DE102007015931A1 - Encapsulated, flameproof, non-hermetically sealed, rotationally symmetric high-performance spark gap - Google Patents
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-
- H—ELECTRICITY
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- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine gekapselte, druckfest ausgeführte, nicht hermetisch dichte, rotationssymmetrische Hochleistungsfunkenstrecke mit zwei beabstandet gegenüberliegenden Hauptelektroden, einem zylinderförmigen metallischen Außengehäuse, einem vom Außengehäuse umgebenen Gas- oder Plasma-Abkühlraum sowie bevorzugt stirnseitig angeordneten elektrischen Anschlusskontakten für die Hauptelektroden gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to an encapsulated, pressure-resistant, non-hermetically sealed, rotationally symmetric high-performance spark gap with two spaced opposite main electrodes, one cylindrical metallic outer casing, a gas or plasma cooling space surrounded by the outer housing and preferably frontally arranged electrical connection contacts for the main electrodes according to the preamble of claim 1
Bei Überspannungsableitern auf der Basis von Funkenstrecken gemäß dem Stand der Technik werden diese bei Anwendungen im Niederspannungsbereich gekapselt ausgeführt, um das die Umgebung gefährdende Ausblasen von heißen oder noch ionisierten Gasen zu vermeiden.For surge arresters on the basis of spark gaps according to the state The technology is used in low-voltage applications encapsulated to the environment endangering To avoid blowing out hot or even ionized gases.
Bei zum älteren Stand der Technik gehörenden ausblasenden Ableitern wird der größte Teil des Energieumsatzes bis ca. 90% in Form von heißem Gas an die Umgebung abgegeben. Es ist offensichtlich, dass durch das Vermeiden des Ausblasens bei modernen Funkenstrecken sowohl die thermische als auch die dynamische Belastung ansteigt. Diese steigenden Belastungen erschweren bei gekapselten Ableitern die notwendige Beherrschung hoher Impuls- und Folgeströme bei möglichst geringer Baugröße.at belonging to the prior art Ausblasenden Arresters will be the major part of energy sales to about 90% in the form of hot gas delivered to the environment. It is obvious that by avoiding blowing out in modern day Spark gaps both the thermal and the dynamic load increases. These increasing loads complicate with encapsulated arresters the necessary control of high pulse and secondary currents with the smallest possible size.
Zur Realisierung niedriger Schutzpegel im Bereich weniger kV werden die Ableiter mit zusätzlichen Triggereinrichtungen versehen. Eine solche Triggereinrichtung erfordert eine Isolation der zusätzlichen, im allgemeinen mit Hoch-spannung belasteten weiteren Elektrode. Der Mehraufwand an Bauraum und die zusätzlichen Isolationsmaterialien führen ebenfalls zu einer weiteren Einschränkung der Leistungsfähigkeit derartig realisierter Ableiter.to Realization of low levels of protection in the range of less kV the arresters provided with additional triggering devices. Such a triggering device requires isolation of the additional, generally with high-voltage loaded further electrode. The additional expenditure of installation space and the additional insulation materials also lead to a further restriction the performance of such realized arrester.
Gemäß der
Bei
dem gekapselten Ableiter nach
Dann, wenn zur Verbesserung bestimmter Parameter einer Funkenstrecke eine zusätzliche Abgabe von Hartgas erfolgt, entsteht ein hoher Energieumsatz, der neben der thermischen Belastung zu einer weiteren Erhöhung bzw. einer dynamischen Druckbelastung sowohl bei Impuls- als auch bei Folgeströmen führt.Then, if to improve certain parameters of a spark gap a additional delivery of hard gas takes place, creates a high Energy turnover, in addition to the thermal load to another Increase or a dynamic pressure load both at Pulse as well as subsequent currents leads.
In
der
Die vorstehend kurz gewürdigten Lösungen des Standes der Technik umfassen blitzstromtragfähige Niederspannungs-Luftfunkenstrecken, welche aufgrund ihres konstruktiven Aufbaus eine an sich hohe Druckfestigkeit besitzen.The Briefly appreciated solutions of the prior art technology includes low-voltage, low-voltage air-gap which, due to their structural design, a per se high pressure resistance have.
