EP1381126B1 - Encapsulated, pressurised surge diverter with overvoltage arrester - Google Patents

Encapsulated, pressurised surge diverter with overvoltage arrester Download PDF

Info

Publication number
EP1381126B1
EP1381126B1 EP03012711A EP03012711A EP1381126B1 EP 1381126 B1 EP1381126 B1 EP 1381126B1 EP 03012711 A EP03012711 A EP 03012711A EP 03012711 A EP03012711 A EP 03012711A EP 1381126 B1 EP1381126 B1 EP 1381126B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrode
surge arrester
arrester according
encapsulated pressure
proof surge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP03012711A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1381126A3 (en
EP1381126A2 (en
Inventor
Arnd Dr.-Ing. Ehrhard
Uwe Dipl.-Ing. Strangfeld
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dehn SE and Co KG
Original Assignee
Dehn and Soehne GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dehn and Soehne GmbH and Co KG filed Critical Dehn and Soehne GmbH and Co KG
Publication of EP1381126A2 publication Critical patent/EP1381126A2/en
Publication of EP1381126A3 publication Critical patent/EP1381126A3/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1381126B1 publication Critical patent/EP1381126B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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 invention relates to an encapsulated, flameproof surge with a spark gap within the capsule, which has a rotationally symmetric, in particular cylindrical shape, further comprises the spark gap two electrodes and at least one insulation section, the electrodes each with a preferably frontally or oppositely disposed, external power supply in combination stand and the power supply forms at least part of the capsule, according to the preamble of claim 1.
  • the energy conversion can only be achieved by limiting the arc voltage, e.g. be influenced by small distances, low pressures and the like.
  • the possible mains frequency follow current is to be moved quickly away from the thermally heavily loaded ignition area in order to ensure its reconsolidation.
  • the DE 100 08 766 A1 discloses an encapsulated arrester with spark horns in which a function separation as mentioned above is described to avoid the mentioned disadvantages.
  • a function separation as mentioned above is described to avoid the mentioned disadvantages.
  • the basic idea of the invention accordingly consists in ensuring, within a surge arrester, that the current flow direction in front of the insulation gap or the ignition region is changed by at least 90 °, preferably by 180 °.
  • the spark gap is formed so that the direction of movement of the arc is parallel to the cylinder axis, wherein the arc ignites perpendicular to the cylinder axis.
  • the power supply takes place within the spark gap up to the deflection area parallel to the cylinder axis.
  • the desired reversal of the current flow direction is effected by means for reversing the current direction or current direction within the capsule of the surge arrester or reversing the current direction or current direction changing design of at least one of the main electrodes.
  • a rod-shaped inner electrode is assumed to have a substantially rotationally symmetrical outer electrode arrangement, the outer electrode being spaced from the inner electrode and formed surrounding it.
  • the inner electrode has an axial course and the outer electrode has on its inner side the means for reverse current direction, which is designed as a conductive annular body, grid or hollow cylinder.
  • This conductive annular body, the grid or the hollow cylinder is electrically contacted with the outer electrode only at the power supply side remote end, the arc burns after ignition in Ableitfall substantially perpendicular to the axis of the inner electrode and moves parallel to this axis away from the ignition.
  • the conductive annular body which now takes over the function of the counter electrode, is spaced from the outer electrode. This distance may be gleichver Hughesd, but also be chosen variable starting from the ignition.
  • a rod-shaped inner electrode is surrounded by a substantially rotationally symmetrical outer electrode spaced apart, wherein the inner electrode has an axial course and the inner electrode comprises the means for reversing the current direction.
  • This device is in turn formed as a conductive, annular body, grid or hollow cylinder, which is contacted with the inner electrode only at the end facing away from the power supply end. Again, the ring is at a radial distance from the inner electrode.
  • the outer electrode may have a pot shape in an essential embodiment of the invention, wherein the open part of the pot receives the insulating portion which carries the inner electrode.
  • an auxiliary electrode can be introduced via the insulation section.
  • a complementary embodiment with respect to the arrangement of the auxiliary electrode is realized such that at the open part of the pot of the outer electrode is a circumferential insulation edge with downstream auxiliary electrode is located.
  • This auxiliary electrode jumps radially with respect to the insulation edge.
  • the auxiliary electrode may be annular, i. be designed rotationally symmetrical.
  • an outer electrode in the form of a pot preferably in the current supply side remote end an insulated against the main electrode auxiliary electrode is provided with a separate power supply within the pot.
  • This auxiliary electrode can be designed as a pin electrode.
  • an axially extending sleeve made of a erosion-resistant material which via a high-impedance region as insert in the insulation section with the inner or outer electrode is electrically connected.
  • the mentioned sleeve may consist of a ferromagnetic material.
  • the sleeve is formed as a partition and consists of a resistive material, metallized conductive polymers or materials with nonlinear current / voltage behavior.
  • the arc splitter may also be spaced from the firing location in the arc direction of travel, i. not run down to the ignition point.
  • the sleeve for the division of the arc preferably has at its end directed to the firing point inlet slots or inlet openings.
  • the sleeve may be made of a ferromagnetic material.
  • the distance between the inner and outer electrodes in the arc movement direction can be constant, but also increased continuously or discontinuously.
  • the electrodes and / or the devices for reversing the current direction have, at least in some embodiments, attachment structures for accelerating the running movement of the arc on their surfaces directed toward the arc focal side.
  • attachment structures may be grooves, projections and recesses in the direction of travel over the entire circumference of the electrode or similar structures. It is also possible to use materials with internal structuring, e.g. a fibrous structure or an oriented composite material.
  • chamber walls can be introduced, which form chambers oriented in the arc running direction.
  • These chamber walls preferably consist of a gas-emitting insulation material.
  • the chamber walls in turn comprise openings or slots.
  • the means for reversing the current direction may be a so-called split electrode which extends from the power supply remote end as a rod, disk or wall to the opposite electrode and then extends substantially parallel to the longitudinal axis of this opposite electrode.
  • a supplementary embodiment of the invention is based on two main electrodes, which are formed substantially opposite and rotationally symmetrical.
  • the respective end-side power supply is located substantially axially and in the center of the respective main electrode.
  • the device for reversing the current direction is connected radially on the outside of the respective main electrode and then runs initially axially in the direction of the opposite electrode and then angled in the direction of the longitudinal axis of the arrangement.
  • Such a device for reversing the direction of current can be embodied as a conductive finger, but also as a circular ring or circular ring segment.
  • the device for reversing the current direction in the form of a circular ring or in a circular ring segment has at least one conductive connecting web in the radial outer region between the circular ring or the circular segment and the respective main electrode. It is also possible to provide a plurality of adjacent circular segments, which each have an electrical connecting web to the radial outer side of the respective main electrode.
  • the mutually facing surfaces of the means for reversing the direction of current have from radially outward to radially inwardly an increasing distance for the purpose of safely extinguishing the arc.
  • this embodiment of a surge arrester has baffles extending in the axial direction for splitting the arc or at least one arc cooling device.
  • the surge arresters of the embodiments described below is based on a basic arrangement, each having two electrodes, optionally with auxiliary electrode.
  • the outer electrode 4 after Fig. 1a has a reversing device 4.1.
  • the shape of the outer electrode 4 is selected pot-shaped and there is formed in the frontal region outer arrester terminal 2 is present.
  • the inner electrode 3 is connected directly to the further outer lead terminal 1.
  • the ignition of the spark gap occurs between the electrodes 3 and 4 and the device for reversing the current direction 4.1 and along the insulation section 5.
  • the forming arc 6 is pushed away as a result of acting on him Lorentz forces F from the ignition in the lower region and in the illustration shown Fig. 1a . b moved upwards.
  • the device for reversing the current direction 3.1 is realized starting from the inner electrode 3.
  • the course of the reversal of current direction is symbolized by the arrow representations.
  • the means for reversing the current direction 3.1 and 4.1 each have a distance in the radial direction, either viewed from the inner electrode 3 or from the outer electrode 4, which may constitute part of the encapsulation possess.
  • An embodiment of the solution according to the embodiment according to Fig. 1a with auxiliary electrode 7 shows the sectional view to Fig. 2a , The local auxiliary electrode 7 is led into the ignition area of the arrangement via the insulation section 5.
  • auxiliary electrode 7, as in the Fig. 2b shown, also isolated to the main electrode 4 by means of an insulating edge or insulating strip 13 are introduced as a circumferential ring.
  • Fig. 2c in turn discloses a representation with execution of an auxiliary electrode 7 in the edge region towards the open side of the cup-shaped electrode 4, namely as a pin electrode, which is insulated from the electrode 4.
  • auxiliary electrode 7 isolated and axially downstream of the main electrode 4, wherein the spark of triggering during the flashover of the insulation 13, the opposite main or inner electrode 3 almost touched, whereby low trigger delay times can be realized.
  • the auxiliary electrode can according to the embodiments Fig. 2a and 2 B rotationally symmetrical, for example, be designed as a ring.
  • Fig. 2c a variant is shown in which, for example, for reasons of space or even for the realization of a minimum main electrode spacing, the auxiliary electrode 7 is guided isolated by the main electrode 4, in which case a pin-shaped design of the auxiliary electrode is preferred.
  • Fig. 3 shows an embodiment in which the improvement of the reconsolidation voltage, the division of the arc to the tick of the doubling of the immediate consolidation takes place immediately at its ignition between the two main electrodes. To simplify the Representation, the division takes place here only in two partial arcs, with a more extensive division is possible.
  • the isolation path 5 is used in this embodiment for the realization of the response voltage.
  • the track or section 8 is made of an electrically conductive material, e.g. POM, however, which is so high impedance that it must be skipped by the arc.
  • the chamber wall 9 is preferably made of a erosion-resistant material.
  • an auxiliary electrode may be provided for triggering, for example, analogous to the representation according to Fig. 2a is guided through the insulation section 5.
  • the erosion-resistant metal walls used can also consist of a ferromagnetic material. If, in addition to the desired reconsolidation of the arc, especially the voltage drop should be increased, the walls may be made of a resistive material, of metallized conductive polymers, but also of materials with nonlinear current / voltage behavior, e.g. Cold or thermistor, to be manufactured.
  • Fig. 4 shows an embodiment in which the usual in the low voltage division of the arc in partial arcs is made only after a certain distance of the arc within the spark gap of the surge arrester.
  • a ring 10 is here preferably made of ferromagnetic material and is provided with inlet slots 10.1, whereby the division of the arc is supported.
  • a plurality of rings 10 can be provided as shown in FIG. 4a of quenching plates or of insulating materials, whereby a cooling and thus extension of the arc is effected.
  • a further extension of the arc outside the ignition point can be achieved in that the distance between the two main electrodes 3 and 4 increases or increases in the direction of the arc.
  • the movement of the arc can be supported by further measures.
  • ferromagnetic material 12 Another way to accelerate the running motion is the complete or partial deposition of the main electrodes with ferromagnetic material 12 (see also Fig. 5 , Cross section 2), which causes a reinforcement of the Lorentz force.
  • the front side of the spark gap, to which the arc moves can also be deposited with ferromagnetic material.
  • the ferromagnetic material is a bundling and concentration of the field lines achieved, which is an attractive effect on the arc.
  • Fig. 6 shows an embodiment in which the main electrodes and the means for reversing the direction of current are not rotationally symmetrical. This, on the one hand, reduces the need for high-quality electrode material, and the single electrodes result in a reduction of the burnup at subsequent current load.
  • FIG. 6 Cross-sectional view - shows four devices for reversing the direction of the current, virtually as individual electrodes 14.
  • any number of individual electrodes 14 can be formed from one or also from both main electrodes, as a result of which, as already mentioned, the burnup is distributed to the individual electrodes at the following current load.
  • the inner electrode 3 may also have a contour, consist of individual partial electrodes or be designed as a hollow electrode.
  • Fig. 7a to 7c show some exemplary cross sections of possible electrode arrangements.
  • a baffle plate To limit the arc migration can basically be provided above the two main electrodes, ie at the end of the arc running path, a baffle plate.
  • Fig. 8 shows an embodiment of the surge arrester with means for reversing the direction of flow starting from the outer electrode 4, in which a main electrode is connected directly via the outer sheath of the spark gap.
  • a main electrode is connected directly via the outer sheath of the spark gap.
  • only one terminal needs to be conducted in isolation through the front side, whereby a cost reduction in production sets in particular for spark gaps without auxiliary electrode.
  • the power supply to the main electrodes is in each case axially from the end faces 100, 20.
  • the current is first guided radially outward.
  • an auxiliary electrode 70 is present for triggering.
  • the ignited in this area arc 60 moves due to the current forces in the direction of the central axis.
  • the current reversal formed electrodes 30 and 40 are, for example, according to the Fig. 5 to 7 designed as a finger or spiral electrode or have a circular or circular segment shape. Such an embodiment has several advantages.
  • the magnetic flux of the arc is intensified by the increased field strength in the base point region, as a result of which an accelerated movement of the arc can be achieved.
  • the adjacent fingers have the same potential and it can split the arc on several of the fingers, whereby the burnup can be significantly reduced.
  • baffles 80 for dividing the arc, but also arrangements for cooling the arc, for example after Fig. 4 Find use.
  • massive burn-off electrodes as in Fig. 2 shown, are introduced, to which the arc can be transferred.
  • Arc Abbrandringe or similar arrangements can be used, on which the arc moves considerably, whereby the burnup can be reduced.
  • the electrode design is after Fig. 9 selected so that they form a device for reversing the direction of current, which is connected radially outward to the respective main electrode, then extends axially in the direction of the opposite electrode and angled to the longitudinal axis of the arrangement.

