark gap and on the other hand, a sufficient supernatant in the edge region, to avoid unwanted outer flashover.
Ei n Isolierstoffelement bei nhaltet jeweils eine Scheibenelektrode und An insulating element in each case contains a disk electrode and
Federelemente zur Kontaktierung des Steuerelements . Über die Federelemente ist das Steuerelement jeweils mit der Scheibenelektrode und dem Führungselement verbunden und wird bevorzugt a l lseitig vom Isolierstoffelement umschlossen. Dies kann z. B. durch eine Einstecktasche oder auch Spring elements for contacting the control. About the spring elements, the control is respectively connected to the disc electrode and the guide member and is preferably a l lseitig enclosed by the insulating material. This can be z. B. by a pocket or
entsprechend dem später geschilderten Ausführungsbeispiel durch ein according to the later described embodiment by a
Filmscharnier realisiert werden . Diese quasi u mschl ießende Integration des Steuerelements in das Isolierstoffelement und die Abschottung der Film hinge can be realized. This quasi-integrating integration of the control element in the insulating material and the foreclosure of the
Kontaktverbindungen untereinander dient der Reduzierung der Gefahr von ungewol lten Außenüberschlägen . Contact connections with each other is used to reduce the risk of unwol lten external flashovers.
Die erfi ndungsgemä ße Funkenstrecke, welche vorzugsweise für Gleichstromanwendungen nutzbar ist, basiert a uf einer a n sich bekannten Stapelanordnung von Einzelelektroden mit externer Potentialsteuerung mittels The spark gap according to the invention, which is preferably usable for DC applications, is based on a known stack arrangement of individual electrodes with external potential control by means of
Impedanzen . Die Anzahl der Trennstrecken ist so gewählt, dass bis zur Höhe der zulässigen maximalen Betriebsspannung das Verhalten der Funkenstrecke beim Ansprechen quasi folgestromfrei ist. Die Konstruktion der Funkenstrecke ist einfach und preisgrünstig sowie modular an die jeweilige Niederspannungs- ebene anpassbar. Mit der Erfindung wird das Ziel einer minimalen Restspannung sowie eines vereinfachten Montageverfahrens erreicht. Impedances. The number of separation sections is selected so that the behavior of the spark gap when responding quasi folgestrom free up to the height of the maximum operating voltage. The design of the spark gap is simple and inexpensive and modular to the respective low-voltage level customizable. With the invention, the goal of a minimum residual stress and a simplified assembly process is achieved.
Die notwendigen Funktionselemente der Teilfunkenstrecken wie z. B. The necessary functional elements of the partial spark gaps such. B.
Graphitscheiben mit Steuerelementen und Trennstrecken werden als Graphite discs with controls and dividers are called
Einzelmoduie konzipiert und von den funktionsbedingten Belastungen wie Druck, Berußung und so weiter freigehalten, so dass sich hierdurch eine Alterungsstabilität und hohe Qualität der gesamten Funkenstrecke ergibt. Single module designed and kept free of the functional loads such as pressure, Berußung and so on, so that this results in an aging stability and high quality of the entire spark gap.
Erfindungsgemäß werden die zur Bildung einer der jeweiligen Einzelfunkenstrecken erforderlichen ring- oder kreisförmigen Elektroden in jeweils ei nen Isolationskörper eingesetzt und von diesem zentriert gehalten, wobei sich die jeweilige Isolierstoffscheibe zwischen den Isolationskörpern befindet und von diesen fixiert ist. Zur Aufnahme und Zentrierung der Elektroden ist im According to the invention required for the formation of one of the respective individual spark gaps annular or circular electrodes are inserted into each egg nen insulation body and kept centered by this, wherein the respective insulating disc is located between the insulating bodies and is fixed by these. For receiving and centering the electrodes is in
Isolationskörper eine Ausnehmung vorhanden, deren Form der Kontur der jeweiligen Elektrode komplementär ist, wobei die Ausnehmung innenumfangs- seitig mindestens teilweise nachgiebige, federnde Zentriervorsprünge oder Zentriernasen besitzt. Durch die jeweilige Zuordnung der Steuerelemente und eine geeignete Zentrierung der einzelnen Scheibenelektroden sowie der dazwischen befindlichen Isolierstoffscheiben wird die Verschiebung der funktionsrelevanten Einzelelemente untereinander vermieden . Dadurch kann eine sichere Druckkontaktierung der einzelnen Teüfunkenstreckenelemente und damit der Gesamtableiterfunktion rea lisiert werden . Isolation body has a recess whose shape is complementary to the contour of the respective electrode, wherein the recess on the inner peripheral side has at least partially compliant, resilient centering projections or centering. By the respective assignment of the controls and a suitable centering of the individual disc electrodes and the interposed Isolierstoffscheiben the shift of the functionally relevant individual elements with each other is avoided. As a result, a secure pressure contact of the individual Teufunkstreckenelemente and thus the Gesamtableiterfunktion rea lisiert.
Diese Zentriervorsprünge oder Zentriernasen können bei der Herstellung des Isolationskörpers z.B. durch Spritztechnik angeformt und ausgebildet werden. These centering projections or centering noses can be used in the manufacture of the insulating body, e.g. molded and formed by injection molding.
Die jeweiligen Isolationskörper weisen ei nen radialen Fortsatz oder eine entsprechende Anformung auf, welcher bzw. weiche mindestens eine The respective insulating body have egg nen radial extension or a corresponding Anformung, which soft or at least one
Kontaktfeder für eine insbesondere randseitige Kontaktierung der jeweiligen Elektrode aufnimmt. Die Kontaktfeder reicht hierbei mindestens teilweise in die Ausnehmung hinein, um die gewünschte Kontaktierung der Elektrode zu gewährleisten. Contact spring for a particular edge-side contacting the respective electrode receives. The contact spring extends at least partially into the recess in order to ensure the desired contacting of the electrode.
Der jeweilige Isolationskörper weist insbesondere im Bereich des radialen Fortsatzes ei n Filmscharnierteil auf, welches von einer Öffnungs- in eine Schließposition bewegbar ist. Das Filmscharnierteil besitzt mindestens eine Ausformung oder Öffnung, um mindestens eines der jeweiligen Steuerelemente aufzunehmen . The respective insulating body has in particular in the region of the radial extension egg n n film hinge part, which is movable from an opening to a closed position. The film hinge member has at least one formation or opening for receiving at least one of the respective controls.
Diese Ausformung oder Öffnung kan n eine unterschiedliche geometrische Gestalt für entsprechend unterschiedliche, verwechslungssicher gehaltene Steuerelemente besitzen . This shape or opening kan n have a different geometric shape for correspondingly different, confusion-held controls.
Das mindestens ei ne der jeweiligen Steuerelemente wird über die mindestens eine Kontaktfeder elektrisch angeschlossen . Thermisch und mechanisch anfäliige Lötverbindungen können in Fortfall kommen. The at least ei ne of the respective controls is electrically connected via the at least one contact spring. Thermally and mechanically vulnerable solder joints can be omitted.
Am radialen Fortsatz des Isolationskörpers, von der Kontaktfeder beabstandet, ist eine Aufnahme für ein weiteres federartiges Kontaktelement vorgesehen, wobei der Abstand und die Lage zwischen dem elektrodenfernen Ende der Kontaktfeder und dem zweiten Kontaktelement der Position der Anschl üsse des jeweiligen Steuerelements entspricht. At the radial extension of the insulating body, spaced from the contact spring, a receptacle for a further spring-like contact element is provided, wherein the distance and the position between the electrode distal end of the contact spring and the second contact element corresponds to the position of the terminals of the respective control.
Das zweite Kontaktelement kann dabei in einen Aussparungsraum hineinreichen, der eines der die Stapelanordnung verbindenden Elemente, z. B. einen Niet oder eine Schraube, aufnimmt. Hierdurch ist eine entsprechende The second contact element may extend into a recess space, one of the stack assembly connecting elements, for. B. a rivet or a screw receives. This is a corresponding
Kontaktierung und Bildung der Reihenschaltung der Stapelanordnung in leichter Weise gegeben . Contacting and formation of the series connection of the stack arrangement given in an easy way.
Erfindungsgemäß ist durch die Zentrierung mittels der Zentriernasen oder Zentriervorsprünge ein umlaufender Luftspalt zwischen der jeweiligen According to the invention by centering means of centering or centering a circumferential air gap between the respective
Elektrode und dem jeweiligen Isolationskörper gegeben . Dieser Spalt dient zum einen als Druckausgleichsraum und bildet einen Bereich zur gezielten, nicht störenden Berußung. Bei Bedarf können zusätzliche Entlüftungskanäle innerhalb der Konstruktion integriert werden, Given electrode and the respective insulation body. This gap serves on the one hand as a pressure equalization chamber and forms an area for targeted, non-disturbing Berußung. If required, additional ventilation channels can be integrated within the structure,
An die Isolationskörper sind darüber hinaus ober- und unterseitig jeweils im Stapel kom plementäre, lagersichernde Vor- und/oder Rücksprünge ausgebildet, insbesondere angeformt. In addition to the insulating body, top and bottom side in each case in the stack complementary, bearing-securing projections and / or recesses are formed, in particular integrally formed.
