DE554015C

DE554015C - Overvoltage protection

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Publication number: DE554015C
Application number: DER65019D
Authority: DE
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Priority date: 1925-08-04
Filing date: 1925-08-04
Publication date: 1932-07-04

Description

Überspannungsschutz Das Hauptpatent 48¢ 774 betrifft eine Überspannungssicherung mit zwei zueinander parallel liegenden Funkenstrecken, die so angeordnet sind, daß die Grobsicherung die Feinsicherung, die als Glimmröhre ausgebildet ist, umgibt. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Metallumhüllung, die als Grobschutz dient, gleichzeitig die Glimmröhre kühlt und daß die Metallumhüllung durch ihre Lage und Größe auch den inneren Überschlag (Durchschlagsspannung und Ableitungsstrom) beeinflußt. Eine stark magnetische Beeinflussung auf die innere Funkenstrecke kann dadurch erfolgen, daß die gesamte Anordnung der Einwirkung einer Blasspule ausgesetzt wird, die sowohl auf die außen angebrachtenÜberschlagstellen als auch auf das Innere wirkt. Der gedrängte Zusammenbau ermöglicht - das Anbringen der Rohre innerhalb einer Blasspule und auch das leichte Einführen eines Eisenkernes in die Spule bzw. in die Röhre.Overvoltage protection The main patent 48 ¢ 774 relates to an overvoltage protection with two mutually parallel spark gaps which are arranged so that the coarse fuse surrounds the fine fuse, which is designed as a glow tube. This arrangement ensures that the metal casing, which acts as a coarse protection serves, at the same time cools the glow tube and that the metal cladding through their Position and size of the internal flashover (breakdown voltage and leakage current) influenced. A strong magnetic influence on the internal spark gap can take place in that the entire arrangement is exposed to the action of a blow coil that is applied to the overlap points on the outside as well as on the inside works. The compact assembly enables the pipes to be attached inside a blowing coil and also the easy insertion of an iron core into the coil or into the tube.

Wird die Grobfunkenstrecke auf dem Glas der Röhre angebracht, so läßt sich durch Verstärkung des Glases (Erhöhung) an der Stelle, wo die Funkenstrecke sitzt, der eigentliche Überschlag in Abstand vom Rohrinnern anbringen und verhindern, daß etwa doch durch einen Lichtbogen die Glaswand beschädigt werden könnte. Die Röhren können auch ohne Innenelektroden hergestellt werden, so daß nur die äußeren Elektroden, die gleichzeitig den Grobschutz darstellen, aufgebracht werden müssen. Das hat den Vorteil, daß die Herstellung der Röhren einfacher wird, da es dann nicht erforderlich ist, Metalldrähte durch die Glaswand hindurchzuführen. Im nachstehenden sind einige Ausführungsbeispiele angeführt, die verschiedene Röhren-und Elektrodenformen zeigen.If the coarse spark gap is attached to the glass of the tube, then by reinforcing the glass (elevation) at the point where the spark gap sit, attach the actual flashover at a distance from the inside of the pipe and prevent it, that the glass wall could be damaged by an electric arc. the Tubes can also be made without internal electrodes, so that only the external electrodes Electrodes, which at the same time represent the coarse protection, must be applied. This has the advantage that the manufacture of the tubes is easier because it is not it is necessary to pass metal wires through the glass wall. In the following some embodiments are given, the different tube and electrode shapes demonstrate.

In Abb. i ist gezeigt, wie die Röhre i von der Röhre :2 umgeben wird. Zwischen i und 2 befindet sich das Edelglas als Durchbruchsstrecke. Der Abstand i bis 2 ist mit für die Durchbruchsspannung maßgebend. IstRöhre i innerhalb der Röhre 2 genau konzentrisch angeordnet, so ist der Durchschlag nach allen Seiten gleich. Ist Röhre :2 nicht konaxial, sondern sind die Achsen etwas gegeneinander verschoben, so wird der Durchbruch an der engsten Stelle beginnen, aber der ganze Umfang kann dann am Durchbruch teilnehmen. Röhre i ist überzogen mit der Metallhülle 3; Röhre 2 ist überzogen mit der Metallhülle q.. Eine innere Metallelektrode 3' bzw. q.' kann in der Röhre sitzen und durch eine Zuführung mit der äußeren Elektrode in Verbindung gebracht sein. Sie kann aber auch, wie in Abb. i gezeigt, isoliert durch die eine äußere Elektrode geführt werden, wenn z. B. in den Kreis der äußeren Funkenstrecken (äußeren Elektroden) ein Widerstand 6' o..dgl. eingeschaltet werden soll, der nicht auch gleichzeitig vor der Edelgasfunkenstrecke liegt. Der äußere Belag ist von der Stelle 6 ab nicht weitergeführt, so daß hier die innere Elektrode ¢' nicht in Verbindung steht mit der äußeren Elektrode 4. Die Überschlagstrecke 5 ist so ausgebildet, daß an der Stelle, an welcher das Metall auf dem Rohr sitzt, der Abstand etwas größer ist, so daß die eigentliche Überschlagstrecke vom Rohr entfernt gehalten wird. Dabei kann an der Stelle, an welcher die Funkenstrecke auftreten soll, die Rohrwand etwas vorstehen, so daß auch hierdurch der Funken selbst vom Rohr entfernt gehalten wird und bei 5 funkenhornähnliche Aufbiegungen, der Außenelektroden entstehen. Der Schnitt A-B zeigt die Lage der Röhren und Elektroden zueinander. Die Funkenstelle 5 ist als punktierte Kreislinie eingezeichnet.Fig. I shows how tube i is surrounded by tube: 2. The noble glass is located between i and 2 as a breakthrough section. The distance i to 2 are also decisive for the breakdown voltage. Is tube i within the Tube 2 is arranged exactly concentrically so that the penetration is on all sides same. Is tube: 2 not conaxial, but the axes are somewhat opposite one another shifted, the breakthrough will begin at the narrowest point, but the whole Scope can then participate in the breakthrough. Tube i is covered with the metal shell 3; Tube 2 is covered with the metal sheath q .. An inner metal electrode 3 ' or q. ' can sit in the tube and through a lead to the outer electrode be associated. However, as shown in Fig. I, it can also be isolated through the an external electrode can be performed if, for. Tie Circle of the outer spark gaps (outer electrodes) a resistor 6 'or the like. should be switched on, which is not also in front of the noble gas spark gap at the same time lies. The outer covering is not continued from point 6, so that here the inner electrode ¢ 'is not in contact with the outer electrode 4. The Flashover section 5 is designed so that at the point where the metal sits on the tube, the distance is slightly larger, so that the actual rollover distance is kept away from the pipe. It can be at the point where the spark gap should occur, the pipe wall protrudes slightly so that the spark itself is kept away from the tube and with 5 bends similar to a spark horn, the outer electrodes develop. Section A-B shows the position of the tubes and electrodes in relation to one another. The spark point 5 is shown as a dotted circular line.

