EP2057724B1 - Déviateur de surtension encapsulé, résistant à la pression et capable de transporter un courant de foudre, à capacité d'extinction du courant résiduel dans le réseau - Google Patents

Déviateur de surtension encapsulé, résistant à la pression et capable de transporter un courant de foudre, à capacité d'extinction du courant résiduel dans le réseau Download PDF

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EP2057724B1
EP2057724B1 EP07821883A EP07821883A EP2057724B1 EP 2057724 B1 EP2057724 B1 EP 2057724B1 EP 07821883 A EP07821883 A EP 07821883A EP 07821883 A EP07821883 A EP 07821883A EP 2057724 B1 EP2057724 B1 EP 2057724B1
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surge arrester
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Arnd Ehrhardt
Stefanie Schreiter
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Dehn and Soehne GmbH and Co KG
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    • 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
    • H01T4/10—Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel
    • H01T4/12—Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel hermetically sealed

Definitions

  • the parallel spark gap has a separate pressure equalization chamber and separate vents. Of both spark gaps, only the heat sink is shared.
  • the discharge space is divided into a plurality of parallel chambers, which are connected transversely to the running direction with openings for pressure equalization.
  • the local chambers serve for the ignition of parallel arcs and the uniform pressure load with powerful pulses.
  • this is achieved by providing a plurality of separate parallel discharge channels within one or more conductive or semiconductive spacers between the main electrodes of the spark gaps.
  • the discharge preferably takes place only in a discharge channel, wherein the choice of the geometry and the material of this channel, the arc voltage can be influenced independently of the load at pulsed discharges.
  • This characteristic allows a division of the discharge channel into parallel channels.
  • the mentioned characteristic results u. a. from the high voltage requirement and the mechanisms for the provision of charge carriers.
  • the spacers may also consist of an insulating or non-conductive material.
  • the arc within the spark gap is at least Partially converted from a so-called Freibumbleden arc in a wall-stabilized arc.
  • the arc is deprived of a great deal of energy, as a result of which its voltage requirement increases with increasing current intensity.
  • the above measures also allow the discharge to be influenced in the case of subsequent currents. If a very strong cooling of the arc is achieved, a division of secondary currents in the kA range is also possible here.
  • the support member may rest against the entire surface of the corresponding spacer or the spacer body and also have channels, annular gaps and / or grooves whose position coincides with those in the spacer or the spacer body to form continuous discharge paths.
  • a further embodiment is carried by a plurality of spacers, which are provided with each other and spaced apart from the main electrodes, wherein the channels, gaps and / or grooves of adjacent spacers offset from each other.
  • the spacers can be electrically connected in series and performed isolated from both electrodes.
  • means for ionization and / or potential control may be provided.
  • the spacer or the spacer body is spaced from both main electrodes, wherein one of the main electrodes of a conductive or semiconductive, a series impedance forming plate is covered and the spacer or the spacer body is by means of a support member with the plate in electrical connection.
  • the vertical discharge from the main electrode is combined by the spacer with a horizontal gap discharge between the plate and the support member.
  • the dimension of the gap is here at values below substantially 0.1 mm.
  • the discharge in the gap can be used on the one hand to further influence the arc voltage and it On the other hand, a cost-effective reduction of the erosion-resistant material of the respective main electrode can take place.
  • a spacer which may be designed as a cylindrical body in a cylindrical surge arrester arrangement
  • circumferential annular gaps are provided, wherein the spacer body on one of the main electrodes or rests.
  • channels or bores are located in this main electrode which are in register with the annular gap outlet openings in the spacer body.
  • the channels or holes in the main electrode may then pass into a vent gap or be in communication with such a vent gap.
  • the invention provides a lightning current-carrying, encapsulated and pressure-resistant surge arrester for use in the low-voltage network with at least two electrodes, wherein at least one electrically conductive or semiconductive spacer in the form of a disk or a spacer body with a plurality of parallel discharge channels is located between the main electrodes.
  • the spacer forces a division of the discharge into a plurality of separate and parallel channels, at least in the case of pulsed impulse current loads.
  • the main electrodes 1 and 2 are received by an insulating body 5, which in turn is surrounded by a metallic, pressure-resistant housing 6.
  • a spacer or a spacer body 3 made of a conductive or semiconductive material with a linear or preferably non-linear characteristic, which has a plurality of openings or channels 31 of small cross-section.
  • the spacer 3 is at least opposite to one of the main electrodes, according to Fig. 1 the main electrode 1, isolated.
  • Fig. 1 there is a common separation distance L1 between the main electrode and the spacer 3.
  • the spacer 3 is connected via a conductive or semiconducting material 4 (support member) to the main electrode 2.
  • the spacer 3 and the support member 4 can also be realized by a single part.
  • a common cavity 8 is located between the spacer 3 and the main electrode 2, which is particularly advantageous in the generation of additional gases.
  • a vent 7 small cross section for pressure equalization after the load is also provided.
  • individual channels 31 can be led to the main electrode 2, in which case the venting takes place in the region of the electrode.
  • a connection of the individual discharge channels or a separate vent is conceivable.
  • the semiconductive or conductive spacer 3 allows for spark gaps without ignition aid an electric pre-discharge with sparking.
  • the respective main electrodes 1 and 2 touch the respective spacers 3, but this is not absolutely necessary.
  • the cavity 8 is located here between the two spacers. 3
  • a third, ignition electrode 9 is integrated by way of example, which serves for the external ignition of the spark gap.
  • Fig. 3 shows a spark gap, in which the separation distance is not designed as a Lucas shechtsfunkenrange, but as a sliding spark gap.
  • the insulating material 10 in each case above a channel 31 of the spacer 3 has an opening which allows a sliding overlap between the main electrode 1 and the spacer 3.
  • the spacer 3 is electrically conductively connected in this embodiment with the main electrode 2 via the support member 4.
  • the support member 4 can also be used as a metal part with high conductivity or, as in the embodiment according to Fig. 1 be designed as a part with low electrical conductivity or semiconducting.
  • the venting of the cavity 8 takes place here again via one or more channels 7 small cross-section.
  • the main electrode 1 is provided here with a centrally executed third ignition electrode 11, which is separated from the main electrode 1 by the part 12 high impedance.
  • the main electrode 1 is separated from the closest spacer part 3a by an insulating part 5a and the distance L1.
  • an insulation gap or a stretch of increased resistance 16 is arranged between two electrically conductive or semiconducting parts 15. This has the same already described function of the ionization of the space between the spacers 3b and 3c.
  • a vent may already be provided in the spaces between the spacers 3. This can be done laterally within, through or between parts 5 and 6.
  • venting channels can run separately or merged.
  • the execution of the or the venting channels from the housing can also be done on the front side or the cylinder wall.
  • the plate 19 can also be used to create an additional voltage drop.
  • Fig. 8 shows an embodiment similar to that after Fig. 7 with a covered main electrode 2, in which the material of the plate 20 of the plate 19 according to Fig. 7 may correspond, but alternatively also consists of a dense high-resistance or insulation material.
  • the main electrode 2 additionally has vertical extensions 2a, by way of example.
  • the material of the support member 4 can be selected to be electrically conductive or semiconducting.
  • the vertical discharge from the main electrode 1 through the spacer 3 is combined by the plate 20 with a horizontal gap discharge between the plate 20 and the support member 4.
  • the dimension of the gap is here at values below 0.1 mm.
  • the discharge in the gap 200 can on the one hand be used to further influence the arc voltage and on the other hand, a cost-effective reduction of the erosion-resistant electrode material can be made. In addition, a mechanical separation of functions of the quasi-assembled main electrode 2 is possible.
  • a gap discharge is not limited to the illustrated embodiment.
  • a horizontal (radial) gap discharge can be replaced by a vertical (axial) gap discharge.
  • a combination of vertical and horizontal discharge is possible, with the necessary diversion of the discharge leading to a further increase in the voltage drop.
  • Fig. 9 shows another variant of in Fig. 5 illustrated embodiment of a spacer, as a cylinder in the interior of the spark gap.
  • Variants 1 and 2 are characterized by a lower cylinder part 301 and an upper cylinder part 302.
  • the lower cylinder 301 has a circular groove 303 between the two annular slots 304.
  • the annular slots or annular grooves 304 have a different diameter for gas deflection.
  • ignition aids are located.
  • a meandering channel 307 is provided in the embodiment of a cylindrical spacer 3 after Fig. 10 .
  • the meander structure runs here in the axial direction.
  • the inner part 308 of the cylinder may be made of a different material than the outer part 309.
  • materials of different conductivity can be selected.
  • the resulting channel length 307 can be adjusted with the same cylinder height over the slope, ie the meander course.
  • the cylinder for the spacer after Fig. 11 again has an outer part 309 and an inner part 308.
  • thread-like extending grooves 35 are present, which extend from the top to the bottom of the spacer body 3. About the slope of the substantially parallel grooves 35 an adjustment of the channel length is given at a constant cylinder height.