In
der
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte, gekapselte, druckfest ausgeführte, nicht hermetisch dichte, rotationssymmetrische Hochleistungsfunkenstrecke mit zwei beabstandet gegenüberliegenden Hauptelektroden, einem zylinderförmigen metallischen Außengehäuse, einem vom Außengehäuse umgebenen Gas- oder Plasma-Abkühlraum sowie bevorzugt stirnseitig angeordneten elektrischen Anschlusskontakten für die Hauptelektroden anzugeben, wobei die Funkenstrecke im Vergleich zum Bekannten eine gute und schnelle Kühlung heißer Gase bewirkt.Out It is therefore the object of the invention to provide a further developed, encapsulated, flameproof, non-hermetic, rotationally symmetrical high-performance spark gap with two spaced opposite main electrodes, a cylindrical metallic outer casing, one from the outer casing surrounded gas or plasma cooling space and preferably arranged on the front side electrical connection contacts for the main electrodes indicate, wherein the spark gap compared to the known a Good and fast cooling of hot gases causes.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch eine Funkenstrecke gemäß der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.The Solution to the problem of the invention is achieved by a spark gap according to the combination of features according to claim 1, wherein the dependent claims at least expedient Represent refinements and developments.
Bei der Kapselung von Funkenstrecken nach dem Radax-Flow-Prinzip erhöht sich durch das nicht gegebene Ausblasen und den Energieabtransport die thermische Belastung aller Funkenstreckenteile. Darüber hinaus steigt auch die dynamische Beanspruchung der Funkenstrecke, da das bei dem Radax-Flow-Prinzip zusätzlich erzeugte Gas nicht frei abströmen kann.at the encapsulation of spark gaps according to the Radax flow principle increased by the non-given blowing and the energy removal the thermal load of all spark gap parts. About that In addition, the dynamic stress of the spark gap increases, since the gas additionally generated in the Radax flow principle can not flow freely.
Diese thermische Belastung führt zu schnelleren Deformationen und zum verstärkten Abbrand eingesetzter preisgünstiger passiver Isolationsteile, aber auch der aktiven gasabgebenden Stoffe.These thermal stress leads to faster deformation and the increased burn-up used cheaper passive insulation parts, but also the active gas-emitting substances.
Ebenso erhöht sich der Abbrand der Haupt- und gegebenenfalls vorhandenen Triggerelektrode. Die Abbrandpartikel, aber auch die Schmelze werden aufgrund der dynamischen Druckentwicklung innerhalb der gesamten Funkenstrecke verteilt. Dies gefährdet auch die bereits im bekannten Stand der Technik vorhandenen Druckausgleichsöffnungen, welche für den notwendigen Druckausgleich zur Umgebung der Funkenstrecke sorgen. Bei dem Verschleiß dieser Druckausgleichsöffnungen besteht die Gefahr einer dauerhaften Schädigung der Funkenstrecke bei wiederholter Belastung.As well increases the burnup of the main and possibly existing Trigger electrode. The burning particles, but also the melt are due the dynamic pressure development within the entire spark gap distributed. This also endangers the already known Prior art existing pressure equalization holes, which for the necessary pressure equalization to the surroundings of the spark gap to care. At the wear of these pressure equalization holes there is a risk of permanent damage to the spark gap with repeated loading.
Die dynamische Belastung der Funkenstrecke durch funktionsbedingte Druckstöße führt bei hohen Belastungen zu einer kurzzeitigen oder dauerhaften Spaltbildung bei den sich in einer Stapelanordnung befindlichen Einzelteilen. Hieraus kann durch Verschmutzung oder durch Plasmabeeinflussung eine Schädigung der Isolation und damit ein Verschlechtern des Zündverhaltens der Funkenstrecke eintreten. Bei noch stärkeren Belastungen können die Teile, welche den Lichtbogenbrennraum begrenzen, zur Rissbildung neigen, wodurch die Funktion der Funkenstrecke gefährdet ist.The dynamic load on the spark gap due to function-related pressure surges leads at high loads to a short-term or permanent gap formation in which are in a stacked arrangement Items. This can be due to contamination or by plasma interference a Damage to the insulation and thus deterioration of the Ignition behavior of the spark gap occur. For even stronger Strains can affect the parts that make up the arc furnace limit, tend to crack, causing the function of the spark gap endangered is.