Landscapes

  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Gas-Insulated Switchgears (AREA)

Abstract

A cylindrical encapsulated, pressure-resistance overvoltage conductor comprises two electrodes (3,4) and an isolating section (5) and has an external current supply (1,2) with leads forming a part of the capsule. At least one of the electrode comprises a device to reverse or alter the current flow within or outside the capsule.

Description

Die Erfindung betrifft einen gekapselten, druckfesten Überspannungsableiter mit einer Funkenstrecke innerhalb der Kapsel, wobei diese eine rotationssymmetrische, insbesondere Zylinderform aufweist, weiterhin die Funkenstrecke zwei Elektroden und mindestens einen Isolationsabschnitt umfaßt, die Elektroden jeweils mit einer bevorzugt stirnseitig oder gegenüberliegend angeordneten, externen Stromzuführung in Verbindung stehen und die Stromzuführung mindestens einen Teil der Kapsel bildet, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to an encapsulated, flameproof surge with a spark gap within the capsule, which has a rotationally symmetric, in particular cylindrical shape, further comprises the spark gap two electrodes and at least one insulation section, the electrodes each with a preferably frontally or oppositely disposed, external power supply in combination stand and the power supply forms at least part of the capsule, according to the preamble of claim 1.

Bekanntermaßen entstehen bei gekapselten Überspannungsableitern im Niederspannungsbereich, insbesondere bei hohen Blitzstoßströmen, innerhalb der Ableiter sehr hohe dynamische Drücke. Weiterhin wirken bei derartigen Belastungen große dynamische Kräfte infolge der hohen Stromstärken von bis zu 100 kA.
Diese beiden Belastungsarten stellen extrem hohe Anforderungen an die mechanische Festigkeit der Ableiter.As is known, encapsulated surge arresters in the low-voltage range, in particular at high lightning impulse currents, generate very high dynamic pressures within the arresters. Furthermore, under such loads large dynamic forces act as a result of the high currents of up to 100 kA.
These two types of load place extremely high demands on the mechanical strength of the arresters.

Hinsichtlich der geforderten Stabilität und üblicher Ableitergeometrien empfiehlt sich ein zylindrischer, im allgemeinen rotationssymmetrischer Aufbau, bei welchem der Anschluß der beiden Hauptelektroden im Regelfall an den Stirnseiten des Zylinders erfolgt.With regard to the required stability and conventional arrester geometries, a cylindrical, generally rotationally symmetrical design, in which the connection of the two main electrodes as a rule takes place at the end faces of the cylinder, is recommended.

Derartige Ausführungsformen, wie sie beispielsweise in der DE 196 04 947 C1 , DE 198 17 063 A1 , DE 198 18 674 A1 und der DE 196 15 521 A1 gezeigt sind, haben sich in der Praxis bewährt.Such embodiments, as shown for example in the DE 196 04 947 C1 . DE 198 17 063 A1 . DE 198 18 674 A1 and the DE 196 15 521 A1 shown have proven themselves in practice.

Nachteilig bei den vorbekannten Anordnungen ist jedoch, daß der beim Ansprechen des Ableiters entstehende Lichtbogen zum Verharren neigt. Demnach können auch lang andauernde Lichtbögen, wie z.B. Folgestrom-Lichtbögen, nicht durch äußere Einflüsse, wie beispielsweise Stromkräfte, thermodynamische Kräfte bzw. Strömungen zu einer zielgericheten Bewegung und somit zum Weglaufen vom Zündort gezwungen werden. Die Folge hiervon ist eine zu starke Aufheizung der Elektroden und der unmittelbaren Elektroden-Umgebung, so daß die Gleit- und Isolationsstrecken geschädigt werden und zudem ein erhöhter Elektrodenabbrand auftritt. Weiterhin steigt die Wahrscheinlichkeit einer unerwünschten Wiederzündung.A disadvantage of the prior art arrangements, however, is that the arcing occurring during the response of the arrester tends to persist. Accordingly, long-lasting arcs, such as e.g. Folgestrom arcs, not forced by external influences, such as current forces, thermodynamic forces or currents to a targeted movement and thus to run away from the ignition. The consequence of this is too high heating of the electrodes and the immediate electrode environment, so that the sliding and insulating distances are damaged and also an increased electrode erosion occurs. Furthermore, the probability of an unwanted re-ignition increases.

Zum Vermeiden von Wiederzündungen bzw. von Beschädigungen der Isolationsstrecke eignet sich eine räumliche und zeitliche Funktionstrennung zwischen Zünd- und Löschbereich des Lichtbogens bei Folgestrom-Belastungen. Bei Belastungen der Funkenstrecke mit Stoßströmen ist eine solche Funktionstrennung nicht möglich, da der Lichtbogen infolge seiner zu geringen Geschwindigkeit kaum vom Zündbereich oder von der Zündstelle fortbewegt werden kann.In order to avoid reignition or damage to the insulation route is a spatial and temporal separation of functions between the ignition and extinguishing area of the arc at subsequent current loads. For loads of the spark gap with surge currents such a separation of functions is not possible because the arc can hardly be moved from the ignition area or from the ignition due to its low speed.

Bei Stoßströmen kann der Energieumsatz daher nur durch eine Begrenzung der Lichtbogenspannung, z.B. durch geringe Abstände, geringe Drücke und ähnliches beeinflußt werden. Der mögliche netzfrequente Folgestrom ist jedoch von dem thermisch stark belasteten Zündbereich schnell fortzubewegen, um dessen Wiederverfestigung zu gewährleisten.For surge currents, therefore, the energy conversion can only be achieved by limiting the arc voltage, e.g. be influenced by small distances, low pressures and the like. However, the possible mains frequency follow current is to be moved quickly away from the thermally heavily loaded ignition area in order to ensure its reconsolidation.

Die DE 100 08 766 A1 offenbart einen gekapselten Ableiter mit Funkenhörnern, bei dem eine Funktionstrennung, wie oben erwähnt, zur Vermeidung der genannten Nachteile beschrieben wird. Zur Bewegung des Folgestrom-Lichtbogens erfolgt ein Ausnutzen der Wirkung der Lorentzkraft, wodurch sich der Lichtbogen nach seiner Zündung vom Entstehungsort infolge der auf ihn wirkenden Stromkräfte wegbewegt. Bei einer solchen Lösung ist es jedoch notwendig, die beiden Hauptelektroden an einer Stirnseite isoliert in das Ableitergehäuse einzubringen. Neben der Einschränkung der konstruktiven Anschluß- und Gestaltungsmöglichkeiten eines solchen Ableiters reduziert dies auch die insbesondere für gekapselte Ableiter notwendige Druckfestigkeit. Darüber hinaus besteht aufgrund der isolierten Durchführung der Anschlüsse der Hauptelektroden auf nur einer Seite des Ableiters eine erhöhte Gefährdung durch einen äußeren Überschlag.The DE 100 08 766 A1 discloses an encapsulated arrester with spark horns in which a function separation as mentioned above is described to avoid the mentioned disadvantages. For the movement of the follow-current arc exploiting the effect of Lorentz force, whereby the arc moves away after its ignition from the place of origin due to the forces acting on it current forces. With such a solution it is However, it is necessary to insert the two main electrodes insulated on one end side into the arrester housing. In addition to the restriction of the constructive connection and design options of such a diverter, this also reduces the pressure resistance, in particular for encapsulated arresters. In addition, due to the isolated implementation of the terminals of the main electrodes on only one side of the arrester increased risk from an external flashover.

Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, einen weiterentwickelten gekapselten, druckfesten Überspannungsableiter mit einer Funkenstrecke innerhalb der Kapsel anzugeben, der Hauptelektroden-Anschlüsse aufweist, die jeweils bevorzugt von einer Stirnseite zuführbar sind und bei dem in besonders vorteilhafter Weise die an sich bekannte Wirkung der Lorentzkraft auf den gezündeten Lichtbogen ausgenutzt wird, um den Lichtbogen von der Entstehungsstelle fortzubewegen und in eine Löschstellung zu überführen.From the foregoing, it is therefore an object of the invention to provide a further developed encapsulated, pressure-resistant surge with a spark gap within the capsule having main electrode terminals, which are preferably fed from one end side and in which in a particularly advantageous manner known per se effect the Lorentz force is exploited on the ignited arc in order to move the arc from the point of origin and transfer it to an extinguishing position.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Überspannungsableiter gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.The object of the invention is achieved with a surge arrester according to the features of claim 1, wherein the dependent claims comprise at least expedient refinements and developments.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht demgemäß darin, daß innerhalb eines Überspannungsableiters dafür Sorge getragen wird, daß die Stromflußrichtung vor der Isolationsstrecke oder dem Zündbereich mindestens um 90°, bevorzugt um 180° geändert wird.The basic idea of the invention accordingly consists in ensuring, within a surge arrester, that the current flow direction in front of the insulation gap or the ignition region is changed by at least 90 °, preferably by 180 °.

Bei einem zylindrischen Körper des Überspannungsableiters ist die Funkenstrecke so ausgebildet, daß die Bewegungsrichtung des Lichtbogens parallel zur Zylinderachse erfolgt, wobei der Lichtbogen senkrecht zur Zylinderachse zündet. Die Stromzuführung erfolgt innerhalb der Funkenstrecke bis auf den Umlenkungsbereich parallel zur Zylinderachse.In a cylindrical body of the surge arrester, the spark gap is formed so that the direction of movement of the arc is parallel to the cylinder axis, wherein the arc ignites perpendicular to the cylinder axis. The power supply takes place within the spark gap up to the deflection area parallel to the cylinder axis.

Durch die beschriebene interne Stromrichtungsumkehr innerhalb einer bevorzugt zylindrischen Funkenstrecken-Anordnung mit stirnseitigen axialen Stromzuführungen kann einerseits die hohe Druckfestigkeit und die hohe Festigkeit gegenüber dynamischen Stromkräften einer solchen Anordnung bei gleichzeitiger Verringerung der Isolationsstrecken-Belastung infolge der schnellen, von der Isolationsstrecke weg gerichteten Bewegung des Lichtbogens genutzt werden. Andererseits kann durch die Bewegung des Lichtbogens und die thermische Entlastung der Zündstelle der Elektrodenverschleiß reduziert werden. Letzteres wirkt sich wiederum positiv auf die Reproduzierbarkeit der Ansprechspannung der Funkenstrecke und auf das Wiederzündverhalten der Funkenstrecke bei Folgestrom-Belastungen aus. Durch die Stromzuführung der Hauptelektroden an nur jeweils einer der Stirnseiten kann die Gefahr eines äußeren Überschlags, selbst bei starker Verschmutzung oder feuchter Umgebung, gering gehalten werden.By the described internal current direction reversal within a preferably cylindrical spark gap arrangement with frontal axial Power supply can be used on the one hand, the high compressive strength and high strength against dynamic current forces such an arrangement while reducing the insulation displacement load due to the rapid, directed away from the insulation path movement of the arc. On the other hand, by the movement of the arc and the thermal discharge of the ignition point of the electrode wear can be reduced. The latter in turn has a positive effect on the reproducibility of the operating voltage of the spark gap and on the Wiederzündverhalten the spark gap at subsequent current loads. Due to the power supply of the main electrodes on only one of the front sides, the risk of an external flashover, even in heavy soiling or humid environment, be kept low.

Die gewünschte Umkehr der Stromflußrichtung erfolgt durch eine Einrichtung zur Stromrichtungsumkehr oder Stromrichtungsänderung innerhalb der Kapsel des Überspannungsableiters oder eine stromrichtungsumkehrende oder stromrichtungsändernde Ausbildung mindestens einer der Hauptelektroden.The desired reversal of the current flow direction is effected by means for reversing the current direction or current direction within the capsule of the surge arrester or reversing the current direction or current direction changing design of at least one of the main electrodes.

Bei einer ersten Ausführungsform wird von einer stabförmigen Innenelektrode mit einer im wesentlichen rotationssymmetrischen Außenelektroden-Anordnung ausgegangen, wobei die Außenelektrode zur Innenelektrode diese beabstandet und umgebend ausgebildet ist.
Die Innenelektrode weist einen axialen Verlauf auf und die Außenelektrode besitzt an ihrer Innenseite die Einrichtung zur Stromrichtungsumkehr, welche als leitfähiger ringförmiger Körper, Gitter oder Hohlzylinder ausgebildet ist. Dieser leitfähige ringförmige Körper, das Gitter oder der Hohlzylinder ist mit der Außenelektrode nur am stromzuführungsseitig entfernten Ende elektrisch kontaktiert, wobei der Lichtbogen nach Zündung im Ableitfall im wesentlichen senkrecht zur Achse der Innenelektrode brennt und sich parallel zu dieser Achse von der Zündstelle weg bewegt. Der leitfähige ringförmige Körper, welcher nunmehr die Funktion der Gegenelektrode übernimmt, ist dabei von der Außenelektrode beabstandet. Dieser Abstand kann gleichverlaufend, aber auch von der Zündstelle ausgehend variabel gewählt sein.In a first embodiment, a rod-shaped inner electrode is assumed to have a substantially rotationally symmetrical outer electrode arrangement, the outer electrode being spaced from the inner electrode and formed surrounding it.
The inner electrode has an axial course and the outer electrode has on its inner side the means for reverse current direction, which is designed as a conductive annular body, grid or hollow cylinder. This conductive annular body, the grid or the hollow cylinder is electrically contacted with the outer electrode only at the power supply side remote end, the arc burns after ignition in Ableitfall substantially perpendicular to the axis of the inner electrode and moves parallel to this axis away from the ignition. The conductive annular body, which now takes over the function of the counter electrode, is spaced from the outer electrode. This distance may be gleichverlaufend, but also be chosen variable starting from the ignition.

Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist eine stabförmige Innenelektrode von einer im wesentlichen rotationssymmetrischen Außenelektrode beabstandet umgeben, wobei die Innenelektrode einen axialen Verlauf aufweist und die Innenelektrode die Einrichtung zur Stromrichtungsumkehr umfaßt.
Diese Einrichtung ist wiederum als leitfähiger, ringförmiger Körper, Gitter oder Hohlzylinder ausgebildet, der mit der Innenelektrode nur am stromzuführungsseitig abgewandten Ende kontaktiert ist. Auch hier befindet sich der Ring in einem radialen Abstand zur Innenelektrode.In a second embodiment of the invention, a rod-shaped inner electrode is surrounded by a substantially rotationally symmetrical outer electrode spaced apart, wherein the inner electrode has an axial course and the inner electrode comprises the means for reversing the current direction.
This device is in turn formed as a conductive, annular body, grid or hollow cylinder, which is contacted with the inner electrode only at the end facing away from the power supply end. Again, the ring is at a radial distance from the inner electrode.

Die Außenelektrode kann bei einer wesentlichen Ausführungsform der Erfindung eine Topfform aufweisen, wobei der offene Teil des Topfes den Isolationsabschnitt aufnimmt, welcher die Innenelektrode trägt. Zur Triggerung bzw. zum Steuern des Zündverhaltens kann über den Isolationsabschnitt eine Hilfselektrode eingebracht werden.The outer electrode may have a pot shape in an essential embodiment of the invention, wherein the open part of the pot receives the insulating portion which carries the inner electrode. For triggering or for controlling the ignition behavior, an auxiliary electrode can be introduced via the insulation section.

Eine ergänzende Ausgestaltung bezüglich der Anordnung der Hilfselektrode ist derartig realisiert, daß am offenen Teil des Topfes der Außenelektrode ein umlaufender Isolationsrand mit nachgeordneter Hilfselektrode befindlich ist. Diese Hilfselektrode springt bezogen auf den Isolationsrand radial zurück. Die Hilfselektrode kann ringförmig, d.h. rotationssymmetrisch gestaltet werden. Alternativ sind ein oder mehrere stiftförmige Hilfselektroden, radial nach innen gerichtet, im Sinne der Erfindung liegend.A complementary embodiment with respect to the arrangement of the auxiliary electrode is realized such that at the open part of the pot of the outer electrode is a circumferential insulation edge with downstream auxiliary electrode is located. This auxiliary electrode jumps radially with respect to the insulation edge. The auxiliary electrode may be annular, i. be designed rotationally symmetrical. Alternatively, one or more pin-shaped auxiliary electrodes, directed radially inward, lying within the meaning of the invention.

Weiterhin ausgestaltend wird wiederum von einer Außenelektrode in Topfform ausgegangen, wobei bevorzugt im stromzuführungsseitig entfernten Ende eine gegen die Hauptelektrode isolierte Hilfselektrode mit separater Stromzuführung innerhalb des Topfes vorgesehen ist. Diese Hilfselektrode kann als Stiftelektrode ausgeführt werden.Further ausgestaltend is again assumed by an outer electrode in the form of a pot, preferably in the current supply side remote end an insulated against the main electrode auxiliary electrode is provided with a separate power supply within the pot. This auxiliary electrode can be designed as a pin electrode.

