DE2050408C

DE2050408C - Multiple spark gap for surge arresters

Info

Publication number: DE2050408C
Application number: DE19702050408
Authority: DE
Inventors: Gerhard 7000 Stuttgart Albrecht
Original assignee: Transformatoren Union AG
Current assignee: Transformatoren Union AG
Filing date: 1970-10-14
Publication date: 1973-05-17

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vielfachfunkensirecke für ÜOerspannungsableiter, bestehend aus einer Vielzahl in Reihe geschalteter Einzelfunkenstrecken aus scheibenförmigen Elektroden, welche im Wechsel mit gelochten Distanzscheiben aus Isolierstoff derart übcreinandergestapelt sind, daß zwischen aufeinanderfolgenden Elektroden flächenhafte Luftspalte, deren Weite durch die Dicke der Distanzscheiben definiert ist, gebildet sind. Eine solche Anordnung ist durch die deutsche Patentschrift 903 114 bekannt.The invention relates to a multiple spark sine wave for surge arresters, consisting of a large number Single spark gaps connected in series from disc-shaped electrodes, which alternate with Perforated spacers made of insulating material are stacked one above the other so that between successive Electrodes planar air gaps, the width of which is defined by the thickness of the spacer washers is formed. Such an arrangement is known from German patent specification 903 114.

Überspannungsableiter bestehen aus einer Reihenschaltung von Funkenstrecken und spannungsabhängigen Widerständen. Um auch hohe und höchste Spannungen beherrschen zu können, unterteilt man die am Überspannungsableiter anliegende Spannung in viele kleine Teilspannungen und demgemäß ebenfalls den im Überspannungsfall durchzündenden Lichtbogen in viele kleine Tcillichtbögen. Demgemäß müssen Standsscheiben übereinandergelegt den Lu.tspalt einer Funkenstrecke dimensionieren.Surge arresters consist of a series connection of spark gaps and voltage-dependent ones Resistances. In order to be able to cope with high and highest voltages, the voltage present at the surge arrester into many small partial voltages and accordingly also the electric arc igniting in the event of an overvoltage into many small Tcillar arcs. Must accordingly Stand disks placed one on top of the other form the air gap dimension a spark gap.

Der Funkenstreckenstapel eines Überspannung^ .Voleiters besteht aus einer Vielzahl solcher Funk- nstrecken. e> entsteht also ein relativ sehr schla- r Stapelzv linder, so daß die mechanische Stabilität.: .s solchen Funkenstreckenstapels gegen alle mec!< .--sehen Beanspruchungen bei der Herstellung, auf .: η Transport, bei der Montage und im Betrieb ohn. sondere Maßnahmen nicht ausreichend ist.The spark gap stack of an overvoltage conductor consists of a large number of such radio links. e> the result is a relatively very sloppy stacking cylinder, so that the mechanical stability: .s such a stack of spark gaps against all mec! < .-- see stresses during manufacture, on.: η Transport, during assembly and in operation without. special measures are not sufficient.

Im allgemeine" hat man sich so geholfen, daB :, ι den ganzen Funkensrreckcnstapel in einen ihn t'v ; umschließenden Zylinder aus Isolierstoff gesteck: ·., durch den a>le ein/einen Elektroden und Dist ,. .-. scheiben exakt geführt waren.In general "one helped oneself in such a way that:, ι the whole stack of spark dangers into one him t'v; Enclosing cylinder made of insulating material: ·., through which a> le an electrode and dist,. .-. discs were precisely guided.

