DE2128138B2 - Funkenstreckenanordnung - Google Patents
FunkenstreckenanordnungInfo
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T1/00—Details of spark gaps
- H01T1/02—Means for extinguishing arc
- H01T1/04—Means for extinguishing arc using magnetic blow-out
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Funkenstreckenanordnung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches
1. Eine solche Funkenstrecke ist bekannt aus der
ίο schweizer Patentschrift 4 46 501.
Bei einem Oberspannungsschutz in Form von Ventilableitern werden Fankenstrecken verwendet, die
aus zwei auf einer runden Scheibe aus lichtbogenbeständigem Isoliermaterial angeordneten Elektroden beste-
1-5 hen. Von einer Zündstelle zwischen den beiden
Elektroden divergieren dite Elektrodenfäden und bilden
für den Lichtbogen eine Auslaufstrecke mit zunehmender Länge. Der Ventilableiter ist in der Regel mit
Funkenlöschspulen versehen, die von dem Ableitungs-
strom durchflossen werden und ein axial ausgerichtetes Magnetfeld durch den Ableiter erzeugen.
Das Magnetfeld bewirti eine kräftige Verlängerung
der Lichtbögen und eine entsprechende Zunahme der Lichtbogenresistenz, was eine Drosselung des Stroms
durch aen Ableiter zur Folge hat. Das Löschen des
Lichtbogens wird dadurch erleichtert, daß der Lichtbogen während der Verlängerung in die Löschkammer
gepreßt und abgekühlt wird
Bei der aus der schweizer Patentschrift 4 46 501
bekannten Funkenstreckenanordnung verläuft die Zwischenelektrode im wesentlichen diametral durch den
Hohlraum zwischen den beiden Scheiben. Die Hauptelektroden sind, parallel zueinander, in ähnlicher Weise
wie die Zwischenelektrode angeordnet und liegen der
Zwischenelektrode diametral gegenüber. Der Zweck
dieser bekannten Anordnung dient der Erzielung einer möglichst genauen und konstanten Ansprechempfindlichkeit. Die bekannte Funkenstrecke hat den Nachteil,
daß ihre Zündstelle im direkten Strahlungsbereich des
fortgewanderten Lichtbogens liegt. Da bei dieser
Anordnung die Lichtbogen im wesentlichen auf Kreisbahnen liegen, ist eine große Länge der Lichtbogen nicht erreichbar.
Eine ähnliche Funkenstreckenanordnung ist aus der
österreichischen Patentschrift 2 23 686 bekannt. Auch
hier läuft die Zwischenelektrode im wesentlichen diametral durch den Hohlraum, während die Hauptelektroden an der Peripherie zu beiden Seiten der
Zwischenelektrode liegen. Auch bei dieser Anordnung
verbleibt die Zündstelle im Strahlungsbereich des
Lichtbogens, gleichgültig, wie weit der Lichtbogen auseinandergewandert ist
Dadurch wird ein sicheres Löschen des Lichtbogens erschwert.
Aus der deutschen Auslegeschrift 12 89 906 ist es bereits bekannt, eine Funkenstreckenanordnung so
aufzubauen, daß eine Hauptelektrode sich von einer Funkenstrecke auf der einen Seite der Scheibe zu einer
Funkenstrecke auf der anderen Seite der Scheibe
fto erstreckt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Funkenstreckenanordnung der eingangs
genannten Art zu entwickeln, bei der einerseits eine schnelle und große Verlängerung des Lichtbogens
eintritt und andererseits ein schnelles Entfernen des Lichtbogens von der Zündstelle eintritt, so daß diese
entionisiert und die Gefahr einer Wiederzündung weitgehend eliminiert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Funkenstrekkenanordnung
der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil
des Hauptanspruches genannten Merknr.de aufweist
Vorteilhafte Ausgestaltungen de- Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt
Durch die erfindungsgemäße Konstruktion der Funkenstrecke wird erreicht daß die Zündstelle
zwischen den Hauptelektroden nicht mehr im direkten Strahlungsbereich der sich schnell vergrößernden w
Teillichtbögen liegt Vielmehr bilden die am weitesten zur Peripherie reichenden Enden der Hauptelektroden
eine Barriere gegenüber der Lichtbogenstrahlung. Dies hat zur Folge, daß die Zündstelle zwischen den
Hauptelektroden nicht zu stark aufgeheizt wird, daß die vom Lichtbogen ausgehenden Ionen nicht direkt in den
Zündraum geschleudert werden und daß Abbrandfunken nicht direkt in den Zündsteilenrau«n geschleudert
werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion besteht darin, daß langgestreckte Löschkammern
gebildet werden, in die sich der Lichtbogen haamadelförmig hineinerstreckt Er kann daher eine
größere Länge erreichen, als die Lichtbogen bei den bekannten Funkenstreckenanordnungen. Außerdem
sind die von dem Magnetfeld auf den Lichtbogen ausgeübten Kräfte bei der Erfindung wesentlich größer
als bei den bekannten Anordnungen, da die Durchtrittsfläche durch den Lichtbogen im Verhältnis zu seiner
Länge wesentlich kleiner ist als bei den bekannten Anordnungen.
Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, in dieser
zeigen
F i g. 1, 2 und 3 drei Varianten der Erfindung, wobei
Fig. 3 ein Schnitt längs der Linie HI-IlI in Fig.4 ist ',5
und
F ig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 3.
F i g. 1 zeigt eine Scheibe 1 aus lichtbogenbeständigem
Isoliermaterial, auf der eine Funkenstrecke angeordnet ist. Ein zentraler Teil 2 der Scheibe trägt
zwei Zündelektroden 3 und 4, die an ihrem oberen Ende einen kleiner werdenden Abstand voneinander haben,
so daß sich eine Zündstelle 5 bildet. Die Scheibe ί hat an ihrem Umfang einen erhöhten Rand 6. Längs eines
Teiles dieses Randes ist eine Zwischenelektrode 7 angeordnet. Die Zwischenelektrode hat eine Ausbuchtung
8, die der Zündstelle 5 zugewandt ist. Die beiden Zündelektroden sind an der Scheibe befestigt. Zu
diesem Zweck sind ihre Enden zu einer öse gebogen, von denen jede einen Vorsprung 9 bzw. 10 auf dem
zentralen Teil 2 der Scheibe 1 umschließt. Von der Ausbuchtung 8 erstreckt sich die Zwichenelektrode
nach rechts und links mit zwei Elektrodenteilen 11 bzw.
12, die am inneren Rand 6 der Scheibe entlanglaufen. Die Räume, die zwischen den Zündelcktroden und den
gegenüberliegenden Teilen der Zwischenelektrode liegen, bilden Laufwege für die Lichtbogen, die an der
Zündstelle S gezündet und von dem Magnetfeld gegen den Umfang der Scheibe gepreßt werden. Somit bildet
sich ein Laufweg 13 zwischen der Zündelektrode 3 und de
dem Elektrodenteil 11 und ein zweiter Laufweg 14 zwischen der Zündelektrode 4 und dem Elektrodenteil
12. Die beiden Laufwege, die in dem Bereich direkt über der Zündstelle sozusagen zusammenfallen, verlaufen
erst zum Umfang der Scheibe, aber sobald der Lichtbogen in Kontakt mit der Zwischenelektrode
kommt, wird er in zwei Teile geteilt und jeder Teil wandert in einer eigenen Bahn, die von dem Bereich
zwischen der Zündstelle und der Ausbuchtung 8 in
einem Winkel zwischen 90 und 180° abbiegt, sich erweitert und in einer Löschkammer 15bzw. 16 endet
Wenn ein Lichtbogen an der Zündstelle 5 entstanden ist, wird er erst nach oben gepreßt« während die
Fußpunkte auf den Zündelektroden liegen. Sowie der Lichtbogen in Kontakt mit der Ausbuchtung 8 der
Zwischenelektrode kommt, teilt er sich, die beiden Teile
laufen in verschiedener Richtung weiter, mit dem einen Fußpunkt fortwährend auf einer Zündelektrode und
dem anderen Fußpunkt auf einem Teil der Zwischenelektrode und werden auf bekannte Weise in je eine
Löschkammer gepreßt Der Voneil dieser Anordnung besteht darin, daß es möglich ist innerhalb des
begrenzten Gebiets der Scheibe 1 einen verhältnismäß.g langen Gesamtlaufweg von der Zündstelle zur
Löschkammer anzuordnen. Der lange Laufweg und auch dessen Drehung bringt mit sich, daß die Zündstelle
gegen den Lichtbogen geschützt wird und Zeit zum Entionisieren bekommt Das hat zur Folge, daß der
Spannungsfall im Lichtbogen schnell gesteigert werden kann, ohne Wiederzündungen an der Zündstelle zu
riskieren. Dies gilt besonders bei großen Strömen, bei denen der Lichtbogen gern innethalb des Raumes
flackern will und eine kräftige Erosion verursacht. Bei kleinen Strömen ist der Lichtbogenweg lang und
verläuft an den Begrenzungen des Raumes. Hierdurch wird der aufgedrückte Strom gedrosselt und die
Funkenstrecke hat auch nach Ableitung eines großen Stromes gute Löschfähigkeit.
