CH403040A - Löschfunkenstrecke für Überspannungsableiter in einem Gehäuse aus lichtbogenbeständigem Material - Google Patents

Description

      Löschfunkenstrecke        für        Überspannungsableiter        in        einem    Gehäuse  aus     lichtbogenbeständigem    Material    Seit     Einführung    einer gewissen Isolationskoordi  nation, d. h. Abstimmung des Schutzpegels des Ab  leiters auf den Isolationspegel der Anlage, werden  zum Schutz elektrischer Anlagen gegen     überspan-          nungen    grösstenteils nur noch     überspannungsableiter     mit spannungsabhängigem Widerstand und Lösch  funkenstrecken verwendet.

   Der Isolationspegel     einer     Anlage kann nun um so mehr abgesenkt werden, je  weiter der Schutzpegel eines Ableiters abgesenkt wer  den kann. In dieser     Richtung    konnten in letzter Zeit  erhebliche Fortschritte erzielt werden, die in letzter  Zeit auf die Verbesserung der spannungsabhängigen  Widerstände zurückzuführen sind.  



  Neuerdings ist man nun bestrebt, ausser der Rest  spannung eines Ableiters auch seine     Ansprechspan-          nung,    insbesondere seine     Ansprechwechselspannung     zu verringern, wodurch man möglichst eine Erniedri  gung der     Prüfwechselspannung    und damit eine Ver  billigung der zu schützenden Objekte erreichen will.  Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, müs  sen in erster Linie die Funkenstrecken der     über-          spannungsableiter    verbessert werden, d. h. die Fun  kenstrecken müssen für eine niedrige     Ansprechwech-          selspannung    ausgelegt werden, ohne dass dabei die  Löschung des Ableiters beeinträchtigt wird.

   Für den  Ableiter bedeutet dies ein häufigeres Ansprechen und  bei gleichzeitig erniedrigter Restspannung auch grö  ssere Folgeströme durch die Funkenstrecke.  



  Es sind bereits Ausführungen von Ableitern mit       Plattenfunkenstrecken        bekanntgeworden,    die eine  recht niedrige     Ansprechwechselspannung    besitzen, je  doch, um auch der Löschung zu genügen, eine zu  hohe Restspannung.

   Neuere     Entwicklungen    gehen  dahin, anstelle der seither     bekannten    Plattenfunken  strecken, bei denen der Lichtbogen auch der Zün  dung nicht     verlängert    wird, magnetisch     beblasene       Funkenstrecken zu     verwenden,    bei denen der Licht  bogen nach der Zündung verlängert wird und dadurch  leichter zum Erlöschen     kommt.    Dadurch wurde er  reicht, dass in der Funkenstrecke für die Zündung  und die Löschung sozusagen zweierlei Teile der Fun  kenstrecke massgebend waren.

   Ausser der Verlänge  rung des     Lichtbogens        ist    es zweckmässig, die Lichtbo  gen in eine     Löschkammer    mit einem möglichst engen  Spalt zu treiben, wodurch der Lichtbogen eine starke       Kühlung        erfährt.    Dies     bedingt    eine     relativ    hohe Licht  bogenspannung und erleichtert im Zusammenhang  mit der Verlängerung des Lichtbogens eine leichte  Löschung.

   Funkenstrecken dieser Art sind meistens  in     keramische    Kammern, wie sie von verschiedenen       Ausführungen    her bekannt sind,     eingebettet.    Die be  kanntgewordenen     Ausführungen    der     erwähnten,    ma  gnetisch     beblasenen    Funkenstrecken zeigen den we  sentlichen Nachteil, dass der Lichtbogen nicht durch  sein eigenes Magnetfeld ohne weiteres von der     Zünd-          stelle    weg in die     Lichtbogenkammer        läuft.    Es     wurde     daher bei den bis,

   jetzt bekanntgewordenen Lösun  gen zur Bewegung des Lichtbogens von der     Zünd-          stelle    weg in die     Löschkammer    ein Hilfsmagnetfeld  verwendet, das von aussen auf den Lichtbogen ein  wirkt. Dieses Hilfsmagnetfeld kann entweder durch  Dauermagnete oder durch Elektromagnete, die     meist     vom     Lichtbogenstrom    selbst durchflossen werden, er  zeugt werden.  



  Die Erfindung besteht darin, dass der Lichtbogen  ohne     Einfluss        eines    äusseren magnetischen Feldes  an den Elektroden entlang in eine     Löschkammer          einläuft,    die Elektroden kurz vor der Zündstelle in  Laufrichtung des Lichtbogens     geführt    und an ihren  Enden in Laufrichtung des Lichtbogens     geradlinig     bis in die in diesem Bereich parallelwandig aus  gebildete Löschkammer hinein     verlängert        sind.    Von      anderer Seite her ist allerdings bekannt, dass der  Lichtbogen, z.