Die Isolierstoffscheiben weisen eine zu den jeweiligen Elektroden weisende Öffnung zur Bildung einer Distanz- oder Trennstrecke auf. Die ebenfalls notwendige äußere Isolationsstrecke wi rd durch eine ausreichende The Isolierstoffscheiben have an opening facing the respective electrodes opening to form a distance or separation distance. The same necessary outer insulation distance wi rd by a sufficient
Überlappung im Randbereich bezogen auf die Scheibenelektrode sichergestellt. Overlapping in the edge area based on the disc electrode ensured.
Darüber hinaus besitzen bei einer Ausführungsform die Isolierstoffscheiben einen Erweiterungsabschnitt mit einer J ustierungsaussparung, die auch zu r Lagesicherung im Stapelverbund dient. In addition, in one embodiment, the Isolierstoffscheiben have an extension section with a J ustierungsaussparung, which also serves to r position assurance in the stack composite.
Die Isolierstoffscheiben weisen bei ei ner bevorzugten Ausführungsform jeweils ei ne Dicke von ca . < 300 m auf und bestehen z. B. aus einem Vulkanfiber- material. The Isolierstoffscheiben have in ei ner preferred embodiment each ei ne thickness of approx. <300 m and consist of z. B. from a Vulkanfiber- material.
Mindestens Teile oder Abschnitte des Isoiationskörpers bestehen aus einem wärmeieitenden Kunststoffmaterial, so dass die im Überschiagsfail entstehende therm ische Energie sicher und schnell nach außen abgeführt werden kann . At least parts or portions of the Isoiationskörpers consist of a wärmeieitenden plastic material, so that the resulting in Überiagsfail thermic energy can be safely and quickly dissipated to the outside.
Die Spannungsfestigkeit der Steuerelemente ist größer oder gleich dem maximal auftretenden Schutzpege! gewählt. The dielectric strength of the control elements is greater than or equal to the maximum protection grade! selected.
Die Impedanzwerte mindestens einiger der jeweiligen Steuerelemente sind fünf- bis zeh nmal größer als die Längskapazität der Stapelanordnung . The impedance values of at least some of the respective control elements are five to ten times greater than the longitudinal capacity of the stack arrangement.
Die Isolationskörper können m indestens teilweise fa rbkodiert werden, um bezogen auf deren Anordn ung in der Stapelanordnung u nd Reihenschaltung Verwechslungen zu vermeiden . The insulating bodies may be partially coded at least in part in order to avoid confusion with regard to their arrangement in the stack arrangement and series connection.
Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist eine thermisch sensible Überlastanzeige, z. B. ausgebildet als Lottrennstel le, vorhanden . In one embodiment of the invention is a thermally sensitive overload indicator, z. B. formed as Lottrennstel le available.
Die Ansprechspannungen der Einzelfunkenstrecke liegen bei kleiner 1500 V. Die vorerwähnten um laufenden Zentriernasen oder Zentriervorsprünge, die in ihrer Eigenschaft Federelemente darstellen, dienen dem Ausgleich im Falle von Druckbelastungen des Stapels. Bei einer weiteren Variante besteht die The Ansprechspannungen the Einzelfunkenstrecke are less than 1500 V. The aforementioned order ongoing centering or Zentriervorsprünge that represent in their capacity spring elements, the compensation in the event of pressure loads of the stack. In a further variant, the
Möglichkeit, die Steuerelemente und deren Kontaktierung als Einlegeteile für ei n Spritzgussverfahren auszuführen . Possibility to perform the controls and their contacting as inserts for ei n injection molding.
Die Impedanzwerte der einzelnen Steuerelemente können in Abhängigkeit von der konkreten mechanischen Konstruktion und/oder mit Blick auf die ei nge- setzten Materialien dimensioniert werden . Wie dargelegt, liegt der Impedanzwert der Steuerelemente fünf- bis zehnmal höher als die Längskapazität der Anordnung, wobei der Impedanzwert der letzten Teiifunkenstrecke im The impedance values of the individual control elements can be varied depending on the specific mechanical construction and / or with regard to the individual control elements. be dimensioned materials. As stated, the impedance value of the controls is five to ten times higher than the longitudinal capacitance of the device, with the impedance value of the last partial spark gap in the
Durchschnitt erneut um den Faktor 5 bis 10 mal höher als derjenige der übrigen Steuerelemente ist. Bei der erfindungsgemäßen Lösung wird ein Verhältnis zwischen Rest- und Ansprechstoßspannung kleiner 2, 5 erreicht. Average again by a factor of 5 to 10 times higher than that of the other controls. In the solution according to the invention a ratio between residual and Ansprechstoßspannung smaller 2, 5 is reached.
Für die Kontaktierung zu ei nem Außenanschluss wird bei einer bevorzugten Ausführungsform eine sogenannte Tox-Clinchtechnologie, d. h. ein For contacting with an external connection, in a preferred embodiment, a so-called tox-clinching technology, i. H. one
Durchsetzfügen genutzt, und zwar gegebenenfal ls in Verbindung mit einer Toleranzausgleichsfläche. Punching used, and possibly in conjunction with a tolerance compensation surface.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden. The invention will be explained below with reference to an embodiment and with the aid of figures.
Hierbei zeigen : Hereby show:
Fig. 1 eine Prinzipdarstell ung einer Stapelfunkenstreckenanordnung gemäß dem Stand der Technik; Fig. 1 is a Prinzipdarstell ung a stacked spark gap arrangement according to the prior art;
Fig. 2a und 2b eine Darstellung des erfindungsgemäßen Isolationskörpers mit Fig. 2a and 2b a representation of the insulation body according to the invention with
Filmscharnier im geöffneten Zustand (Fig. 2a) und im geschlossenen Zustand mit noch nicht eingesetzter Elektrode (Fig . 2b);  Film hinge in the open state (Figure 2a) and in the closed state with not yet inserted electrode (Figure 2b).
Fig . 3 eine Darstell ung eines Funkenstrecken-Überspannungsableiter- steckteils mit einer noch nicht vollständig kompletten Stapelanordnung von Isolationskörpern mit den entsprechenden Elektroden und Fig. 3 shows a representation of a spark gap surge arrester plug-in part with a not yet complete complete stack arrangement of insulating bodies with the corresponding electrodes and
Isolierstoffscheiben sowie angedeuteten Verbi ndungselementen und  Isolierstoffscheiben and indicated Verbi ndungselementen and
Fig . 4 eine Darstellung der kompletten Stapelfunkenstrecke mit Au ßenanschlüssen, die Steckkontaktflächen umfassen einschließlich einer Toleranzausgleichsfläche an einem der Außenkontakte. Fig. 4 is an illustration of the complete stacked spark gap with external connections that comprise plug contact surfaces, including a tolerance compensation surface on one of the external contacts.
Zur Beseitigung der Nachteile des Standes der Technik wird erfindungsgemäß ein afterungsstabiler Biitzstromableiter in einer folgestromfreien Ausführung mit zugleich niedriger Ansprech- und Restspannung vorgeschlagen . Die To eliminate the disadvantages of the prior art, an anti-static Biitzstromableiter is proposed in a folgestromfreie execution with at the same time low response and residual stress according to the invention. The
Funktionselemente der Teilfunkenstrecken wie Graphitscheiben, Steuer- elemente und Trennstrecken werden als Einzelmodule konzipiert und von sonstigen Belastungen wie Druck und Berußung entkoppelt und daher diesbezüglich nicht beeinträchtigt. Functional elements of the partial spark gaps such as graphite disks, control Elements and separation sections are designed as individual modules and are decoupled from other loads such as pressure and illumination and therefore not impaired in this regard.
Dabei wird in einer folgestromfreien Ausführung auf der Basis der Reihenschaltung von Teilfunkenstrecken mit zusätzlichen Steuerelementen ausgegangen. Es wird hierdurch ein Abieiter erhalten, bei dem es nicht zum Fließen eines Folgestroms kommen kann, selbst dann nicht, wenn eine Stoßstrombelastung vorliegt, da die vorhandene Gegenspannung der Funkenstrecke zu jedem Zeitpunkt größer ist als die anliegende Netzspann ung. It is assumed in a folgestromfreien execution on the basis of the series connection of partial spark gaps with additional controls. It is thus obtained a Abieiter, in which it can not come to a flow of a following current, even if there is a surge current load, since the existing reverse voltage of the spark gap is greater at any time than the applied Netzspann ung.
Durch die folgestromfreie Ausführung des erfindungsgemäßen Abieiters ergeben sich mehrere Vorteile. Alle wesentlichen Elemente werden nicht einer Langzeitbelastung in Form eines Foigestroms ausgesetzt und somit a uch nicht unnötig thermisch und/oder mechanisch belastet. Durch die Vermeidung eines Folgestroms können wichtige Funktionsteile innerhal b des Abieiters auf die Blitzstromtragfähigkeit und den Schutzpegel entsprechend angepasst und dimensioniert werden. The folgestromfreie execution of Abieiters invention, several advantages. All essential elements are not exposed to a long-term load in the form of a Foigestroms and thus a uch not unnecessarily thermally and / or mechanically loaded. By avoiding a follow-on current important functional parts can be adjusted and dimensioned inside the absorber to the lightning current carrying capacity and the protection level.