Die innere Röhre kann in Wegfall kommen und dafür einfach eine Metallelektrode i im Innern eines Rohres angebracht werden. In der Abb. a ist dies gezeigt, und zwar besteht dort die Elektrode i und q.' im Innern der Röhre aus Metall, und zwar entweder aus Vollmetall oder aus gelochtem Blech, Drahtgeflecht o. dgl. In der gezeichneten Anordnung ist die Innenelektrode i mit der Außenelektrode 3 in Verbindung. Es könnte aber auch zwischen 4. und 4' metallische Verbindung geschaffen werden, die dann auch gleichzeitig mit zur Wärmeabführung dienen würde. Die Innenelektrode i kann von der Elektrode .4' durch einen zwischen den Elektroden angebrachten, siebartig ausgebildeten Körper getrennt werden. Zu dieser Trennung köAnte, wie in Abb. a gezeigt, eine gelochte Glasröhre verwendet werden, um bei entsprechend feinen Durchtrittsöffnungen zu verhindern, daß der Glimmstrom sich zum Lichtbogen entwickeln kann. Statt eines Glasrohres könnte man aber auch ein Glassieb aus Glaskörnern oder ein anderes Diaphragma verwenden, das gegebenenfalls in den Hohlräumen metallisiert sein könnte. Doch könnte auch der Zwischenraum zwischen den Elektroden mit Glaswolle, Glassand o. dgl. ausgefüllt werden. Sowohl diese Füllung als auch die Siebe bzw. Diaphragmen könnten so gewählt werden, daß sie eine verhältnismäßig hohe Wärmekapazität besitzen.The inner tube can be omitted and simply a metal electrode i can be attached inside a pipe. This is shown in Fig. A, and although there is electrode i and q there. ' inside the tube made of metal, namely either made of full metal or of perforated sheet metal, wire mesh or the like. In the drawn Arrangement is the inner electrode i with the outer electrode 3 in connection. It could but also between 4th and 4 'metallic connection can be created, which then would also serve to dissipate heat at the same time. The inner electrode i can from the electrode .4 'through a sieve-like one attached between the electrodes trained body are separated. This separation could, as shown in Fig. A perforated glass tube can be used in order to obtain appropriately fine passage openings to prevent the glow current from developing into an arc. Instead of one Glass tube could also be a glass sieve made of glass grains or another diaphragm use, which could possibly be metallized in the cavities. But could the space between the electrodes is also filled with glass wool, glass sand or the like will. Both this filling and the sieves or diaphragms could be chosen in this way be that they have a relatively high heat capacity.

Wird eine Anordnung nach Abb.3 gewählt, so kann in die Elektrode i im Innern eine metallische Vollelektrode oder ein Metallrohr mit Kühlvorrichtung angebracht werden, so daß keine zu starke Erwärmung ein- -tritt. Bei dieser Anordnung nach Abb.3 könnte man auch im innere, Rohr i eine Elektrode aus magnetischem Material (Vollmaterial) anbringen, und es könnte auch die innere Elektrode 3' und 4', die in der Abbildung nicht gezeichnet ist, aus magnetischem Material bestehen. Eine Blasspule io kann direkt auf dem Rohr sitzen, oder es kann zwischen Rohr und Spule noch eine Eisenhülle, z. B. die äußere -Elektrode 4., angebracht werden. Das magnetische Feld könnte so oder in beliebiger anderer Weise geformt werden, so daß es sowohl auf das Innere der Röhre als auch auf die Funkenstrecke in gewünschter Weise einwirkt. Man könnte dann erreichen, daß bei steigendem Strom das Feld etwa auftretende Lichtbogen sicher löscht und auch im Innern der Röhre Lichtbogenbildung verhindert. Dabei kann dieselbe Spule auch gleichzeitig dazu dienen, bestimmte Schaltungen der Elektroden von Widerständen u. dgl. vorzunehmen. Die . Funkenstrecke 5' kann einen größeren Abstand als 5 erhalten, so daß in der Regel erst der Überschlag an 5 und dann an 5' erfolgt. Es können aber auch beide Funkenstrecken gleichen Abstand besitzen.If an arrangement according to Fig. 3 is selected, the electrode i Inside there is a full metal electrode or a metal tube with a cooling device attached so that no excessive heating occurs. With this arrangement According to Fig.3, one could also use an electrode made of magnetic material in the inner tube i (Solid material) attach, and it could also the inner electrode 3 'and 4', the is not shown in the figure, consist of magnetic material. One Blow coil io can sit directly on the pipe, or it can sit between the pipe and the coil another iron cover, e.g. B. the outer electrode 4, be attached. The magnetic one Field could be shaped like this or in any other way so that it is both acts on the interior of the tube as well as on the spark gap in the desired manner. One could then achieve that when the current rises, the field arcs that may occur safely extinguishes and also prevents arcing inside the tube. Here can The same coil also serve at the same time to set certain circuits of the electrodes of resistors and the like. The . Spark gap 5 'can have a larger one Distance received as 5, so that usually first the rollover at 5 and then at 5 'takes place. However, the two spark gaps can also have the same distance.