Es besteht daher die Notwendigkeit, eine effektive und platzsparende sowie kostengünstige Kühlung von heißen Gasen sowie einen sicheren Druckausgleich der Funkenstrecke mit der Umgebung zu schaffen.It There is therefore a need for an effective and space-saving as well as cost-effective cooling of hot Gases and a safe pressure equalization of the spark gap with to create the environment.
Erfindungsgemäß besteht der Abkühlraum der gekapselten, druckfest ausgeführten, nicht hermetisch dichten, rotationssymmetrischen Hochleistungsfunkenstrecke aus einer koaxialen, becherartigen Anordnung mit dazwischen liegendem mäanderförmigen Abkühlkanal. Die Becheranordnung kann aus einem metallischen Material, welches eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzt, bestehen.According to the invention the cooling space of the encapsulated, flameproof, non-hermetically sealed, rotationally symmetric high-performance spark gap from a coaxial, cup-like arrangement with intervening meandering cooling channel. The cup arrangement Can be made of a metallic material, which has a high thermal conductivity owns.
Eine der Hauptelektroden ist als hohlzylindrische Ausblaselektrode ausgebildet, die seitliche Öffnungen aufweist. Diese seitlichen Öffnungen reichen in den seitlichen Abkühlraum hinein.A the main electrode is formed as a hollow cylindrical Ausblaselektrode having the side openings. These side openings reach into the side cooling room.
Der vorerwähnte Abkühlkanal besitzt mehrere, voneinander unabhängige Entlüftungsöffnungen oder steht mit derartigen Öffnungen in Verbindung.Of the aforementioned cooling channel has several, from each other independent vents or is associated with such openings.
Dem Grundgedanken der Erfindung folgend ist eine erste Entlüftungsöffnung mittelbar oder unmittelbar mit dem Boden des Lichtbogenkanals in Verbindung stehend. Diese erste Entlüftungsöffnung wird von einem Gewindegang und einer Bohrung einer der Anschlusskontakte gebildet.the The basic idea of the invention is a first vent opening indirectly or directly with the bottom of the arc channel in conjunction standing. This first vent is from a thread and a bore of one of the connection contacts educated.
Die weiteren Entlüftungsöffnungen befinden sich in Bereichen, bei denen durch Umlenkung und wärmeaustauschenden Kontakt mit der becherartigen Anordnung bereits die Gase einer Abkühlung unterworfen sind.The further vents are located in Areas where by deflection and heat-exchanging Contact with the cup-like arrangement already the gases of a refrigeration are subject.
Weiterhin ist erfindungsgemäß die Summe der Querschnittsflächen der seitlichen Öffnungen der Ausblaselektrode größer als die Querschnittsfläche des Lichtbogenbrennraums, so dass in einfacher Weise eine wirksame Reduktion des Elektrodenabbrands gegeben ist.Farther is the sum of the cross-sectional areas according to the invention the lateral openings of the blow-out electrode larger as the cross-sectional area of the arc combustion chamber, so that in a simple way an effective reduction of Elektrodenabbrands given is.
Zur Erhöhung der Druckfestigkeit der Gesamtanordnung ist bei einer Ausgestaltung der Erfindung ein den Lichtbogenbrennraum umgebendes Stützelement in Form eines Stützringes, eines Stützbandes, eines Stützgewebes und/oder eines Stützeinsatzes vorgesehen.to Increasing the pressure resistance of the overall arrangement is included An embodiment of the invention, a surrounding the arc furnace support member in the form of a support ring, a support band, a support fabric and / or a support insert intended.