Nun hat ein den Funkenstreckenstapel ums.· Bender Zylinder den großen Nachteil, daß er in H₁ tung der Feldbeanspruchung Kriechstrecken an >e-· inneren Überfläche ausbilden kann, die zu einen .,·.,-ßeren Überschlag der Elektroden und damit zu er. > Versagen oder Ausfall des Überspannung· abk i. Anlaß'geben können. Um diese Kriechstrecken ir* .:- lichst unwirksam zu machen, hjt man sich bercii·. -^ geholfen, daß man die Distanzscheiben zwischen r .1 scheibenförmigen Elektroden mit größerem Dt::.. messer ausgeführt hat und außen um die scheibeni.rmigen Elektroden Abstands- bzw. Zentrierringe .,τ-Isolierstoff angeordnet hat, deren Außendurchmessvi dann von dem Zylinder umfaßt wird. Um bei eiiur solchen Ausführung zu einem kleineren Durchmes>. des Führungszylinders zu kommen, ist es weiter scnou bekannt, an jeder Elektrode mindestens zwei zu ihren beiden Seiten anliegende Isolierdistanzstücke anzuordnen, die mit äußeren Kragen die Elektroden vcr. oben und unten umfassen, wobei die Kragenränder einander überlappen, so daß jede einzelne Elektrodenplatte in einem schachtelähnlichen Gebilde verpackt ist (deutsche Patentschrift 1 256 306).Now, one of the spark gap stacks around · Bender cylinder the great disadvantage that it can field stress processing in _H1 creepage distances of> e · internal excess surface train, to a, *, -... Sseren rollover of the electrodes and thus he . > Failure or failure of the overvoltage · abk i. To be able to give cause. In order to make these creepage distances as ineffective as possible, one needs to be concerned. - ^ Helped that the spacer washers between r .1 disk-shaped electrodes with a larger Dt :: .. knife was carried out and spacing or centering rings were placed around the outside of the disk-shaped electrodes Cylinder is included. In order to achieve a smaller diameter in such a design. of the guide cylinder, it is also known to arrange at least two insulating spacers on each electrode, which lie on both sides and which, with outer collars, connect the electrodes. include above and below, the collar edges overlapping each other, so that each individual electrode plate is packaged in a box-like structure (German Patent 1 256 306).

Bei dieser letztgenannten Lösung ist zwar die direkte Verbindung zwischen dem äußeren Rand der Elektrodenplatten und der inneren Wandung des Tragzylinders unterbrochen, jedoch ist der Einfluß der elektrischen Feldstärke wegen der Nähe der metallischen Elektroden auf die Innenfläche des Zylinders noch groß genug, um Gleitentladungen herbeiführen zu können.In this last-mentioned solution, the direct connection between the outer edge of the Electrode plates and the inner wall of the support cylinder interrupted, but the influence is the electric field strength due to the proximity of the metallic electrodes to the inner surface of the cylinder still big enough to be able to induce sliding discharges.

Bei einer bekannten Ausführung besteht die Funkenstrecke aus einer Mehrzahl von ringähnlichen konzentrischen in Abstand befindlichen Elektroden, die sich zwischen zwei Isolierplatten befinden, wobei eine der Isolierplatten einen ringförmigen Steg besitzt, an dessen beiden Seiten die konzentrischen ringförmigen Elektroden anliegen und durch den sie zentriert und der Luftspalt dimensioniert wird. Eine solche Platte aus kompaktem Isoliermaterial mit aufgesetztem ring-In a known embodiment, the spark gap consists of a plurality of ring-like concentric ones spaced electrodes, which are located between two insulating plates, one the insulating plate has an annular web, on both sides of which the concentric annular Electrodes and through which they are centered and the air gap is dimensioned. Such a record made of compact insulating material with attached ring

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förmigem Steg kann praktisch nur aus flüssigem oder pulverförmigem Grundmaterial gegossen oder gepreßt werden. Im allgemeinen wird sie aus keramischer Masse hergestellt sein. Die Herstellung und der Aufbau einer Funkenstreckenanordnung mit konzen-Irischen Elektroden und in radialer Richtung brennenden Lichtbogen ist sehr kompliziert und aufwendig (deutsche Patentschrift 1 004 717).shaped web can practically only from liquid or powdered base material can be poured or pressed. In general, it is made of ceramic Be mass produced. The manufacture and construction of a spark gap arrangement with Concentric Irish Electrodes and arc burning in the radial direction is very complicated and expensive (German patent specification 1 004 717).

Bei sehr aufwendigen Funkenstreckenkonstruktiopen i^c' das Zentrierproblem so gelöst, daß in den ein- ;:elne ^T.Iektrodenplalten durch Einstanzungen oder Einprägungen Aufnahmen, und Halterungen, hergestellt werden, in die keramische Absuindsieile und/ oder Steueru'iderstände einaelem sind (deutsche Patintschrift 1 015 909). "As dissolved at very expensive Funkenstreckenkonstruktiopen i ^c 'the Zentrierproblem that in turn; are prepared elne ^T .Iektrodenplalten by stampings or embossed images, and supports, in the ceramic Absuindsieile and / or Steueru'iderstände einaelem are (German Patintschrift 1 015 909). "