Eine folgestromfreie Ausführungsform wird durch eine entsprechend A folgestromfreie embodiment is replaced by a corresponding
dimensionierte Anzahl an Teilfunkenstrecken in einer Reihenschaltung erreicht. Eine ei nzel ne Teilfunkenstrecke besteht dabei vorzugsweise aus zwei dimensioned number of partial spark gaps achieved in a series circuit. A ei nzel partial spark gap preferably consists of two
scheibenförmigen Elektroden und einem Distanzelement, beispielsweise in Ringform aus einem hochohmigen oder isolierenden Material. disk-shaped electrodes and a spacer element, for example in ring form of a high-resistance or insulating material.
Durch die folgestromfreie Ausführung und die damit geringere thermische und/oder mechanische Belastu ng der Einzelkomponenten kann das Material bzw. die Dicke für die jeweiligen Trennstrecken freier gewählt werden. Durch die Vermeidung eines Folgestroms wird insbesondere eine thermische By folgestromfreie execution and thus lower thermal and / or mechanical Belastu ng the individual components, the material or the thickness for the respective separation sections can be chosen freely. By avoiding a follow-on stream is in particular a thermal
Verformung bzw. Beeinträchtigung des Trennstreckenmaterials im Randbereich vermieden, da üblicherweise sich die Folgestromlichtbögen vorzugsweise als kontrahierender Lichtbogen im Randbereich ausbilden . Deformation or impairment of the parting line material avoided in the edge region, since usually the follow current arcs preferably form as a contracting arc in the edge region.
In einfacher Weise werden Elektroden ohne zusätzliche äußere Isolation genutzt, wobei die Überstände des Trennstreckenmaterials ausreichend groß gewählt sind, um Überschläge von einzelnen Teilfunkenstrecken und/oder der gesamten Reihenschaltung zu vermeiden . Erfindungswesentlich kann auch die Elektrode mit einer spaltfrei aufgebrachten äußeren Isolation, z.B. aus Epoxydharz, technischem Glas oder Lack, überzogen werden, um die erforderliche Gleit- und Luftstrecke innerhalb des Abieiters reduzieren zu können . In a simple manner, electrodes are used without additional external insulation, the supernatants of the separating gap material being chosen to be sufficiently large in order to avoid flashovers of individual partial spark gaps and / or of the entire series connection. It is also essential to the invention that the electrode can be coated with a gap-free outer insulation, for example made of epoxy resin, technical glass or lacquer, in order to be able to reduce the required sliding and air gap within the drain.
Zur Einhaltung der normativen Anforderu ngen und dem Wunsch nach einer möglichst klei nen Ansprech - und Restspannung der Gesamtanordnung, werden die einzelnen Teilfun kenstrecken so dimensioniert, dass die Impulsansprechspannu ng kleiner 1500 V beträgt. Um derartig kleine Werte realisieren zu können, wird der Abstand zwischen den beiden Elektroden der jeweiligen Teilfunkenstrecken minimiert. Durch die erfindungsgemäße folgestromfreie Ausführung werden der Abieiter und somit die einzelnen Elektrodenscheiben überwiegend mit Im pulsströmen belastet. In order to comply with the normative requirements and the desire for the smallest possible response and residual voltage of the overall arrangement, the individual partial spark gaps are dimensioned so that the impulse response voltage is less than 1500V. In order to be able to realize such small values, the distance between the two electrodes of the respective partial spark gaps is minimized. Due to the folgestromfreie execution according to the invention, the Abieiter and thus the individual electrode discs are predominantly charged with pulse currents.
Ein solcher Impulsstrom lichtbogen bildet sich meist diffus aus und besitzt mehrere Lichtbogenfußpun kte, so dass es zu kei ner punktuellen Überlastung, wie bei einem Folgestromlichtbogen, a uf der Elektrodenfläche kommt. Durch den diffusen Lichtbogen wird z. B. eine Sublimierung der vorzugsweise eingesetzten Graphitelektroden vermieden und es können, ohne Beeinträchtigung auf das Gesamtverhalten des Abieiters, kleinere Trennstreckendicken genutzt werden . Als besonders geeignet haben sich hierbei Elektrodenabstände von kleiner 300 pm herausgestel lt.  Such a pulse current arc usually forms diffuse and has a number of Lichtbogenfußpun kte, so that it comes to kei ner punctual overload, as in a follow-current arc, a uf on the electrode surface. Due to the diffuse arc z. As a sublimation of the graphite electrodes preferably used avoided and it can be used without affecting the overall behavior of the Abieiters, smaller separation line thicknesses. Electrode spacings of less than 300 pm have proven to be particularly suitable.
Bei den Lösungen des Sta ndes der Techni k, wie anhand der Fig . 1 im Prinzip dargestellt, werden Elektroden 4 und isolierende Trennstrecken 3 durch äußere Führungen 5 a us Isolationsmateria l untereinander lagegesichert. Dies erfordet eine aufwendige Konstruktion mit minimalen Toleranzen, wodurch u.a . auch die Montage erschwert ist. In the solutions of the state of the art, as shown in FIG. 1 shown in principle, electrodes 4 and insulating separation sections 3 are secured in position by external guides 5 a Isolationmateria l with each other. This requires a complex construction with minimal tolerances, which u.a. also the assembly is difficult.
An den äußeren Füh rungen aus Isolatiomsmaterial liegen die Elektroden 4 unmittelbar an, wodurch diese Führungen bzw. der gesamte isolierende Halter und damit unvermeidbare Gleitstrecken unmittelbar einer Berußung ausgesetzt sind. At the outer Füh ments of Isolatiomsmaterial the electrodes 4 are directly on, causing these guides or the entire insulating holder and thus unavoidable sliding are exposed directly to a Berußung.
Derartige bekannte Abieiter sind in Reiheneinbaugehäuse i ntegrierbar, welche häufig aus einem Unterteil 1 und ei nem steckbaren Oberteil 2 bestehen . Die vorerwähnte Berußung und/oder eine thermische Belastung ist beim Stand der Tech nik durch ei ntretende Folgeströme begünstigt, wodurch insbesondere bei großen Spannungssteilheiten sowie infolge von Aiterungserscheinungen alternative Gteitstrecken bzw. Überschlagsstrecken genutzt werden, so dass die ursprünglich gewünschte Ableiterfunktion nur noch eingeschränkt zur Verfügung steht. Such known Abieiter are i ntegrated in series housing, which often consist of a lower part 1 and egg nem pluggable upper part 2. The aforementioned Berußung and / or a thermal load is fostered by ei ntretende subsequent streams in the prior Tech, which alternative Gteitstrecken or flashover distances are used especially for large voltage gradients and as a result of Aiterungserscheinungen, so that the originally desired arrester function is only limited available ,
Einzel ne Elemente der Stapelanordnung sind durch die äußeren Führungen insgesamt untereinander gehalten und mit separaten Steuerpiatinen 6 versehen, welche ein großes Fehlerpotential aufweisen. Infoige funktionsbedingter Druckbelastungen, z. B. während eines Blitzimpulsstroms, kann mit einer derartigen Konstruktion keine exakte Lage der Elemente zueinander und/oder zu den Steuerelementen gewährleistet werden. Die Impulsbelastungen führen gemäß dem Stand der Technik bei stark verspannten und einer nahezu vollständigen Abdichtung zwischen den Scheibenelektroden 4 und den Isolationsringen 3 bei Funktion des Abieiters zu einer unnötig hohen Druckbelastung . Das unkontroll ierte Ausblasen von Rückständen infolge des Lichtbogenabbrands führt dann zu einer direkten und im Allgemeinen flächendeckenden Berußung der Isolationsringe, wodurch die ohnehi n niedrige äußere Überschiagssicherheit weiter sinkt. Single ne elements of the stack assembly are held together by the outer guides with each other and provided with separate Steuerpiatinen 6, which have a high potential for failure. Infoige function-related pressure loads, z. B. during a lightning impulse current, can not be guaranteed with such a construction, no exact position of the elements to each other and / or to the controls. The impulse loads lead according to the prior art in strongly strained and a nearly complete seal between the disc electrodes 4 and the insulation rings 3 in function of the Abieiters to an unnecessarily high pressure load. The uncontrolled iert blowout of residues due to the arc erosion then leads to a direct and generally nationwide Berußung the insulation rings, whereby the already low n outer Überiagsicherheit further decreases.