Die in F i g. 2 gezeigte Ausführungsform der Erfindung hat außer den beiden Zündelektroden 3 und 4
und der Zwischenelektrode 7 zwei zusätzliche Zündelektroden 20 und 21, von denen die eine, 20, zwischen
der Zündelektrode 3 und der Zwischenelektrode 7 liegt, deren Ausbuchtung 8 bis zu dem zentralen Teil 2 der
Scheibe 1 hin verlängert ist und an der die Zündelektrode 20 befestigt ist. Die Zündelektrode 21
liegt zwischen der Zündelektrode 4 und der Ausbuch tung der Zwischenelektrode 7. Auch die beiden
zusätzlichen Zündelektroden sind an dem zentralen Teil 2 der Scheibe befestigt.
Die Anordnung mit fünf Elektroden ergibt vier miteinander in Reihe geschaltete Zündstellen 22.23,24,
25. wie aus der F i g. 2 hervorgeht. Auf dieselbe Weise wie in Verbindung mit F i g. 1 beschrieben bilden die
Räume zwischen den Elektroden Laufwege für die Lichtbogen, die an den vier Zündstellen gezündet
werden. Zwischen der Zündelektrode 20 und der Zwischenelektrode 7 bzw deren Elektrodenteil 11
bildet sich ein Laufweg für den an Zündstelle 23 gezündeten Lichtbogen. Auf dieselbe Weise bildet sich
ein Laufweg 27 zwischen der Zündelektrode 21 und der Zwischenelektrode mit ihrem Elektrodenteil 12. Ein
dritter Laufweg 28 bildet sich zwischen der Zündelektrode 3 und der Zündelektrode 20 und ein entsprechender
Laufweg 29 zwischen der zweiten Zündelektrode 4 und der Zündelektrode 21. Sämtliche Laufwege
erstrecken sich von der Zündstelle in der Figur aufwärts zur Außenkante der Scheibe, drehen sich danach um
einen Winkel zwischen 90 und 180°, erweitern sich und
enden in je einer Löschkammer 30,31,32 und 33. In der
Figur ist gezeigt, daß der Lichtbogen 34, der sich zwischen der Zwischenelektrode 7 und der Zündelektrode
20 gebildet hat, in die Löschkammer 30 gezwungen worden ist, die sozusagen eine Fortsetzung
des Laufweges 26 ist. Auf dieselbe Weise geht der Laufweg 28 in die Löschkammer 31, der Laufweg 29 in
die Löschkammer 32 und der Laufweg 27 in die Löschkammer 33 über.
Die in F i g. 1 gezeigte Ausfiihrungsform kann so
geändert werden, daB die Ausbuchtung 8, die etwas auf die Zündstelle 5 zugeht, verlängert wird, wie in F i g. 2
gezeigt ist, so daß man zwei reihengeschaltete Funkenstrecken zwischen der Zwischenelektrode und
den beiden Zündelektroden 3 und 4 erhält.
Die in F i g. 3 gezeigte Zündelektrode 4 besteht aus
einem Metalldraht, der wie in der Figur gezeigt gebogen ist und an jedem Ende eine offene öse hat. Die obere
öse umschließt den Vorsprung 10 in F i g. 3, in F i g. 4
nicht gezeigt Die Elektrode erstreckt sich durch einen Spalt 17 zu der Unterseite der Scheibe la, wo die andere
öse einen zweiten Vorsprung 18 auf der unter der Scheibe la liegenden Scheibe 19 in F i g. 4 umschließt.
F i g. 4 zeigt wie die Zündelektrode 3 den Vorsprung 9 umschließt und sich durch einen Spalt 17 zu der über der
Scheibe la liegenden Scheibe \b erstreckt und dort mit
ihrer oberen öse einen aufwärtsgerichteten Vorsprung 96 umschließt Jede Zündelektrode wird somit dadurch
an ihrem Platz gehalten, daß die eine Öse einen Vorsprung auf einer Scheibe und die andere öse einen
Vorsprung auf einer benachbarten Scheibe umschließt.
Aus F i g. 3 geht hervor, daß der zentrale Teil 2 der
Scheibe aus zwei parallelen Teilen 2a und 2b besteht, die vom Rand 6 an der rechten Seite der Scheibe ausgehen,
sich nach links erstrecken und mit den Vorsprüngen 9 und 10 enden. Wenn eine zweite Scheibe auf die Scheibe
gelegt wird, wird der Raum zwischen den beiden Teilen 2a und 2b vollkommen von den beiden Löschkammern
15 und 16 getrennt. Weiter wird der Lichtbogen, der entsteht, wenn die Funkenstrecke gezündet wird, von
dem magnetischen Feld daran gehindert, in den genannten Raum zu kommen. Es besteht daher keine
Gefahr, daß durch die Spalten 17 ein Überschlag von
ίο der einen Seite der Scheibe zu der anderen erfolgt.