Landscapes

  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
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Abstract

L'invention concerne un déviateur de surtension encapsulé, résistant à la pression et capable de transporter le courant de foudre, à capacité d'extinction du courant résiduel dans le réseau, qui comprend deux électrodes principales opposées de manière isolée et à distance l'une de l'autre. Au moins une plaque d'écartement ou un corps d'écartement sont disposés dans l'espace intermédiaire entre les électrodes principales de manière à former plusieurs parcours de décharge au moins en cas de sollicitations par des impulsions brusques de courant. La plaque d'écartement ou le corps d'écartement présente des canaux parallèles, des interstices annulaires concentriques et/ou des rainures en spirale et, lorsqu'ils sont conducteurs ou semi-conducteurs, ils sont isolés par rapport à l'une des électrodes principales.

Claims (16)

  1. Dérivateur de surtension encapsulé, résistant à la pression et capable de transporter un courant de foudre, à capacité d'extinction du courant résiduel dans le réseau, comprenant deux électrodes principales opposées (1 ; 2) écartées et isolées, dans lequel pour former une pluralité de trajets de décharge au moins sous des sollicitations de courant de pointe sous forme d'impulsions, dans l'espace entre les électrodes principales (1 ; ; 2) est agencée au moins une plaque d'écartement ou un corps d'écartement (3) en un matériau non conducteur, non conducteur mais dégageant un gaz, conducteur ou semi-conducteur, dans lequel la plaque d'écartement ou le corps d'écartement (3) comporte plusieurs canaux parallèles (31), plusieurs fentes annulaires concentriques (32) et/ou des rainures (35) semblables à un pas de vis, et est isolé par rapport aux électrodes principales (1 ; 2) dans le cas d'une réalisation conductrice ou semiconductrice, et dans lequel la plaque d'écartement ou le corps d'écartement (3) et en outre à distance des deux électrodes principales (1 ; 2).
  2. Dérivateur de surtension selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que, dans le cas d'une réalisation conductrice ou semiconductrice, la plaque d'écartement ou le corps d'écartement (3) est en connexion électrique avec l'une des électrodes principales (2) au moyen d'une partie portante (4).
  3. Dérivateur de surtension selon la revendication 2,
    caractérisé en ce que la partie portante (4) est appliquée contre la totalité de la surface de la plaque d'écartement ou du corps d'écartement (3) et comporte également des canaux, des fentes annulaires et/ou des rainures, dont la situation coïncide avec ceux/celles dans la plaque d'écartement ou le corps d'écartement (3) pour former des trajets de décharge continus.
  4. Dérivateur de surtension selon la revendication 3,
    caractérisé en ce qu'une partie d'isolation (10) avec des canaux, des fentes annulaires et/ou des rainures est agencée sur la surface de la plaque d'écartement ou du corps écartement (3) opposée à la partie portante (4), ladite partie d'isolation remplissant l'espace entre l'électrode principale (1) et la plaque d'écartement ou le corps d'écartement (3), de sorte que les canaux, les fentes annulaires et/ou les rainures de cet agencement empilé sont en alignement.
