DE977529C

DE977529C - Funkenstrecke mit Vorionisierung durch Hilfsglimmstrecken fuer UEberspannungsableiter

Info

Publication number: DE977529C
Application number: DEF9407A
Authority: DE
Inventors: Joachim Dr Amsler
Original assignee: Sprecher und Schuh AG
Current assignee: Rockwell Automation Switzerland GmbH
Priority date: 1952-07-04
Filing date: 1952-07-04
Publication date: 1966-11-24

Description

Funkenstrecke mit Vorionisierung durch Hilfsglimmstrecken für Uberspannungsableiter Um bei elektrischen überspannungsableitern den unerwünschten Ansprechverzug nach Möglichkeit zu verkleinern, ist es bekannt, in unmittelbarer Nähe der Ableiterfunkenstrecke eine Hilfsentladung zu erzeugen, welche die zur Ionisierung der Funkenstrecke notwendigen freien Elektronen liefert. Derartige Maßnahmen zur Vorionisierung besteben beispielsweise darin, die Funkenstrecke ultravioletten Strahlen auszusetzen, oder es werden radioaktive Präparate verwendet. Beides ist jedoch umständlich und kann sogar gefährdend sein. Eine Hilfsglimmstrecke läßt sich auch unter Verwendung eines kapazitiven oder eines gemischt ohmschen-kapazitiven Widerstandes erzeugen, wobei zwischen den Elektroden bei steilem Spannungsanstieg elektrische Entladungen auftreten können. Eine derartige Hilfsglimmstrecke ist jedoch unzuverlässig und unkontrollierbar, da sie von der Art der jeweils auftretenden Stoßwellen oder Wanderwellen abhängig ist.
Schließlich ist schon vorgeschlagen worden, eine Hilfsentladung durch örtliche Feldverdichtung zu bewirken, und zwar dadurch, daß die zwischen die einzelnen Elektroden zwischengelegten Abstandringe aus einem Isolierstoff mit hoher Dielektrizitätskonstanten bestehen und an ihren Berührungspunkten mit den metallischen Elektroden spitze Winkel bilden, in denen ein mehr oder weniger starkes Glimmen bei einem Spannungsanstieg auftreten kann. Auch bei dieser vorgeschlagenen Anordnung steht die Vorionisierung in Abhängigkeit von auftretenden Stoß- oder Wanderwellen und ist daher ungenau und unzuverlässig. Das Ansprechen ist somit nicht bestimmbar.
Im Gegensatz hierzu bezieht sich die Erfindung auf eine Funkenstrecke mit Vorionisierung durch Hilfsglimmstrecken für Überspannungsableiter mit durch einen Abstandring voneinander distanzierten Elektroden, bei der gemäß der Erfindung der Abstandring aus einem ohmschen Widerstand besteht und an ihm mindestens eine zur Funkenstrecke geöffnete, die Höhe der an dem Widerstand abgegriffenen Spannung bestimmende Ausnehmung ausgebildet ist, die in Elektroden der Hilfsglimmstrecken übergeht.
Durch eine derartige Ausbildung einer Funkenstrecke wird die Aufgabe gelöst, eine Vorionisierung durch Hilfsglimmstrecken unabhängig von undefinierten Stoß- oder Wanderwellen zu erhalten; denn bereits bei an ihren Elektroden angelegten Spannungen, die unter dem Ansprechwert des Überspannungsableiters liegen, fließt ein schwacher Strom durch den Abstandring, und es läßt sich erreichen, daß das Glimmen unabhängig von der Polarität bei einem bestimmbaren Wert der Spannung einsetzt. Außerdem wird der Ansprechverzug herabgesetzt.
Der Abstandring kann auch aus einem spannungsabhängigen Widerstand bestehen. Vorteilhaft ist es ferner, die Elektroden der Hilfsglimmstrecken ringförmig und symmetrisch zur Mittelebene der Funkenstrecke anzuorden. Dadurch entsteht eine besonders einfache Ausführung eines Überspannungsableiters, der aus einzelnen wenigen Teilen leicht zusammensetzbar ist und über lange Zeiträume zuverlässig anspricht.
In Fig. i der Zeichnung ist das elektrische Prinzipschema des Gegenstandes der Erfindung dargestellt, während Fig. 2 als Ausführungsbeispiel den Schnitt durch eine vorionisierte Ableiterfunkenstrecke zeigt.
