EP1911134A1 - Funkenstrecke - Google Patents

Funkenstrecke

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Publication number
EP1911134A1
EP1911134A1 EP06761836A EP06761836A EP1911134A1 EP 1911134 A1 EP1911134 A1 EP 1911134A1 EP 06761836 A EP06761836 A EP 06761836A EP 06761836 A EP06761836 A EP 06761836A EP 1911134 A1 EP1911134 A1 EP 1911134A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrode
spark gap
electrodes
insulator
cavity
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.)
Granted
Application number
EP06761836A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1911134B1 (de
Inventor
Jürgen Boy
Winfried VÖLKNER
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.)
TDK Electronics AG
Original Assignee
Epcos AG
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 Epcos AG filed Critical Epcos AG
Publication of EP1911134A1 publication Critical patent/EP1911134A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1911134B1 publication Critical patent/EP1911134B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • 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
    • H01T1/00—Details of spark gaps
    • H01T1/20—Means for starting arc or facilitating ignition of spark gap

Definitions

  • the invention relates to a spark gap, in particular for the protection of supply lines or AC networks against lightning.
  • WO 2004/017479 A1 describes a hybrid overvoltage protection element in which a varistor and a surge arrester are connected in parallel.
  • the invention has for its object to provide an improved spark gap, especially in a compact design, which is suitable for high current loads.
  • a spark gap with a cavity is proposed, which is comprised of two terminal electrodes and an electrical insulator arranged therebetween.
  • the spark gap points a projecting into a tube electrode pin electrode and cavity-side indentations or bulges of the terminal electrodes and a guide of the terminal electrodes on the inner wall of the insulator.
  • This embodiment has an extremely compact construction of the spark gap with excellent overall properties.
  • the terminal electrodes terminate the insulator at the end and together with the latter form the cavity. From the respective edge-side transition region of the connection electrodes to the insulator, bulges of the connection electrodes extend into the cavity.
  • a spark gap is provided with a cavity which is comprised of two terminal electrodes and an electrical insulator arranged therebetween.
  • the spark gap has a stylus projecting into a tube electrode and stiffening electrodes, which are each connected to one of the terminal electrodes.
  • the 'terminal electrodes are prepared, for example thin and made of a highly conductive material.
  • the terminal electrodes have a low heat capacity.
  • the material combination of pin or tube electrode, connection electrode, stiffening electrode and possibly externally connected connection pin enables optimization of the spark gap with regard to its compactness as well as electrical, thermal and mechanical properties.
  • the shapes of the terminal electrodes and the stiffening electrodes are preferably matched to each other. As a result, both a stable outer electrode and a good heat dissipation in the discharge case is possible.
  • the stiffening electrodes ensure the stability and integrity of the spark gap, especially if the stiffening electrodes are made of a harder material than the terminal electrodes.
  • the individually and in their entirety optimized elements of the claimed embodiments of the spark gap affect on the one hand in a compact design and on the other hand in particular on improved thermal and electrical properties. Thus, the current carrying capacity and the dynamic ignition conditions of the spark gap are improved.
  • the pin electrode as the first electrode and the tube electrode as the second electrode are arranged in the cavity of the insulator.
  • the first and second electrodes protrude into each other and are spatially separated.
  • the second electrode lies between the insulator and the first electrode and is spatially separated from both. This results in a simple realized nested arrangement.
  • the pin electrode is considered to be any type of electrode which has a pen-like or rod-like appearance according to its external appearance. This includes pipes with at least one frontal flange. Likewise, a tube electrode has a closed or partially interrupted tube shape. In the following, the terms first electrode and ⁇ pin electrode and second electrode and tube electrode are used synonymously.
  • the pin electrode preferably engages the tube electrode such that the inner wall of the insulator surrounding the electrodes, which is preferably tubular, is partially shaded by the pin electrode by the tube electrode.
  • a shading of the insulator of the pin-shaped electrode by means of the tubular electrode allows the ignition of the spark gap advantageously compliance the structural integrity of the insulator and optionally applied thereon ignition aids, such as graphite, and the stability of the insulating property of the insulator.
  • the interior of the spark gap is preferably filled with gas, in particular a gas mixture containing noble gas.
  • gas in particular a gas mixture containing noble gas.
  • the ends of one or both electrodes are chamfered in the discharge space. It is preferred that the ends have rounded or smoothed outer surfaces, so that local electric Feldüberhöhungen be avoided.
  • At least one of the electrodes has an activation mass.
  • the activation mass With the activation mass, a higher AC load capacity of the spark gap can be ensured. This is particularly possible if the activation mass is arranged on the free end of the pin electrode and / or on the bottom of the pipe electrode.
  • each a connection electrode allows electrical connection of the spark gap to the outside.
  • one connection electrode is connected to the pin or tube electrode.
  • the contacting of the electrodes is carried out so that each electrode is on the one hand exactly positioned and on the other hand the occurring currents can be safely dissipated.
  • the terminal electrodes can completely cover the end faces of the insulator.
  • FIG. 1 shows a section through a first spark gap according to the invention
  • FIG. 3 shows a section through a third spark gap according to the invention
  • FIG 4 shows a section through a fourth invention 'spark gap
  • Figure 5 is a three-dimensional view of a spark gap according to Figure 1 with end-side connecting bolt.
  • FIG. 1 shows a spark gap, in particular as a high-current spark gap, which contains a tubular insulator 2, in particular made of ceramic.
  • the spark gap has connection electrodes 7a and 7b.
  • the terminal electrodes have cavity-side bulges, which are cup-shaped as in the embodiment of Figure 1. They are used alone or, 'as shown in Figure 1, in conjunction with reinforcement electrodes 12a, 12b, among other things for electrical connection to the protected network.
  • a filled with gas preferably a gas mixture with inert gas, sealed outward cavity 3.
  • a first electrode 4 and a second electrode 5 are arranged, each attached to one of the terminal electrodes 7a and 7b and are electrically connected thereto.
  • the first electrode 4, shown as a partial section, is preferably pin-shaped.
  • the second electrode 5 is preferably tubular.
  • the spark gap preferably has a height and a diameter of between 25 mm to 35 mm, in particular 30 mm.
  • the arrangement of the pin and tube electrodes is chosen so that the pin electrode 4 protrudes partially with its free end into the tube electrode 5 or inserted. As a result, the tube electrode 5 partially overlaps the pin electrode 4 and shadows the pin electrode in this area from the inner wall of the insulator. This arrangement forms a nested geometry.