Durch ein quasi Atmen des Stapels während der Belastung gelangt außerdem ionisiertes Gas bzw. Plasma unkontolliert in den besonders übersch lagsgefährdeten äußeren Bereich . Damit die bisherigen Konstruktionen auch nach der Belastung mit hohen Drücken möglichst häufig in den Ausgangszusta nd zurückfinden und eine irreversible Lockerung von vorhandenen Schraubverbindungen spät einsetzt, werden relativ starre und platzraubende By a quasi-breathing of the stack during the load also passes ionized gas or plasma uncontrolled in the particularly lags vulnerable outer area. Thus, the previous constructions as often as possible find their way back to the Ausgangszusta even after the load with high pressures and uses an irreversible loosening of existing screw late, are relatively rigid and space-consuming
Konstruktionen zur Fixierung der Schrauben benötigt. Dies führt zu einem höheren Platzbedarf. Die äußeren Anschl usselektroden benötigen aufg rund der bei dieser Konstruktion unvermeidbaren Verspannungen eine Dicke, welche deutlich größer ist, als die bei verspannungsfreier Führung ausschließlich zur Beherrschung der Impulströme notwendig ist. Auch dies führt zu ei nem höheren Platzbedarf und einem gestiegenen Materialaufwand. Aufgrund der vorstehend geschilderten ma ngelhaften Konstruktion ist die Auswahl des Trennstreckenmaterials und deren Dicke stark begrenzt, wodurch der verfügbare Raum innerhalb bekannter Gehäuse für Reiheneinbaugeräte weiter reduziert wi rd . Bisherige Schraubverbindungen besitzen eine Schraubrichtung 7, die dazu dient, den Gesamtstapel unter einer gewissen Vorspannung zu halten . Diese Schraubrichtung 7 ist gleich der Druckrichtung 7 infolge des Lichtbogens, Durch den gleichen Richtungssinn ist ein Lösen der Schraubverbindung in Abhängigkeit der Belastungsanzahl nahezu unvermeidbar. Constructions for fixing the screws needed. This leads to a higher space requirement. The outer terminal electrodes require a thickness which is significantly greater than that required for tension-free guidance, exclusively for controlling the pulse currents, around the unavoidable stresses in this construction. This also leads to egg nem higher space requirements and an increased cost of materials. Due to the above-described mangled construction, the selection of the parting material and its thickness is severely limited, further reducing the available space within known housings for DIN rail mounted devices. Previous screw connections have a screwing direction 7, which serves to keep the overall stack under a certain prestress. This screwing direction 7 is equal to the pressure direction 7 as a result of the arc, by the same direction sense, a loosening of the screw connection as a function of the load number is almost inevitable.
Durch die Wirkung der Druckachse in Stapeirichtung, die Aufweitung des Stapels sowie die notwendigen Maße für eine stabile Halterkonstruktion sind den Ausführungsmöglichkeiten der Funkenstrecke gemä ß Stand der Technik als Steckmodul deutliche Grenzen gesetzt, da die notwendigen Steckkräfte nach mehreren Belastungen infolge der Aufweitung der Konstruktion steigen bzw. auch der zwangsweise auftretende Toleranzausgleich zu berücksichtigen ist, was bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht der Fall ist. Due to the effect of the pressure axis in Stapeirichtung, the expansion of the stack and the necessary dimensions for a stable holder construction the execution possibilities of the spark gap gemä ß state of the art as a plug-in module clear limits, as the necessary insertion forces rise after several loads due to the expansion of the structure or ., the forcibly occurring tolerance compensation is to be considered, which is not the case with the inventive solution.
Durch den Einsatz von Kontaktieru ngselementen 8 aus Federmaterial für die jeweiligen Steuerelemente können die einzelnen Elektroden 4 durch die bisher unvermeidbare Lockerung untereinander und/oder in Bezug auf die durch die gleichen Führungen gehaltenen Distanzränge verschoben werden, so dass ein ausreichender Abstand nicht immer gewährleistet ist und die Gefahr von Außenüberschlägen besteht. By using Kontaktieru ngselementen 8 of spring material for the respective controls, the individual electrodes 4 can be moved by the previously unavoidable loosening each other and / or with respect to the held by the same guides distance ranks, so that a sufficient distance is not always guaranteed and the danger of external rollovers exists.
Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform werden die Trennstrecken bzw. Distanzringe und die Elektroden der einzelnen Teilfunkenstrecken sicher vonei nander beabstandet, isoliert und separat zentriert. In the embodiment of the invention, the separation distances or spacers and the electrodes of the individual partial spark gaps are securely spaced from each other, isolated and centered separately.
Gemäß den Darstell ungen nach den Fig. 2a und 2b wird die Zentrierung durch den Ei nsatz eines Isolationselements bzw. Isolationskörpers 19 mit einem Fiimscharnier 9 für jede einzelne Elektrode 12 gewährleistet. According to the Darstell according to FIGS. 2a and 2b, the centering is ensured by the egg rate of an insulating element or insulating body 19 with a Fiimscharnier 9 for each electrode 12.
In einer Ausnehmung des Isolationskörpers 19 befinden sich umlaufende Zentriernasen, z,B, ausgebildet als Federelemente 10, welche die einzelnen Elektroden 12 positionieren . In a recess of the insulating body 19 are circumferential centering, z, B, formed as spring elements 10, which position the individual electrodes 12.
Das an jedem Isolationskörper 19 befindl iche Filmscharnier 9 weist Öffn ungen auf, die Steuerelemente 11, z. B. ausgeführt als oberflächenmontierbare The on each insulating body 19 befindl Ie film hinge 9 has openings on openings, the controls 11, z. B. executed as a surface mountable
Bauelemente, aufnehmen . Es wird also in ei ner bevorzugten Ausführungsform auf eine separate Plati ne zur Befestigung notwendiger Steuerelemente wie Impedanzen, Varistoren und so weiter verzichtet, um ein diesbezügliches Fehierpotentiai auszuschließen . Components, record. It is thus in egg ner preferred embodiment waived a separate Plati ne for attaching necessary controls such as impedances, varistors and so on to exclude a related Fehierpotentiai.
Vorzugsweise eingesetzte keramische Bauelemente a ls Steuerelemente 11 können jeweils direkt in das Filmscharnier 9 integriert werden . Kontaktfedern 13, weiche für eine sichere Kontaktierung der Steuerelemente 11 zu den einzel nen Elektroden 12, aber auch zu einem Bezugspotentäa! notwendig sind, werden in das Fil mscharnier 9 eingesetzt und sicher positioniert und isoliert gehalten . Preferably used ceramic components a ls controls 11 can each be integrated directly into the film hinge 9. Contact springs 13, soft for a secure contact of the controls 11 to the individual nen electrodes 12, but also to a Bezugspotentäa! are necessary, are used in the Fil mscharnier 9 and securely positioned and kept isolated.
Durch die umlaufenden Federelemente 10 an der Innenseite des Isolationskörpers 19 wird die jeweilige Elektrode 12 an die jeweilige Kontaktfeder 13 und das zugehörige Steuerelement 11 gedrückt, so dass eine funkenfreie Kontaktierung gewährleistet ist und keine anfällige Lotverbindung notwendig wi rd . By the circumferential spring elements 10 on the inside of the insulating body 19, the respective electrode 12 is pressed against the respective contact spring 13 and the associated control element 11, so that a spark-free contact is ensured and no prone solder joint necessary wi rd.
Durch die Kontaktierung über die umlaufenden, nachgiebigen, elastischen, insbesondere Federelemente 10 ist auch teileiastisches Verhalten gegeben, um die keramischen Steuerelemente 11 vor eventuell auftretenden Verspannungen sicher zu schützen und Druckbelastungen auszugleichen . By contacting over the circumferential, resilient, elastic, in particular spring elements 10 also semi-elastic behavior is given to safely protect the ceramic controls 11 from any tension and compensate pressure loads.
Durch den Ei nsatz des Isolationskörpers 19 mit Fiimscharnier 9 wird ein sehr gutes Überlappungsverhältnis zur Vermeidung von Gleitüberschiägen sowie eine optimale Zentrierung der einzelnen Elektroden gemäß der Darstellung nach Fig . 3 geschaffen . By the egg set of the insulating body 19 with Fiimscharnier 9 is a very good overlap ratio to avoid Gleitüberschiägen and optimal centering of the individual electrodes according to the illustration of FIG. 3 created.
Die notwendige Beabstandung und somit elektrische Isolierung zwischen zwei aufei nanderfolgenden Elektroden 12, welche jeweils in separaten Isolationskörpern 19 zentriert werden, ist durch ein Distanzelement bzw., durch The necessary spacing and thus electrical insulation between two aufei successive electrodes 12, which are each centered in separate insulating bodies 19, by a spacer element or, by
Trennstrecken in Platten- oder Scheibenform (Bezugszeichen 14) gewährleistet. Die entsprechenden Isolierstoffscheiben 14 weisen eine zur jeweiligen Elektrode 12 weisende Öffnung zur Bildung der Distanz- bzw. Trennstrecke auf. Die Isolierstoffscheiben können darüber hinaus einen Erweiterungsabschnitt mit einer Justierungsaussparung zur Aufnahme von Justierelementen, z. B. Nieten oder Schrauben 15 besitzen . Selbst bei einer unvermeidbaren Druckbelastung, z. B. infolge eines Blitzstoßstroms, wodurch es zu einem quasi Atmen der Stapela nordnung kommt, ist die elastische und selbstzentrierende Anordnu ng der Elektroden 12 und der Isolierstoffscheiben 14 sowie die jeweilige Zuordnung zu dem jeweiligen Steuerelem ent 11 und damit eine intakte Ableiterfunktion mit einem Separating sections in plate or disc shape (reference numeral 14) guaranteed. The corresponding Isolierstoffscheiben 14 have a respective electrode 12 facing opening to form the distance or separation distance. The Isolierstoffscheiben may also have an extension portion with an adjustment recess for receiving adjusting elements, for. B. rivets or screws 15 have. Even with an unavoidable pressure load, z. B. due to a lightning current surge, resulting in quasi breathing the Stapela arrangement, the elastic and self-centering Anordnu ng of the electrodes 12 and the insulating 14 and the respective assignment to the respective Steuerelem ent 11 and thus an intact Ableiterfunktion with a
gleichbleibend niedrigen Schutzpegel gegeben . Consistently low protection level given.