Bei einer Variante mit Aufteilung des Lichtbogens zur Vervielfachung der Sofortverfestigung ist zwischen Innen- oder Außenelektrode und der jeweiligen Einrichtung zur Stromrichtungsumkehr eine axial verlaufende Hülse aus einem abbrandfesten Material angeordnet, welche über einen hochohmigen Bereich als Einsatzstück im Isolationsabschnitt mit der Innenoder Außenelektrode elektrisch verbunden ist.In a variant with division of the arc for multiplying the instant solidification is arranged between the inner or outer electrode and the respective device for reversing the current direction, an axially extending sleeve made of a erosion-resistant material, which via a high-impedance region as insert in the insulation section with the inner or outer electrode is electrically connected.

Die erwähnte Hülse kann aus einem ferromagnetischen Material bestehen. Alternativ ist die Hülse als Trennwand ausgebildet und besteht aus einem Widerstandsmaterial, metallisierten leitfähigen Polymeren oder aus Materialien mit nichtlinearem Strom-/Spannungsverhalten.The mentioned sleeve may consist of a ferromagnetic material. Alternatively, the sleeve is formed as a partition and consists of a resistive material, metallized conductive polymers or materials with nonlinear current / voltage behavior.

Die Einrichtung zur Aufteilung des Lichtbogens kann auch in Lichtbogen-Bewegungsrichtung von der Zündstelle beabstandet, d.h. nicht bis zur Zündstelle herunterreichend ausgeführt werden.The arc splitter may also be spaced from the firing location in the arc direction of travel, i. not run down to the ignition point.

Die Hülse für die Aufteilung des Lichtbogens besitzt bevorzugt an ihrem zur Zündstelle gerichteten Ende Einlaufschlitze oder Einlauföffnungen. Zur Unterstützung der Lorentzkraftwirkung auf den Lichtbogen kann die Hülse aus einem ferromagnetischen Material bestehen.The sleeve for the division of the arc preferably has at its end directed to the firing point inlet slots or inlet openings. To support the Lorentz force effect on the arc, the sleeve may be made of a ferromagnetic material.

Der Abstand zwischen Innen- und Außenelektrode in Lichtbogen-Bewegungsrichtung kann konstant, aber auch kontinuierlich oder diskontinuierlich vergrößert sein.The distance between the inner and outer electrodes in the arc movement direction can be constant, but also increased continuously or discontinuously.

Die Elektroden und/oder die Einrichtungen zur Stromrichtungsumkehr weisen bei einer Ausführungsform an ihren zur Lichtbogen-Brennseite gerichteten Oberflächen mindestens abschnittsweise Ansatzstrukturen zur Beschleunigung der Laufbewegung des Lichtbogens auf. Diese Ansatzstrukturen können Rillen, Vor- und Rücksprünge in Laufrichtung über den gesamten Umfang der Elektrode oder ähnliche Strukturen sein. Auch besteht die Möglichkeit, Materialien mit einer inneren Strukturierung, z.B. einer Faserstruktur oder ein orientiertes Verbundmaterial einzusetzen.In one embodiment, the electrodes and / or the devices for reversing the current direction have, at least in some embodiments, attachment structures for accelerating the running movement of the arc on their surfaces directed toward the arc focal side. These attachment structures may be grooves, projections and recesses in the direction of travel over the entire circumference of the electrode or similar structures. It is also possible to use materials with internal structuring, e.g. a fibrous structure or an oriented composite material.

Zwischen der Innen- oder Außenelektrode und der jeweiligen Einrichtung zur Stromrichtungsumkehr können insbesondere Wände eingebracht werden, welche in Lichtbogen-Laufrichtung orientierte Kammern bilden. Diese Kammerwände bestehen bevorzugt aus einem gasabgebenden Isolationsmaterial. Die Kammerwände wiederum umfassen Durchbrechungen oder Schlitze.Between the inner or outer electrode and the respective device for reversing the direction of current, in particular walls can be introduced, which form chambers oriented in the arc running direction. These chamber walls preferably consist of a gas-emitting insulation material. The chamber walls in turn comprise openings or slots.

Mit Hilfe der Kammern ist eine beschleunigte Bewegung des Lichtbogens bei gleichzeitiger verbesserter Kühlung erreichbar. Eine derartige Anordnung führt zu quasi mehreren parallelen Funkenstrecken innerhalb ein und desselben Ableiters. Zum Druckausgleich und zur Erzeugung gewünschter paralleler Lichtbögen, insbesondere bei großen Stoßströmen, sind die Wände wie vorerwähnt quer zur Laufrichtung durchbrochen oder weisen Schlitze auf.With the help of the chambers an accelerated movement of the arc with simultaneous improved cooling can be achieved. Such an arrangement leads to quasi several parallel spark gaps within one and the same arrester. To equalize the pressure and to produce desired parallel arcs, especially at high surge currents, the walls are as mentioned above transversely to the running direction broken or have slots.

Die Einrichtung zur Stromrichtungsumkehr kann eine sogenannte aufgeteilte Elektrode sein, die sich vom stromzuführungsfernen Ende als Stab, Scheibe oder Wand zur gegenüberliegenden Elektrode erstreckt bzw. richtet und dann im wesentlichen parallel zur Längsachse dieser gegenüberliegenden Elektrode verläuft.The means for reversing the current direction may be a so-called split electrode which extends from the power supply remote end as a rod, disk or wall to the opposite electrode and then extends substantially parallel to the longitudinal axis of this opposite electrode.

Eine ergänzende Ausführungsform der Erfindung geht von zwei Hauptelektroden aus, die im wesentlichen gegenüberliegend und rotationssymmetrisch ausgebildet sind. Die jeweilige stirnseitige Stromzuführung ist im wesentlichen axial und im Zentrum der jeweiligen Hauptelektrode befindlich. Die Einrichtung zur Stromrichtungsumkehr ist radial außen an der jeweiligen Hauptelektrode angeschlossen und verläuft dann zunächst axial in Richtung zur gegenüberliegenden Elektrode und dann abgewinkelt in Richtung zur Längsachse der Anordnung.
Eine derartige Einrichtung zur Stromrichtungsumkehr kann als leitfähiger Finger, aber auch als Kreisring oder Kreisringsegment ausgeführt werden.A supplementary embodiment of the invention is based on two main electrodes, which are formed substantially opposite and rotationally symmetrical. The respective end-side power supply is located substantially axially and in the center of the respective main electrode. The device for reversing the current direction is connected radially on the outside of the respective main electrode and then runs initially axially in the direction of the opposite electrode and then angled in the direction of the longitudinal axis of the arrangement.
Such a device for reversing the direction of current can be embodied as a conductive finger, but also as a circular ring or circular ring segment.

Die Einrichtung zur Stromrichtungsumkehr in Kreisringform oder in Kreisringsegmentform weist zwischen dem Kreisring oder dem Kreissegment und der jeweiligen Hauptelektrode mindestens einen leitfähigen Verbindungssteg im radialen Außenbereich auf.
Auch besteht die Möglichkeit, mehrere, benachbarte Kreissegmente vorzusehen, welche jeweils einen elektrischen Verbindungssteg zur radialen Außenseite der jeweiligen Hauptelektrode besitzen.The device for reversing the current direction in the form of a circular ring or in a circular ring segment has at least one conductive connecting web in the radial outer region between the circular ring or the circular segment and the respective main electrode.
It is also possible to provide a plurality of adjacent circular segments, which each have an electrical connecting web to the radial outer side of the respective main electrode.

Die zueinander weisenden Oberflächen der Einrichtungen zur Stromrichtungsumkehr besitzen von radial außen nach radial innen einen sich vergrößernden Abstand zum Zwecke des sicheren Verlöschens des Lichtbogens.The mutually facing surfaces of the means for reversing the direction of current have from radially outward to radially inwardly an increasing distance for the purpose of safely extinguishing the arc.

Die vorstehend erläuterte Ausführungsform ist ebenso zur Aufnahme einer Zünd- oder Triggerhilfselektrode geeignet. Eine solche Hilfselektrode ist bevorzugt radial außenseitig zwischen den Einrichtungen zur Stromrichtungsumkehr angeordnet.The above-described embodiment is also suitable for receiving an ignition or trigger auxiliary electrode. Such an auxiliary electrode is preferably arranged radially on the outside between the devices for reversing the current direction.

Im freien, zentrischen Mittelpunktsbereich besitzt diese Ausführungsform eines Überspannungsableiters in axialer Richtung verlaufend Prallbleche zur Aufteilung des Lichtbogens oder mindestens eine Lichtbogen-Kühleinrichtung.In the free centric midpoint region, this embodiment of a surge arrester has baffles extending in the axial direction for splitting the arc or at least one arc cooling device.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.The invention will be explained below with reference to exemplary embodiments and with the aid of figures.

Hierbei zeigen:

Fig. 1a, 1b
eine erste Ausführungsform der Einrichtung zur Stromrichtungsumkehr innerhalb eines Überspannungsableiters;
Fig. 2a bis 2c
verschiedene Ausführungsformen der Anordnung von Hilfs- oder Triggerelektroden bei einem Überspannungsableiter mit Einrichtungen zur Stromrichtungsumkehr;
Fig. 3
eine Ausführungsform eines Überspannungsableiters mit Einrichtung zur Stromrichtungsumkehr und Mitteln zur Aufteilung des Lichtbogens;
Fig. 4
eine Darstellung ähnlich Fig. 3, jedoch mit einer Einrichtung zur Aufteilung des Lichtbogens, die entfernt von der Lichtbogen-Zündstelle angeordnet ist;
Fig. 5
eine Schnittdarstellung eines Überspannungsableiters mit zwischen Innenelektrode und Einrichtung zur Stromrichtungsumkehr angeordneter Trennwand;
Fig. 5
Querschnitt 1: eine Darstellung eines Schnitts entlang der Schlitze oder Durchbrechnungen;
Fig. 5
Querschnitt 2: eine Darstellung entlang der in Fig. 5 (Gesamtansicht) gezeigten Schnittlinie;
Fig. 6
eine prinzipielle Darstellung einer Ausführungsform eines Überspannungsableiters mit einer Einrichtung zur Stromrichtungsumkehr als aufgeteilter Elektrode im Längsschnitt bzw. im Querschnitt;
Fig. 7a bis 7c
verschiedene Ausführungsformen von Querschnitten prinzipiell möglicher Elektrodenanordnungen;
Fig. 8
eine Ausführungsform des Überspannungsableiters mit Einrichtung zur Stromrichtungsumkehr ausgehend von der topfförmigen Außenelektrode, wobei der Außenanschluß seitlich erfolgt, und
Fig. 9
eine Schnittdarstellung durch einen Überspannungsableiter mit im wesentlichen rotationssymmetrischen, gegenüberliegenden Hauptelektroden und einer im Inneren vorgesehenen jeweiligen Einrichtung zur Stromrichtungsumkehr, die radial außen an der jeweiligen Hauptelektrode angeschlossen ist und dann axial in Richtung zur gegenüberliegenden Elektrode und abgewinkelt zur Längsachse der Anordnung verläuft.
Hereby show:
Fig. 1a, 1b
a first embodiment of the device for reversing the current direction within a surge arrester;
Fig. 2a to 2c
various embodiments of the arrangement of auxiliary or trigger electrodes in a surge arrester with means for reversing the direction of current;
Fig. 3
an embodiment of a surge arrester with means for reversing the direction of current and means for dividing the arc;
Fig. 4
a representation similar Fig. 3 but with an arc splitting device located away from the arc ignition point;
Fig. 5
a sectional view of a surge arrester with disposed between the inner electrode and means for reversing the direction of flow arranged partition;
Fig. 5
Section 1: a representation of a section along the slots or baffles;
Fig. 5
Cross-section 2: a representation along the in Fig. 5 (Overall view) shown section line;
Fig. 6
a schematic representation of an embodiment of a surge arrester with a device for reversing the current direction as a divided electrode in longitudinal section or in cross section;
Fig. 7a to 7c
various embodiments of cross sections of possible electrode arrangements in principle;
Fig. 8
an embodiment of the surge arrester with means for reversing the direction of flow starting from the cup-shaped outer electrode, wherein the outer terminal is made laterally, and
Fig. 9
a sectional view through a surge arrester having substantially rotationally symmetrical, opposing main electrodes and a respective means provided for reversing the direction of current, which is connected radially outward to the respective main electrode and then extends axially in the direction of the opposite electrode and angled to the longitudinal axis of the arrangement.

Bei den Überspannungsableitern der nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele wird von einer Grundanordnung ausgegangen, die jeweils zwei Elektroden, gegebenenfalls mit Hilfselektrode aufweist.The surge arresters of the embodiments described below is based on a basic arrangement, each having two electrodes, optionally with auxiliary electrode.

Die Außenelektrode 4 nach Fig. 1a besitzt eine Einrichtung zur Stromrichtungsumkehr 4.1. Die Form der Außenelektrode 4 ist topfförmig gewählt und es ist ein im stirnseitigen Bereich ausgebildeter äußerer Ableiteranschluß 2 vorhanden.The outer electrode 4 after Fig. 1a has a reversing device 4.1. The shape of the outer electrode 4 is selected pot-shaped and there is formed in the frontal region outer arrester terminal 2 is present.

Die Innenelektrode 3 ist direkt mit dem weiteren äußeren Ableiteranschluß 1 verbunden.The inner electrode 3 is connected directly to the further outer lead terminal 1.

Die Zündung der Funkenstrecke erfolgt zwischen den Elektroden 3 und 4 bzw. der Einrichtung zur Stromrichtungsumkehr 4.1 und entlang der Isolationsstrecke 5. Der sich ausbildende Lichtbogen 6 wird infolge der auf ihn wirkenden Lorentzkräfte F von der Zündstelle im unteren Bereich weggedrückt und in der gezeigten Darstellung nach Fig. 1a, b nach oben fortbewegt.The ignition of the spark gap occurs between the electrodes 3 and 4 and the device for reversing the current direction 4.1 and along the insulation section 5. The forming arc 6 is pushed away as a result of acting on him Lorentz forces F from the ignition in the lower region and in the illustration shown Fig. 1a . b moved upwards.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig.1b ist hier die Einrichtung zur Stromrichtungsumkehr 3.1 ausgehend von der Innenelektrode 3 realisiert. Der Verlauf der Stromrichtungsumkehr ist mit den Pfeildarstellungen symbolsiert.According to the embodiment according to 1b shows Here, the device for reversing the current direction 3.1 is realized starting from the inner electrode 3. The course of the reversal of current direction is symbolized by the arrow representations.

In den Fig. 1a und 1b wird deutlich, daß die Einrichtungen zur Stromrichtungsumkehr 3.1 und 4.1 jeweils einen Abstand in radialer Richtung, entweder betrachtet von der Innenelektrode 3 oder von der Außenelektrode 4, die einen Teil der Kapselung darstellen kann, besitzen.In the Fig. 1a and 1b It is clear that the means for reversing the current direction 3.1 and 4.1 each have a distance in the radial direction, either viewed from the inner electrode 3 or from the outer electrode 4, which may constitute part of the encapsulation possess.

Eine Ausgestaltung der Lösung gemäß Ausführungsbeispiel nach Fig. 1a mit Hilfselektrode 7 zeigt die Schnittdarstellung nach Fig. 2a. Die dortige Hilfselektrode 7 ist über den Isolationsabschnitt 5 in den Zündbereich der Anordnung hineingeführt.An embodiment of the solution according to the embodiment according to Fig. 1a with auxiliary electrode 7 shows the sectional view to Fig. 2a , The local auxiliary electrode 7 is led into the ignition area of the arrangement via the insulation section 5.

Alternativ kann die Hilfselektrode 7, wie in der Fig. 2b dargestellt, auch isoliert zur Hauptelektrode 4 mit Hilfe eines Isolationsrands oder Isolationsstreifens 13 als umlaufender Ring eingebracht werden.Alternatively, the auxiliary electrode 7, as in the Fig. 2b shown, also isolated to the main electrode 4 by means of an insulating edge or insulating strip 13 are introduced as a circumferential ring.

Fig. 2c wiederum offenbart eine Darstellung mit Ausführung einer Hilfselektrode 7 im Randbereich hin zur offenen Seite der topfförmigen Elektrode 4, und zwar als Stiftelektrode, die gegenüber der Elektrode 4 isoliert ist. Fig. 2c in turn discloses a representation with execution of an auxiliary electrode 7 in the edge region towards the open side of the cup-shaped electrode 4, namely as a pin electrode, which is insulated from the electrode 4.

Bei der Lösung nach Fig. 2b ist, wie ausgeführt, die Hilfselektrode 7 isoliert und axial der Hauptelektrode 4 nachgeordnet, wobei der Zündfunke der Triggerung beim Überschlag der Isolation 13 die gegenüberliegende Haupt- bzw. Innenelektrode 3 nahezu berührt, wodurch geringe Triggerverzugszeiten realisierbar sind. Die Hilfselektrode kann bei den Ausführungsformen nach Fig. 2a und 2b rotationssymmetrisch, z.B. als Ring ausgeführt werden. In Fig. 2c ist eine Variante gezeigt, bei welcher z.B. aus Platzgründen oder aber auch zur Realisierung eines minimalen Hauptelektroden-Abstands, die Hilfselektrode 7 isoliert durch die Hauptelektrode 4 geführt ist, wobei hier eine stiftförmige Ausführung der Hilfselektrode bevorzugt ist.At the solution after Fig. 2b is, as stated, the auxiliary electrode 7 isolated and axially downstream of the main electrode 4, wherein the spark of triggering during the flashover of the insulation 13, the opposite main or inner electrode 3 almost touched, whereby low trigger delay times can be realized. The auxiliary electrode can according to the embodiments Fig. 2a and 2 B rotationally symmetrical, for example, be designed as a ring. In Fig. 2c a variant is shown in which, for example, for reasons of space or even for the realization of a minimum main electrode spacing, the auxiliary electrode 7 is guided isolated by the main electrode 4, in which case a pin-shaped design of the auxiliary electrode is preferred.

An Funkenstrecken für Netzanwendungen werden wegen der hohen Tragfähigkeit von Stoßströmen auch hohe Anforderungen hinsichtlich des Verhaltens bei Netzfolgeströmen gestellt. So sollen Netzfolgeströme von bis zu mehreren Kiloampere sicher gelöscht und begrenzt werden.
Eine wesentliche Voraussetzung für eine erfolgreiche Folgestromlöschung ist eine schnelle Wiederverfestigung der Schaltstrecke nach dem natürlichen Stromnulldurchgang bei Wechselspannung. Im Niederspannungsbereich ist im allgemeinen eine sogenannte Sofortverfestigung ausreichend. Bei dem Einsatz von Materialien mit geringem Abbrand, wie sie bei Funkenstrecken üblich sind, sinkt die Sofortverfestigung jedoch mit der Zunahme des Folgestroms stark ab. Es sind daher insbesondere bei sehr leistungsfähigen Funkenstrecken zusätzliche Maßnahmen zur Erhöhung der Wiederverfestigung notwendig. Auch ist dann, wenn der Folgestrom begrenzt werden soll, eine Erhöhung der Lichtbogenspannung bis in den Bereich der Netzspannung notwendig.On spark gaps for grid applications, due to the high carrying capacity of surge currents, high demands are placed on the behavior in case of line sequence currents. So network follow currents of up to several kilo amperes should be safely deleted and limited.
An essential prerequisite for a successful follow current quenching is a rapid reconsolidation of the switching path after the natural current zero crossing at AC voltage. In the low voltage range, a so-called immediate solidification is generally sufficient. With the use of materials with low burnup, as is common in spark gaps, the instant solidification decreases sharply with the increase of the secondary current. Therefore, additional measures to increase the reconsolidation are necessary, especially for very efficient spark gaps. Also, if the follow current is to be limited, an increase of the arc voltage is necessary up to the range of the mains voltage.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem zur Verbesserung der Wiederverfestigungsspannung die Aufteilung des Lichtbogens zum Zeck der Verdoppelung der Sofortverfestigung unmittelbar bei seiner Zündung zwischen den beiden Hauptelektroden erfolgt. Zur Vereinfachung der Darstellung erfolgt die Aufteilung hier nur in zwei Teillichtbögen, wobei eine darüber hinausgehende Aufteilung möglich ist. Fig. 3 shows an embodiment in which the improvement of the reconsolidation voltage, the division of the arc to the tick of the doubling of the immediate consolidation takes place immediately at its ignition between the two main electrodes. To simplify the Representation, the division takes place here only in two partial arcs, with a more extensive division is possible.

Die Isolationsstrecke 5 wird bei diesem Ausführungsbeispiel zur Realisierung der Ansprechspannung genutzt. Die Strecke oder der Abschnitt 8 besteht aus einem elektrisch leitendem Material, z.B. POM, welches jedoch so hochohmig ist, daß es vom Lichtbogen überschlagen werden muß. Die Kammerwand 9 besteht bevorzugt aus einem abbrandfesten Material.The isolation path 5 is used in this embodiment for the realization of the response voltage. The track or section 8 is made of an electrically conductive material, e.g. POM, however, which is so high impedance that it must be skipped by the arc. The chamber wall 9 is preferably made of a erosion-resistant material.

Auch bei dieser Ausführungsform kann eine Hilfselektrode zur Triggerung vorgesehen sein, die beispielsweise analog der Darstellung nach Fig. 2a durch die Isolationsstrecke 5 geführt wird.Also in this embodiment, an auxiliary electrode may be provided for triggering, for example, analogous to the representation according to Fig. 2a is guided through the insulation section 5.

Zur Verbesserung der Lichtbogen-Bewegung können die eingesetzten abbrandfesten Metallwände auch aus einem ferromagnetischen Material bestehen. Soll neben der gewünschten Wiederverfestigung des Lichtbogens vor allem auch der Spannungsabfall erhöht werden, können die Wände aus einem Widerstandsmaterial, aus metallisierten leitfähigen Polymeren, aber auch aus Materialien mit nichtlinearem Strom/Spannungsverhalten, z.B. Kaltoder Heißleiter, gefertigt werden.To improve the arc movement, the erosion-resistant metal walls used can also consist of a ferromagnetic material. If, in addition to the desired reconsolidation of the arc, especially the voltage drop should be increased, the walls may be made of a resistive material, of metallized conductive polymers, but also of materials with nonlinear current / voltage behavior, e.g. Cold or thermistor, to be manufactured.

Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher die im Niederspannungsbereich übliche Aufteilung des Lichtbogens in Teillichtbögen erst nach einer bestimmten Laufstrecke des Lichtbogens innerhalb der Funkenstrecke des Überspannungsableiters vorgenommen wird. Ein Ring 10 wird hierbei bevorzugt aus ferromagnetischem Material gefertigt und ist mit Einlaufschlitzen 10.1 versehen, wodurch die Aufteilung des Lichtbogens unterstützt wird. Fig. 4 shows an embodiment in which the usual in the low voltage division of the arc in partial arcs is made only after a certain distance of the arc within the spark gap of the surge arrester. A ring 10 is here preferably made of ferromagnetic material and is provided with inlet slots 10.1, whereby the division of the arc is supported.

Zum Erzielen einer Erhöhung der Lichtbogenspannung, z.B. zur Folgestrombegrenzung, können mehrere Ringe 10 gemäß Fig. 4a aus Löschblechen oder aus Isolationsstoffen vorgesehen sein, wodurch eine Kühlung und damit Verlängerung des Lichtbogens bewirkt wird.
Eine weitere Verlängerung des Lichtbogens außerhalb der Zündstelle kann dadurch erreicht werden, daß der Abstand zwischen den beiden Hauptelektroden 3 und 4 in Laufrichtung des Lichtbogens steigt bzw. vergrößert wird.To achieve an increase in the arc voltage, for example for the follow current limiting, a plurality of rings 10 can be provided as shown in FIG. 4a of quenching plates or of insulating materials, whereby a cooling and thus extension of the arc is effected.
A further extension of the arc outside the ignition point can be achieved in that the distance between the two main electrodes 3 and 4 increases or increases in the direction of the arc.

Zur Reduzierung der Belastung an der Überschlagsstelle ist eine schnelle Bewegung des Lichtbogens von der Zündstelle von Vorteil. Neben der Stromrichtungsumkehr kann die Bewegung des Lichtbogens durch weitere Maßnahmen unterstützt werden. Zur Beschleunigung der Laufbewegung des Lichtbogens ist es von Vorteil, dem Lichtbogen innerhalb des rotationssymmetrischen Gehäuses an den Elektroden bevorzugte Ansatzbereiche anzubieten. Dies kann durch einfache Rillen in Laufrichtung über den gesamten Umfang der Elektroden erfolgen. Auch können Materialien mit einer inneren Strukturierung, wie z.B. Faserstruktur, Knetlegierung oder ein orientiertes Verbundmaterial, zum Einsatz kommen.To reduce the stress at the rollover point, rapid movement of the arc from the ignition point is beneficial. In addition to reversing the direction of the current, the movement of the arc can be supported by further measures. To accelerate the running movement of the arc, it is advantageous to offer the arc within the rotationally symmetrical housing at the electrodes preferred approach areas. This can be done by simple grooves in the direction of travel over the entire circumference of the electrodes. Also, materials having internal structuring, such as e.g. Fiber structure, wrought alloy or an oriented composite material are used.

Eine beschleunigte Bewegung des Lichtbogens bei gleichzeitiger Kühlung wird erreicht, wenn z.B. zwischen rotationssymmetrischen Elektroden mit Hilfe von bevorzugt gasenden Isolationsmaterialien mehrere spaltenförmige Kammern in Laufrichtung gebildet werden. Bei einer solchen Anordnung entstehen praktisch mehrere parallele, quasi Funkenstrecken innerhalb des Ableiters.An accelerated movement of the arc with simultaneous cooling is achieved when e.g. between the rotationally symmetrical electrodes by means of preferably gas-insulating materials several column-shaped chambers are formed in the running direction. With such an arrangement, there are practically several parallel, virtually spark gaps within the arrester.

Zum Druckausgleich und zur Erzeugung von parallelen Lichtbögen, insbesondere bei großen Stoßströmen, können die in den Fig. 5 gezeigten Wände 11 quer zur Laufrichtung Durchbrechungen 11.1 besitzen.For pressure equalization and the generation of parallel arcs, especially at high surge currents, in the Fig. 5 shown walls 11 have transversely to the direction of openings 11.1.

Während bei kleinen Stoß- und Folgeströmen jeweils nur eine der gebildeten Kammern vom Lichtbogen genutzt wird, können insbesondere bei hohen Stoßströmen die parallelen Funkenstrecken gezündet werden, wodurch gerade bei diesen hohen Druck- und Strombelastungen eine gleichmäßige Belastung innerhalb des gesamten Ableiters erreicht wird. Zu den Ausführungsformen mit Isolationsstegen sei auf die Figuren 5 verwiesen.While in each case only one of the chambers formed is used by the arc in the case of small impact and subsequent flows, the parallel spark gaps can be ignited, especially at high surge currents, whereby a uniform load within the entire arrester is achieved precisely at these high pressure and current loads. For the embodiments with insulation bars is on the Figures 5 directed.

Eine weitere Möglichkeit zur Beschleunigung der Laufbewegung ist die vollständige oder teilweise Hinterlegung der Hauptelektroden mit ferromagnetischem Material 12 (siehe auch Fig. 5, Querschnitt 2), welches eine Verstärkung der Lorentzkraft bewirkt. Zur Unterstützung der Bewegung des Lichtbogens kann auch die Stirnseite der Funkenstrecke, zu welcher sich der Lichtbogen bewegt, mit ferromagnetischem Material hinterlegt sein. Durch das ferromagnetische Material wird eine Bündelung und Konzentration der Feldlinien erreicht, wodurch eine anziehende Wirkung auf den Lichtbogen gegeben ist.Another way to accelerate the running motion is the complete or partial deposition of the main electrodes with ferromagnetic material 12 (see also Fig. 5 , Cross section 2), which causes a reinforcement of the Lorentz force. To support the movement of the arc, the front side of the spark gap, to which the arc moves, can also be deposited with ferromagnetic material. By The ferromagnetic material is a bundling and concentration of the field lines achieved, which is an attractive effect on the arc.

Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem die Hauptelektroden bzw. die Einrichtungen zur Stromrichtungsumkehr nicht rotationssymmetrisch ausgeführt sind. Dies reduziert zum einen den Bedarf an hochwertigem Elektrodenmaterial und die Einzelelektroden haben eine Reduzierung des Abbrands bei Folgestrombelastung zur Folge. Fig. 6 shows an embodiment in which the main electrodes and the means for reversing the direction of current are not rotationally symmetrical. This, on the one hand, reduces the need for high-quality electrode material, and the single electrodes result in a reduction of the burnup at subsequent current load.

Fig. 6 - Querschnittsdarstellung - zeigt vier Einrichtungen zur Stromrichtungsumkehr, quasi als Einzelelektroden 14. Fig. 6 - Cross-sectional view - shows four devices for reversing the direction of the current, virtually as individual electrodes 14.

Hier können nahezu beliebig viele Einzelelektroden 14 aus einer bzw.auch aus beiden Hauptelektroden gebildet werden, wodurch, wie vorerwähnt, der Abbrand bei Folgestrombelastung auf die einzelnen Elektroden verteilt ist.Here, almost any number of individual electrodes 14 can be formed from one or also from both main electrodes, as a result of which, as already mentioned, the burnup is distributed to the individual electrodes at the following current load.

Bei Belastungen mit Stoßströmen hingegen können mit oder ohne Unterteilung durch Trennwände alle Teilelektroden 14 aktiviert und damit genutzt werden. Aufgrund der Strombündelung in den Teilelektroden 14 wird das Magnetfeld im Vergleich zu rotationssymmetrischen Elektroden deutlich verstärkt, wodurch die Bewegung des Lichtbogens von der Überschlagsstelle weg beschleunigt werden kann. Um diese Wirkung weiter zu unterstützen, kann auch die innere Elektrode 3 über eine Kontur verfügen, aus einzelnen Teilelektroden bestehen oder aber als Hohlelektrode ausgeführt werden.For loads with surge currents, however, all sub-electrodes 14 can be activated and thus used with or without division by partitions. Due to the current bundling in the sub-electrodes 14, the magnetic field is significantly enhanced in comparison to rotationally symmetrical electrodes, whereby the movement of the arc can be accelerated away from the flashover point. In order to further support this effect, the inner electrode 3 may also have a contour, consist of individual partial electrodes or be designed as a hollow electrode.

