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.