Eine mögliche Berußung an dem Isolationskörper 19 ist lediglich an der A possible Berußung on the insulating body 19 is only on the
Innenkante, mit der die Elektrode 12 über die Federelemente 10 u nmittelbar in Kontakt steht, teilweise möglich . Diese Berußung ist jedoch bei einer Inner edge, with the electrode 12 via the spring elements 10 u nmittelbar in contact, partially possible. This Berußung is however at a
vorzugsweise Nutzung von Graphit als Elektrodenmaterial an dieser Stelle unproblematisch und füh rt nicht zu ungewollten Außenüberschlägen und damit nicht zu einer Beeinträchtigung der Ableiterfunktion . preferably use of graphite as electrode material at this point unproblematic and does not lead to unwanted outer flashovers and thus not to an impairment of the arrester function.
Durch die Zentrierung der einzel nen Elektroden 12 d urch die insbesondere angeformten Zentriernasen bzw. Federelemente 10 ist ein nahezu umlaufender Luftspalt gegeben, welcher zusätzl ich möglicherweise Berußungspartikel aufnehmen kann, ohne dass es zu einer vollständigen Beru ßung der Innenkante bzw. den Außenka nten am Isolationskörper kommt. Due to the centering of the individual electrodes nen 12 d by the particular integrally formed centering or spring elements 10, a nearly circumferential air gap is given, which zusl I can possibly take Berußungspartikel, without causing a complete Beru tion of the inner edge or the Außenka nts on the insulating body comes.
Es werden weder die vertikalen noch die horizonta len Trennstrecken direkt berußt, da der Ruß in unkritische Bereiche entweichen kann. Neither the vertical nor the horizontal separation sections are directly consumed because the soot can escape into uncritical areas.
Der um laufende Luftspalt kann ebenfalls als Ausgleichsraum bei Druckerhöhungen infolge der funktionsbedingten Belastu ngen dienen. Auch können bei Bedarf weitere Entlüftu ngskanäle in die Einzelelemente wie Elektroden und Tren nstrecken des Stapels integriert werden. The current air gap can also serve as a compensation chamber at pressure increases due to the function-related Belastu lengths. If required, further venting channels can be integrated into the individual elements, such as electrodes and separation sections of the stack.
Die Isolierstoffscheiben 14 sind so aufgebaut, dass sie zur vorlä ufigen The Isolierstoffscheiben 14 are constructed so that they vorlä for provisional
Justierung der Stapelanordnung notwendige, bereits erwähnte Schrauben oder Nieten als Führungselemente 15 aufnehmen und durch entsprechende Adjustment of the stack assembly necessary, already mentioned screws or rivets as guide elements 15 record and by appropriate
Umlenkungen innerhalb der Isolierstoffscheibe in Längs- und Querachse ausreichend von anderen potentialbehafteten Elementen isoliert sind . Deflections within the insulating disk in the longitudinal and transverse axes are sufficiently isolated from other potential-related elements.
Dementsprechend sind direkte Gleitentladungen durch entsprechend Accordingly, direct sliding discharges are by accordingly
integrierte Um lenkungen und die gesteuerte Rußabscheidung an extra dafür konzipierten Flächen nicht möglich . Das Trennelement gebildet durch die Isolierstoffscheiben 14 realisiert die notwendige Distanzstrecke und eine sichere Isolation der aufeinanderfolgenden Elektroden 12, der dazugehörigen Steuerelemente 11 und der notwendigen Kontaktfedern. Vorzugsweise wird hier ein einfach zu fertigendes Stanzelement, z. B. a us Vulkanfiber entsprechender Dicke eingesetzt. Integrated deflections and controlled soot separation on specially designed surfaces not possible. The separating element formed by the insulating material 14 realizes the necessary distance distance and a secure insulation of the successive electrodes 12, the associated controls 11 and the necessary contact springs. Preferably, here is an easy to manufacture punching element, for. B. used a vulcanized fiber of appropriate thickness.
Ein solches Trennstrecken material ist auch bei den geforderten geringen Dicken von < 300 ym noch formstabil und gut i n der Fertigung sowie bei der Montage einsetzbar. Ein solches Material ist insbesondere auch bei Such parting material is also in the required small thicknesses of <300 ym still dimensionally stable and good i n the production and during assembly used. Such a material is especially at
thermischen Belastungen formstabil und besitzt nur eine geringe Fließneigung. Darüber hi naus ist Vulkanfi ber bei mechanischer und thermischer Schockwirkung rissfest und bruchfest sowie gegen mechanische Spannungen in allen Achsen äußerst unempfindlich . thermal loads dimensionally stable and has only a low flow tendency. In addition, Vulkanfi is resistant to mechanical and thermal shock crack and fracture resistant and extremely insensitive to mechanical stresses in all axes.
Durch die Integration der Steuerelemente 11 und der Kontaktfedern 13 in das Filmscharnier 9 des Isolationskörpers 19, die sepa rate Führung und By integrating the controls 11 and the contact springs 13 in the film hinge 9 of the insulating body 19, the sepa rate leadership and
Zentrieru ng der einzelnen Graphitscheiben in den Elektroden 12 in diesem Isolationskörper, die separate Dimensionierung sowie die Positionierung der Isolierstoffscheiben 1 zur Graphitscheibe und zum Isolationskörper 19 kan n die mechanische Verspannkraft zur Realisierung der fu nktional sinnvollen Spaltfreiheit zwischen Elektrode und Trennstrecke realisiert werden, ohne dass die Atm ung der Teile bei der Funktion des Abieiters zu einer Verschiebung der Einzelelemente, zur Verrußung der Trennstrecken oder zu sonstigen Schäden führt. Zentrieru ng of the individual graphite disks in the electrodes 12 in this insulating body, the separate dimensioning and positioning of the insulating sheets 1 to the graphite disk and the insulation body 19 kan n the mechanical clamping force to realize the functionally meaningful gap freedom between the electrode and separation line can be realized without the Breathing of the parts in the function of the Abieiters to a shift of the individual elements, leads to the fouling of the separation lines or other damage.
Die Druckbelastung kann erfi ndungsgemäß keine Schädigung der Verbindungen, der Einzelelemente und der Lage der Teile untereinander bewirken . Gleichfalls führt die unvermeidbare Rußabgabe u nd die Abgabe von ionisiertem Gas nicht zu unerwü nschten Überschlägen am relevanten Bauteil oder According to the invention, the pressure load can not cause any damage to the connections, the individual elements and the position of the parts with one another. Likewise, the unavoidable release of soot and the release of ionized gas will not result in undesirable flashovers of the relevant component or components
Isolationsstrecken . Insulation stretches.
Durch den vorgeschlagenen Aufbau, welcher sowohl von axia len als auch von radialen Toleranzen unabhängig ist, wird eine Gefahr der Schädigung von Bauteilen auch bei beliebig vielen Teilfunkenstrecken nahezu ausgeschlossen. Die erfindungsgemäße Konstruktion, welche die konstruktiven Nachteile des Standes der Technik überwindet, erlaubt den Aufbau von Stapelfunkenstrecken mit deutlich mehr Teilfunkenstrecken (mindestens ca. 30%) bei gleichbleibendem äußeren Bauraum . Due to the proposed structure, which is independent of both axia len and radial tolerances, a risk of damage to components is almost impossible even with any number of partial spark gaps. The construction according to the invention, which overcomes the constructive disadvantages of the prior art, allows the construction of stacked spark gaps with significantly more partial spark gaps (at least approx. 30%) with the same external space.
Durch die entsprechend der erfindungsgemäßen Konstruktion ermöglichte Erhöh ung der Teilfunkenstreckenanzahl wird gegebenenfalls die Restspannung der Funkenstrecke erhöht, Um dies zu vermeiden, wird der Zusammenhang zwischen den geometrischen Kapazitäten der Konstruktion und/oder der verwendeten Materialien genutzt. Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform wird mit dem vorzugsweise eingesetzten Tren nstreckenmateria! in Due to the design according to the invention made it possible to increase the number of partial spark gaps, the residual voltage of the spark gap is possibly increased. To avoid this, the relationship between the geometric capacities of the construction and / or the materials used is used. In the embodiment according to the invention is with the preferably used Tren nstreckenmateria! in
Abhängigkeit von der jeweiligen Dicke und Konstruktion bezüglich der einzelnen Teilfunkenstrecken eine Längskapazität der Anordnung berechnet. Als Steuerelement für eine möglichst nichtlineare Spannungsverteilung über der gesamten Reihenschaltung wird dann ein Kapazitätswert genutzt, weicher mindestens 5 bis 10 mal größer ist als die zuvor ermittelte Längskapazität. Ab der zweiten bis zur vorletzten Teilfu nkenstrecke werden überall gleichgroße Steuerelemente mit dem berechneten Kapazitätswert verwendet. Dependent on the respective thickness and construction with respect to the individual partial spark gaps calculated a longitudinal capacity of the arrangement. As a control for a possible nonlinear voltage distribution over the entire series circuit then a capacitance value is used, softer at least 5 to 10 times greater than the previously determined longitudinal capacity. From the second to the penultimate sub-link, equally sized controls with the calculated capacitance value are used everywhere.