  • the pin electrode and the tube electrode are preferably concentrically positioned in their nested region so that there is a space 8 between the peripheral surface of the pin electrode and the inner surface of the tube electrode.
  • the space 8 serves as a primary electrical discharge space, with secondary discharges also taking place in other spaces between the first and second electrodes 4 and 5.
  • the pin and the tube electrode each have free ends lying in the cavity.
  • the other end of Stiftz. Tube electrode is firmly connected to a connection electrode 7a and 7b, in particular by means of a hypereutectic brazing.
  • edges 4a and 5a preferably of all ends of the electrodes are chamfered or rounded off, thus avoiding excesses of the electric fields at these edges.
  • a more uniform current discharge in the cavity 3, in particular in the discharge space 8 is achieved.
  • the current load for the pin and the tube electrode is reduced.
  • Non-chamfered electrodes can cause impermissibly high current densities at the edges of the electrodes, which can lead to unwanted melting of the electrodes.
  • the preferred materials of the pin electrode and the tube electrode are copper, iron or a tungsten-copper mixture or at least portions of these materials.
  • the Electrodes may also contain different materials relative to each other, such as a tungsten-copper stud electrode and a copper rod electrode. In this case, the expensive tungsten copper has the lowest burnup at surge current loads, so that this material is also preferred for both electrodes. Electrodes of iron or copper show a higher burnup, but are cheaper and therefore also advantageous.
  • the interleaved construction of the first and second electrodes 4 and 5 allows materials which are unsuitable for a reliable ceramic-metal compound per se, such as iron or tungsten-copper, to be used in the discharge region.
  • a suitable ceramic for the insulator 2 is aluminum oxide (Al 2 O 3 ).
  • the insulator is dimensioned with a wall thickness of 4 mm to 6 mm, but preferably with a wall thickness of 5 mm, • to safely master the enormous pressure wave during a surge discharge in the interior of the spark gap, without the insulator bursting or cracking.
  • the keratnik metal compound is preferably made by a FeNi alloy or copper.
  • the pin and the tube electrode are made of current-resistant materials and fixed to the connection electrode, for example, welded or brazed. Therefore, the terminal electrode contains a material that can be connected well with the material of the pin and tube electrode as well as with that of the insulator.
  • Composite electrodes each comprising first and second electrodes, connection electrode and, as in the exemplary embodiment of FIG. 1, stiffening electrode with. their respective optimized materials and shapes contribute significantly to a mechanical and electrical optimization of the spark gap.
  • the pin electrode and / or the tube electrode are provided with an activation mass in order to reliably control a high alternating current load.
  • an activation mass is arranged on the free end of the pin electrode. It is also possible to apply an activating mass between the walls of the tube electrode 5 to the inside of the connecting electrode 7b connected to the tube electrode, that is to say to the bottom of the tube electrode.
  • the activation compound is preferably a silicate coating, which is applied in recesses at the free end 4a of the inner pin electrode, for example in the form of a wafer pattern.
  • the connection electrodes 7a and 7b are particularly preferably made of copper. They have at the periphery a plurality, preferably six beads 11.
  • connection electrode is connected either to the pin or the tube electrode mechanically and electrically, for example by means of a hypereutectic brazing. It is also possible to use the cup shape itself of the terminal electrodes, ie without beads, for guiding in the insulator.
  • connection electrodes are made of copper and can in principle be so thick that they correspond to the resulting pressure and thermal loads. Comparatively thin connection electrodes are possible by providing additional stiffening electrodes 12a and 12b according to FIG. 1, which in particular contain an iron-nickel alloy.
  • the additional stiffening electrodes 12a, 12b are brazed to the associated terminal electrodes 7a, 7b quasi in sandwich construction and form composite electrodes.
  • the stiffening electrodes may for example be about 1 mm thick.
  • the stiffening electrodes preferably have a form complementary to the terminal electrodes, so that they also have indentations and are adapted to the shape of the terminal electrodes.
  • the stiffening is provided at thin connection electrodes to prevent bursting of the spark gap or a pressing of the terminal electrodes' during a rush current discharge.
  • the stiffening electrodes 12a, 12b may be omitted if the .
  • Connection electrodes are amplified accordingly, for example, to 1 mm, see also Figure 4. It is preferable to choose as the electrode material copper or copper-plated before assembly FeNi alloy. During the execution, the reliability of the gas-tight ceramic-metal connection must be maintained.
  • the interior 3 of the spark gap ' is filled with a gas mixture, which preferably contains an argon content of about 35 to 95%, a hydrogen content of 5 to 20% and a neon content of up to 40%.
  • a gas mixture which preferably contains an argon content of about 35 to 95%, a hydrogen content of 5 to 20% and a neon content of up to 40%. This achieves a dynamic ignition voltage and a safe extinguishing behavior.
  • this gas mixture can be set at a distance of 2 mm between the pin and the Rohrelektrod'e or the width of the discharge chamber 8, a static ignition voltage of about 600 V safely.
  • the surge current discharge takes place, above all, in a radial manner, the insulator 2 being largely shielded from the pin electrode by means of the tube electrode.
  • a current flow in the reverse direction is also possible, with current flowing through the electrodes 12b, 7b into the tube electrode 5 flows, from there via the discharge space 8 to the pin electrode 4 and finally to the electrodes 7a and 12a.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a spark gap 21 according to the invention.
  • a pin electrode 24 and a tube electrode 25 extend, which are nested and define the main discharge space 28.
  • an activation mass 26 is attached, for example in a waffle-like surface structure.
  • the inner wall of the insulator carries applied Zündstriche 29.
  • Sandwich-like stiffening electrodes 27c and 27d are fixedly connected to the terminal electrodes 27a and 27b, for example by soldering.
  • FIG. 1 With regard to the selection of materials and the selection of gases, reference is made to the remarks on FIG. 1 in order to avoid repetition.
  • the embodiment results in an extremely compact design with excellent electrical, thermal and mechanical properties. ''
  • the embodiment according to Figure 2 differs from the structure of Figure 1 on the one hand by an even lower overall height.
  • the terminal and stiffening electrodes are flat and have no cavity-side protrusions.
  • the structure with a height of 10 mm is extremely compact, the diameter of, for example, 30 mm corresponds to that of Figure 1.
  • This construction is suitable for electrically switching several, in particular 3 or 4, spark gaps.
  • a lowered ignition voltage of about 200 V is ensured with a gas mixture of neon-argon-hydrogen (Ne / Ar / H ⁇ ) in a ratio of 89/1/10 and an electrode gap 8 of 1 mm.
  • FIG 3 shows an embodiment of the invention with a spark gap 30, in which, as in Figure 1, the two solution forms of the invention are combined.
  • a pin electrode 34 and a tube electrode 35 which are nested and define the main discharge space 38 extend.
  • an activation mass 36 is applied, for example in a waffle-like surface structure.
  • the . Inner wall of the insulator carries applied ignition strips 39, which are largely shadowed by the tube electrode 35 from the pin electrode 34.
  • the terminal electrodes 37a, 37b on the end faces of the cylindrical insulator 32 have on the outer edge of the cavity 33 annular bulges 31.
  • Each bulge causes the guide of the corresponding terminal electrode relative to the insulator.
  • the bulges can also be designed so that a series of beads in the bulges of the terminal electrodes takes the lead.
  • the tubular electrode 35 is welded or with the bulge of the terminal electrode 37b soldered, 'while the pin electrode 34 is welded or in the central region of the connection electrode 37a is soldered to this.
  • Sandwich-like are with the terminal electrodes 37a and 37b Stiffening electrodes 40a and 40b firmly connected, eg welded or soldered. Possibly.
  • connection bolts are preferably arranged in the bulges of the stiffening electrodes 40a, 40b.
  • the embodiment achieves a very compact design of the spark gap with optimized properties. This allows the electrode materials to be tailored to specific requirements and to prefabricate the complete electrodes. Due to the annular indentation or the beads a self-aligned or easy-to-adjust mounting is possible. Further advantages result in the same way as in the corresponding features of the other figures ' .
  • FIG. 4 shows a second solution form of the task.
  • the spark gap 50 has a cavity 43 formed by the insulator 42 and the terminal electrodes 47a, 47b.
  • a pin electrode 44 and a tubular electrode 45 In the cavity 43 a pin electrode 44 and a tubular electrode 45, the interengaging protrude or are nested "and define the discharge space -48.
  • an activation mass 46 mounted, for example in a waffle-like surface structure.
  • the inner wall of the insulator bears applied igniter bars 29.
  • the terminal electrodes 47a and 47b have annular projections 41. Each projection causes the corresponding terminal electrode to be guided relative to the insulator 42. Alternatively, the projections can also be designed in such a way that - 1.6 -
  • the tube electrode 45 is welded or soldered to the bulge of the terminal electrode 47b, while the pin electrode 44 is welded or soldered thereto in the central area of the terminal electrode 47a.
  • the material thickness of the terminal electrodes is larger and selected so that the pressures and temperatures occurring during a discharge are reliably controlled.
  • the embodiment leads to an extremely compact design with excellent electrical, thermal and mechanical properties.
  • the functionality of the spark gap corresponds to that of the spark gap shown in FIG.
  • the embodiments of the invention according to Figure 2 and Figure 4 form the two essential solutions of the invention.
  • connection bolts 13a, 13b can either be connected directly to the connection electrodes 7a, 7b or to the stiffening electrodes 12a, 12b, preferably in their respective indentations.
  • the connection can be carried out by soldering or welding.
  • spark gaps described are preferably used for deriving direct lightning currents. They can also be used as a device or separating spark gap for the corrosion protection of gas, water and oil lines. Furthermore they can be used as arresters for network protection in home installations.
  • the spark gaps according to the invention have a very compact design of eg 30 mm diameter and 30 mm height or less. They have AC carrying capacities of, for example, 300 amps for a period of 0.2 seconds and can dissipate lightning currents of up to 200 kiloamps. They are suitable for the load with surge current waves of the normalized curve of 8/20 (rise time 8 ⁇ sec and back half-life 20 ⁇ sec) and 10/350. Also, they respond quickly, such as at a voltage of less than 1500 volts with a; Slope of about 5 kV / ⁇ sec before and after current loads. The static ignition voltage is for example between 600 and 900 volts. The spark gaps have a good quenching behavior at an alternating voltage of 255 volts, with reticule currents in the range of about 100 amps after the first half cycle can be safely deleted.
  • connection electrode 11 bead of a connection electrode

Landscapes

  • Spark Plugs (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Es wird eine Funkenstrecke (1; 21; 50) angegeben mit einem Hohlraum (3; 23; 43), der von zwei Anschlusselektroden (7a, 7b; 27a, 27b; 47a 47b) und einem dazwischen angeordneten elektrischen Isolator (2; 22; 42) umfasst ist, und mit einer in eine Rohrelektrode (5; 25; 45) ragenden Stiftelektrode (4; 24; 44). In einer Ausbildung sind Einbuchtungen (11; 41) der Anschlusselektroden auf Seite des Hohlraums (3; 43) und eine Führung der Anschlusselektroden an der Innenwand des Isolators vorgesehen. In einer anderen Ausbildung sind Versteifungselektroden (12a, 12b; 27c, 27d) vorgesehen, die jeweils mit einer der Anschlusselektroden verbundenen sind. Beide Ausbildungen lassen sich kombinieren.

Description

Beschreibung
Funkenstrecke
Die Erfindung betrifft eine Funkenstrecke, insbesondere zum Schutz von Versorgungsleitungen oder Wechselstromnetzen gegen Blitzbeeinflussung.
Funkenstrecken als Schutzelemente gegen Überspannungen sind an sich bekannt. So beschreibt die WO 2004/017479 Al ein Hybrid-Überspannungsschutzelement , bei dem ein Varistor und ein Überspannungsabieiter parallel geschaltet sind.
Insbesondere in Einrichtungen des Netzschutzes besteht ein Bedürfnis, die Eigenschaften derartiger Elemente insbesondere mit Blick auf die Stromtragfähigkeit und das Löschverhalten zu verbessern. Grundsätzlich geeignet für den Einsatz bei hohen Strömen und Spannungen sind Luftfunkenstrecken mit Triggereinrichtung, die jedoch aufwändig, teuer und voluminös sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Funkenstrecke, insbesondere in kompakter Bauform, anzugeben, die für hohe Strombelastungen geeignet ist-.
Die Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Ausgestaltungen der Erfindung sind in abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.
In einer ersten 'Ausbildung der Erfindung wird eine Funkenstrecke mit einem Hohlraum vorgeschlagen, der von zwei Anschlusselektroden und einem dazwischen angeordneten elektrischen Isolator umfasst ist. Die Funkenstrecke weist eine in eine Rohrelektrode ragende Stiftelektrode und hohlraumseitige Einbuchtungen bzw. Ausbuchtungen der Anschlusselektroden auf sowie eine Führung der Anschlusselektroden an der Innenwand des Isolators.
Diese Ausgestaltung hat einen äußerst kompakten Aufbau der Funkenstrecke bei gleichzeitig hervorragenden Gesamteigenschaften. Die Anschlusselektroden schließen den Isolator endseitig ab und formen zusammen mit letzterem den Hohlraum. Von dem jeweiligen randseitigen Übergangsbereich der Anschlusselektroden mit dem Isolator erstrecken sich Ausbuchtungen der Anschlusselektroden, in den Hohlraum hinein.
Bei der Herstellung dieser sehr kompakten Funkenstrecke ist es dadurch möglich, die die Funkenentladung tragenden Elektroden sowohl hinsichtlich der verwendeten Materialien als auch hinsichtlich ihrer Verbindung mit den Anschlusselektroden sehr exakt an diese und deren Ausbuchtungen anzupassen. Darüber hinaus ist' es möglich, als externe Anschlüsse der Funkenstrecke vorgesehene Anschlussbolzen innerhalb der Ausbuchtungen mit den Anschlusselektroden zu verbinden, um einen noch kompakteren Aufbau und eine weiter optimierte Materialanpassung zu erhalten.
Die Ausbuchtungen der Anschlusselektroden oder der Sicken in den Ausbuchtungen erlauben darüber hinaus eine präzise und sichere Führung der Anschlusselektroden an der Innenwand des Isolators. Die Anschlusselektroden und der Isolator lassen sich deshalb selbst in einer miniaturisierten Funkenstrecke bei der Montage sehr exakt zueinander justieren. Es wird sogar möglich, die Ansσhlusselektroden selbstjustiert zueinander mit dem Isolator zu verbinden. In einer zweiten Ausbildung der Erfindung ist eine Funkenstrecke mit einem Hohlraum vorgesehen, der von zwei Anschlusselektroden und einem dazwischen angeordneten elektrischen Isolator umfasst ist. Die Funkenstrecke weist eine in eine Rohrelektrode ragende Stiftelektrode sowie Versteifungselektroden auf, die jeweils mit einer der Anschlusselektroden verbundenen sind.
Diese Ausgestaltung hat einen äußerst kompakten Aufbau der Funkenstrecke bei gleichzeitig hervorragenden Gesamteigenschaften. So sind beispielsweise die' Anschlusselektroden dünn und aus einem hochleitfähigen Material hergestellt . Bevorzugt haben die Anschlusselektroden eine geringe Wärmekapazität. Die Materialkombination aus Stift- bzw. Rohrelektrode, Anschlusselektrode, Versteifungselektrode und evtl. extern daran angeschlossenem Anschlussbolzen ermöglicht die Optimierung der Funkenstrecke hinsichtlich ihrer Kompaktheit sowie elektrischer, thermischer und mechanischer Eigenschaften.
Die Formen der Anschlusselektroden und der Versteifungselektroden sind vorzugsweise aneinander angepasst . Dadurch ist sowohl eine stabile Außenelektrode als auch eine gute Wärmeabfuhr im Entladungsfall möglich.
Selbst wenn die Funkenstrecke durch die Anschlusselektroden allein nicht die nötige Stabilität besitzen sollte, gewährleisten die Versteifungselektroden die Stabilität und Integrität der Funkenstrecke,, insbesondere, wenn die Versteifungselektroden aus einem härteren Material als die Anschlusselektroden sind. Die einzeln und in ihrer Gesamtheit optimierten Elemente der beanspruchten Ausbildungen der Funkenstrecke wirken sich einerseits in einer kompakten Bauform und andererseits insbesondere auf verbesserte thermische und elektrische Eigenschaften aus. Damit werden die Stromtragfähigkeit sowie die dynamischen Zündbedingungen der Funkenstrecke verbessert.
Die Stiftelektrode als erste Elektrode und die Rohrelektrode als zweite Elektrode sind im Hohlraum des Isolators angeordnet . Die erste und zweite Elektrode ragen ineinander und sind räumlich voneinander getrennt. Die zweite Elektrode liegt zwischen dem Isolator und der ersten Elektrode und ist von beiden räumlich getrennt . Hierdurch ergibt sich eine in einfacher Weise realisierte verschachtelte Anordnung.
Als Stiftelektrode wird jede Elektrodenform angesehen, die nach ihrer äußeren Erscheinung stift- oder stabförmiges Aussehen hat. Darunter fallen auch Rohre mit wenigstens einem stirnseitigen Flansch. Ebenso weist eine Rohrelektrode eine geschlossene oder auch teilweise unterbrochene- Rohrform auf. Im folgenden werden die Begriffe erste Elektrode und ■ Stiftelektrode sowie zweite Elektrode und Rohrelektrode synonym verwendet .
Durch die verschachtelte Anordnung greift die Stiftelektrode in die Rohrelektrode vorzugsweise derart ein, dass die Innenwand des die Elektroden umgebenden Isolators, der vorzugsweise rohrförmig ist, durch die Rohrelektrode teilweise von der Stiftelektrode abgeschattet wird.
Eine Abschattung des Isolators von der stiftförmigen Elektrode mittels der rohrförmigen Elektrode erlaubt beim Zünden der Funkenstrecke vorteilhafterweise die Einhaltung der strukturellen Integrität des Isolators und gegebenenfalls darauf aufgebrachter Zündhilfen, z.B. Graphitstrichen, sowie die Stabilität der Isoliereigenschaft des Isolators.
Der Innenraum der Funkenstrecke ist vorzugsweise mit Gas, insbesondere einem Edelgas enthaltenden Gasgemisch gefüllt. Dies unterstützt einerseits das Löschverhalten der Funkenstrecke positiv und sorgt andererseits für vergleichmäßigte dynamische Zündbedingungen beim wiederholten Zünden der Funkenstrecke .
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Funkenstrecke sind im Entladungsraum die Enden einer oder beider Elektroden angefast. Dabei wird bevorzugt, dass die Enden gerundete bzw. geglättete Außenflächen aufweisen, so dass lokale elektrische Feldüberhöhungen vermieden werden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine der Elektroden eine Aktivierungsmasse aufweist . Mit der Aktivierungsmasse kann eine höhere Wechselstromtragfähigkeit der Funkenstrecke gewährleistet werden. Das ist insbesondere dann möglich, wenn die Aktivierungsmasse auf dem freien Ende der Stiftelektrode und/oder auf dem Boden der Rohrelektrode angeordnet ist.
Die an jeder Stirnseite des Isolators vorzugsweise montierte je eine Anschlusselektrode ermöglicht einen elektrischen Anschluss der Funkenstrecke nach außen. Hierbei wird jeweils eine Anschlusselektrode mit der Stift- bzw. Rohrelektrode verbunden. Die Kontaktierung der Elektroden wird so ausgeführt, dass jede Elektrode einerseits exakt positioniert ist und andererseits die auftretenden Ströme sicher abgeleitet werden können. Zur Bildung des vorzugsweise hermetisch, d.h. gasdicht nach außen abgedichteten Innenraums der Funkenstrecke können die Anschlusselektroden die Stirnseiten des Isolators vollständig abdecken .
Besonders vorteilhaft lassen sich die beiden Ausbildungen der Erfindung kombinieren.
Die einzeln und in ihrer Gesamtheit optimierten Elemente der beanspruchten Ausbildungen der Funkenstrecke wirken sich einerseits in einer kompakten Bauform und andererseits' insbesondere auf verbesserte thermische und elektrische Eigenschaften aus . Damit werden die Stromtragfähigkeit sowie die dynamischen Zündbedingungen der Funkenstrecke verbessert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der
Ausführungsbeispiele und den Figuren der Zeichnungen näher erläutert .
Dabei zeigen:
Figur 1 einen Schnitt durch eine erste erfindungsgemäße Funkenstrecke,
Figur 2 einen Schnitt durch eine' zweite erfindungsgemäße Funkenstrecke,
Figur 3 einen Schnitt durch eine dritte erfindungsgemäße Funkenstrecke,
Figur 4 einen Schnitt durch eine vierte erfindungsgemäße ' Funkenstrecke und Figur 5 eine dreidimensionale Ansicht einer Funkenstrecke gemäß Figur 1 mit stirnseitigen Anschlussbolzen.
Figur 1 zeigt eine Funkenstrecke, insbesondere als Hochstromfunkenstrecke, die einen rohrförmigen Isolator 2, insbesondere aus Keramik enthält. Stirnseitig weist die Funkenstrecke Anschlusselektroden 7a und 7b auf. Die Anschlusselektroden haben hohlraumseitige Ausbuchtungen, die wie im Ausführungsbeispiel der Figur 1 napfförmig ausgebildet sind. Sie dienen allein oder,' wie in Figur 1 gezeigt, in Verbindung mit Versteifungselektroden 12a, 12b unter anderem zum elektrischen Anschluss an das zu schützende -Netzwerk.
In dem Innenraum des durch den Isolator und die Anschlusselektroden gebildeten Gehäuses der Funkenstrecke befindet sich ein mit Gas, vorzugsweise einem Gasgemisch mit Edelgas, gefüllter nach außen abgedichteter Hohlraum 3. In dem Hohlraum sind eine erste Elektrode 4 und eine zweite Elektrode 5 angeordnet, die jeweils an einer der Anschlusselektroden 7a bzw. 7b befestigt und mit dieser elektrisch leitend verbunden sind. Die erste Elektrode 4, gezeigt als Teilschnitt, ist vorzugsweise stiftförmig. und die zweite Elektrode 5 ist vorzugsweise rohrförmig. Die Funkenstrecke hat vorzugsweise eine Höhe und einen Durchmesser jeweils von zwischen 25 mm bis 35 mm, insbesondere von 30 mm.
Die Anordnung der Stift- und Rohrelektroden ist so gewählt, dass die Stiftelektrode 4 mit ihrem freien Ende teilweise in die Rohrelektrode 5 hineinragt bzw. eingeführt ist. Dadurch übergreift die Rohrelektrode 5 die Stiftelektrode 4 teilweise und schattet die Stiftelektrode in diesem Bereich von der Innenwand des Isolators ab. Diese Anordnung bildet eine verschachtelte Geometrie.
Die Stiftelektrode und die Rohrelektrode werden in ihrem verschachtelten Bereich bevorzugt konzentrisch so positioniert, dass ein Abstand bzw. ein Raum 8 zwischen der Mantelfläche der Stiftelektrode und der Innenfläche der Rohrelektrode besteht. Der Raum 8 dient als primärer elektrischer Entladungsraum, wobei sekundäre Entladungen auch in weiteren Räumen zwischen der ersten und zweiten Elektrode 4 und 5 stattfinden können.
Die Stift- und die Rohrelektrode weisen jeweils im Hohlraum liegende freie Enden auf. Das jeweils andere Ende der Stiftbzw. Rohrelektrode ist mit einer Anschlusselektrode 7a bzw. 7b fest verbunden, insbesondere mittels einer übereutektischen Hartlötung.
Die Kanten 4a und 5a vorzugsweise aller Enden der Elektroden sind angefast bzw. abgerundet, womit Überhöhungen der elektrischen Felder an diesen Rändern vermieden werden. Dadurch wird eine gleichmäßigere Stromentladung im Hohlraum 3, insbesondere im Entladungsraum 8, erreicht. Somit werden . lokal hoch konzentrierte elektromagnetische Felder und damit auch die Bildung von begleitenden Temperaturspitzen vermieden. Insbesondere wird die Strombelastung für die Stift- und die Rohrelektrode reduziert. Nicht angefaste Elektroden können dagegen unzulässig hohe Stromdichten an den Kanten.der Elektroden bewirken, was bis zum unerwünschten Aufschmelzen der Elektroden führen kann.
Die bevorzugten Materialien der Stiftelektrode und der Rohrelektrode sind Kupfer, Eisen oder eine Wolfram-Kupfer- Mischung oder zumindest Anteile dieser Materialien. Die Elektroden können auch relativ zueinander verschiedene Materialien enthalten, wie zum Beispiel eine Stiftelektrode aus Wolfram-Kupfer und eine Rohrelektrode aus Kupfer. Dabei weist das teure Wolfram-Kupfer den geringsten Abbrand bei Stoßstrombelastungen auf, so dass dieses Material auch für beide Elektroden bevorzugt wird. Elektroden aus Eisen oder Kupfer zeigen einen höheren Abbrand, sind aber preiswerter und daher auch vorteilhaft .
Je nach Anforderungen erlaubt es die verschachtelte Konstruktion der ersten und der zweiten Elektrode 4 und 5, dass im Entladungsbereich Materialien verwendet werden dürfen, die für eine zuverlässige Keramik-Metallverbindung an sich ungeeignet sind, wie beispielsweise Eisen oder Wolfram- Kupfer .
Eine geeignete Keramik für den Isolator 2 ist Aluminiumöxid (Al2O3) . Der Isolator wird mit einer Wandstärke von 4 mm bis 6 mm, vorzugsweise aber mit einer Wandstärke von 5 mm dimensioniert ,• um die enorme Druckwelle während einer Stoßstromentladung im Innenraum der Funkenstrecke sicher zu beherrschen, ohne dass der Isolator aufplatzt oder Risse bildet.
Auf der Innenwand 2a des Isolators sind Zündhilfen 9, z.B. ein oder mehrere Graphit enthaltende Zündstriche aufgetragen, die vor allem das gute dynamische Zündverhalten sicherstellen (z.B. Durchzünden bei <1500 V mit einer Anstiegszeit von 5 kV/μsec) . Weiterhin werden so stabile Kennwerte, wie beispielsweise Zündspannung und Isolationswiderstand, sichergestellt . Durch die Abschattungswirkung der Rohrelektrode werden die Zündstriche wirksam vor Abbrand geschützt. Eine optimale Keramik-Metallverbindung zwischen dem Isolator 2 und der Anschlusselektrode 7a bzw. 7b ist gegeben, wenn die thermischen Ausdehnungskoeffizienten beider Materialien gleich oder ähnlich sind. Bei einem Isolator aus Aluminiumoxid wird die Keratnik-Metallverbindung vorzugsweise durch eine FeNi-Legierung oder Kupfer hergestellt. Bei einer zusammengesetzten Elektrode gemäß Ausführungsbeispiel sind die Stift- und die Rohrelektrode aus stromfesten Materialien und fest mit der Anschlusselektrode verbunden, z.B. geschweißt oder hart gelötet. Deshalb enthält die Anschlusselektrode ein Material, das sich sowohl gut mit dem Material der Stift- und Rohrelektrode als auch mit dem des Isolators verbinden lässt. Zusammengesetzte Elektroden aus jeweils erster bzw. zweiter Elektrode, Anschlusselektrode und, wie im Ausführungsbeispiel der Figur 1, Versteifungselektrode mit. ihren jeweils optimierten Materialien und Ausformungen tragen wesentlich zu einer mechanischen und elektrischen Optimierung der Funkenstrecke bei.
Bevorzugt sind die Stiftelektrode und/oder die Rohrelektrode mit einer Aktivierungsmasse versehen, um eine hohe WechselStrombelastung sicher zu beherrschen. Dabei ist gemäß Figur 1 eine Aktivierungsmasse auf dem freien Ende der Stiftelektrode angeordnet. Auch ist es möglich, eine Aktivierüngsmasse zwischen den Wänden der Rohrelektrode 5 auf die Innenseite der mit der Rohrelektrode .verbundenen Anschlusselektrode 7b, also dem Boden der Rohrelektrode, aufzutragen. Die Aktivierungsmasse ist bevorzugt eine Silikatbeschichtung, die in Vertiefungen an dem freien Ende 4a der innen liegenden Stiftelektrode, z.B. in Form eines Waffelmusters, aufgebracht ist. Die Anschlusselektroden 7a und 7b werden besonders bevorzugt aus Kupfer hergestellt. Sie weisen am Umfang mehrere, vorzugsweise sechs Sicken 11 auf. Diese führen die Anschlusselektroden innerhalb des Keramikrohrs 2 präzise und sicher, ohne dass die Anschlusselektroden vollständig an der gesamten Keramikinnenwand anliegen müssen. Jede Anschlusselektrode wird entweder mit der Stift- oder der • Rohrelektrode mechanisch und elektrisch, z.B. mittels einer übereutektisehen Hartlötung verbunden. ES ist auch möglich, die Napfform selbst der Anschlusselektroden, also ohne Sicken, zur Führung in dem Isolator zu verwenden.
Die Anschlusselektroden sind aus Kupfer und können grundsätzlich so dick sein,, dass sie den entstehenden Druck- und Thermobelastungen entsprechen. Vergleichsweise dünne Anschlusselektroden sind möglich, indem gemäß Figur 1 zusätzliche Versteifungselektroden 12a und 12b vorgesehen werden, die insbesondere eine Eisen-Nickel-Legierung enthalten. Die zusätzlichen Versteifungselektroden 12a, 12b sind mit den zugeordneten Anschlusselektroden 7a, 7b quasi in Sandwich-Bauweise hart verlötet und bilden zusammengesetzte Elektroden. Die Versteifungselektroden können beispielsweise ca. 1 mm dick sein.
Die Versteifungselektroden weisen vorzugsweise eine den Anschlusselektroden gegenüber komplementäre Form auf, so dass sie ebenfalls Einbuchtungen aufweisen und an die Form der Anschlusselektroden angepasst sind. Die Versteifung ist bei dünnen Anschlusselektroden vorgesehen, um ein Aufplatzen der Funkenstrecke oder ein Ausdrücken der Anschlusselektroden ' während einer Stoßstromentladung zu verhindern. Für geringe Stoßstromanforderungen von weniger als 50 kA können die Versteifungselektroden 12a, 12b jedoch entfallen, wenn die .Anschlusselektroden entsprechend verstärkt werden, z.B. auf 1 mm, siehe auch Figur 4. Dabei ist vorzugsweise als Elektrodenmaterial Kupfer oder eine vor der Montage verkupferte FeNi-Legierung zu wählen. Bei der Ausführung muss die Zuverlässigkeit der gasdichten Keramik-Metall-Verbindung erhalten bleiben.
Der Innenraum 3 der Funkenstrecke 'wird mit einer Gasmischung gefüllt, die vorzugsweise einen Argon-Anteil von ca. 35 bis 95 %, einen Wasserstoffanteil von 5 bis 20% und einen Neon- Anteil von bis zu 40% enthält. Hiermit wird eine dynamische Zündspannung und ein sicheres Löschverhalten erreicht. Mit dieser Gasmischung lässt sich beim einem Abstand von 2 mm zwischen der Stift- und der Rohrelektrod'e bzw. der Breite des Entladungsraums 8 eine statische Zündspannung von ca. 600 V sicher einstellen. .
Eine Entladung durch die Funkenstrecke läuft typischerweise folgendermaßen ab. Der Strom fließt von der
Versteifungselektrode 12a und der Anschlusselektrode 7a zur Stiftelektrode 4, über die Funkenentladung des Entladungsraums 8 zur Rohrelektrode 5 und zur Anschlusselektrode 7b. Er verlässt die Funkenstrecke bei der Versteifungselektrode 12b, um dort beispielsweise mittels einer externen Leitung weiter abgeleitet zu werden. Im Entladungsraum 8 erfolgt die Stoßstromentladung- vor allem in radialer Weise, wobei der Isolator 2 größtenteils mittels der Rohrelektrode von der Stiftelektrode abgeschirmt wird.
