DE102014104576A1 - Surge arresters - Google Patents
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Abstract
Beschrieben und dargestellt ist ein Überspannungsableiter (1) zum Einsatz in der Stromversorgung von Niederspannungsnetzen, insbesondere für den Einsatz zwischen einem Neutralleiter N und einem Potentialausgleich PE, mit einem zylinderischen Gehäuse (2), mit zwei einander axial gegenüberliegenden Elektroden (3, 4) und mit einer im Inneren des Gehäuses (2) ausgebildeten Lichtbogenbrennkammer (5), wobei die Lichtbogenbrennkammer (5) axial von den beiden Elektroden (3, 4) begrentzt ist und zwischen den beiden Elektroden (3, 4) eine Funkenstrecke ausgebildet ist, so dass beim Zünden der Funkenstrecke zwischen den beiden Elektroden (3, 4) ein Lichtbogen entsteht. Bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsableiter kann dadurch auf das Ausblasen von ionisierten Gasen verzichtet werden, dass innerhalb des Gehäuses (2) zwei Kammern (6, 7) ausgebildet sind, die jeweils über zwei Kanäle (8, 9) mit der Lichtbogenbrennkammer (5) verbunden sind, so dass nach dem Zünden der Funkenstrecke heißes ionisiertes Gas aus der Lichtbogenbrennkammer (5) in die Kammern (6, 7) strömen kann, wobei das Volumen der beiden Kammern (6, 7) zusammen größer als das Volumen der Lichtbogenbrennkammer (5) ist und wobei die beiden Kammer (6, 7) in Längsrichtung des Gehäuses (2) auf einander gegenüberliegenden Seiten der Lichtbogenbrennkammer (5) angeordnet sind und jeweils einen axialen und radialen Abstand zur Lichtbogenbrennkammer (5) aufweisen.Described and illustrated is a surge arrester (1) for use in the supply of low-voltage networks, in particular for use between a neutral conductor N and a potential equalization PE, with a cylindrical housing (2), with two axially opposite electrodes (3, 4) and with an arc combustion chamber (5) formed in the interior of the housing (2), wherein the arc combustion chamber (5) is axially delimited by the two electrodes (3, 4) and a spark gap is formed between the two electrodes (3, 4), so that Upon ignition of the spark gap between the two electrodes (3, 4), an arc is formed. In the surge arrester according to the invention can be dispensed with the blowing out of ionized gases, that within the housing (2) two chambers (6, 7) are formed, which are each connected via two channels (8, 9) with the arc combustion chamber (5) in that, after ignition of the spark gap, hot ionized gas from the arc combustion chamber (5) can flow into the chambers (6, 7), the volume of the two chambers (6, 7) together being greater than the volume of the arc combustion chamber (5) and wherein the two chambers (6, 7) in the longitudinal direction of the housing (2) on opposite sides of the arc combustion chamber (5) are arranged and each having an axial and radial distance from the arc combustion chamber (5).
Description
Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter zum Einsatz in der Stromversorgung von Niederspannungsnetzen, insbesondere für den Einsatz zwischen einem Neutralleiter N und einem Potentialausgleich PE, mit einem zylinderischen Gehäuse, mit zwei einander axial gegenüberliegenden Elektroden und mit einer im Inneren des Gehäuses ausgebildeten Lichtbogenbrennkammer, wobei die Lichtbogenbrennkammer axial von den beiden Elektroden begrenzt ist und zwischen den beiden Elektroden eine Funkenstrecke ausgebildet ist, so dass beim Zünden der Funkenstrecke zwischen den beiden Elektroden ein Lichtbogen entsteht. The invention relates to a surge arrester for use in the supply of low-voltage networks, in particular for use between a neutral conductor N and a potential equalization PE, with a cylindrical housing, with two axially opposite electrodes and with an arc formed inside the housing arc, wherein the arc combustion chamber is axially bounded by the two electrodes and between the two electrodes, a spark gap is formed, so that when igniting the spark gap between the two electrodes, an arc is formed.