An mi ndestens der letzten Teilfunkenstrecke der Stapelanordn ung ist die dazugehörigen Steuerkapazität erneut um einen Faktor 5- bis 10-fach größer als die übrigen Steuerkapazitäten, um an dieser Stel le einen ausreichend großen Energievorrat bereitstellen zu können, so dass die Gesamtfunkenstrecke sicher durchzündet und die Restspannung gegenüber einer üblichen Bemessung mit gleichgroßen Steuerelementen sinkt, so dass der geforderte Schutzpegel stets sicher eingehalten ist. At least the last partial spark gap of the Stapelanordn ung the associated control capacity is again by a factor of 5 to 10 times greater than the other control capacity to le provide a sufficiently large supply of energy at this Stel le, so that the entire spark gap safely ignites and the Residual voltage compared to a conventional design with the same size controls decreases, so that the required level of protection is always maintained safely.
Die resultierenden Längskapazitäten si nd jeweils vom verwendeten Trennstreckenmaterial, deren Dicke sowie der Gesamtkonstruktion abhängig, so dass die optimal einzusetzenden Steuerelemente bei Änderungen der Konstruktion den jeweils neuen Gegebenheiten anzupassen sind . The resulting longitudinal capacities depend in each case on the parting line material used, its thickness and the overall construction, so that the control elements to be used optimally are adapted to the respective new circumstances when the construction changes.
Eine Gefährdu ng von Überlastungen ei nzelner Steuerelemente wird dadurch verm ieden, dass Elemente mit einer Spannungsfestigkeit eingesetzt werden, welche bevorzugt mindestens dem auftretenden Schutzpegel des gesamten Abieiters entspricht. Danger of overloading of a number of control elements is avoided by using elements with a dielectric strength, which preferably corresponds at least to the occurring protection level of the entire surge arrester.
Mit einer derartigen Beschaltung einer Stapelfunkenstrecke mit Hilfe von Steuerelementen wird erreicht, dass das Verhältnis der maximal auftretenden Restspannung über den gesamten Abieiter und der normativ ermittelten Ansprechstoßspannung stets kleiner als 2,5 ist. Die Funkenstrecke inklusive Steuerung ist zudem so bemessen, dass ein Ausfall von bis zu 10% der With such a wiring of a stack spark gap with the help of controls is achieved that the ratio of the maximum occurring Residual voltage over the entire Abieiter and the normatively determined Ansprechstoßspannung is always less than 2.5. The spark gap including control is also designed so that a failure of up to 10% of
Teilfunkenstrecken inklusive bzw. ausschließlich der Steuerung im Partial spark gaps including or excluding the control in the
Anwendungsumfeld für die Gesamtfunktion des Abieiters unkritisch ist. Application environment for the overall function of Abieiters is not critical.
Bei nicht vorhersehbaren Belastungen, z. B., außerhalb des Spezifikationsbereichs, bei denen es zur Überlastung von einzelnen Elementen oder For unforeseeable loads, eg. For example, outside the specification area where there is overloading of individual elements or
Trennstrecken kommt, wird durch den vorgeschlagenen Aufbau der Trennstrecken comes is, by the suggested structure of the
Stape!anordnung und/oder der Ausbildung der Steuerelemente ohne Stape! Arrangement and / or training of the controls without
zusätzliche Schutzmaßnahmen, wie z. B. einem Vergießen, eine Ausbreitung des Funkens, also eine Kettenreaktion und somit ein Gesamtüberschlag wirksam verhindert. additional protective measures, such. As a casting, a propagation of the spark, so a chain reaction and thus effectively prevents a total rollover.
Für eine einfache und vertauschungssichere Montage des Abieiters werden die verwendeten Isolierstoffkörper 19 mit Filmscharnieren 9 unterschiedlich farblich kodiert und als einzelne Baugruppen vorgefertigt- Alle gesteuerten Elektroden werden durch die farbliche Kodierung in eine ungerade bzw. gerade Teilfunkenstrecke unterschieden. For a simple and secure insertion of Abieiters the insulating material used 19 are differently colored color coded with film hinges 9 and prefabricated as individual modules- All controlled electrodes are distinguished by the color coding in an odd or even partial spark gap.
Die erste der Teilfunkenstrecken, welche passiv ausgeführt wird, ist in ein separates äußeres Gehäuse eingesetzt. The first of the partial spark gaps, which is made passive, is inserted in a separate outer casing.
Die letzte Teilfunkenstrecke der Stapelanordnu ng, welche mit einem erhöhten Kapazitätswert gesteuert wird, ist von den anderen Fiimscharnieren für die geraden bzw. ungeraden Teiifunkenstrecken m it gleichgroßen Steuerelementen erneut durch eine weitere Farbe kodiert und gekennzeichnet. Zusätzlich ist ein Steuerelement in einer anderen somit ebenfalls vertauschungssicheren SMD- Baugröße eingesetzt. The last partial spark gap of the stack arrangement, which is controlled with an increased capacitance value, is again coded and identified by the other Fiim hinges for the even or odd partial spark gaps with control elements of equal size. In addition, a control is used in another thus also permissive SMD size.
Die untereinander z. B. farblich kodierten Isolierstoffkörper 19 mit Filmscharnieren 9 werden entsprechend der gewünschten Spannung in einfachster Art mit den dazwischenliegenden Isol ierstoffscheiben 14 aufeinandergestapelt. The z. B. color coded insulating body 19 with hinges 9 are ierstoffscheiben 14 stacked according to the desired voltage in the simplest way with the intermediate Isol.
Die Isolierstoffkörper 19 mit Filmscharnieren 9 zentrieren die bevorzugten Scheibenelektroden 12 und z. B. durch entsprechende Führungsnasen auch die bevorzugt als Stanzelemente hergesteiften hochohmigen bzw. isolierenden Distanz- bzw. Trennstreckenelemente (Isolierstoffscheiben 14), The insulating body 19 with film hinges 9 center the preferred disk electrodes 12 and z. B. by appropriate guide lugs and the preferably high-resistance or insulating distance or separation-distance elements (insulating-material disks 14) as punching elements
Die Stapelanordnung wird bevorzugt mittels Führungselementen 15 justiert, wobei einer der beiden Steckkontakte 16 gemäß der Darstellung nach Fig. 4 über ei ne sogenannte Toxverbindung, d .h . eine Clinchtechnologie, m it dem Stapel kontaktiert. The stack arrangement is preferably adjusted by means of guide elements 15, wherein one of the two plug contacts 16 as shown in FIG. 4 via ei ne so-called Toxverbindung, d. H. a clinch technology, contacted with the stack.
Zum einen können mit Hilfe einer derartigen Toxverbindung Bauteile oh ne zusätzliche Hilfsmittel verbunden werden . Zum anderen können die bei einer derartigen Stapelkonstruktion unvermeidbar entstehenden Toleranzen durch eine Toleranzausgleichsfläche 20 a ufgenommen werden. On the one hand, with the aid of such a tox compound, components can be connected without additional aids. On the other hand, the tolerances unavoidable in such a stack construction can be picked up by a tolerance compensation surface 20 a.
Vorstehendes ermöglicht bei äquivalentem Aufbau ohne Modifikations- oder zusätzliche Tei le eine freie Wa hl der Teilfunkenstreckenanzah l innerhal b der durch das Außengehäuse vorgegebenen ßaugröße . Ei ne Anpassung möglicherweise zu nutzender Steckkonta kte ist nicht notwendig, da diese Toleranzen durch die entgegengesetzte Stapelrichtung nicht beeinflusst werden und somit selbst im gealtertenZustand stets eine gute Steckbarkeit gegeben ist. The above allows for equivalent structure without modification or additional Tei le a free Wa hl the Teilfunkenanzanzanzah l innerhal b the predetermined by the outer housing ßaugröße. Eg egg ne adjustment possibly to be used Steckkonta kte is not necessary, since these tolerances are not affected by the opposite stacking direction and thus always good pluggability is given even in the aged state.
Durch den erwähnten Toleranzausgleich und die Zentrierung der Elektroden ist eine schnelle und kostengünstige Mod ifikation des Trennstreckenmaterials und/oder der Trennstreckendicke und/oder der Trennstreckenanzahl und damit eine Anpassung auf andere Ableiteranforderungen möglich. Due to the mentioned tolerance compensation and the centering of the electrodes is a fast and inexpensive mod ifikation of the separating line material and / or the separating path thickness and / or the separation path number and thus an adaptation to other arrester requirements possible.
Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, die Steuerelemente auch noch weiter unter- bzw. gegeneinander versetzt entlang des Elektrodenumfangs innerhalb des Gesamtabieiters anzuordnen . In principle, it is also possible to arrange the control elements even further below or offset relative to one another along the circumference of the electrode within the total discharge.