Zur Erhöhung der Druckfestigkeit besteht auch die Möglichkeit, mindestens Teile des offenen Endes der becherartigen Anordnung mit der Ausblaselektrode in form- oder kraftschlüssige Verbindung zu bringen.to Increasing the compressive strength is also the possibility at least parts of the open end of the cup-like arrangement with the exhaust electrode in positive or non-positive connection to bring.
Bei einer ergänzenden Ausführungsform besteht der Stützring aus einem elektrisch leitfähigen Material und es ist eine Verbindung mit der becherartigen Anordnung vorgesehen, wobei zwischen dem Stützring und dem Lichtbogenbrennraum ein diesen Raum begrenzender Einsatz aus einem gasabgebenden Material, z. B. POM befindlich ist.In a complementary embodiment, the support ring made of an electrically conductive material and it is provided with a connection to the cup-like arrangement, wherein between the Support ring and the arc furnace a space limiting use of a gas-emitting material, eg. B. POM is located.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.The Invention will be described below with reference to embodiments and explained in more detail with the aid of figures become.
Hierbei zeigen:in this connection demonstrate:
Die
beispielhaft in den Figuren gezeigte Funkenstrecke umfasst ein zylinderförmiges
metallisches Außengehäuse
Außerdem
ist fakultativ die Möglichkeit einer Triggerung, z. B.
durch ein isoliert eingeführtes leitfähiges Band
Die
Triggerelektrode besitzt ein inneres Ende, das bis zum Lichtbogenbrennraum
Die
isolierte Einfügung des Triggerpotentials, wie in der Darstellung
nach
Dieser
Freiraum wird mit vorwiegend rohrförmigen ineinander gestaffelten
Metallteilen
Ringförmige
Spalte
Die
metallische zylinderförmige Gehäusewand (das Außengehäuse
Die Abmessungen und die Lage des Kühlsystems führen durch ihre koaxiale Anordnung zu keiner unerwünschten Erhöhung des Platzbedarfs gegenüber bekannter ausblasender Funkenstrecken bei gleicher Leistungsfähigkeit.The Dimensions and location of the cooling system lead by their coaxial arrangement to no unwanted increase the space requirement over known Ausblasernden spark gaps at same performance.
Das
erfindungsgemäße Kühlsystem beinhaltet
mehrere vollkommen unabhängige Druckausgleichsöffnungen
Die
erste bzw. innerste rohrförmige Wand
Die
Verbindung der ersten zylinderförmigen Kammer
Mit dieser Maßnahme wird die Strömungsrichtung des Gases in der ersten Kammer gegenüber der Strömungsrichtung im Lichtbogenkanal umgelenkt und dadurch die vollständige Oberfläche der zylindrischen Kammer zur Kühlung ausgenutzt.With This measure is the flow direction of the Gas in the first chamber opposite the flow direction deflected in the arc channel and thereby the complete Surface of the cylindrical chamber for cooling exploited.
Außerdem
wird hierdurch die Strömung diffuser und vorhandene Abbrandpartikel
lagern sich bereits in der ersten Kammer
Nach
dem Verlassen der inneren, stark belasteten ersten Kammer
An den zweiten Ring brauchen hinsichtlich der Abbrandfestigkeit und der mechanischen Festigkeit nur noch geringere Anforderungen gestellt werden. Weiterhin können der erste und der zweite Ring auch durch ein geeignetes Gewinde verbunden sein. Am Ende des Ringspalts wird das Gas durch eine geeignete Verbindung in den nächsten Ringspalt geführt, in welchem eine nochmalige Umlenkung erfolgen kann. Als letzter Ringspalt kann der Hohlraum zwischen dem letzten Ringeinsatz und dem metallischen Außenmantel (Außengehäuse) der Funkenstrecke genutzt werden.At need the second ring in terms of erosion resistance and the mechanical strength only made lower demands become. Furthermore, the first and the second ring can also be connected by a suitable thread. At the end of the annular gap the gas will pass through a suitable compound in the next Annealed, in which a further deflection can be done. As the last annular gap, the cavity between the last ring insert and the metallic outer sheath (Outer casing) of the spark gap can be used.