Wenn Überspannungen auftreten, die oberhalb der oberen Toleranzgrenze der jeweiligen Nennspannung liegen, müssen die betroffenen Geräte, Anlagen und Leitungen in möglichst kurzer Zeit mit dem Potentialausgleich kurzgeschlossen werden. Dafür werden je nach Einsatzort (Schutzzone) und Art der zu schützenden Geräte und Anlagen unterschiedliche Bauelemente verwendet. Die einzelnen Bauelemente unterscheiden sich dabei im Wesentlichen durch ihr Ansprechverhalten und ihr Ableitvermögen. If overvoltages occur that are above the upper tolerance limit of the respective rated voltage, the affected devices, systems and lines must be short-circuited with the equipotential bonding in the shortest possible time. Depending on the place of use (protection zone) and the type of equipment and systems to be protected, different components are used. The individual components differ essentially by their response and their Ableitvermögen.
Wesentlicher Bestandteil von Überspannungsableitern der hier in Rede stehenden Art ist eine Funkenstrecke, die bei einer bestimmten Überspannung anspricht, wobei beim Zünden der Funkenstrecke zwischen den beiden Elektroden ein Lichtbogen entsteht. Dabei können sehr hohe und steil ansteigende Ströme mit Werten bis in den dreistelligen kA-Bereich über die Funkenstrecke fließen. Insbesondere Überspannungsableiter, die als Blitzstromableiter für den Einsatz zwischen einem Neutralleiter N und dem Potentialausgleich PE bzw. eimem PE-Leiter vorgesehen sind, müssen dabei über ein sehr hohes Stoßstromableitvermögen von bis zu 100 kA 10/350 µs verfügen. Aufgrund der dabei im Inneren des Überspannungsableiters auftretenden Drücke und Kräfte sind derartige Überspannungsableiter in der Regel in druckfesten Gehäusen angeordnet. An essential part of surge arresters of the type in question is a spark gap, which responds at a certain overvoltage, wherein an arc is formed when the spark gap between the two electrodes. Very high and steeply rising currents with values up to the three-digit kA range can flow over the spark gap. In particular surge arresters, which are designed as a lightning arrester for use between a neutral conductor N and the equipotential bonding PE or eimem PE conductor, it must have a very high surge current capacity of up to 100
Überspannungsableiter mit einer Funkenstrecke haben zwar den Vorteil einer hohen Stoßstromtragfähigkeit, jedoch auch den Nachteil einer relativ hohen und auch nicht sonderlich konstanten Ansprechspannung. Daher werden zur Zündung von Funkenstrecken bereits seit langem unterschiedliche Arten von Zündhilfen verwendet, mit deren Hilfe die Ansprechspannung der Funkenstrecke bzw. des Überspannungsableiters verringert wird. Although surge arresters with a spark gap have the advantage of a high surge current carrying capacity, they also have the disadvantage of a relatively high and not very constant response voltage. Therefore, different types of ignition aids have long been used for the ignition of spark gaps, with the help of the response voltage of the spark gap and the surge arrester is reduced.
Bei Überspannungsableitern der in Rede stehenden Art – mit oder ohne Verwendung einer Zündhilfe – entsteht beim Zünden der Funkenstrecke über den Lichtbogen eine niederimpedante Verbindung zwischen den beiden Elektroden, über die – gewollt – der abzuleitende transiente Stoßstrom fließt. Bei anliegender Netzspannung kann über diese niederimpedante Verbindung jedoch auch ein unerwünschter Netzfolgestrom fließen, so dass man bestrebt ist, den Lichtbogen nach abgeschlossenem Ableitvorgang möglichst schnell zu löschen. Eine Möglichkeit zur Erreichung dieses Zieles besteht darin, die Lichtbogenlänge und damit die Lichtbogenspannung nach dem Ansprechen der Funkenstrecke zu vergrößern. Eine andere Möglichkeit, den Lichtbogen nach dem Ableitvorgang zu löschen, besteht in der Kühlung des Lichtbogens durch die Kühlwirkung von Isolierstoffwänden sowie die Verwendung von Gas abgebenden Isolierstoffen. In surge arresters of the type in question - with or without the use of a starting aid - arises when igniting the spark gap on the arc a niederimpedante connection between the two electrodes, on the - intentionally - flows to be derived transient surge current. When the mains voltage is applied, however, an undesired follow-on current can also flow via this low-impedance connection, so that efforts are made to extinguish the arc as quickly as possible after the discharge process has been completed. One way to achieve this goal is to increase the arc length and thus the arc voltage after the response of the spark gap. Another way to extinguish the arc after the discharge, consists in the cooling of the arc by the cooling effect of Isolierstoffwänden and the use of gas-releasing insulating materials.