In Fig. i sind i a und i b die Elektroden einer Ableiterfunkenstrecke, welche durch den einen ohmschen Widerstand bildenden Abstandring 2 im Abstand voneinander gehalten sind. Im Punkt 3 dieses Widerstandes ist ein Teil der an der Funkenstrecke i a, und i b auftretenden Spannung abgegriffen und der Elektrode 4 b einer Hilfsglimmstrecke zugeführt. Die andere Elektrode 4a dieser Hilfsglimmstrecke ist mit der Elektrode i a der Funkenstrecke verbunden. Die genannte Teilspannung könnte statt dessen auch zwischen dem Punkt 3 und einem weiteren Zwischenpunkt 5 an dem Abstandring 2 abgegriffen werden, wie es gestrichelt angedeutet ist.
In Fig. 2 ist als Ausführungsbeispiel eine besonders vorteilhafte und einfache Ausführung dargestellt. Die beiden scheibenförmigen, in ihrer Mitte vertieften und einander zugekehrten Elektroden i a und i b der Funkenstrecke werden durch den ringförmigen Abstandring 2, der ein ohmscher oder ein spannungsabhängiger Widerstand ist, überbrückt und voneinander distanziert. Im Gegensatz zu dem Schema nach Fig. i, in dem zur Vorionisierung nur eine Hilfsglimmstrecke vorgesehen ist, sind hier deren zwei symmetrisch zur Mittelebene der Ableiterfunkenstrecke angeordnet. Die ringförmigen Elektroden dieser Hilfsglimmstrecken .4 und 5 werden einerseits durch die Elektroden 3 der zurückgesetzten Oberflächenteile des Abstandringes 2 und andererseits durch die Teile 6 und 7 der Elektroden i a und i b gebildet, so daß zu der Funkenstrecke offene Ausnehmungen io entstehen, deren Höhe die an dem Widerstand des Abstandringes 2 abgegriffene Spannung bestimmt.
Die Wirkungsweise ist die folgende: Bereits bei zwischen den Elektroden i a und i b angelegten Spannungen, die unter dem Ansprechwert der Funkenstrecke liegen, fließt ein schwacher Strom durch den Widerstand 2. Dadurch treten zwischen den Berührungsflächen 8 und 9 einerseits und den Elektroden 3 des Widerstandes andererseits Teilspannungen auf, welche die Hilfsglimmstrecken oder Hilfsentladestrecken 4 und 5 zum Glimmen bringen können. Da sich die Hilfsglimmstrecken .4 und 5 in unmittelbarer Nähe der Funkenstrecke i a und i b und mit ihr in einem kleinen abgeschlossenen Raum befinden, ist die ionisierende Wirkung besonders groß. Durch die symmetrische Anordnung von zwei Hilfsglimmstrecken wird der Polaritätseinfluß aufgehoben.
Unter Beibehaltung der beschriebenen Erfindungsmerkmale sind auch andere Ausführungsformen denkbar, bei denen z. B. die Teilspannung für die Hilfsglimmstrecke im mittleren Teil des Widerstandes, entsprechend der gestrichelten Variante im Schema Fig. i, abgegriffen wird, indem der Widerstand einen ringförmigen Spalt aufweist, dessen einander nahe gegenüberliegende Ränder gleichzeitig als Elektrodenpaar der Hilfsglimmstrecke dienen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Funkenstrecke mit Vorionisierung durch Hilfsglimmstrecken für überspannungsableiter mit durch einen Abstandring voneinander distanzierten Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandring (2) aus einem ohmschen Widerstand besteht und an ihm mindestens eine zur Funkenstrecke (i a, i b) geöffnete, die Höhe der an dem Widerstand (2) abgegriffenen Spannung bestimmende Ausnehmung (io) ausgebildet ist, die in Elektroden (3) der Hilfsglimmstrecken (4, 5) übergeht.
2. Funkenstrecke nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandring (2) aus einem spannungsabhängigen Widerstand besteht.
3. Funkenstrecke nach Ansprüchen i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (3.) der Hilfsglimmstrecken (.4, 5) ringförmig und symmetrisch zur Mittelebene der Funkenstrecke (i a, i b) angeordnet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 476 407, 395 286, 759 498 USA.-Patentschrift Nr. 2 112 097; ASEA, Broschüre, 7229 Ea, November 195o.