Durch die Integration der Steuerelemente in das isolierende Filmscharnier und die damit verbundenen Vortei le wird zusätzlich Platz geschaffen, so dass selbst bei höheren Span nungen steckbare Lösungen als Rei heneinbaugerät By integrating the controls in the insulating film hinge and the associated Vortei le additional space is created so that even at higher clamping voltages pluggable solutions as Rei heneinbaugerät
realisierbar sind . are feasible.
Als Erweiterung ist bei einer Ausführungsform vorgeschlagen, eine temperaturabhängige Anzeige in unmittel barem thermischen Kontakt zu den Scheibenelektroden 12 auszubilden. Dabei wird von der größten Temperaturentwicklung in der Mitte der Stapelanordnung ausgegangen und es werden die entsprechenden Verhältnisse bezüglich Wä rmekapazität und Wärmeleitung der umliegenden Komponenten berücksichtigt. Ei n thermisch sensibles Element 17 ist diesbezüglich im Bereich der Abschlusselektrode 18 positioniert. As an extension, it is proposed in one embodiment to form a temperature-dependent display in direct thermal contact with the disk electrodes 12 barem. In this case, it is assumed that the greatest temperature development in the middle of the stack arrangement and it will take into account the corresponding conditions with respect to heat capacity and heat conduction of the surrounding components. A thermally sensitive element 17 is positioned in the region of the termination electrode 18 in this regard.
Falls ei ne zusätzliche Wärmeabfuhr notwendig ist, können z. B. auch die Isolierstoffkörper aus einem wärmeleitenden Kunststoff oder Keramik gefertigt sein. Als thermisch sensibles Element 17 kann z. B. ein Lot, Wachs oder ein Kleber gen utzt werden . Wenn die Außenelektrode eine Temperatur außerhalb eines festgelegten Betriebsbereichs erreicht, wird z. B. durch Schmelzen des thermisch sensiblen Elements eine vorgespannte Anzeige (nicht gezeigt) freigegeben. Durch die Anzeige kann direkt oder über eine Fernmeldung eine Information über eine therm ische Überlastung der Funkenstrecke gewonnen werden . If ei ne additional heat dissipation is necessary, z. B. also the insulating material be made of a thermally conductive plastic or ceramic. As a thermally sensitive element 17 may, for. As a lot, wax or adhesive gen uses. When the outer electrode reaches a temperature outside of a predetermined operating range, z. B. released by melting the thermally sensitive element, a biased display (not shown). By means of the display, information about a thermal overload of the spark gap can be obtained directly or via a remote message.
Zusammenfassend sei nochmals darauf hingewiesen, dass zur Gewährleistung einer reproduzierbaren und alterungsstabilen Ansprechspannung der In summary, it should again be noted that to ensure a reproducible and aging-stable operating voltage of the
Teilfunkenstrecken es notwendig ist, dass eine spaltfreie Verbindung zwischen den Scheibenelektroden 12 und der jeweiligen Isolierstoffscheibe 14 besteht. Dies wird dad urch erreicht, dass die Scheibenelektroden 12 mindestens die gleiche Dicke wie die entsprechenden Isolierstoffkörper 19 besitzen . Dadurch ist gewährleistet, dass die axiale Druckbelastung stets über den Scheibenelektroden 12 und die Isolierstoffscheibe 14 u nd nicht über den Isolierstoff - körper 19 aufgebaut wird. Die Klemmverbindu ng der Scheibenelektroden in dem Isolierstoffkörper fixiert zudem die Scheibe weder axial noch in radialer Position starr. Dies gara ntiert selbst bei einem Montagefehler der einzelnen Teile im Isol ierstoffelement eine automatische funktionssichere Ausrichtung der Teile nach vollständiger Montage der gesamten Stapelanordnung . Hieraus ergibt sich eine vorteilhafte, weitestgehend von stets gegebenen axialen Toleranzen der Einzelkomponenten unabhängige Ausführung bzw. Konstruktion mit der Sichersteilung einer spaltfreien Kontaktierung und damit einer reproduzierbaren niedrigen sowie alteru ngsstabilen Ansprechspannung, wobei gleichzeitig Maßnah men zu r Vermeidung der Außen überschläge real isierbar sind . Vorstehendes wurde durch die Aufteilung des Stapels in eine Abfolge von einzelnen Isolationsscheiben und Isolationskörpern sowie der Integration jeweils einer Scheibenelektrode, eines Steuerelements und der Kontaktieru ngs- mittel des Steuerelements in einen Isolationskörper erreicht. Die Führungselemente der gesamten Stapela nordnung gewä hrleisten unabhängig von der Anzahl der Teilstrecken und den Toleranzen der Einzelelemente stets die notwendige Druckverbindung zwischen den Scheibenelektroden und Partial spark gaps it is necessary that a gap-free connection between the disk electrodes 12 and the respective insulating disk 14 is made. This is achieved by the disk electrodes 12 having at least the same thickness as the corresponding insulating bodies 19. This ensures that the axial pressure load is always built up over the disk electrodes 12 and the insulating disk 14 and not over the insulating body 19. The Klemmverbindu ng the disc electrodes in the insulating material also fixed the disc neither axially nor in the radial position rigid. This gara nediert even with a mounting error of the individual parts in the Isol ierstoffelement an automatic functionally reliable alignment of the parts after complete assembly of the entire stacking arrangement. This results in an advantageous, largely independent of ever given axial tolerances of the individual components design or construction with the Sichersteilung a gap-free contacting and thus a reproducible low and ageu ngsstabilen Ansprechspannung, at the same time measure men to r avoiding the outside rollovers are realizable. The above has been achieved by dividing the stack into a sequence of individual insulating disks and insulating bodies, as well as integrating a respective disk electrode, a control element and the contacting means of the control element into an insulating body. Regardless of the number of sections and the tolerances of the individual elements, the guide elements of the entire stacking arrangement always ensure the necessary pressure connection between the disc electrodes and
Isolierscheiben . Insulating discs.
Die geschilderte Ausführungsform mit radialer Zentrierung dient zur besseren Montierbarkeit und besseren Fixierung der äußeren Überstände der The described embodiment with radial centering serves for better mountability and better fixation of the outer projections of the
Isolationsscheibe sowie der i nneren Ausnehmung der Isolationsscheibe gegenüber den Scheibenelektroden . Hierdurch wird ein kostengünstiger Einsatz des Elektrodenmaterials und der Isolationsscheibe erreicht. Isolation disc and i nneren recess of the insulation disc with respect to the disc electrodes. As a result, a cost-effective use of the electrode material and the insulating disk is achieved.

Claims

Patentansprüche claims
1 , Funkenstrecke mit mehreren in Reihe geschalteten, in Stapelanordnung befindlichen Einzelfunkenstrecken, welche durch Isolierstoffscheiben 1, spark gap with a plurality of series-connected, stacked individual spark gaps, which by Isolierstoffscheiben
voneinander beabstandet und mit einer Federkontaktierung versehen sind, wobei die Ei nzelfunkenstrecken ring- oder scheibenförmige Elektroden aufweisen, sowie weiterhin mit Steuerelementen zur Beeinflussung der spaced from each other and are provided with a spring contact, wherein the egg nzelfunkenstrecken annular or disc-shaped electrodes, and further with controls for influencing the
Spannungsverteilung über der Stapelanordnung, Stress distribution over the stack arrangement,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die zur Bildung ei ner der jeweiligen Einzelfunkenstrecken erforderlichen ring- oder scheibenförmigen Elektroden in jeweils einen Isolationskörper ei ngesetzt und von diesem zentriert gehalten sind, wobei sich die jeweilige Isolierstoff- scheibe zwischen den Isolationskörpern befindet und von diesen fixiert ist, und zur Aufnahme und Zentrierung der Elektroden im Isolationskörper eine Ausnehmung vorhanden ist, deren Form der Kontur der jeweiligen Elektrode komplementär ist, wobei die Ausnehmu ng innenumfangsseitig mindestens teilweise nachgiebige, federnde Zentriervorsprünge oder Zentriernasen besitzt. the ring or disk-shaped electrodes required for the formation of the respective individual spark gaps are respectively disposed in an insulating body and centered thereon, wherein the respective insulating disk is located between the insulation bodies and fixed by them, and for receiving and centering the Electrodes in the insulating body, a recess is present, the shape of the contour of the respective electrode is complementary, the Ausnehmu ng on the inner peripheral side has at least partially compliant, resilient centering or centering.
2. Funkenstrecke nach Anspruch 1, 2. spark gap according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die jeweiligen Isolationskörper einen radialen Fortsatz aufweisen, welcher mindestens eine Kontaktfeder zur insbesondere randseitigen Kontaktierung der jeweiligen Elektrode aufnimmt, wobei die Kontaktfeder teilweise in die the respective insulating body having a radial extension, which receives at least one contact spring for particular edge-side contacting of the respective electrode, wherein the contact spring partially in the
Ausnehmung hineinragt. Recess protrudes.
3. Funkenstrecke nach Anspruch 2, 3. spark gap according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der jeweilige Isolationskörper, insbesondere im Bereich des radialen Fortsatzes ein Filmscharnierteii aufweist, welches von einer Öffnungs- in eine Schließposition bewegbar ist, wobei das Filmscharnierteil mindestens eine the respective insulating body, in particular in the region of the radial extension, has a film hinge which can be moved from an opening position into a closed position, wherein the film hinge part has at least one
Ausformung oder Öffnung besitzt, um mindestens eines der jeweiligen Has molding or opening to at least one of the respective
Steuerelemente aufzunehmen . Pick up controls.