Aus der
Um ein erneutes Zünden der Funkenstrecke zu verhindern, sind bei dem bekannten Überspannungsableiter Kühlkanäle im Gehäuse vorgesehen, durch die die in der Lichtbogenbrennkammer beim Ableitvorgang durch den Lichtbogen produzierten heißen, ionisierten Gase aus dem Gehäuse abgeführt werden. Damit die aus dem Gehäuse ausströmenden Gase keine zu hohe Temperatur aufweisen, müssen die Kühlkanäle so ausgebildet sein, dass sie eine ausreichend lange Wegstrecke zur Verfügung stellen, die das Plasma im Gehäuse entlangströmt. Bei dem aus der
Da das Gehäuse aus zwei koaxial zueinander angeordneten Gehäuseteilen besteht, die miteinander verschraubt werden, muss zur Gewährleistung einer ausreichenden mechanischen Stabilität die Wandstärke der beiden Gehäuseteile relativ groß sein, was zu einem entsprechend vergrößerten Außendurchmesser des Gehäuses insgesamt führt. Darüber hinaus besteht bei dem bekannten Überspannungsableiter – wie bei allen ausblasenden Funkenstrecken – das grundsätzliche Problem, dass durch das aus den Kanälen austretende ionisierte Gas elektrische Bauteile und Geräte, die sich im unmittelbaren Umfeld des Überspannungsableiters befinden, beeinträchtigt oder geschädigt werden können. Since the housing consists of two coaxially arranged housing parts, which are screwed together, to ensure sufficient mechanical stability, the wall thickness of the two housing parts must be relatively large, resulting in a correspondingly increased outer diameter of the housing as a whole. Moreover, in the known surge arrester - as with all Ausblasenden spark gaps - the fundamental problem that the ionized gas leaving the ducts can damage or damage electrical components and devices located in the immediate vicinity of the surge arrester.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den eingangs beschriebenen Überspannungsableiter derart weiterzuentwickeln, dass die zuvor genannten Nachteile nach Möglichkeit vermieden werden. Insbesondere soll dabei auf das Ausblasen von ionisierten Gasen verzichtet werden, wobei jedoch der Überspannungsableiter eine möglichst geringe Baugröße aufweisen soll. The present invention is therefore based on the object to further develop the surge arrester described above such that the aforementioned disadvantages are avoided as far as possible. In particular, it should be dispensed with the blowing out of ionized gases, but the surge arrester should have the smallest possible size.