  5. Dérivateur de surtension selon la revendication 1,
    caractérisé en ce qu'il est prévu une pluralité de plaques d'écartement (3a à 3d) les unes au-dessous des autres et à distance des électrodes principales (1 ; 2), de sorte que les canaux, les fentes et/ou les rainures de plaques d'écartement voisines (3a ; 3b) s'étendent en décalage les uns/unes par rapport aux autres.
  6. Dérivateur de surtension selon la revendication 5,
    caractérisé en ce que les plaques d'écartement sont branchées électriquement en série et sont réalisées isolées vis-à-vis des deux électrodes principales (1 ; 2).
  7. Dérivateur de surtension selon la revendication 5 ou 6,
    caractérisé en ce qu'une électrode d'allumage (11) est agencée dans l'une des électrodes principales (1).
  8. Dérivateur de surtension selon l'une des revendications 5 à 7,
    caractérisé en ce qu'entre une paire respective de plaques d'écartement sont prévus des moyens pour l'ionisation et/ou pour la commande de potentiel.
  9. Dérivateur de surtension selon l'une des revendications 5 à 8,
    caractérisé en ce que des éléments de soutien sont agencés entre les plaques d'écartement (3a à 3d).
  10. Dérivateur de surtension selon l'une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce que les plaques d'écartement ou les corps d'écartement (3) sont en un matériau dégageant du gaz ou en des matériaux semblables.
  11. Dérivateur de surtension selon la revendication 1,
    caractérisé en ce que la plaque d'écartement ou le corps d'écartement (3) est agencé(e) à distance des deux électrodes principales (1 ; 2), tel que l'une des électrodes principales (2) est couverte par une coupelle (19) conductrice ou semiconductrice, formant une impédance série, et la plaque d'écartement ou le corps d'écartement (3) est en connexion électrique avec la coupelle (19) au moyen d'une partie portante (4).
  12. Dérivateur de surtension selon la revendication 11,
    caractérisé en ce qu'une fente (200) est formée entre la partie portante (4) et la coupelle (19 ; 20), l'électrode principale (2) comprenant des prolongements (2a) pour la fixation de la partie portante (4).
  13. Dérivateur de surtension selon la revendication 1,
    caractérisé en ce qu'un corps d'écartement (3) comporte des fentes annulaires périphériques (17), ledit corps d'écartement (3) reposant sur l'une des électrodes principales (2) et dans cette électrode principale (2) sont ménagés des canaux ou des perçages (18) qui coïncident avec les ouvertures de sortie des fentes annulaires dans le corps d'écartement (3).
  14. Dérivateur de surtension selon la revendication 13,
    caractérisé en ce que les canaux ou les perçages (18) se transforment en une fente de mise à l'air (7) ou communiquent avec celle-ci.
  15. Dérivateur de surtension selon l'une des revendications 1 à 13,
    caractérisé par un mode de réalisation étanche à la pression.
  16. Dérivateur de surtension selon l'une des revendications 1 à 13,
    caractérisé en ce qu'il est prévu des canaux de mise à l'air (7) de petite section.
EP07821883A 2006-11-03 2007-10-26 Déviateur de surtension encapsulé, résistant à la pression et capable de transporter un courant de foudre, à capacité d'extinction du courant résiduel dans le réseau Not-in-force EP2057724B1 (fr)

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