Die Einteilung in einzelne Lichtbogenkammern kann bei einer derartigen Gestaltung zudem leichter erfolgen und des weiteren sind größere Freiheitsgrade und Gestaltungsmöglichkeiten zur Einbringung von Hilfselektroden, von ferromagnetischem Material oder aber von gasabgebenden Isolationsmaterialien möglich. Die Fig. 7a bis 7c zeigen einige beispielhafte Querschnitte von prinzipiell möglichen Elektrodenanordnungen. Zur Begrenzung der Lichtbogenwanderung kann grundsätzlich oberhalb der beiden Hauptelektroden, d.h. am Ende des Lichtbogen-Laufwegs, eine Prallplatte vorgesehen sein.The division into individual arc chambers can also be made easier in such a design and further greater degrees of freedom and design options for the introduction of auxiliary electrodes, ferromagnetic material or gas-emitting insulation materials are possible. The Fig. 7a to 7c show some exemplary cross sections of possible electrode arrangements. To limit the arc migration can basically be provided above the two main electrodes, ie at the end of the arc running path, a baffle plate.

Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform des Überspannungsableiters mit Einrichtungen zur Stromrichtungsumkehr ausgehend von der Außenelektrode 4, bei welcher eine Hauptelektrode direkt über den äußeren Mantel der Funkenstrecke angeschlossen wird. In dieser Ausführungsform braucht nur ein Anschluß isoliert durch die Stirnseite geführt zu werden, wodurch sich insbesondere bei Funkenstrecken ohne Hilfselektrode eine Kostenreduktion bei der Fertigung einstellt. Fig. 8 shows an embodiment of the surge arrester with means for reversing the direction of flow starting from the outer electrode 4, in which a main electrode is connected directly via the outer sheath of the spark gap. In this embodiment, only one terminal needs to be conducted in isolation through the front side, whereby a cost reduction in production sets in particular for spark gaps without auxiliary electrode.

Bei der Ausführungsform gemäß Beispiel nach Fig. 9 erfolgt die Stromzuführung zu den Hauptelektroden jeweils axial von den Stirnseiten 100, 20. Innerhalb der beiden gezeigten Elektroden wird, mit der Pfeildarstellung symbolisiert, der Strom zunächst radial nach außen geführt. Im äußeren Bereich ist eine Hilfselektrode 70 zur Triggerung vorhanden. Der in diesem Bereich gezündete Lichtbogen 60 bewegt sich aufgrund der Stromkräfte in Richtung der zentralen Achse.
Die stromrichtungsumkehrend ausgebildeten Elektroden 30 und 40 werden beispielsweise gemäß den Fig. 5 bis 7 als Finger oder Spiralelektrode ausgestaltet oder besitzen eine Kreisring- oder Kreissegmentform.
Eine solche Ausführungsform hat mehrere Vorteile. Bei netzfrequenten Folgeströmen wird die magnetische Beblasung des Lichtbogens durch die erhöhte Feldstärke im Fußpunktbereich verstärkt, wodurch eine beschleunigte Bewegung des Lichtbogens erreichbar ist. Bei großen Impulsbelastungen besitzen die benachbarten Finger das gleiche Potential und es kann sich der Lichtbogen auf mehrere der Finger aufteilen, wodurch der Abbrand deutlich reduziert werden kann.In the embodiment according to Example Fig. 9 The power supply to the main electrodes is in each case axially from the end faces 100, 20. Within the two electrodes shown, symbolized by the arrow, the current is first guided radially outward. In the outer area, an auxiliary electrode 70 is present for triggering. The ignited in this area arc 60 moves due to the current forces in the direction of the central axis.
The current reversal formed electrodes 30 and 40 are, for example, according to the Fig. 5 to 7 designed as a finger or spiral electrode or have a circular or circular segment shape.
Such an embodiment has several advantages. In the case of line-frequency follow-on currents, the magnetic flux of the arc is intensified by the increased field strength in the base point region, as a result of which an accelerated movement of the arc can be achieved. At high pulse loads, the adjacent fingers have the same potential and it can split the arc on several of the fingers, whereby the burnup can be significantly reduced.

Im zentralen Bereich der Funkenstrecke nach Fig. 9 können Prallbleche 80 zur Aufteilung des Lichtbogens, aber auch Anordnungen zur Kühlung des Lichtbogens z.B. nach Fig. 4 Verwendung finden. Ebenfalls können massive Abbrandelektroden, wie in Fig. 2 dargestellt, eingebracht werden, auf welche der Lichtbogen übergeben werden kann. Des weiteren sind entsprechend der Ausführungsbeispiele nach den Fig. 3 und 7 Lichtbogen-Abbrandringe oder ähnliche Anordnungen einsetzbar, auf denen sich der Lichtbogen beträchtlich bewegt, wodurch der Abbrand reduziert werden kann.In the central area of the spark gap after Fig. 9 can baffles 80 for dividing the arc, but also arrangements for cooling the arc, for example after Fig. 4 Find use. Likewise, massive burn-off electrodes, as in Fig. 2 shown, are introduced, to which the arc can be transferred. Furthermore, according to the embodiments of the Fig. 3 and 7 Arc Abbrandringe or similar arrangements can be used, on which the arc moves considerably, whereby the burnup can be reduced.

Wie dargelegt, ist die Elektrodenausführung nach Fig. 9 so gewählt, daß diese eine Einrichtung zur Stromrichtungsumkehr bilden, welche radial außen an der jeweiligen Hauptelektrode angeschlossen ist, dann axial in Richtung zur gegenüberliegenden Elektrode sowie abgewinkelt zur Längsachse der Anordnung verläuft.As stated, the electrode design is after Fig. 9 selected so that they form a device for reversing the direction of current, which is connected radially outward to the respective main electrode, then extends axially in the direction of the opposite electrode and angled to the longitudinal axis of the arrangement.

Allen vorstehend geschilderten Ausführungsbeispielen, die den Grundgedanken der Erfindung nicht einschränken, ist gemein, daß innerhalb eines Überspannungsableiters die Stromflußrichtung vor der Isolationsstrecke bzw. im Zündbereich um mindestens 90°, jedoch vorteilhafter um 180° geändert wird. Auf diese Weise ergibt sich eine optimierte Wirkung der Lorentzkraft auf den gezündeten Lichtbogen. Die Bewegungsrichtung des Lichtbogens erfolgt parallel zur Längs- bzw. Zylinderachse, wobei der Lichtbogen senkrecht zu vorerwähnten Achse zündet. Durch diese Stromrichtungsumkehr ergibt sich eine reduzierte Isolationsstrecken-Belastung infolge der schnellen, von der Isolationsstrecke weg gerichteten Bewegung des Lichtbogens.All embodiments described above, which do not limit the basic idea of the invention, have in common that within a surge arrester the direction of current flow in front of the insulation section or in the ignition region is changed by at least 90 °, but more advantageously by 180 °. This results in an optimized effect of the Lorentz force on the ignited arc. The direction of movement of the arc is parallel to the longitudinal or cylindrical axis, wherein the arc ignites perpendicular to the aforementioned axis. This reversal of current direction results in a reduced insulation gap load as a result of the rapid movement of the arc away from the insulation path.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 21, 2
äußere Ableiteranschlüsseouter arrester connections
33
Innenelektrodeinner electrode
3.13.1
Einrichtung zur Stromrichtungsumkehr an der InnenelektrodeDevice for reversing the direction of current at the inner electrode
44
Außenelektrodeouter electrode
4.14.1
Einrichtung zur Stromrichtungsumkehr an der AußenelektrodeDevice for reversing the direction of current at the outer electrode
55
Isolationsstreckeinsulating gap
66
LichtbogenElectric arc
FF
LorentzkraftLorentz force
77
Hilfselektrodeauxiliary electrode
88th
Abschnittsection
99
Kammerchamber
1010
Ringring
10.110.1
Einlaßschlitzeinlet ports
1111
Wändewalls
11.111.1
Durchbrechungen in den WändenBreakthroughs in the walls
1212
ferromagnetisches Materialferromagnetic material
1313
Isolationsrandisolation edge
1414
Einzelelektrodenindividual electrodes
20, 10020, 100
axiale, stirnseitige Stromzuführungaxial, frontal power supply
30, 4030, 40
stromrichtungsumkehrend ausgebildete Elektrodenreverse direction trained electrodes
6060
LichtbogenElectric arc
7070
Hilfselektrodeauxiliary electrode
8080
Prallblechbaffle

Claims (31)