Die erfindungsgemäße Funkenstreckenanordnung hat eine Reihe von Vorteilen, z. B. einen langen
Lichtbogenweg zur Löschkammer, da der Lichtbogen geteilt ist. Die Zündstelle ist vor dem Lichtbogen der
is Löschkammer geschützt, was die Gefahr für
Wiederzündung des Lichtbogens beseitigt. Weiter kann eine Elektrode einfach und praktisch geformt werden,
so daß sie von einer Zündstelle zur nächsten reicht, auch wenn die beiden Zündstellen in verschiedenen Räumen
liegen. Die Elektroden können im voraus hergestellt und einfach auf der Scheibe montiert werden, indem sie auf
einen der Vorsprünge gedrückt werden. Beide Elektroden einer Funkenstrecke sind auf derselben Fläche
fixiert, wodurch man die größtmögliche Sicherheit
erhält, daß die Schlagweite der Funkenstrecke genau die
gewünschte ist.
Claims (8)
1. Funkenstreckenanordnung, vorzugsweise für Ventilabieiter mit magnetischer Löschung der
zwischen den Funkenstreckenelektroden auftretenden Lichtbögen, bestehend aus mindestens zwei
vorzugsweise runden Scheiben aus lichtbogenbeständigem Isoliermaterial, die einen Hohlraum
miteinander bilden, der als Löschkammer dient und in dem mindestens zwei im wesentlichen parallel
zueinander sich diametral im Hohlraum gegen eine Zwischenelektrode erstreckende Hauptelektroden
angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenelektrode (7) längs eines Teils des
Umfanges des Hohlraumes angeordnet ist und die die Zündstelle bildenden Enden der Hauptelektroden (3, 4) derart sich voneinander entfernend und
sich in die Löschkammern (IS, 16) erstreckend abgebogen sind, daß die Wanderung des Fußpunktes
des Lichtbogens zunächst radial nach außen erfolgt und dann nach beiden Seiten um 90 bis 180°
schwenkend in eine im wesentlichen tangentiale Bewegung übergeht.
2. Funkenstreckenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenelektrode
(7) einen Vorsprung (8) hat, welcher der Zündstelle (5) zwischen den beiden Hauptelektroden (3. 4)
zugewandt ist und daß die Zwischenelektrode auf beiden Seiten von der Ausbuchtung (8) je einen
Elektrodenteil (11,12) hat.
3. Funkenstreckenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenelektrode (7) einen Teil hat, der sich radial bis in die
Zündstelle (5) zwischen die beiden Hauptelektroden (3, 4) erstreckt und die Zündstrecke unterteilt
(Fig.2).
4. Funkenstreckenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein
oder mehrere Paare zusätzliche Zündelektroden (20, 21) vorhanden sind, die die Zündstelle (22 bis 25)
zwischen den Hauptelektroden (3,4) unterteilen und von hier aus im wesentlichen parallel zu den
Hauptelektroden (3, 4) und der Zwischenelektrode (7) bis tief in die Loschkammerräume verlaufen und
diese in Teillöschkammern (30 bis 33) zerlegen (Fig.2).
5. Funkenstreckenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einige der Elektroden (3, 4)
dadurch an der Scheibe (1) befestigt sind, daß sie federnd einen Vorsprung (9, 10) auf der Scheibe
umschließen.
* Funkenstreckenanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (9,10)
hauptsächlich genau vor einer Zündstelle (5) liegen, so daß die Lage der Elektroden in der Zündstelle
fixiert ist.
7. Funkenstreckenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise eine
Hauptelektrode (3,4) sich von einer Funkenstrecke auf der einen Seite der Scheibe zu einer Funkenstrecke auf der anderen Seite der Scheibe erstreckt.
8. Funkenstreckenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptelektroden (3, 4) aus drahtförmigem Material und so gebogen sind, daß sie an jedem
Ende eine öse haben, die pinen Vorsprung (9,10) auf
der Scheibe(l) umschließen.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE809070 | 1970-06-11 | ||
SE809070A SE352489B (de) | 1970-06-11 | 1970-06-11 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2128138A1 DE2128138A1 (de) | 1971-12-16 |
DE2128138B2 true DE2128138B2 (de) | 1975-09-25 |
DE2128138C3 DE2128138C3 (de) | 1976-04-29 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4447567B4 (de) * | 1993-05-31 | 2019-01-03 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Überspannungsschutzelement |
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DE4447567B4 (de) * | 1993-05-31 | 2019-01-03 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Überspannungsschutzelement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2128138A1 (de) | 1971-12-16 |
CA929590A (en) | 1973-07-03 |
FR2096189A5 (de) | 1972-02-11 |
SE352489B (de) | 1972-12-27 |
GB1310783A (en) | 1973-03-21 |
CH536560A (de) | 1973-04-30 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |