DE1228334B

DE1228334B - Overvoltage protection device

Info

Publication number: DE1228334B
Application number: DES33244A
Authority: DE
Inventors: Paul Duffing
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1953-04-28
Filing date: 1953-04-28
Publication date: 1966-11-10

Description

überspannungsschutzeinrichtungen mit Hilfe einer überspannungsschutzeinrichtung Funkenstrecke für Kondensatoren, die in Reihe in eine Leitung eingeschaltet sind, sind bekannt.overvoltage protection devices with the help of an overvoltage protection device Spark gap for capacitors that are connected in series in a line, are known.

Gemäß der Erfindung wird eine derartige überspannungsschutzeinrichtung so ausgebildet, daß am Anfang zweier paralleler Elektroden (Laufelektroden) eine Zündfunkenstrecke vorgesehen ist, von der der Lichtbogen durch elektrodynamische Wirkung auf die Laufelektroden übergeht, und daß jede der beiden Laufelektroden zu einer einlagigen ebenen Spirale so gebogen ist, daß Anfang und Ende der Spirale dicht nebeneinanderliegen. Die Schutzeinrichtung nach der Erfindung hat den Vorteil, daß die Ansprechspannung immer gleichbleibt. Außerdem bleibt die Lichtbogenspannung und damit die Spannung am Kondensator niedrig. Es tritt auch kein Abbrand auf, weil der Bogen läuft. Durch die spiralige Ausbildung der Elektroden wird der weitere Vorteil erzielt, daß die Schutzeinrichtung nur einen verhältnismäßig kleinen Raum beansprucht.According to the invention, such an overvoltage protection device is designed in such a way that an ignition spark gap is provided at the beginning of two parallel electrodes (runner electrodes), from which the arc passes to the runner electrodes by electrodynamic action, and that each of the two runner electrodes is bent into a single-layer flat spiral that the beginning and end of the spiral are close to each other. The protective device according to the invention has the advantage that the response voltage always remains the same. In addition, the arc voltage and thus the voltage across the capacitor remain low. There is also no burn-off because the arc is running. The spiral design of the electrodes has the further advantage that the protective device only takes up a relatively small space.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

In F i g. 1 ist die Einrichtung mit 1 bezeichnet. Sie besteht aus den beiden Laufelektroden 2, die aus je einem Band bestehen, das erst ein Stück geradlinig geführt und dann zu einer einlagigen, ebenen Spirale umgebogen ist. Anfang und Ende der Spirale stehen einander eng gegenüber. Mit 3 sind die beiden Zündelektroden einer Zündfunkenstrecke bezeichnet deren Abstand etwas geringer ist als der Abstand der Laufelektroden, damit der überschlag an diesen Zündelektroden erfolgt. Die Stromzu- ufid ableitung tragen das Bezugszeichen 4. Ungefähr in der Mitte der Spirale sind Abzweige 5 angeschlossen, die in Lichtbogenhörner 6 (Lichtbogenlöscheinrichtung) übergehen. Mit 7 ist ein Isolierkörper bezeichnet, der auf einer Welle 8 sitzt, auf die ein Elektromagnet 9 entgegen einer Feder 10 einwirkt.In Fig. 1 , the device is denoted by 1. It consists of the two running electrodes 2, which each consist of a band that is first guided in a straight line and then bent into a single-layer, flat spiral. The beginning and end of the spiral are close to each other. With 3 , the two ignition electrodes of an ignition spark gap are referred to, the distance between which is somewhat smaller than the distance between the running electrodes, so that the flashover takes place on these ignition electrodes. The Stromzu- ufid derivation carry the reference numeral 4. Branches 5 are connected approximately in the middle of the spiral, which branch into arc horns 6 (arc extinguishing device). 7 with an insulating body is referred to, which is seated on a shaft 8 on which an electromagnet 9 acts against a spring 10.

Die Überspannungsschutzeinrichtung dient zum Schutz eines in die Leitung eingeschalteten Kondensators. Die Stromzu- und -abführungen 4 sind daher an die Klemmen des nicht dargestellten Kondensators angeschlossen, und die Spule des Elektromagneten 9 wird vom Leitungsstrom erregt. Die Einstellung erfolgt dabei so, daß bei dem normalen Strom das Isolierstück, das als Weiche dient, die in F i g. 1 dargestellte Lage unter der Wirkung der Feder 10 einnimmt, während bei einem Kurzschlußstrom der Elektromagnet die Welle so weit dreht, daß das Isolierstück, wie in F i g. 2 dargestellt, nicht mehr zwischen den Laufelektroden,' sondern zwischen den Abzweigen steht. Tritt ein Kurzschlußstrom in der Leitung auf, der den Kondensator gefährden kann, so wird bei einer Spannung, die der Kondensator noch aushält, die Zündfunkenstrecke gezündet. Unter dem elektrodynamischen Einfluß des Stromes wird der Lichtbogen sofort auf die Laufelektroden getrieben und läuft ständig auf den spiralig gebogenen Laufelektroden um, da durch den Elektromagneten das Isolierstück die in F i g. 2 dargestellte Lage eingenommen hat. Der Kondensator ist geschützt, da die Brennspannung des umlaufenden Lichtbogens klein ist.The overvoltage protection device serves to protect a capacitor connected to the line. The current inlets and outlets 4 are therefore connected to the terminals of the capacitor, not shown, and the coil of the electromagnet 9 is excited by the line current. The setting is made in such a way that with the normal current the insulating piece, which serves as a switch, is shown in FIG. 1 assumes the position shown under the action of the spring 10 , while in the event of a short-circuit current the electromagnet rotates the shaft so far that the insulating piece, as in FIG. 2 is no longer between the running electrodes, but between the branches. If a short-circuit current occurs in the line, which can endanger the capacitor, the ignition spark gap is ignited at a voltage that the capacitor can withstand. Under the electrodynamic influence of the current, the arc is immediately driven onto the running electrodes and constantly revolves around the spirally curved running electrodes, since the electromagnet removes the insulating piece shown in FIG . 2 has assumed the position shown. The capacitor is protected because the running voltage of the circulating arc is low.

Verschwindet der Kurzschlußstrom beispielsweise dadurch, daß eine Abzweigleitung, auf der der Kurzschluß entstanden ist, abZeschaltet wird, so herrscht wieder auf der Leitung der normale Strom. Dadurch wird der Isolierkörper von der Feder 10 wieder in die Lage zurückgestellt, die F i g. 1 zeigt. Das hat zur Folge, daß der Lichtbogen nunmehr den leichteren Weg zu den Abzweigen nimmt und von dort zu den Hörnern 6 geführt wird, wo er erlischt. Im Ausführungsbeispiel bildell Stromzuführungs- und -abführungsleitung noch Blasspulen 11- für die Hörner, wodurch die Wirkung der Löscheinrichtung verstärkt wird.If the short-circuit current disappears, for example because a branch line on which the short-circuit occurred is switched off, the normal current prevails again on the line. As a result, the insulating body is returned by the spring 10 to the position shown in FIG. 1 shows. This has the consequence that the arc now takes the easier route to the branches and is guided from there to the horns 6 , where it goes out. In the exemplary embodiment, power supply and discharge lines also blow coils 11- for the horns, whereby the effect of the extinguishing device is increased.

An Stelle der beschriebenen Anordnung kann man auch beispielsweise die Anordnung so treffen, wie sie in F i g. 3 dargestellt ist. Hier ist ebenfalls eine Ab- zweigung mit einer Lichtbogenlöscheinrichtung vorgesehen. Die Verbindung zwischen Abzweigung und Elektrode erfolgt über eine nach Art einer Schienenweiche ausgebildete Weiche. Zu- diesem Zweck ist ein Stück 16 der spiralig ausgebildeten Elektrode (für die andere gilt das gleiche) drehbeweglich ausgebildet. In der einen Stellung ist die Spirale geschlossen, in der anderen Stellung ist die Spirale offen und mit dem Abzweig verbunden, so daß in diesem Fall der Lichtbogen von der Spirale zum Abzweig und dann zur Lichtbogenlöscheinrichtung geführt wird. Die Betätigung der Weiche erfolgt in der gleichen Weise, wie vorher für die isolierenden Zwischenstücke beschrieben.Instead of the arrangement described, the arrangement can also be made, for example, as shown in FIG. 3 is shown. Here is also branching provided with an arc quenching device a waste. The connection between the junction and the electrode is made via a switch designed in the manner of a rail switch. For this purpose, a piece 16 of the spiral electrode (the same applies to the other) is designed to be rotatable. In one position the spiral is closed, in the other position the spiral is open and connected to the branch, so that in this case the arc is led from the spiral to the branch and then to the arc extinguishing device. The switch is operated in the same way as previously described for the insulating spacers.

Man kann auch den Lichtbogen statt mit einer Lichtbogenlöscheinrichtung dadurch zum Erlöschen bringen, daß man die überspannungsschutzeinrichtung durch einen Schalter überbrückt.You can also use the arc instead of an arc extinguisher by putting the overvoltage protection device through bridged a switch.

Claims

Claims: 1. Überspannungssehutzeinrichtiing for capacitors that are connected in series in a line, with the help of a spark gap, characterized in that an ignition spark gap is provided at the beginning of two parallel electrodes (runner electrodes), from which the arc by electrodynamic effect on the runner electrodes passes over, and that each of the two running electrodes is bent into a single-layer flat spiral so that the beginning and end of the spiral are close to one another.

2. Device according spoke 1, characterized in that a branch is connected to each of the two spirals, which leads to an arc extinguishing device, and that an insulating body is provided which is either between the two running electrodes or between the two branches to control the arc path . 3. A device according to claim 1, characterized denotes Ge, that a portion of each spiral is designed to be rotatable in the manner of a rail switch, wherein in the one position, the coil is closed and connected to the spiral with a line leading to an arc extinguishing device turn-off in the other position. 4. Device according to claim 1, characterized in that the overvoltage protection device is bridged by a switch to extinguish the arc. Considered publications - German patent specifications No. 312 134, 323 485, 326 898, 515 094, 533 477, 547 335, 553 639, 588 568, 596 746, 614 231.