4, Funkenstrecke nach Anspruch 1 oder 2, 4, spark gap according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der jewei ligen Steuerelemente über die mindestens eine Kontaktfeder elektrisch angeschlossen ist, characterized in that at least one of the jewei time controls via the at least one contact spring is electrically connected,
5. Funkenstrecke nach Anspruch 4, 5. spark gap according to claim 4,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
am radialen Fortsatz, von der Kontaktfeder beabstandet, eine Aufnahme für ein weiteres, federartiges Kontaktelement vorgesehen ist, wobei der Abstand und die Lage zwischen dem elektrodenfernen Ende der Kontaktfeder und dem weiteren Kontaktelement der Position der Anschlüsse des jeweiligen on the radial extension, spaced from the contact spring, a receptacle for a further, spring-like contact element is provided, wherein the distance and the position between the electrode distal end of the contact spring and the further contact element of the position of the terminals of the respective
Steuerelements entspricht. Control matches.
6. Funkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 6. spark gap according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
durch die Zentrierung mittels Zentriernasen oder Zentriervorsprünge ein umlaufender Luftspalt zwischen der jeweiligen Elektrode und dem jeweiligen Isolationskörper gegeben ist. is given by the centering means of centering or Zentriervorsprünge a circumferential air gap between the respective electrode and the respective insulating body.
7. Funkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 7. spark gap according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
an den Isolationskörpern ober- und unterseitig jeweils im Stapel on the insulating bodies on the top and bottom in each case in the stack
komplementäre lagesichernde Vor- und/oder Rücksprünge ausgebildet, insbesondere angeformt sind . complementary position-securing projections and / or recesses formed, in particular are formed.
8. Funkenstrecke nach einem der vorangega ngenen Ansprüche, 8. spark gap according to one of vorangega ngenen claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Isolierstoffscheiben eine zu den jeweiligen Elektroden weisende Öffnung zur Bildung einer Distanz- oder Trennstrecke aufweisen . the insulating material having an opening facing the respective electrodes opening to form a distance or separation distance.
9. Funkenstrecke nach Anspruch 8, 9. spark gap according to claim 8,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Isolierstoffscheiben einen Erweiterungsabschnitt mit einer Justierungsaussparung besitzen . the Isolierstoffscheiben have an extension section with an adjustment recess.
10. Funkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 10. spark gap according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass die IsoMerstoffscheiben jeweils eine Dicke von im Wesentlichen < 300 pm besitzen, characterized in that the IsoMerstoffscheiben each have a thickness of substantially <300 pm,
11. Funkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 11. spark gap according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
mindestens Teile oder Abschnitte des Isolationskörpers aus einem at least parts or sections of the insulating body of a
wärmeleitenden Kunststoffmaterial bestehen . thermally conductive plastic material.
12. Funkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 12. spark gap according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Span nungsfestigkeit der Steuerelemente größer oder gleich dem maximal auftretenden Schutzpegel ist. the clamping strength of the controls is greater than or equal to the maximum occurring protection level.
13. Funkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 13. spark gap according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
der Impedanzwert mindestens einiger der jeweiligen Steuerelemente 5- bis 10-mai g rößer als die Längskapazität der Stapelanordnung ist. the impedance value of at least some of the respective control elements is 5 to 10 times greater than the longitudinal capacitance of the stacking arrangement.
14. Funkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 14. spark gap according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Isolationskörper und/oder das Filmscharnier mindestens teilweise farbkodiert sind . the insulation body and / or the film hinge are at least partially color-coded.
15. Funkenstrecke nach einem der vorangegangenen Ansprüche, 15. Spark gap according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
eine thermisch sensi ble Überlastanzeige vorgesehen ist. a thermally sensi ble overload indicator is provided.
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011102941B4 (en) * 2011-03-18 2014-12-11 Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg Spark gap with several series-connected, in a stack arrangement single spark gaps
DE102013113614A1 (en) 2013-12-06 2015-06-11 Obo Bettermann Gmbh & Co. Kg Multiple spark gap for lightning protection
CN105186479B (en) * 2015-09-09 2018-01-09 成都兴业雷安电子有限公司 A kind of surge protector of communication navigation set
DE102016114787B4 (en) 2015-11-09 2022-05-12 Dehn Se Assembly with a carrier unit for spark gaps that can be connected and stacked in series and a disc-shaped spark gap electrode
US10186842B2 (en) 2016-04-01 2019-01-22 Ripd Ip Development Ltd Gas discharge tubes and methods and electrical systems including same
CN107275926B (en) * 2017-05-08 2022-05-24 隆科电子(惠阳)有限公司 A clearance structure that is used for surge protection to have multilayer big aperture insulator ring
DE102017119288B4 (en) 2017-05-10 2023-03-23 Dehn Se Encapsulated surge arrester based on spark gaps
CN107394586B (en) * 2017-06-09 2022-03-29 武汉水院电气有限责任公司 Flat plate type multi-chamber gap discharge electrode
DE102018115950B4 (en) 2018-07-02 2021-11-04 Dehn Se + Co Kg Spark gap with at least two individual spark gaps connected in series and arranged in a stack
DE102018118898B3 (en) * 2018-08-03 2019-10-24 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Retaining arrangement and arrangement of at least two staple bursts
DE102018118906B3 (en) * 2018-08-03 2019-10-17 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Surge protection device
US10685805B2 (en) 2018-11-15 2020-06-16 Ripd Ip Development Ltd Gas discharge tube assemblies
BE1026863B1 (en) 2018-12-13 2020-07-13 Phoenix Contact Gmbh & Co Holding element for holding an electrode of a spark gap and spark gap with at least one holding element
DE102018132088B3 (en) 2018-12-13 2020-06-18 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Holding element for holding an electrode of a spark gap, arrangement and spark gap with at least one holding element
RU2711002C1 (en) * 2018-12-20 2020-01-14 Олег Иванович Громов Discharge chamber with three electrodes and two spark gaps (versions)
DE102019109543B3 (en) * 2019-04-11 2020-09-03 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Multiple spark gap in stack arrangement with high voltage trigger circuit
DE102019109542A1 (en) * 2019-04-11 2020-10-15 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Multiple spark gap in stack arrangement with multi-contact component for contacting and triggering
DE102020203634A1 (en) 2020-03-20 2021-09-23 Pump Technology Solutions PS GmbH Positive displacement pump and method of making a positive displacement pump
US11329480B1 (en) * 2021-03-05 2022-05-10 Advanced Fusion Systems Llc Series static spark gap for EMP protection
DE102022110329A1 (en) 2022-04-28 2023-11-02 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Spark gap arrangement
DE102022110330A1 (en) 2022-04-28 2023-11-02 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Multiple spark gap

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE395286C (en) 1924-05-17 Westinghouse Electric & Mfg Co Surge arresters
CH210132A (en) 1937-12-10 1940-06-15 Sprecher & Schuh Ag Surge arrester built into a system with controlled multiple spark gaps.
US2298114A (en) 1939-07-03 1942-10-06 Westinghouse Electric & Mfg Co Spark gap device
CH215001A (en) 1940-06-11 1941-05-31 Bbc Brown Boveri & Cie Surge arrester for high and extra high voltages.
DE737825C (en) 1941-04-06 1943-07-26 Bbc Brown Boveri & Cie Multiple protective spark gap for high voltage systems
CH252433A (en) 1945-05-02 1947-12-31 Hermes Patentverwertungs Gmbh Surge arrester with extinguishing spark gap.
DE1256306B (en) 1958-11-17 1967-12-14 Licentia Gmbh Extinguishing spark gap with disk-shaped electrodes and insulating spacers
DE2364034C3 (en) 1973-12-21 1985-08-22 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Surge arresters
WO1982000926A1 (en) 1980-08-28 1982-03-18 Doone R Improvements in surge arresters
DE4240138C2 (en) * 1992-11-28 1995-05-24 Dehn & Soehne Arrangement capable of carrying lightning current with at least two spark gaps connected in series
DE19742302A1 (en) 1997-09-25 1999-04-08 Bettermann Obo Gmbh & Co Kg Spark gap capable of carrying lightning current
DE10114592A1 (en) 2001-03-24 2002-09-26 Bettermann Obo Gmbh & Co Kg Spark gap for lightning current has dimensions of control capacitors given by number of capacitors, control capacitance, safety factor, line capacitance, peak overvoltage, protection level
EP1999828B1 (en) * 2007-04-03 2009-12-09 Dehn + Söhne Gmbh + Co Kg Assembly housing arrangement for the pulsed current resistant integration of at least one pre-made electrical breakdown fuse
CN100530868C (en) 2007-04-29 2009-08-19 四川中光防雷科技有限责任公司 High efficient laminated graphic discharge gap device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2012052388A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012052388A1 (en) 2012-04-26
CN103181041A (en) 2013-06-26
US8890393B2 (en) 2014-11-18
EP2630707B1 (en) 2015-03-11
CN103181041B (en) 2014-10-08
US20130278129A1 (en) 2013-10-24
DE102011102864A1 (en) 2012-04-26

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