Diese Aufgabe ist bei dem eingangs beschriebenen Überspannungsableiter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, dass innerhalb des Gehäuses zwei Kammern ausgebildet sind, die jeweils über mindestens einen Kanal mit der Lichtbogenbrennkammer verbunden sind, wobei das Volumen der beiden Kammern zusammen größer als das Volumen der Lichtbogenbrennkammer ist, so dass nach dem Zünden der Funkenstrecke heißes ionisiertes Gas aus der Lichtbogenbrennkammer in die Kammern strömen kann. Vorzugsweise ist das Volumen der beiden der Entionisierung der Lichtbogenbrennkammer dienenden Kammern zusammen wesentlich größer als das Volumen der Lichtbogenbrennkammer, wobei das Verhältnis des Volumens der beiden Kammern zum Volumen der Lichtbogenbrennkammer mindestens 10:1, insbesondere etwa 20:1 beträgt. This object is achieved in the surge arrester described above with the features of
Bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsableiter handelt es sich somit um einen gekapselten Überspannungsableiter der keine Ausström- oder Ausblasöffnungen aufweist, durch die ionisiertes Gas gewollt in die Umgebung abgegeben wird. Die beiden Kammern sind in Längsrichtung des Gehäuses auf einander gegenüberliegenden Seiten der Lichtbogenbrennkammer angeordnet, wobei die beiden Kammern jeweils einen axialen und einen radialen Abstand zur Lichtbogenbrennkammer aufweisen. Aus Sicht der Lichtbogenbrennkammer sind die beiden Kammern, die zur Aufnahme der beim Ableitvorgang entstehenden heißen, ionisierten Gase dienen, somit radial nach außen versetzt hinter den Elektroden bzw. deren die Lichtbogenbrennkammer begrenzenden Stirnseite angeordnet. The surge arrester according to the invention is thus an encapsulated surge arrester which has no outflow openings or discharge openings through which ionized gas is intentionally released into the environment. The two chambers are arranged in the longitudinal direction of the housing on opposite sides of the arc combustion chamber, wherein the two chambers each have an axial and a radial distance from the arc combustion chamber. From the point of view of the arc combustion chamber, the two chambers which serve to receive the hot, ionized gases produced during the discharge process are thus arranged radially outwardly behind the electrodes or their end faces delimiting the arc combustion chamber.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung und Anordnung der beiden Kammern innerhalb des Gehäuses ermöglichen zunächst, dass beim Ableitvorgang durch den brennenden Lichtbogen entstehende heiße, leitfähige Gase aus der Lichtbogenbrennkammer abströmen können, so dass ein Netzfolgestrom gelöscht und ein erneutes Zünden der Funkenstrecke unterhalb der Ansprechspannung des Überspannungsableiters verhindert wird. Darüber hinaus wird durch die Anordnung der beiden Kammern auf einander gegenüberliegenden Seiten der Lichtbogenbrennkammer und hinter den Elektroden durch das in die Kammern strömende Gas eine Kraft bzw. ein Druck in Richtung der Elektroden generiert, der dem Druck entgegenwirkt, der beim Zünden der Funkenstrecke in der Lichtbogenbrennkammer entsteht. Die Belastung der beiden Elektroden der Funkenstrecke wird dadurch verringert. The inventive design and arrangement of the two chambers within the housing initially allow that in the discharge by the burning arc resulting hot, conductive gases can flow out of the arc combustion chamber, so that deleted a Netzfolgestrom and reignition of the spark gap below the operating voltage of the surge arrester is prevented , In addition, a force or pressure in the direction of the electrodes is generated by the arrangement of the two chambers on opposite sides of the arc combustion chamber and behind the electrodes by the gas flowing into the chambers, which counteracts the pressure that occurs in the ignition of the spark gap in the Arc combustion chamber is created. The load on the two electrodes of the spark gap is thereby reduced.