Die Positionierung der unabhängigen Druckausgleichsöffnungen erfolgt derart, dass ein Zusetzen dieser Öffnungen selbst bei starkem Abbrand innerhalb der Funkenstrecke vermieden werden kann.The Positioning of the independent pressure equalization holes takes place such that clogging of these openings themselves be avoided with strong burnup within the spark gap can.
Die
Druckausgleichsöffnungen
Erfindungsgemäß ist
bei einer ersten Ausführungsform eine erste Öffnung
unmittelbar am Boden des Lichtbogenkanals
Diese erste Öffnung wird bevorzugt von einer Bohrung mit dem Gewindegang des Elektrodenanschlusses, welcher auch erweitert sein kann, gebildet.These first opening is preferred by a bore with the Thread of the electrode terminal, which also be extended can, formed.
Die
zweite Entlüftung erfolgt aus der ersten Kammer
Die
erwähnten Varianten für den Druckausgleich können
aufgrund ihrer Platzierung in dem Bereich der höchsten
Funkenstreckenbelastung nur mit minimalem Querschnitt und nur mit
zusätzlicher Abkühlung, z. B. durch lange Spiralen
Es sind daher erfindungsgemäß weitere Entlüftungsöffnungen in Bereichen vorgesehen, wo bereits eine deutliche Abkühlung des Gases erfolgt ist und in welchen die Wahrscheinlichkeit der Ablagerung von Abbrandprodukten geringer ist. Eine erste Möglichkeit hierfür besteht nach der ersten Durchführung des Gases durch den Ringspalt zwischen der inneren Kammer und dem ersten Kühlring. Die Druckausgleichsöffnung kann dabei über Nuten, aber auch Spiralen auf einen von den anderen Druckausgleichsöffnungen unabhängigen Weg nach außen geführt werden. Eine zusätzliche und unabhängige Druck ausgleichsöffnung bietet sich als Öffnung zwischen dem metallischen Gehäuse der Funkenstrecke und dem äußeren metallischen Ring zur Gasabkühlung an.It are therefore according to the invention further vents provided in areas where already a significant cooling of the gas has occurred and in which the probability of Deposition of burned products is lower. A first possibility this exists after the first execution of the Gas through the annular gap between the inner chamber and the first Cooling ring. The pressure compensation opening can over Grooves, but also spirals on one of the other pressure equalization holes independent way outward. An additional and independent pressure equalization opening offers itself as an opening between the metallic housing the spark gap and the outer metallic Ring for gas cooling on.
Die Ausführung diskreter Druckausgleichsöffnungen bzw. Öffnungen zwischen den einzelnen Kühlwänden kann auch durch poröse oder gasdurchlässige Strukturen oder entsprechende Einsätze realisiert werden.The Design of discrete pressure compensation openings or openings between the individual cooling walls can also be through porous or gas permeable structures or corresponding inserts are realized.
Die
sich ergebende hohe Effizienz der vorgestellten Lösung
zur Abkühlung der heißen Gase zeigt sich darin,
dass das Volumen der Wände zur Umlenkung und Abkühlung
der Gase in etwa gleich oder höher als das Gasvolumen im
Abkühlraum
Neben der hohen Effizienz zur Entspannung und Abkühlung der Gase bietet die Gestaltung des vorgestellten Kühlsystems durch hintereinander gestaffelte, mäanderförmig verbundene ringförmige Prallwände weitere Vorteile.Next the high efficiency for the relaxation and cooling of the gases offers the design of the presented cooling system one behind the other staggered, meandering connected annular baffles further advantages.
Bei bekannten Funkenstrecken nach dem Radax-Flow-Prinzip wird durch die geringe Querschnittsgestaltung der quer liegenden Öffnungen der Hauptelektrode mit dem Kanal zur Gasdurchführung ein Rückstau des Gases im Lichtbogenbereich bewirkt. Bei hohen Impulsströmen wird durch diesen Effekt eine sogenannte Düsenverstopfung erreicht, wodurch der Energieumsatz der Funkenstrecke reduzierbar ist.at known spark gaps according to the Radax flow principle is through the small cross-sectional configuration of the transverse openings the main electrode with the channel for gas passage Backflow of the gas causes in the arc region. At high Pulse currents through this effect, a so-called Nozzle clogging is achieved, reducing the energy turnover of the Spark gap is reducible.