Wird nach Abb. 4 -das Rohr scheibenförmig ausgebildet, so kann es ebenso wie die anderen Röhren entweder nur äußere Elektroden 3, 4 oder außerdem auch noch Innenelektroden 3', ¢' erhalten. Die äußeren und inneren Elektroden können beliebig in ihren Abmessungen voneinander abweichen. Zwischen den äußeren und inneren Elektroden kann von einer Verbindung abgesehen werden; sie können auch, wie in Abb. 4 angedeutet (Verbindung 3 und 3'), miteinander verbunden werden. Der Glimmstrom wird dann von der Fläche 3' gegen die Fläche 4' übertreten. 3' und 4' können voneinander durch eine Trennwand i i' bzw. durch Füllung mit den oben angegebenen Materialien, wie Glassand, Glaswolle o..dgl., getrennt werden.If, according to Fig. 4, the tube is designed in the shape of a disk, it can just like the other tubes either only outer electrodes 3, 4 or also internal electrodes 3 ', ¢' are also retained. The outer and inner electrodes can vary in their dimensions as desired. Between the outer and inner A connection can be dispensed with for electrodes; they can also, as in Fig. 4 indicated (connection 3 and 3 '), are connected to one another. The glow current is then crossed over from surface 3 'to surface 4'. 3 'and 4' can differ from each other by a partition i i 'or by filling with the materials specified above, such as glass sand, glass wool or the like., are separated.

Werden derartige scheibenförtnige Röhren mit äußerem Belag verwendet, so lassen sich mehrere Röhren aufeinanderschichten (Hintereinanderschalten), so daß die Gesamtspannung erhöht wird. Es kann dann außen nochmals eine besondere Funkenstrecke für die Gesamtspannung angebracht sein.If such disc-shaped tubes with an outer coating are used, several tubes can be stacked on top of one another (connected in series), see above that the total voltage is increased. There can then be another special spark gap on the outside be appropriate for the total voltage.

In Abb. 5 ist eine Röhre ohne Innenelektroden gezeichnet. Es sind nur die Außenelektroden 3 und 4 vorhanden, die in die Vertiefungen 7 und 8 der Glaswand eindringen, so daß auf diese Weise nach außen glatte Flächen geschaffen sind. Hierdurch wird eine verhältnismäßig große Metallmasse angebracht und die Wärmeableitung eine günstige. Die Elektroden 3 und 4 könnten auch das Rohr in einer gleichmäßigen Schicht umgeben. In i kann, wenn das Rohr magnetisch beeinflußt werden soll, ein Eisenstab (voll oder hohl) eingeführt werden, und außerhalb der Elektrode 4 könnte dann die Spule sitzen.In Fig. 5 a tube without internal electrodes is drawn. There are only the external electrodes 3 and 4 are present, which are in the recesses 7 and 8 of the glass wall penetrate, so that smooth surfaces are created in this way to the outside. Through this a relatively large metal mass is attached and the heat dissipation a cheap. The electrodes 3 and 4 could also cover the pipe in a uniform layer surround. In i, if the pipe is to be influenced magnetically, an iron rod (full or hollow) can be inserted, and outside the electrode 4 the coil could then sit.

Eine ähnliche Anordnung wie Abb. 5 ergibt Abb. 6. Nur ist die Glaswand glatt zylindrisch durchgeführt, und die Innenelektroden 3', 4' erhalten Vorsprünge 7 und B. Sowohl bei Abb. 5 als auch bei Abb. 6 sind bevorzugte Übertrittsstellen geschaffen, bei denen sich die Elektroden stark nähern. Die Gesamtoberfläche wird durch diese Anordnung verhältnismäßig groß.An arrangement similar to Fig. 5 results in Fig. 6. Only the glass wall is carried out smoothly cylindrically, and the internal electrodes 3 ', 4' are provided with projections 7 and B. Both Fig. 5 and Fig. 6 are preferred transition points created in which the electrodes come very close. The total surface will relatively large due to this arrangement.

