AT208939B - Vielfachfunkenstrecke für Überspannungsableiter mit spannungsabhängigen Widerständen - Google Patents

Description

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  Vielfachfunkenstrecke für   Überspannungsableiter   mit   spannungsabhängigen Widerständen   
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   fen in verschiedenen.. Ebenen, derart übereinander. liegen, dass ihre Kraftlinien ein die Stromschleife durchsetzendes, gemeinsames Magnetfeld bilden, welches stärker ist als das von einer Schleife gebildete Feld und zur Hauptsache senkrecht zu den einzelnen Teillichtbögen steht, wobei beim Ansprechen die Stromschleife derart klein sind, dass die Anordnung eine kleine Induktivität zeigt. Mit einer solchen Anordnung und Formgebung der Elektroden der Funkenstrecke ergibt sich die Möglichkeit, den Lichtbogen während des Löschvorganges auf mehr als 10 mm/kV Nennspannung des Ableiters auszudehnen.

   Der auf diese Weise durch den Nachstrom erzeugte relativ hohe Spannungsabfall über dem Lichtbogen ermöglicht, die Widerstandshöhe und damit die gesamte Bauhöhe des Ableiters kleiner zu machen. Ausserdem ergibt sich noch der Vorteil, dass durch diese Verminderung der Widerstände die Restspannung des Ableiters während des Stossvorganges kleiner wird. 



  An Hand der beispielsweise in den Fig. l-8 dargestellten Elektrodensysteme ist die Erfindung näher erläutert. Bei allen diesen Ausführungsformen sind die Elektroden treppenförmig ausgebildet und raumlich so zueinander angeordnet, dass jede Elektrode die Verbindung zweier in verschiedenen Ebenen liegenden Stromschleife bildet. 



  In Fig. 1 ist eine Vielfachfunkenstrecke veranschaulicht, die aus den Elektroden 1 gebildet wird. 



  Jede Elektrode besteht aus einem abgekröpften Metallstreifen und diese sind treppenförmig so angeordnet, dass beim Zünden des Lichtbogens 2 der Strom I die Teilfunkenstreckenin schleifenförmigen Bahnen durchsetzt. Diese Stromschleife liegen derart nebeneinander, dass sich ihre Magnetfelder H unterstützen. Auf den Lichtbogen 2, der senkrecht zum resultierenden Magnetfeld steht, wirkt nun eine Kraft K nach aussen. 



  Je nach der Anzahl der nebeneinander liegenden Elektroden 1 kann bei einem bestimmten Strom eine grössere oder kleinere Feldstärke und damit eine entsprechende Blaswirkung erzielt werden. Durch die besondere Gestaltung der Elektroden, zusammen mit der Abwanderung des Lichtbogens aus dem Bereich der kürzesten Verbindung zwischen den Elektroden erfolgt eine Verlängerung des Lichtbogens, wodurch die Bedingung für eine genügende RUckzündfestigkeit erfüllt wird. Bei der Vielfachfunkenstrecke nach Fig. 1 ergibt sich eine Unterteilung der Teillichtbögen in zwei Gruppen mit entgegengesetzter Blasrichtung. 



  Die Funkenstrecke kann mit Lichtbogenkammern 3 ausgerüstet werden, wie in Fig. 1 gestrichelt angedeutet ist. Diese Funkenkammem 3 können noch am Austrittsende mit eingebauten Platten 4, z. B. aus Metall, versehen werden. Eine solche Funkenkammer 3 ist im vergrösserten Massstab in den Fig. 2 und 3 im Aufriss bzw. Grundriss nochmals gezeigt. Es bedeutet 1 wieder die Elektroden und 2 den Lichtbogen. 



  Innerhalb der Funkenkammer gegen das Austrittsende zu sind die Platten 4 eingebaut, die unterteilte Räume für die Kühlung des heissen Gases bilden, dessen Strömungsrichtung durch die Pfeile angedeutet ist. Durch diese eingebauten Platten 4 wird ein Heraustreten des Lichtbogens aus der Funkenkammer verhindert und gleichzeitig kann somit die maximale Länge des Lichtbogens eindeutig bestimmt werden. 



  Eine weitere Möglichkeit um das Heraustreten des Lichtbogens aus der Funkenkammer zu verhindern, ist in Fig. 4 veranschaulicht. In diesem Falle werden die Enden der Elektroden 1 mit nach innen gebogenen Hörner 6 ausgebildet. Unmittelbar nachdem der Lichtbogen 2 gezündet hat, wird dieser durch das innerhalb der Stromschleife konzentrierte Magnetfeld nach aussen getrieben. In der Figur erfolgt die Zuführung des Stromes I von links bis zu dem Moment, wo der Lichtbogen die Hörner 6 erreicht. Jetzt wird sich der Lichtbogen auf den Abstand dieser Hörner verkürzen, so dass dann die Stromzuführung von rechts erfolgt. Dadurch entsteht eine innere Schleife, deren Magnetfeld eine nach innen gerichtete Kraft aus- übt. Es entsteht somit eine praktisch magnetisch neutrale Zone, in welcher der Lichtbogen stehen bleibt. 



  Bei genügend grossem Abstand der Hörner 6 wird die nötige RückzUndfestigkeit erreicht. 



  In den Fig. 5a und 5b ist eine weitere Ausführungsform der Erfindungim Aufriss bzw. Grundriss dargestellt. Die Vielfachfunkenstrecke wird durch die übereinander angeordneten treppenförmigen Elektroden 7 gebildet. Diese Anordnung unterscheidet sind von derjenigen der Fig. 1, indem bei gleicher Anzahl Unterbrechungsstellen und bei gleichem Ableiterstrom I das resultierende Magnetfeld H und somit die auf den Lichtbogen wirkende Kraft K ungefähr doppelt so gross wird. Die Blaswirkung erfolgt hier nur in einer Richtung. 