Eine zuverlässige, vereinfachte und elektrisch besonders hochwertige Lösung für cJcii Aufbau einer Vielfachfunkenstrecke für Überspannungsableiter, bestehend aus einer Vielzahl in Reihe «esch?!teter Einzelfunkenstrecken aus scheibenförmigen Elektroden, weiche im Wechsel mit gelochten Distanzscheiben aus Isolierstoff derart übereinandergestapelt sind, daß /wischen aufeinanderfolgenden Elektroden flächeniiafte Luftspalte, deren Weite durch die Dicke dei Distanzscheiben definiert ist, gebildet sind, ist erfindungsgemäü dadurch gegeben, daß die Distanzscheiben beidseitig auf einem gleichen Teilkreis angeordnete, die Elektroden an ihrem Umfang zentrierende Ausprägungen und oder Ausklinkungen aufweisen.A reliable, simplified and electrically special high quality solution for cJcii building a Multiple spark gap for surge arresters, consisting of from a large number of individual spark gaps connected in series made of disc-shaped electrodes, alternating with perforated spacers Insulating material are stacked one on top of the other in such a way that / wipe successive electrodes flat Air gaps, the width of which is determined by the thickness of the spacers is defined, are formed, is according to the invention given by the fact that the spacers are arranged on both sides on the same pitch circle, the electrodes have embossings and / or notches centering on their circumference.

Infolge dieser die Funkenstrecken einlassenden und zentrierenden Erhebungen der Distanzscheiben ist schon ein so großer Zusammenhalt des Funkenstrekkenstapels egeben, daß auf einen äußeren, der Funkenstrecken eng umgebenden Tragzylinder auch schon verzichtet werden kann, so daß die Gefahr von durch die Gleitüberschläge an der Innemvan.dung des Zylinders eingeleiteten Außenüberschlägen der Funkenstrecken völlig vermieden werden kann.As a result of these elevations of the spacer disks admitting and centering the spark gaps The stack of spark gaps is so cohesive that there is an outer one, the spark gap tightly surrounding support cylinder can already be dispensed with, so that the risk of External flashovers of the spark gaps caused by the sliding flashovers on the inside of the cylinder can be avoided entirely.

F i g. I zeigt einen Ausschnitt aus einem Funkenstreckenstapel, wobei lediglich drei Funkenstreckenelektroden 1 mit Ringnuten, die in diesem Falle beidseitig wirksam sind, sowie zwei Luftspaltdistanzierungen 2 dargestellt sind. An den Abstandsscheiben sind deutlich eingestanzte und hochgebogene Ausklinkungen 3 zu erkennen, die den Umfang jeder Elektrodenscheibe einfassen und die Elektrodenscheibe unverrückbar festhalten.F i g. I shows a section from a stack of spark gaps, only three spark gap electrodes 1 with annular grooves, in this case on both sides are effective, and two air gap spacers 2 are shown. On the spacers are clearly punched and curved notches 3 can be seen around the circumference of each electrode disk and hold the electrode disc firmly.

Fig. 2 zeigt die Seitenansicht einer Abstandsscheibe, die deutlich die hochgestellten Ausklinkungen erkennen läßt.Fig. 2 shows the side view of a spacer washer, which clearly shows the raised notches.

In F i g 3 sind zwei aufeinander zu stapelnde Abstandsscheiben in Draufsicht dargestellt, in der Lage wie sie durch einfaches Übereinanderschieben der linker Scheibe über die rechte die aus zwei Scheiben bestehende Distanzierung bilden. Man erkennt, daß durch Wendung einer Scheibe um 180°, d. h. daß die Ausklinkungen 3 der einen Scheibe nach oben, die der anderen Scheibe nach unten weisen, die Ausklinkun- °en3 jeweils an anderen Stellen des Umfangs liegen, so daß beim Übereinanderstapeln die durch die Ausklinkung in der einen Scheibe entstehenden Dv.rchbrüche durch die andere Scheibe abgedeckt sind Um ein gegenseitiges Verdrehen zu verhindern, sind entsprechende Ausklinkungen 5 am Umfang vorges-Jien, die mit korrespondierenden Nuten 4 eine zuverla-ige Verdrehsicherung bilden.In FIG. 3, two spacer disks to be stacked on top of one another are shown in a top view, in the position as you can by simply sliding the left disc over the right one consisting of two discs Form distancing. It can be seen that by turning a disc by 180 °, i. H. that the Notches 3 of one pane face upwards, those of the other pane face downwards, the notches ° en3 are in different places on the circumference, so that when stacking one on top of the other, the Dv.rchbrbrungen resulting from the notch in one pane are covered by the other disc. To prevent mutual rotation, appropriate Notches 5 on the circumference, the one with corresponding grooves 4 a reliable Form anti-twist protection.