Wird die Innenelektrode aus einem thermisch beeinflußbaren Material hergestellt, so könnte durch die thermische Wirkung eine Veränderung des Abstandes der Elektroden unter Einfluß des Glimmstromes stattfinden. Das kann sowohl erfolgen, indem die ganzen Elektroden oder nur Teile der Elektroden bewegt werden. Statt sich voneinander zu entfernen, könnten sich auch die Elektroden einander nähern und den Kreis kurzschließen, parallel schalten oder sonstige Schaltungen vornehmen.If the inner electrode is made of a thermally influenceable material produced, a change in the distance could be caused by the thermal effect of the electrodes take place under the influence of the glow current. This can be done either by moving all or part of the electrodes. Instead of yourself away from each other, the electrodes could approach each other and the Short-circuit the circuit, connect it in parallel or make other circuits.

Werden die Elektroden aus magnetischem Material hergestellt, so könnte die thermische Wirkung noch durch magnetische Wirkung unterstützt werden. Dabei braucht gegebenenfalls nicht die ganze Elektrode aus magnetischem Material zu bestehen, sondern nur Teile derselben bzw. an ihr angebrachte Anker.If the electrodes are made of magnetic material, so could the thermal effect can be supported by the magnetic effect. Included It may not be necessary for the entire electrode to be made of magnetic material, but only parts of the same or anchors attached to it.

Wenn die Elektroden als thermisch wirksame, gegebenenfalls zusätzlich magnetisch beeinflußbare Glieder ausgebildet werden, so kann in einem besonders vollkommenen Maße erreicht werden, daß bei bestimmten Überspannungen der Feinschutz die dauernde Ableitung übernimmt und infolgedessen ein Spannungsanstieg über ein gewisses Maß hinaus bei langsam wachsender Spannung nicht erfolgen kann und erst bei (weiteren) plötzlichen Überspannungsstößen der Grobschutz in Wirkung tritt.If the electrodes are thermally effective, possibly additionally Magnetically influenceable members are formed, so can in a special perfect measure can be achieved that at certain overvoltages the fine protection the permanent discharge takes over and consequently a voltage increase over a to a certain extent in the case of slowly increasing tension, it cannot and only takes place In the event of (further) sudden overvoltage surges, the coarse protection comes into effect.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Surge protection according to patent 484 774 consisting of a glow tube, characterized in that one pole is located axially inside the tube and the second pole surrounds the center pole, so that the glow current directly or penetrates a sieve-like insulating arrangement located between the center pole and the second pole transforms.

2. Overvoltage protection according to claim i, characterized in that bead-like (Fig. 5) or disk-like (Fig, 6) protrusions (elevations) are attached to the tube walls, which are Face like a comb-like interlocking so that crossing points are smaller Distance for the glow current arise.

3. Arrangement according to claim i and 2, characterized characterized in that the spark gap connected to the glow tube at the top At the end of the tube is attached that, similar to a spark horn, the sparks easily go out.

4. Arrangement according to claim i to 3, characterized in that the tube is inserted into a magnetic circuit or a magnetic coil in such a way that the magnetic field penetrates the tube and also affects the spark gap on the outside the tube can have a blowing effect.

5. Arrangement according to claim i to 4, characterized in that that one or both inner electrodes or parts thereof from thermally influenceable Material and the magnetic force interacts with the thermal force in such a way that that this effect to change the electrode spacing or execution of circuits serves.

6. Arrangement according to claim i to 5, characterized in that the tubes are made as a body of revolution (disk-shaped vessel, Fig. 4).