Diese vorgenannte Lösung besitzt bei hohen Impulsströmen und bei einer gekapselten Ausführungsform zwei wesentliche Nachteile. Der Rückstau des Gases vor der Düse bewirkt Druckreflexionen, welche unmittelbar in den Lichtbogenbrennraum einlaufen und durch übermäßige Druckanhebungen eine Lageveränderung der gestapelten Einzelteile mit möglicher Schädigung dieser Teile nach sich ziehen. Die Einengung des in diesem Bereich sehr heißen Plasmas führt an der unteren Hauptelektrode bereits bei noch mäßigen Folgestrombelastungen bzw. Impulsbelastungen zu starkem Abbrand. Dieser wird im heißen Plasmastrahl mitgeführt und gefährdet die Druckausgleichsöffnungen. Durch die lange Aufheizzeit im Plasmastrahl bleibt das Material verhältnismäßig lange schmelzflüssig und reaktiv. Dies erhöht weiterhin die Gefahr des schnellen Verschließens der Ausgleichsöffnungen und gefährdet durch die hohe Energiedichte auch die thermisch weniger stabilen Isolationsteile der Funkenstrecke. Durch die Druckreflexionen im Durchströmkanal der Hauptelektrode können derartige heiße Teile bis in den Zündbereich der Funkenstrecke gelangen.This aforementioned solution has two major disadvantages at high pulse currents and in an encapsulated embodiment. The backflow of the gas in front of the nozzle causes pressure reflections, which run directly into the arc combustion chamber and cause a change in position of the stacked items with possible damage to these parts by excessive pressure increases. The narrowing of the plasma, which is very hot in this area, leads to severe burnup at the lower main electrode even at still moderate residual current loads or pulse loads. This one will carried in the hot plasma jet and endangers the pressure equalization holes. Due to the long heating time in the plasma jet, the material remains molten and reactive for a relatively long time. This further increases the risk of rapid closure of the compensation openings and endangered by the high energy density and the thermally less stable insulation parts of the spark gap. Due to the pressure reflections in the flow channel of the main electrode such hot parts can reach into the ignition range of the spark gap.
Durch
eine erfindungsgemäße Öffnung
Der Abbrand des bereits geteilten und mit zunehmender Entfernung diffusen Plasmastrahls auf der Oberfläche des Ringes ist eher gleichmäßig und zudem bilden sich zusammenhängende Schmelzfronten, welche das Ablösen von einzelnen Schmelzpartikeln erschweren.Of the Burning of the already divided and diffusing with increasing distance Plasma jet on the surface of the ring is rather uniform and in addition, coherent enamel fronts form, which make the detachment of individual melt particles more difficult.
Durch die Verlagerung der Abbranderscheinungen aus der Elektrode in den Abkühlbereich hinein sinkt die Gefahr der Schädigung von Isolationsteilen durch mitgerissene Schmelze, und zwar selbst bei Druckreflexionen infolge hoher Impulsbelastungen. Hierdurch reduziert sich auch die Gefahr einer Verstopfung der Druckausgleichsöffnungen, z. B. durch lose Schmelzteilchen.By the displacement of Abbranderscheinungen from the electrode in the Cooling range into the risk of damage decreases of insulating parts by entrained melt, even at Pressure reflections due to high impulse loads. This reduces also the risk of blockage of the pressure equalization openings, z. B. by loose melting particles.
Bekanntermaßen
sind alle Teile in der Lichtbogenbrennkammer einer Funkenstrecke
besonders druckempfindlich. Hier müssen insbesondere die
aus gasabgebenden Materialien ausgeführten Strecken
Erfindungsgemäß wird
daher vorgeschlagen, die dynamische Druckfestigkeit der vorerwähnten
Materialien durch mindestens einen äußeren Stützring
Durch
den Stützring
Bei
hohen Impulsströmen steigt der Druck im Brennkanal in Bereiche,
bei denen insbesondere bei der bevorzugten konstruktiven Variante
von gestapelten und verpressten Einzelteilen der Funkenstrecke diese
sich bei Druckreflexionen voneinander lösen können.