   B. bei Hörnerfunkenstrecken, ohne den       Einfluss    eines äusseren Magnetfeldes von der     Zünd-          stelle    zu den Enden der     Hörner    sich bewegt, was im  wesentlichen auf die     thermischen    Auftriebe des Licht  bogens     zurückzuführen    ist, der bei     Ableiterfunken-          strecken    wegen ihres waagrechten Einbaus nicht zur  Wirkung kommt.

   Ausserdem sind bei solchen Hörner  funkenstrecken die Startbedingungen eines Lichtbo  gens wesentlich günstiger als die in einer     Löschfun-          kenstrecke,    da der Zündspalt bei einer Hörnerfun  kenstrecke wesentlich grösser ist als er bei     Lösch-          funkenstrecken    für Ableiter in Frage kommt.  



  Ausführungsbeispiele der     Erfindung    sind in der  Zeichnung dargestellt, wobei     Fig.    1 eine Lichtbogen  kammer mit den entsprechend geformten Elektroden  nach der Erfindung veranschaulicht. Das     Funkenstrek-          kengehäuse    besteht aus dem     profilierten    Unterteil 1  und der     flachen    Scheibe 2 als Oberteil. In das Unter  teil sind die beiden Elektroden 3 und 4 etwa in der  gezeigten Form aus Vierkant- oder Rundmaterial,  z.

   B. aus Kupfer oder Messing,     eingelegt.    Ihre seit  liche Halterung erfolgt durch ein geeignetes Profil  im     Gehäuseunterteil,    während sie nach oben durch  das     Gehäuseoberteil    gehalten werden. Ober- und  Unterteil des Gehäuses     sind    z. B. mittels Nieten, die  durch die Bohrungen 5 gesteckt werden, zusammen  gehalten.

   In dem     Zündspalt    bzw. der Engstelle 6 wird  der Lichtbogen gezündet und läuft in Richtung 7  kraft seines eigenen magnetischen Feldes an den  Elektroden 3 und 4 entlang nach aussen zu den       Elektrodenspitzen    8 und 9 in die eigentliche     Lösch-          kammer    10 hinein, wobei der Lichtbogen durch die  Folge 11-15 dargestellt ist. Bei ungünstiger Aus  bildung der Krümmung der Elektroden bzw. des  Zündspaltes oder der     Elektrodenenden    bleibt der  Lichtbogen stehen, und die gewünschte     Löschwirkung     wird bei den auftretenden hohen Folgeströmen nicht  erzielt.

   Wesentlich für die Erfindung ist daher, dass  die Elektroden, wie ersichtlich, kurz vor der     Zünd-          stelle    geradlinig ausgebildet und in     Laufrichtung    des  Lichtbogens     geführt    sind. Von Bedeutung für das  sichere und exakte Einlaufen des Lichtbogens     in    die       Löschkammer    sind ferner die in     Lichtbogenlaufrich-          tung    geradlinig bis in die Löschkammer hinein vor  gezogenen     Elektrodenenden    sowie die in ihrem Be  reich zur Laufrichtung     parallelwandig    ausgebildeten       Löschkammerwände.     



  Das von den Elektroden bis zu den Elektroden  enden umschlossene Gebiet der Löschkammer und  die Löschkammer selbst kann man mit einer lichten  Höhe gleich der     Elektrodenhöhe    ausführen. Zur Ab  führung der     Lichtbogengase    dienen eine oder mehrere  Austrittsöffnungen 16, die auch seitwärts an der       Löschkammer    angebracht werden können. Eine we  sentlich bessere     Lichtbogenlöschung    erreicht man,  wenn man die     Lichtbogenkammer,    wie in     Fig.    2 dar  gestellt, den     Austrittsöffnungen    zu verjüngt (17), wo  durch der Lichtbogen wesentlich stärker gekühlt  wird.

   Dabei genügt es, wenn die Austrittsöffnungen    den Bruchteil eines Millimeters hoch sind. Zur wei  teren Erhöhung der Löschfähigkeit kann die     Lösch-          kammer    mit     Leit-    bzw. Kühlblechen 18 in der ge  zeigten Art versehen sein. Dadurch wird neben der  Kühlung eine Aufteilung des Lichtbogens in mehrere  Einzellichtbögen erreicht und somit eine noch bessere  Löschung erzielt.  



  Eine weitere Möglichkeit, die Löschfähigkeit zu.  erhöhen, ist durch Ausbildung der Löschkammer,  wie sie     Fig.    3 zeigt, gegeben. In das     Gehäuseober-          und        -unterteil    ist eine etwa wellenförmige Kontur 19  und 20 eingeprägt, so dass ein enger Spalt 21 ent  steht, in dem der Lichtbogen brennen soll. Durch  diese Verlängerung des     Lichtbogenwegs    ergeben sich  günstigere Löscheigenschaften. Selbstverständlich lässt  sich auch hier eine Verjüngung der Löschkammer,  wie in     Fig.    2 gezeigt, durchführen.  