Das gewünschte große Volumen der beiden Kammern im Vergleich zum Volumen der Lichtbogenbrennkammer kann vorzugsweise dadurch relativ einfach realisiert werden, dass die beiden Kammern ringförmig ausgebildet sind. Dabei wird in vorteilhafter Weise der Umstand ausgenutzt, dass in der Regel im Gehäuse eines Überspannungsableiters im Bereich hinter den Elektroden am einfachsten der benötigte Volumen für die Kammern zur Verfügung gestellt werden kann, ohne dass die Außenabmessungen des Überspannungsableiters vergrößert werden müssen. Darüber hinaus führt die ringförmige Ausbildung der beiden Kammern auch zu einer geringeren mechanischen Belastung des Gehäuses, da die Drücke und Kräfte im Wesentlichen gleichmäßig verteilt auf das Gehäuse wirken. The desired large volume of the two chambers in comparison to the volume of the arc combustion chamber can preferably be relatively easily realized in that the two chambers are annular. In this case, the fact is exploited in an advantageous manner that usually in the housing of a surge arrester in the area behind the electrodes most easily the volume required for the chambers can be provided without the outer dimensions of the surge arrester must be increased. In addition, the annular design of the two chambers also leads to a lower mechanical stress on the housing, since the pressures and forces act substantially uniformly distributed on the housing.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist im Gehäuse des Überspannungsableiters ein zylinderförmiger Isolierkörper angeordnet, der eine sich in Längsrichtung des Gehäuses erstreckende Bohrung aufweist, in die die beiden Elektroden mit ihren der Lichtbogenbrennkammer zugewandten Stirnseite jeweils hineinragen, so dass der Isolierkörper die Lichtbogenbrennkammer radial umgibt. Außerdem ist der zumindest eine Kanal zumindest teilweise von dem Isolierkörper gebildet. Bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsableiter wird die Lichtbogenbrennkammer somit in axialer Richtung von den beiden einander gegenüberliegenden Elektroden bzw. deren Stirnseiten und in radialer Richtung von dem zylinderförmigen Isolierkörper begrenzt. Hierbei ist die Begrenzung der Lichtbogenbrennkammer in radialer Richtung jedoch durch den mindestens einen Kanal unterbrochen, über den die Lichtbogenbrennkammer mit den beiden Kammern verbunden ist. According to an advantageous embodiment of the invention, a cylindrical insulating body is arranged in the housing of the surge arrester, which has a bore extending in the longitudinal direction of the housing into which the two electrodes each project with their the arc combustion chamber facing end, so that the insulating body surrounding the arc combustion chamber radially. In addition, the at least one channel is at least partially formed by the insulating body. In the surge arrester according to the invention, the arc combustion chamber is thus bounded in the axial direction by the two opposing electrodes or their end faces and in the radial direction by the cylindrical insulating body. In this case, however, the limitation of the arc combustion chamber in the radial direction is interrupted by the at least one channel, via which the arc combustion chamber is connected to the two chambers.
Mit Hilfe des zylinderförmigen Isolierkörpers kann der mindestens eine Kanal zwischen der Lichtbogenbrennkammer und den beiden Kammern einfach dadurch realisiert werden, dass im Isolierkörper entsprechende Ausnehmungen, Öffnungen oder Freiräume ausgebildet sind, die eine Strömung des Gases von der Lichtbogenbrennkammer in die beiden Kammern ermöglichen. Der eigentliche Kanal muss dabei nicht vollständig von dem Isolierkörper umgeben sein, sondern kann auch – ganz oder Abschnittsweise – von einem Abschnitt des Isolierkörpers und einem Abschnitt eines anderen, dem Abschnitt des Isolierkörpers gegenüberliegenden Bauteil gebildet sein. Darüber hinaus dient der Isolierkörper auch zur Gewährleistung der dauerhaften Isolation zwischen den beiden Elektroden und zur mechanischen Stabilität der Funkenstrecke, indem der Isolierkörper sicherstellt, dass der Abstand der beiden Elektroden zueinander auch nach einem Ableitvorgang unverändert bleibt. With the aid of the cylindrical insulating body, the at least one channel between the arc combustion chamber and the two chambers can be realized simply by forming corresponding recesses, openings or free spaces in the insulating body, which allow a flow of the gas from the arc combustion chamber into the two chambers. The actual channel does not have to be completely surrounded by the insulating body, but can also - in whole or in sections - by a portion of the insulating body and a portion of another, the Be formed portion of the insulator opposite component. In addition, the insulating body also serves to ensure permanent insulation between the two electrodes and the mechanical stability of the spark gap by the insulator ensures that the distance between the two electrodes to one another remains unchanged even after a discharge.