Die zwei jeweils zusammengehörenden Absi;..idsscheiben können auch aus einem Stück geferti^· >ein und am Umfang an einer Stelle zusammenhänge; und lediglich durch" Falten in dieser Stelle zu einer ■ uftspahdistanzierung zusammengefügt werden.The two related paragraphs can also be made from one piece and are connected at one point on the circumference; and merely by "folding in this point to create a clearance be joined together.

In Fi 2.4 ist ein anderes Beispiel für die Erfin.!.mg wiedergegeben, bei welchem die Zentrieruni! der Elektroden durch kreisbogenartige auf einem kor/entrischen Kreis liegende Einprägungen6 gewährt.-tet wird. Da hier keine Durchbrüche durch die h ^rstoffscheibe vorhanden sind, genügt als Distanzi. mg zwischen zwei Elektroden eine einzige Scheibe die natürlich entsprechende Einprägungen auch naci ier anderen Seite aufweisen muß. Zweckmäßig hi\iet man diese kreisbogenförmig und abwechselnd \-, eh der einen und nach der anderen Seite weisend aus ; >adurch, daß die Erhebungen dei eine- Scheibe in Ak entsprechenden Vertiefungen der anderen Schübe passen, können auch beliebig viele Scheiben zur MiI-dung einer Luftspaltdistaiizierung verdrehsicher zusammengelegt werden.Another example for the invention is shown in Fig. 2.4, in which the centering uni! The electrodes are granted by means of an arc-like embossing6 lying on a coronal circle. Since there are no breakthroughs through the plastic disc, this is sufficient as a spacer. mg a single disk between two electrodes, which of course must also have corresponding impressions on the other side. Suitably, hi \ iet to this circular arc, and alternately \ -, before the one hand and pointing to the other side; > ABy that the elevations dei a- disc in Ak corresponding recesses of the other drawers fit can also be any number of slices for a dung MII Luftspaltdistaiizierung be folded against rotation.

Durch eine entsprechende Ausbildung der Elektroden können auch durch dieselben Erhebungen die Elektroden selbst am gegenseitigen Verdrehen gehindert werden.By appropriately designing the electrodes, the same elevations can also be used Electrodes themselves are prevented from twisting one another.

Die Abstandsscheiben können weiterhin nach außen weisende Nasen oder Zacken am Umfang besitzen, mit denen sie den ganzen Stapel innerhalb eines Isolierstoffrohres bzw. des Überwurfisolators zentrieThe spacer washers can still have outwardly pointing noses or spikes on the circumference, with which they center the whole stack within an insulating tube or the cap insulator

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Multiple spark gaps for surge arresters, consisting of a large number of series-connected Incremental spark gaps made of disc-shaped electrodes. which alternate with perforated Distariz disks made of insulating material are stacked so that between successive Electrodes planar air gap? Whose width is determined by the thickness of the spacers is defined, are formed, characterized in that the spacer disks b-.idside arranged on the same pitch circle, the electrodes centering on their circumference and or have notches.

2. Multiple spark gap according to claim I, characterized in that the characteristics and or notches are so arranged that when two disiance disks are stacked one on top of the other the expressions and'or notches of the two disks are not on top of each other (Figs. 1.2,3).

3. Mehrfachfunkenstreckc according to claim 1 or 2. characterized in that further notches and corresponding ones on the edge of the spacers Grooves are arranged so that twisting tier collapsed discs is prevented against each other.

4. Multiple spark siren «laughs at one of the claims I to 3, characterized. <jass two distances. '. chciben punched together and then superimposed by folding.

5. Multiple spark gap according to one of the An-Proverbs I to 4. characterized in that The electrode centering also protects the electrode from twisting on the spacer is formed.

6. Multiple spark gap according to one of the claims 1 to 5. characterized in that the spacers with lugs for centering the Multiple spark gaps are provided opposite the inner wall of an outer housing.

45 the individual electrodes of each partial spark gap against each other for the voltage value to which they are entitled be isolated, for the sake of strict compliance the response voltage of the surge arrester-the Isoherun-σεη installed in the air gaps Must be as equally strong as possible in order to achieve the same response partial voltages at all spark gaps Achieve this task with plate sparks generally from punched spacer washers or spacer rings made of insulating material, whereby for setting the ignition voltage or more precisely adjustment, and for reasons of easier processing

μ- and warehousing one, two or more