  Bei der Funkenstrecke nach den Ausführungs  beispielen muss eine nachträgliche Einstellmöglich  keit der     Zündspannung    nicht unbedingt vorgesehen  sein, da ein aus Keramik gefertigtes Funkenstrecken  gehäuse gut masshaltig ist, so dass die     dort    ein  gelegten Elektroden eine Zündspannung ergeben, die  innerhalb der     zulässigen    Toleranz liegt. Sollte es in  Sonderfällen dennoch erforderlich sein, eine nach  trägliche Einstellung vorzunehmen, so kann man je  derzeit durch Auswahl verschiedener     Elektrodenbrei-          ten    oder durch geringfügige Deformation der Elek  trode an der Zündstelle eine Änderung der An  sprechspannung der Funkenstrecke erreichen.  



  Um den Einbau der' Funkenstrecke in einen Ab  leiter möglichst raumsparend vorzunehmen, kann  man dieselbe, wie bereits bekannt, in die Mitten  bohrung eines spannungsabhängigen Widerstandes  einbauen. Es steht aber auch die Möglichkeit offen,  die Funkenstrecken direkt aufeinander zu setzen.  Dazu wird man     zweckmässig    die flache Scheibe       (Oberteil)    2 durch den Boden     (Unterteil)    22 der fol  genden Funkenstrecke ersetzen, wodurch sich ein eng  zusammengedrängter     Funkenstreckenstapel    ausbilden  lässt.

   Damit infolge des Austritts     ionisierter    Gase aus  den Öffnungen 16 keine Längsüberschläge an dem       Funkenstreckenstapel    auftreten, wird das Teil 22  versetzt auf Teil 1 aufgesetzt. Um eine einheitliche  Form zu erhalten, wird eine runde Aussenform an  stelle der     länglichen    gewählt, wie aus     Fig.    4 er  sichtlich. Zur Sicherstellung des Versetzungswinkels  der Teile 1 und 22 können z. B. Nocken 23 vor  gesehen sein, die in die Nuten 24 greifen.  



  Der     übergang    von einer Funkenstrecke auf die  andere lässt sich dann leicht vornehmen, indem die  Zuführungen 25, 26 zu den Elektroden durch Löt  stellen 27 miteinander verbunden sind, wie dies in       Fig.    5 gezeigt ist, oder indem innerhalb des Gehäuses  die Elektroden durch Federdruck miteinander Kon  takt erhalten.  



  Der in     Fig.    5 gezeigte     Funkenstreckenstapel    kann  nun z. B. mittels Isolierstäben, die entsprechend ver  setzt durch die Bohrungen 28-31 in den Gehäusen  gesteckt sind, zusammengehalten werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Löschfunkenstrecke für überspannungsableiter in einem Gehäuse aus lichtbogenbeständigem Material, in welchem der Lichtbogen von seiner ursprünglichen Länge an der Zündstelle der Elektroden auf eine mehrfache Länge ausgedehnt wird, dadurch gekenn zeichnet, dass der Lichtbogen ohne den Einfluss eines äusseren Magnetfeldes an den Elektroden entlang in eine Löschkammer einläuft, die Elektroden kurz vor der Zündstelle in Laufrichtung des Lichtbogens ge führt und an ihren Enden in Laufrichtung des Licht bogens geradlinig bis in die in diesem Bereich par- allelwandig ausgebildete Löschkammer hinein ver längert sind.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Löschfunkenstrecke nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Gehäuse aus zwei Teilen besteht, von denen eines Aussparungen für die Elektroden und die eigentliche Löschkammer be sitzt, während das andere als flache Abdeckscheibe ausgebildet ist. 2. Löschfunkenstrecke nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuse in einem bestimmten durch Ineinandergrei- fen von Nocken und Nuten einheitlich festgelegten Winkel versetzt aufeinander angeordnet sind, und als Abdeckung für das untere Gehäuse der Boden des darüberliegenden Gehäuses dient. 3.

   Löschfunkenstrecke nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden in das z. B. aus keramischem Material bestehende Gehäuse passend eingelegt und derart seitlich gehaltert sind. 4. Löschfunkenstrecke nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch Änderung der Elektrodenbreite oder De formation der Elektroden an der Zündstelle eine Änderung der Ansprechspannung erfolgt. 5.

   Löschfunkenstrecke nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Löschkammer, in die der Lichtbogen ein läuft, sich verjüngt. 6. Löschfunkenstrecke nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Löschkammer auf der dem Zündspalt gegen überliegenden Seite oder an den Längsseiten mit einer oder mehreren öffnungen versehen ist. 7. Löschfunkenstrecke nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Löschkammer an ihrer der Zündstelle gegen überliegenden Seite durch mehrere Bleche in Kam mern unterteilt ist, in die der Lichtbogen einläuft und in Einzellichtbogen aufgeteilt wird.

   B. Löschfunkenstrecke nach Patentanspruch und Unteransprüchen. 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Löschkammer innen einen wellenförmigen Spalt besitzt, der eine zusätzliche Verlängerung des Lichtbogens bedingt.