  Bei dem in Fig. 6a und "6b in Aufriss bzw. Grundriss gezeigten Ausführungsbeispiel wird dieVielfachfunkenstrecke durch Gruppen von je drei treppenförmigen Elektroden 11, 12 und 13 gebildet, die so angeordnet sind, dass jede Teilfunkenstrecke gegenüber der vorhergehenden um 1200 versetzt ist. In diesem Fall ergeben sich drei verschiedene Blasrichtungen für die Teillichtbögen jeder Elektrodengruppe. Ferner wird die Bauhöhe des Funkenstreckensystems etwas niedriger, da mehr Platz für die Unterbringung der Funkenkammem zu Verfügung steht. 



  Schliesslich zeigen die Fig. 7 und 8 je eine Vielfachfunkenstrecke in Ansicht, die besonders vorteilhaft sind, wenn die Funkenstreckt. einen zylindrischen Raum ausfüllen sollte. Bei der Ausführung nach   

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 Fig. 7 wird die Funkenstrecke durch die kreisförmig gebogenen inneren und   äusseren   Elektroden 15 bzw. 16 gebildete während für die Anordnung nach Fig. 8 die ganze Funkenstrecke aus entsprechend gebogenen Elektroden 17 besteht, die alle gleich sind. Bei dieser letzteren Ausführung bildet die äussere Elektrode der einen Ebene die innere Elektrode der nächsten Ebene. Dadurch, dass die   Funkenhoner   der Elektroden 
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 kommt immer wieder in eine neue   entionisierte   Zone.

   Nach Durchlauf eines Kreises kehrt der Lichtbogen wieder an den Entstehungsort zurück, so dass auch bei äusserst intensiver Blasung der Lichtbogen nie in einen   unkanEMtlierbaren   Bereich verdrängt werden kann. Bei der Ausführung nach Fig. 7 ist der Drehsinn zwei aufeinanderfolgender   Tei11ichtbgen   verschieden, während bei der Funkenstrecke nach Fig. 8 der Drehsinn aller Teillichtbögen der gleiche Ist. 



   Die treppenförmige Stromführung bei den beschriebenen Funkenstrecken besitzt den grossen Vorteil, dass die vom Strom umwundene Fläche sehr klein ist. Bei steilen Stromanstiegen wird diese Eigenschaft noch durch die   Stromverdrlngung   an die Innenkanten der Elektroden unterstützt. Da bekanntlich die   Selbstinduktivität   einer Spule direkt proportional zu der vom Strom umwundenen Fläche ist, wird bei der   erfindungsgemässen   Elektrodenanordnung die   Selbstinduktivitat   und damit der induktive Spannungsabfall bei steilen Wellen klein. Ferner dadurch, dass sich nicht unnötig grosse   Elektrodenfllchen   gegenüberstehen, ist dem Lichtbogen ein eindeutiger Weg vorgeschrieben. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1.   Vislachfunkenstrecke   für   Überspannungsableiter   mit   spannungsabhangigen   Widerständen, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden der Funkenstrecke treppenförmig ausgebildet sind, so dass sie jeweils die Verbindung der in benachbarten Ebenen liegenden Unterbrechungsstellen bilden, wobei die nach dem Ansprechen durch die Elektroden und die Lichtbogen gebildeten Stromschleifen in   verschiede-   nen Ebenen derart übereinander liegen, dass ihre Kraftlinien ein die Stromschleifen durchsetzendes, gemeinsames Magnetfeld bilden, welches stärker ist als das von einer Schleife gebildete Feld und zur Hauptsache senkrecht zu den einzelnen   Teillichtbögen   steht, wobei beim Ansprechen die Stromachleifen derart klein sind,

   dass die Anordnung eine kleine Induktivität zeigt.

Claims (1)

1. 2. Funkenstrecke nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden divergierend ausgebildet sind, so dass die Lichtbögen während ihrer Abwanderung vom Entstehungsort unter dem Einfluss des magnetischen Blasfeldes eine wesentliche Verlängerung erfahren, so dass die I1chtbogenspannung während dem Löschvorgang ansteigt.

   3. Funkenstrecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tei11ichtbögen alle in gleicher Richtung geblasen werden.

   4. Funkenstrecke nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Teillichtbögen in zwei Gruppen mit entgegengesetzter Blasrichtung unterteilt sind.

   5. Funkenstrecke nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Tei11ichtbögen in Gruppenuntertellt sind, die mindestens drei verschiedene Blasrichtungen aufweisen.

   6. Funkenstrecke nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Teillichtbogen von einer Funkenkammer umgeben ist.

   7. Funkenstrecke nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Funkenkammern Me- EMI3.2 desselben eindeutig bestimmen.

   8. Funkenstrecke nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der Elektroden mit nach innen gebogenen Hörnem versehen sind, die, sobald sie vom Strom erreicht werden, eine innere, dem Slasfeld entgegenwirkende Stromschleife erzeugen und somit den Lichtbogen abbremsen.

   9. Funkenstrecke nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Funkenhömer der Elektroden in ier Ebene des Lichtbogens verlängert werden und kreisförmig gebogen sind, so dass der Lichtbogen dauernd kreist.

   10. Funkenstrecke nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehsinn zweier aufeinanderfolgender Teillichtbägen verschieden ist.

   11. Funkenstrecke nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehsinn aller Teillichtbögen gleich ist.