Konstruktiv ist der Isolierkörper dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass er einen die Bohrung umgebenden inneren Abschnitt und einen hülsenförmigen äußeren Abschnitt aufweist, der in Längsrichtung des Gehäuses eine größere Erstreckung als der innere Abschnitt hat. Der hülsenförmige äußere Abschnitt dient dabei auch zur Isolierung der Elektroden gegenüber dem Gehäuse, insbesondere wenn dieses vorzugsweise aus Metall besteht, während der inneren Abschnitt zur Gewährleistung der dauerhaften Isolation zwischen den beiden Elektroden und zur mechanischen Stabilität der Funkenstrecke dient. Darüber hinaus ist zumindest ein Teil des Kanals zwischen dem inneren Abschnitt und dem äußeren Abschnitt des Isolierkörpers ausgebildet. Structurally, the insulating body is preferably formed so that it has an inner portion surrounding the bore and a sleeve-shaped outer portion which has a greater extension in the longitudinal direction of the housing than the inner portion. The sleeve-shaped outer portion also serves to insulate the electrodes relative to the housing, especially if it is preferably made of metal, while the inner portion serves to ensure permanent insulation between the two electrodes and mechanical stability of the spark gap. Moreover, at least a part of the channel is formed between the inner portion and the outer portion of the insulating body.
Vorzugsweise weist dabei der innere Abschnitt des Isolierkörpers zwei kreisbogenförmige Stege auf, die sich in Umfangsrichtung des inneren Abschnitts nur in einem kleinen Bereich überlappen und in Längsrichtung des Gehäuses hintereinander angeordnet sind. Die beiden kreisförmigen Stege bilden somit zusammen zumindest einen Teil der radialen Begrenzung der Bohrung des Isolierkörpers, wobei die beiden Stege jedoch axial versetzt zueinander angeordnet sind. Die beiden kreisbogenförmigen Stege weisen somit eine in Längsrichtung des Gehäuses sich erstreckende Dicke auf, die geringer als die entsprechende Gesamtdicke des inneren Abschnitts des Isolierkörpers ist, so dass jeweils ein Freiraum verbleibt, durch den das ionisierte Gas strömen kann. Darüber hinaus weisen die beiden kreisbogenförmigen Stege zumindest in den Bereichen, in denen sie sich nicht überlappen, einen radialen Abstand zum äußeren Abschnitt des Isolierkörpers auf, so dass das Gas zwischen den Stegen und dem äußeren Abschnitt hindurchströmen kann. Preferably, the inner portion of the insulating body has two arc-shaped webs which overlap in the circumferential direction of the inner portion only in a small area and are arranged one behind the other in the longitudinal direction of the housing. The two circular webs thus together form at least a part of the radial boundary of the bore of the insulating body, wherein the two webs, however, are arranged axially offset from one another. The two arcuate webs thus have a thickness extending in the longitudinal direction of the housing, which is less than the corresponding total thickness of the inner portion of the insulating body, so that in each case a free space remains, through which the ionized gas can flow. In addition, at least in the areas in which they do not overlap, the two circular arc-shaped webs at a radial distance to the outer portion of the insulating body, so that the gas can flow between the webs and the outer portion.