  1. Encapsulated pressure-proof surge arrester comprising a spark gap inside the capsule, wherein the capsule has a rotationally symmetric shape, in particular a cylindrical shape, wherein further the spark gap comprises two electrodes and at least one insulating section, the electrodes are each connected to an external power supply which is preferably arranged on the front side or opposite, and the power leads form at least one part of the capsule,
    characterized in that
    at least one of the electrodes comprises a means for the current reversal or current direction alteration inside the capsule or is configured to reverse or alter the direction of the current.
  2. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to claim 1,
    characterized in that
    a rod-shaped inner electrode is surrounded by a substantially rotationally symmetric outer electrode in a spaced-apart manner, wherein the inner electrode extends axially, the outer electrode comprises the current reversal means on its inner side, which is designed as a conductive annular body, grid or hollow cylinder electrically contacting the outer electrode only at the end of the outer electrode away from the power supply side, wherein after ignition in the arrest case the arc burns substantially perpendicular to the axis of the inner electrode and moves parallel to this axis.
  3. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to claim 1,
    characterized in that
    a rod-shaped inner electrode is surrounded by a substantially rotationally symmetric outer electrode in a spaced-apart manner, wherein the inner electrode extends axially and the inner electrode comprises the current reversal means, which is designed as a conductive annular body, grid or hollow cylinder contacting the inner electrode only at the end of the inner electrode facing away from the power supply side, wherein after ignition in the arrest case the arc burns substantially perpendicular to the axis of the inner electrode and moves parallel to this axis.
  4. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    the outer electrode is pot-shaped, wherein the open portion of the pot receives the insulating section which carries the inner electrode, and wherein further an auxiliary electrode is incorporated via the insulating section.
  5. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to one of claims 1 to 3,
    characterized in that
    the outer electrode is pot-shaped, wherein a surrounding insulating edge with a downstream auxiliary electrode is located at the open portion of the pot.
  6. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to claim 5,
    characterized in that
    the insulating edge projects inwardly, radially relative to the auxiliary electrode.
  7. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to one of claims 4 to 6,
    characterized in that
    the auxiliary electrode is formed rotationally symmetric.
  8. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to claim 7,
    characterized in that
    the auxiliary electrode is annular.
  9. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to one of claims 1 to 3,
    characterized in that
    the outer electrode is pot-shaped, wherein an auxiliary electrode having a separate power supply and insulated from the main electrode is provided preferably in the end of the outer electrode away from the power supply side.
  10. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to claim 9,
    characterized in that
    the auxiliary electrode is designed as a pin electrode.
  11. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to one of claims 1 to 10,
    characterized in that
    for dividing the arc an axially extending sleeve made of a consumption-resistant material is arranged between the inner or outer electrode and the respective current reversal means, which is connected as an insert in the insulating section to the inner or outer electrode over a high-impedance area.
  12. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to claim 1,
    characterized in that
    the sleeve is made of a ferromagnetic material.
  13. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to claim 11,
    characterized in that
    the sleeve is formed as a partition wall and is made of a resistance material, metalized conductive polymer or a material having a non-linear current/voltage behavior.
  14. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to one of claims 1 to 10,
    characterized in that
    for dividing the arc an axially extending sleeve made of a consumption-resistant material is arranged between the inner or outer electrode and the respective current reversal means, which is spaced apart from the ignition point in the moving direction of the arc.
  15. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to one of claims 11 to 14,
    characterized in that
    the sleeve has inlet slots on its side facing the ignition point.
  16. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to claim 14 or 15,
    characterized in that
    the sleeve is made of a ferromagnetic material.
  17. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to one of claims 14 to 16,
    characterized in that
    the distance between the inner and outer electrode is adapted to be continuously or discontinuously increased in the moving direction of the arc.
  18. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    the electrodes and/or the current reversal means have at least section-wise surface structures on their surfaces facing the arc burning side to accelerate the running movement of the arc.
  19. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    insulating walls defining chambers oriented in the running direction of the arc are incorporated between the inner or outer electrode and the respective current reversal means.
  20. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to claim 19,
    characterized in that
    the walls of the chambers are made of a gas-emitting insulating material.
  21. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to claim 19 or 20,
    characterized in that
    the walls include openings or slots.
  22. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    the outer or inner electrode has/have a ferromagnetic material placed in the back.
  23. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to claim 1,
    characterized in that
    the current reversal means is a divided electrode extending or pointing as a rod, disc or wall from the end away from the power supply side to the opposite electrode and then extending substantially parallel to the longitudinal axis of this opposite electrode.
  24. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to claim 1,
    characterized in that
    the two main electrodes are configured to be substantially opposite and rotationally symmetric, wherein the respective power supply on the front side is arranged substantially axially, wherein further the current reversal means is connected radially to the outside of the respective main electrode and then extends axially in the direction of the opposite electrode and angularly relative to the longitudinal axis of the assembly.
  25. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to claim 24,
    characterized in that
    the current reversal means is at least one conductive finger.
  26. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to claim 24,
    characterized in that
    the current reversal means has the shape of an annulus or a ring segment, wherein at least one conductive connecting web is provided between the annulus or the ring segment and the respective main electrode in the radial outer region.
  27. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to claim 26,
    characterized in that
    several adjacent ring segments are provided, each comprising a connecting web.
  28. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to one of claims 25 to 27,
    characterized in that
    the surfaces of the current reversal means facing each other have a distance which increases from radially outside to radially inside.
  29. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to one of claims 25 to 28,
    characterized in that
    at least one ignition or trigger auxiliary electrode is arranged radially outside between the current reversal means.
  30. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to one of claims 26 to 29,
    characterized in that
    in the free centric mid-point area, extending in axial direction, baffle plates for dividing the arc or at least one arc cooling device are provided.
  31. Encapsulated pressure-proof surge arrester according to claim 25,
    characterized in that
    a plurality of conductive fingers are distributed circumferentially, extending from radially outside to radially inside.
EP03012711A 2002-07-11 2003-06-04 Encapsulated, pressurised surge diverter with overvoltage arrester Expired - Lifetime EP1381126B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10231431 2002-07-11
DE10231431.4A DE10231431B4 (en) 2002-07-11 2002-07-11 Encapsulated, flameproof surge arrester with a spark gap

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP1381126A2 EP1381126A2 (en) 2004-01-14
EP1381126A3 EP1381126A3 (en) 2009-10-21
EP1381126B1 true EP1381126B1 (en) 2010-08-25

Family

ID=29723855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP03012711A Expired - Lifetime EP1381126B1 (en) 2002-07-11 2003-06-04 Encapsulated, pressurised surge diverter with overvoltage arrester

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1381126B1 (en)
AT (1) ATE479219T1 (en)
DE (2) DE10231431B4 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ306224B6 (en) * 2012-08-22 2016-10-12 Hakel Spol. S R. O. Power lightning discharger for large current loads with extended service life

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005015401B4 (en) * 2005-01-10 2014-03-20 Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg Surge arrester with two diverging electrodes and a spark gap acting between the electrodes
US20090085491A1 (en) * 2005-04-14 2009-04-02 Patent-Treuhand-Gesellschaft Fur Elektrische Gluhlampen Mbh Starter auxillary electrode starting device with an arc gap
DE102007002429B4 (en) * 2006-11-03 2016-03-24 Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg Encapsulated, pressure-resistant, lightning current-carrying surge arrester with follow-up current extinguishing capability

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE870439C (en) * 1949-03-19 1953-03-12 Siemens Ag Extinguishing spark gap for surge arrester
FR1203455A (en) * 1957-10-04 1960-01-19 Brown spark gap with multiple intervals for lightning arresters with variable resistances
US3223874A (en) * 1963-12-13 1965-12-14 Gen Electric Preionizer for use in overvoltage protective devices
DE4218479A1 (en) * 1992-06-04 1993-12-09 Siemens Ag Low-pressure gas-discharge switch - places auxiliary electrode around discharge gap and connects to intermediate voltage source for radially directing field to housing wall.
DE4331215B4 (en) * 1992-09-28 2005-02-10 Epcos Ag Assembly for dissipation of electrical surges
DE4237284A1 (en) * 1992-10-30 1994-05-05 Siemens Ag Arrangement with several surge arresters
DE4439730C2 (en) * 1994-10-17 1996-09-26 Phoenix Contact Gmbh & Co Surge protection element
DE19506057B4 (en) * 1995-02-22 2004-07-22 Dehn + Söhne GmbH + Co KG Extinguishing spark gap arrangement
EP0793317A1 (en) * 1996-03-01 1997-09-03 Felten & Guilleaume Austria Ag Overvoltage arrester device
EP0923800A1 (en) * 1996-09-04 1999-06-23 Erico Lightning Technologies Pty. Ltd. Overvoltage protection spark gaps and transformers
DE19818674B4 (en) * 1998-04-27 2004-04-29 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Snubber
DE10008764A1 (en) * 1999-03-04 2000-09-28 Phoenix Contact Gmbh & Co Overload voltage protection system has electrodes set into diverging horn sections for arc propagation
DE10060426B4 (en) * 2000-11-24 2004-04-15 Dehn + Söhne Gmbh + Co. Kg Encapsulated surge arrester with at least one spark gap

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ306224B6 (en) * 2012-08-22 2016-10-12 Hakel Spol. S R. O. Power lightning discharger for large current loads with extended service life

Also Published As

Publication number Publication date
DE50313009D1 (en) 2010-10-07
EP1381126A3 (en) 2009-10-21
DE10231431A1 (en) 2004-01-29
DE10231431B4 (en) 2014-03-20
EP1381126A2 (en) 2004-01-14
ATE479219T1 (en) 2010-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0982748B1 (en) Switch assembly and process for producing same
DE2934236A1 (en) SURGE PROTECTOR WITH SPARK CIRCUIT
DE4240138C2 (en) Arrangement capable of carrying lightning current with at least two spark gaps connected in series
DE2600683A1 (en) VACUUM DISCONNECTOR
DE2934237A1 (en) SURGE ARRESTERS
EP1381126B1 (en) Encapsulated, pressurised surge diverter with overvoltage arrester
DE3319010C2 (en)
DE10140950B4 (en) Encapsulated surge arrester based on spark gap
DE102007002429B4 (en) Encapsulated, pressure-resistant, lightning current-carrying surge arrester with follow-up current extinguishing capability
EP0221838B1 (en) Compressed-gas circuit breaker
EP1966860B1 (en) Encapsulated, pressure-proof, non-hermetically sealed, rotationally symmetrical high-power spark gap
DE102009043195A1 (en) Abbrandelement for arrangement on a switching contact of a circuit breaker
EP0808004B1 (en) Method for extinguishing electrical arc of follow-up current in a spark gap, as well as spark gap device using this method
DE10025239C2 (en) Partially or fully enclosed spark arrester
DE102008031472B4 (en) Vacuum interrupter
DE102014210516B4 (en) radio link
DE10118210B4 (en) Enclosed surge arrester with a spark gap arrangement
DE3430306C2 (en) Electrical pressure gas circuit breaker
DE10060426B4 (en) Encapsulated surge arrester with at least one spark gap
EP1833130B1 (en) Encapsulated overvoltage arrester
DE3321740A1 (en) Gas-blast circuit breaker
DE3816811C2 (en)
DE102014015610B4 (en) Surge arresters
DE202015100397U1 (en) Spark gap with adaptive cooling and / or damping device
DE102005060096B4 (en) Enclosed surge arrester for use as a low-voltage network spark gap with separate, electrically connected in series functional units

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL LT LV MK

17P Request for examination filed

Effective date: 20091104

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

AKX Designation fees paid

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REF Corresponds to:

Ref document number: 50313009

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20101007

Kind code of ref document: P

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: VDEP

Effective date: 20100825

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100825

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20101227

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20101125

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100825

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100825

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FD4D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20101126

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100825

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100825

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100825

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100825

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100825

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100825

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100825

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100825

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100825

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20101206

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20110526

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 50313009

Country of ref document: DE

Effective date: 20110526

BERE Be: lapsed

Owner name: DEHN + SOHNE G.M.B.H. + CO KG

Effective date: 20110630

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20110604

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110630

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110630

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110630

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110604

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 479219

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20110604

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110604

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110630

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110604

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100825

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20100825

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20140630

Year of fee payment: 12

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20160229

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20150630

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20170629

Year of fee payment: 15

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 50313009

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20190101