Ein Stromfluss in umgekehrter Richtung ist auch möglich, wobei Strom über die Elektroden 12b, 7b in die Rohrelektrode 5 fließt, von dort über den Entladungsraum 8 zur Stiftelektrode 4 und schließlich zu den Elektroden 7a und 12a. ■
Figur 2 zeigt ein weitere Ausführungsform einer Funkenstrecke 21 gemäß der Erfindung. In den Holraum 23, der durch den Isolator 22 und die Anschlusselektroden 27a, 27b gebildet ist, erstrecken sich eine Stiftelektrode 24 und eine Rohrelektrode 25, die ineinander ragen bzw. geschachtelt sind und den Hauptentladungsräum 28 definieren. Auf dem freien Ende der Stiftelektrode 24 ist eine Aktivierungsmasse 26 angebracht, beispielsweise in einer waffelartigen Oberflächenstruktur. Die Innenwand des Isolators trägt aufgebrachte Zündstriche 29. Sandwichartig sind mit den Anschlusselektroden 27a bzw. 27b Versteifungselektroden 27c bzw. 27d fest verbunden, z.B. durch eine Lötung. Hinsichtlich der Auswahl der Materialien und der Auswahl der Gase wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Ausführungen zu Figur 1 verwiesen. Die Ausführungsform führt zu einer äußerst kompakten Bauform- mit hervorragenden elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften. ' '
Die Ausführung gemäß Figur 2 unterscheidet sich von dem Aufbau gemäß Figur 1 einerseits durch eine noch geringere Bauhöhe. Andererseits sind die Anschluss- und Versteifungselektroden plan und weisen keine hohlraumseitigen Ausbuchtungen auf. Insgesamt ist der Aufbau mit einer Bauhöhe von 10 mm äußerst kompakt, wobei der Durchmesser von beispielsweise 30 mm dem der Figur 1 entspricht. Diese Bauweise ist geeignet, um mehrere, insbesondere 3 oder 4 Funkenstrecken elektrisch .in Reihe zu schalten. An einem Netz von 230 V ohne strombegrenzende Bauelemente, wie z.B. Widerstände oder Varistoren, kann so bei einem Blitzeinschlag der Netzfolgestrom direkt gelöscht werden. Eine abgesenkte .Zündspannung von etwa 200 V wird mit einer Gasmischung von Neon-Argon-Wasserstoff (Ne/Ar/H~) in einem Verhältnis von 89/1/10 und einem Elektrodenabstand 8 von 1 mm sichergestellt .
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Funkenstrecke 30, bei der wie in Figur 1 die beiden Lösungsformen der Erfindung kombiniert sind. In den Holraum 33, der durch den Isolator 32 und die Anschlusselektroden 37a, 37b gebildet ist, erstrecken sich eine Stiftelektrode 34 und eine Rohrelektrode 35, die ineinander ragen bzw. ineinander geschachtelt sind und den Hauptentladungsräum 38 definieren. Der Auf dem freien Ende der Stiftelektrode 34 ist eine Aktivierungsmasse 36 angebracht, beispielsweise in einer waffelartigen Oberflächenstruktur. Die. Innenwand des Isolators trägt aufgebrachte Zündstriche 39, die durch die Rohrelektrode 35 weitgehend von der Stiftelektrode 34 abgeschattet sind.
Die Anschlusselektroden 37a, 37b an den Stirnseiten des zylindrischen Isolators 32 haben am Außenrand des Hohlraums 33 ringförmige Ausbuchtungen 31. Jede Ausbuchtung bewirkt die Führung der entsprechenden Anschlusselektrode relativ zum Isolator. Alternativ können die Ausbuchtungen auch so gestaltet sein, dass eine Reihe von Sicken in den Ausbuchtungen der Anschlusselektroden die Führung übernimmt . Die Rohrelektrode 35 ist mit der Ausbuchtung der Anschlusselektrode 37b verschweißt oder verlötet,' während die Stiftelektrode 34 im Zentralbereich der Anschlusselektrode 37a mit dieser verschweißt oder verlötet ist.
Sandwichartig sind mit den Anschlusselektroden 37a bzw. 37b Versteifungselektroden 40a bzw. 40b fest verbunden, z.B. verschweißt oder verlötet. Evtl. vorgesehene Anschlussbolzen sind bevorzugt in den Ausbuchtungen der Versteifungs- elektroden 40a, 40b angeordnet. Hinsichtlich der Materialien und der Auswahl der Gase wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Ausführungen zu Figur 1. verwiesen.
Das Ausführungsbeispiel erreicht eine sehr kompakte Bauform der Funkenstrecke mit optimierten Eigenschaften. So lassen sich die Elektrodenmaterialien auf spezielle Anforderungen abstimmen und die kompletten Elektroden vorfertigen. Durch die ringförmige Einbuchtung bzw. die Sicken ist eine selbstjustierte bzw. einfach zu justierende Montage möglich. Weitere Vorteile ergeben sich in gleicher Weise wie bei den entsprechenden Merkmalen der anderen Figuren'.
Figur 4 zeigt eine zweite Lösungsform der gestellten Aufgabe. Die Funkeήstrecke 50 hat einen Holraum 43, der durch den Isolator 42 und die Anschlusselektroden 47a, 47b gebildet ist . In den Hohlraum 43 erstrecken sich eine Stiftelektrode 44 und eine Rohrelektrode 45, die ineinander ragen bzw." geschachtelt sind und den Entladungsraum -48 definieren. Auf dem freien Ende der Stiftelektrode 44 ist eine Aktivierungsmasse 46 angebracht, beispielsweise in einer waffelartigen Oberflächenstruktur. Auf dem Boden der Rohrelektrode 45 ist eine Aktivierungsmasse 19 angebracht. Die Innenwand des Isolators trägt aufgebrachte Zündstriche 29.
Die Anschlusselektroden 47a bzw. 47b haben ringförmige Ausbuchtungen 41. Jede Ausbuchtung bewirkt die Führung der entsprechenden Anschlusselektrode relativ zum Isolator 42. Alternativ können die Ausbuchtungen auch so gestaltet sein, - 1.6 -
dass eine Reihe von Sicken in den Ausbuchtungen der Anschlusselektroden die Führung übernimmt . Die Rohrelektrode 45 ist mit der Ausbuchtung der Anschlusselektrode 47b verschweißt oder, verlötet, während die Stiftelektrode.44 im Zentralbereich der Anschlusselektrode 47a mit dieser verschweißt oder verlötet ist.