Durch die beiden kreisbogenförmigen Stege sind zwei Kanäle ausgebildet, die die Lichtbogenbrennkammer jeweils mit beiden Kammern verbinden. Die beiden Kanäle weisen dabei jeweils einen ersten radial verlaufenden Kanalabschnitt und einen zweiten axial verlaufenden Kanalabschnitt auf, wobei die ersten Kanalabschnitte mit der Lichtbogenbrennkammer und die zweiten Kanalabschnitte jeweils mit beiden Kammern verbunden sind. Heißes ionisiertes Gas, das nach dem Zünden der Funkenstrecke durch den Lichtbogen in der Lichtbogenbrennkammer entsteht, kann somit radial an den beiden kreisbogenförmigen Stegen vorbei bzw. entlang strömen und dann axial zwischen dem äußeren Rand der kreisbogenförmigen Stege und dem äußeren Abschnitt des Isolierkörpers hindurch und entlang der Innenfläche des hülsenförmigen äußeren Abschnitts in die beiden Kammern strömen. Through the two arcuate webs two channels are formed, which connect the arc combustion chamber in each case with two chambers. The two channels each have a first radially extending channel section and a second axially extending channel section, wherein the first channel sections are connected to the arc combustion chamber and the second channel sections are each connected to both chambers. Hot ionized gas, which arises after the ignition of the spark gap through the arc in the arc combustion chamber, can thus flow radially along the two arcuate webs or along and then axially between the outer edge of the arcuate webs and the outer portion of the insulator through and along the inner surface of the sleeve-shaped outer portion flow into the two chambers.
Der erfindungsgemäße Überspannungsableiter weist vorzugsweise eine innerhalb des Gehäuses angeordnete Zündhilfe auf, die zumindest ein Zündelement und eine Zündelektrode umfasst. Das Zündelement und die Zündelektrode stehen dabei mit der Lichtbogenbrennkammer in Berührung, wobei das Zündelement auf der einen Seite mit der einen Elektrode und auf der anderen Seite mit der Zündelektrode elektrisch leitend verbunden ist. Von ihrem grundsätzlichen Aufbau kann die bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsableiter verwendete Zündhilfe so aufgebaut sein, wie auch die in der
Damit das Zündelement und die Zündelektrode – wie zuvor beschrieben – mit der Lichtbogenbrennkammer in Berührung stehen können, weist der innere Abschnitt des Isolierkörpers vorzugsweise einen Aufnahmebereich für das Zündelement und die Zündelektrode auf, der eine Öffnung zur Lichtbogenbrennkammer hat, über die die Zündelektrode und das Zündelement mit dem Lichtbogenbrennkammer in Berührung stehen. Der am inneren Abschnitt des Isolierkörpers ausgebildete Aufnahmebereich ist vorzugsweise in Umfangsrichtung des inneren Abschnitts zwischen den beiden kreisbogenförmigen Stegen angeordnet, so dass der innere Abschnitt des Isolierkörpers in Umfangsrichtung in drei Bereiche unterteilt ist, nämlich die beiden kreisbogenförmigen Stege, die sich in einem kleinen Bereich überlappen, und den Aufnahmebereich für das Zündelement und die Zündelektrode, wobei dieser vorzugsweise gegenüberliegend von dem Überlappungsbereich angeordnet ist. In order that the ignition element and the ignition electrode may be in contact with the arc combustion chamber as described above, the inner portion of the insulating body preferably has a receiving region for the ignition element and the ignition electrode, which has an opening to the arc combustion chamber through which the ignition electrode and the ignition element in contact with the arc combustion chamber. The receiving portion formed on the inner portion of the insulating body is preferably disposed in the circumferential direction of the inner portion between the two arcuate ridges so that the inner portion of the insulating body is circumferentially divided into three areas, namely, the two arcuate ridges overlapping in a small area , and the receiving area for the ignition element and the ignition electrode, wherein this is preferably arranged opposite to the overlap region.
Um eine hohe mechanische Stabilität zu gewährleisten und die beim Ableitvorgang auftretenden Kräfte sicher beherrschen zu können, besteht das Gehäuse vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Stahl. Außerdem ist das Gehäuse zweiteilig ausgebildet, wobei es aus einem topfförmigen ersten Gehäuseteil und einem dazu korrespondierenden Gehäusedeckel besteht. Der Gehäusedeckel weist dabei vorzugsweise ein Außengewinde auf, so dass dieser in das erste Gehäuseteil eingeschraubt werden kann, welches dazu ein entsprechendes Innengewinde aufweist. Durch die Ausbildung des Gehäuses mit einem topfförmigen ersten Gehäuseteil und einem Gehäusedeckel kann der Außendurchmesser des Gehäuses im Vergleich zu dem aus der
Wie für sich aus dem Stand der Technik bekannt ist, sind auch bei dem erfindungsgemäßen Überspannungsableiter die beiden Elektroden jeweils in der Stirnseite eines Elektrodenhalters angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass für die Elektroden einerseits und für die Elektrodenhalter andererseits unterschiedliche Materialien verwendet werden können, wobei die Elektroden selber in der Regel aus Wolfram oder einem Verbundwerkstoff, beispielsweise einer Wolfram-Kupferlegierungen und die Elektrodenhalter aus Messing bestehen. Während die den Elektroden abgewandten Enden der Elektrodenhalter zum elektrischen Anschluss der Elektroden jeweils an einer Stirnseite des Gehäuses aus diesem herausragen, liegt die die Elektroden aufnehmende Stirnseite der Elektrodenhalter jeweils auf einer Seite am inneren Abschnitt des Isolierkörpers an, so dass die die Elektroden umgebende Stirnseite der Elektrodenhalter durch den inneren Abschnitt des Isolierkörpers abgedeckt sind. As is known per se from the prior art, the two electrodes are each also arranged in the end face of an electrode holder in the surge arrester according to the invention. This has the advantage that different materials can be used for the electrodes on the one hand and for the electrode holder on the other hand, wherein the electrodes themselves are usually made of tungsten or a composite material, such as a tungsten-copper alloys and the electrode holder made of brass. While the ends of the electrode holders facing away from the electrodes for electrical connection of the electrodes each protrude from an end face of the housing, the end face of the electrode holders receiving the electrodes lies on one side on the inner portion of the insulating body, so that the end face surrounding the electrodes Electrode holder are covered by the inner portion of the insulating body.
Damit bei der bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überspannungsableiters, bei dem das Gehäuse aus Metall besteht, keine elektrisch leitende Verbindung der beiden Elektrodenhalter über das metallische Gehäuse erfolgen kann, sind die Elektrodenhalter jeweils von einer beidseitig offenen Isolierhülle umgeben. Insbesondere in Verbindung mit dem hülsenförmigen äußeren Abschnitt des Isolierkörpers ist dadurch eine sichere und dauerhafte Isolierung zwischen den beiden Elektrodenhaltern und damit auch zwischen den an den Elektrodenhaltern angeschlossenen Leitern, insbesondere einem Neutralleiter und dem Potentialausgleich bzw. einem PE-Leiter gewährleistet. Thus, in the preferred embodiment of the surge arrester according to the invention, in which the housing consists of metal, no electrically conductive connection of the two electrode holder can be made via the metallic housing, the electrode holder are each surrounded by an insulating sleeve open on both sides. In particular, in conjunction with the sleeve-shaped outer portion of the insulator thereby a secure and permanent insulation between the two electrode holders and thus between the conductors connected to the electrode holders, in particular a neutral conductor and the equipotential bonding or a PE conductor is ensured.
Im Einzelnen gibt es nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen Überspannungsableiter auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen sowohl auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, als auch auf die nachfolgende Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen In particular, there are now a variety of ways to design and develop the surge arrester according to the invention. Reference is made to both the claims subordinate to claim 1, as well as to the following description of a preferred embodiment in conjunction with the drawings. In the drawing show
Die
Der Überspannungsableiter
Wie aus den
Beim Ableitvorgang durch den brennenden Lichtbogen entstehende heiße, leitfähige Gase können somit durch die Kanäle
Ein wesentliches Bauteil des erfindungsgemäßen Überspannungsableiters
Aus den
Wie aus
Der Isolierkörper
Der innere Abschnitt
Aus den
Insbesondere aus den Schnittdarstellungen gemäß den
Die im Inneren des Isolierkörpers
Um eine elektrische Verbindung zwischen dem metallischen Gehäuse
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 10338835 A1 [0006, 0007, 0019, 0021] DE 10338835 A1 [0006, 0007, 0019, 0021]
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