Hinsichtlich der Auswahl der Elektrodenmaterialien und der Auswahl der Gase wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Ausführungen zu Figur 1 verwiesen. Im Unterschied dazu ist die Materialstärke der Anschlusselektroden größer und- so gewählt, dass die bei einer Entladung auftretenden Drücke und Temperaturen sicher beherrscht werden. Die Ausführungsform führt zu einer äußerst kompakten Bauform mit hervorragenden elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften. Die Funktionalität der Funkenstrecke entspricht derjenigen der in Figur 2 dargestellten Funkenstrecke. Die Ausbildungen der Erfindung gemäß Figur 2 und Figur 4 bilden die beiden wesentlichen Lösungen der Erfindung.
Die Funkenstrecke gemäß Figur 5 ist in dreidimensionaler Ansicht dargestellt. Sie entspricht hinsichtlich ihrer Konstruktion einer Funkenstrecke gemäß Figur 1 und weist zusätzliche Anschlussbolzen 13a, 13b auf. Diese können entweder direkt mit den Anschlusselektroden 7a, 7b oder mit den Versteifungselektroden 12a, 12b, vorzugsweise in deren jeweiligen Einbuchtungen, verbunden sein. Die Verbindung kann durch Löten oder Schweißen ausgeführt sein.
Die beschriebenen Funkenstrecken werden vorzugsweise zum Ableiten direkter Blitzströme eingesetzt. Sie können auch als Vorrichtung bzw. Trennfunkenstrecke zum Korrosionsschutz von Gas-, Wasser- und Ölleitungen eingesetzt werden. Außerdem können sie als Ableiter für den Netzschutz in Hausinstallationen angewendet werden.
Die erfindungsgemäßen Funkenstrecken haben eine sehr, kompakte Bauform von z.B. 30 mm Durchmesser und 30 mm Höhe oder weniger. Sie weisen Wechselstromtragfähigkeiten von beispielsweise 300 Ampere bei einer Zeitdauer von 0,2 Sekunden auf und können Blitzströme von bis zu 200 Kiloampere ableiten. Sie sind für die Belastung mit Stoßstromwellen des normierten Verlaufs von 8/20 (Anstiegszeit 8 μsec und Rückenhalbwertszeit 20 μsec) und 10/350 geeignet. Auch sprechen sie schnell an, wie z.B. bei einer Spannung von weniger als 1500 Volt mit einer ; Steilheit- von ca. 5 kV/μsec vor und nach Strombelastungen. Die statische Zündspannung liegt beispielsweise zwischen 600 und 900 Volt. Die Funkenstrecken weisen an einer WechselSpannung von 255 Volt ein gutes Löschverhalten auf, wobei Netzfolgeströme in Bereich von ca. 100 Ampere nach der ersten Halbwelle sicher gelöscht werden können.
Bezugszeichenliste
1, 21, 30, 50 Funkenstrecke
2, 22, 32, 42 Isolator
3, 23, 33, 43 Hohlraum
4, 24, 34, 44 Stiftelektrode / erste Elektrode 4a, 44a angefastes Ende der Stiftelektrode
5, 25, 35, 45 Rohrelektrode /zweite Elektrode 5a angefastes Ende der Rohrelektrode
6, 19, 26, 36, 46 Aktivieruήgsmasse 7a, 27a, 37a, 47a erste Anschlusselektrode 7b, 27b, 37b, 47b zweite Anschlusselektrode
8, 28, 3-8, 48 Entladungsraum
9, 2, 39, 49 Zündstriche 10 Einbuchtung einer Versteifungselektrode
11 Sicke einer Anschlusselektrode
12a, 27c, 40a • erste Versteifungselektrode
12b, 27d, 40b zweite Versteifungselektrode
13a, 13b Anschlussbolzen
14 Gas

Claims

Patentansprüche
1. Funkenstrecke (1;- 50) mit einem Hohlraum (3; 43), der von zwei Anschlusselektroden (7a, 7b; 47a 47b) und einem dazwischen angeordneten elektrischen Isolator (2; 42) umfasst ist, mit einer in eine Rohrelektrode (5; 45) ragenden Stiftelektrode (4; 44), mit Einbuchtungen (11; 41) der Anschlusselektroden auf Seite des Hohlraums (3; 43) und mit einer Führung der Anschlusselektroden an der Innenwand des Isolators.
2. Funkenstrecke nach Anspruch 1, bei dem die Führung mittels Sicken (11) in den Anschlusselektroden erfolgt.
3.Funkenstrecke nach Anspruch 1 oder 2, bei dem auf den ■ Anschlusselektroden (7a, 7b) Anschlussbolzen (13) montiert sind.
4. Funkenstrecke (1; 21) mit einem Hohlraum (3; 23), der von zwei Anschlusselektroden (7a, 7b; 27a, 27b) und einem dazwischen angeordneten elektrischen Isolator (2; 22) umfasst ist, mit einer in eine Rohrelektrode (5; 25) ragenden Stiftelektrode (4; 24) und mit
Versteifungselektroden (12a, 12b; 27c, 27d) , die jeweils mit einer der Anschlusselektroden verbundenen sind. •
5. Funkenstrecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Isolator zylindrisch ist und an jeder Stirnseite des Isolators (2) eine Anschlusselektrode (7a, 7b) angeordnet ist.
6. Funkenstrecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Stiftelektrode (4) mit einer ersten Anschlusselektrode (7a) und die Rohrelektrode (5) mit einer zweiten Anschlusselektrode (7b) verbunden ist.
7. Funkenstrecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Innenfläche (2a) des Isolators (2) Zündhilfen (9) aufweist .
8. Funkenstrecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Hohlraum (3) hermetisch nach außen abgedichtet ist.
9. Funkenstrecke nach Anspruch 8 , bei dem die
Anschlusselektroden (7a, 7b) den Isolator (2) gasdicht abschließen.
10.Funkenstrecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Hohlraum (3) mit Gas (14) gefüllt ist.
11. Funkenstrecke nach Anspruch 10, bei dem das Gas zumindest eines der folgenden Bestandteile enthält: zwischen 35 und 95% Argon, zwischen 5- bis 15% Wasserstoff und zwischen 0 • bis 40% Neon-.
12. Funkenstrecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Rohrelektrode (5) und der Isolator (2) voneinander beabstandet sind.
13. Funkenstrecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Stift- und die Rohrelektrode (4, 5) jeweils im Hohlraum (3) liegende Enden aufweisen (4a, 5a) , welche angefast sind.
14. Funkenstrecke nach einem- der vorhergehenden Ansprüche, bei dem an der Stiftelektrode (4) und/oder an der Rohrelektrode (5) eine Aktivierungsmasse (6) aufgebracht ist
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