Dies stellt jedoch eine große Gefahr für die Isolationsstrecken
Zur Vermeidung dieser negativen Erscheinungen können mehrere Gegenmaßnahmen getroffen werden.to Avoiding these negative phenomena can be several Countermeasures are taken.
Bei
der Beibehaltung einer Stapellösung aus Einzelteilen sind
diese so zu gestalten, dass bei einem Abheben der Teile um ca. 1
mm keine durchgängigen Freiräume zwischen diesen
Teilen mit verschiedenen Potentialen entstehen können.
Ebenso ist ein durchgängiger Spalt bis zum äußeren
Mantel der Funkenstrecke zu vermeiden. Dies kann z. B. durch Abwinklungen,
Wölbungen und Verhakungen der Einzelteile des Lichtbogenkanals
Bei einer weiteren Gestaltungsvariante ist auch eine Verrastung der Einzelteile möglich. Eine vorteilhafte Lösung ist auch das Umspritzen bzw. Umgießen von Teilen mit Isolierstoff, welche das gegebenenfalls notwendige Triggerpotential führen. Dies kann nachträglich oder unmittelbar bei der Herstellung vorgenommen werden. Von Vorteil ist auch das gemeinsame Spritzen der verschiedenen Polymere zu einem Verbundteil, wodurch eine Abhebung von Einzelteilen ausgeschlossen werden kann.at Another design variant is also a catch of the Individual parts possible. An advantageous solution is also the encapsulation or encapsulation of parts with insulating material, which lead to the possibly necessary trigger potential. This can be added later or directly during production be made. Another advantage is the joint spraying of the different polymers to form a composite part, creating a lift of Parts can be excluded.
Durch
diese Maßnahme wird der Druck, welcher sich in der Zwischenkammer
(Abkühlraum
Neben
der hohen Druckbelastung stellt auch die umgesetzte Energie in der
Funkenstrecke eine thermische Belastung der Isolationsteile und
der gasabgebenden Teile, insbesondere vom niedrigschmelzenden POM
dar. Speziell die Teile, die den Lichtbogenbrennraum
Ein weiteres Problem insbesondere bei hohen Impulsbelastungen und somit hohen Strom- und Spannungssteilheiten ist die Einhaltung eines niedrigen Schutzpegels und eines niedrigen Zündverzugs der Funkenstrecke.One Another problem especially at high pulse loads and thus high current and voltage gradients is the maintenance of a low Protection level and a low ignition delay of the spark gap.
Eine
wesentliche Größe, welche die Zeit für den Überschlag
der Strecke zwischen den Hauptelektroden
Zur Verkürzung der benötigten Zeitdauer können die geometrische Gestaltung bzw. die Strömungsverhältnisse der Funkenstrecke verändert oder auch die zur Verfügung stehende Zündenergie erhöht werden. Ebenso kann die Spannung bis zur Zündung durch externe Parallelelemente, z. B. Varistoren, begrenzt werden. Diese Elemente können sowohl Bestandteil der Triggerschaltung als auch separat parallel zur Funkenstrecke angeordnet sein.to Shortening the required period of time can the geometric design or the flow conditions the spark gap changed or even the available standing ignition energy can be increased. Likewise the voltage until ignition by external parallel elements, z. B. varistors are limited. These elements can both part of the trigger circuit and separately in parallel be arranged to the spark gap.
Erfindungsgemäß kann
sowohl die thermische Entlastung der Teile des Brennraums als auch die
Spannungsbelastung bis zum Überschlag des Lichtbogens zwischen
den beiden Hauptelektroden durch eine vorteilhafte Gestaltungsvariante
des Stützrings
Durch
die vorstehend erläuterte Maßnahme werden die
den Lichtbogenbrennraum begrenzenden gasabgebenden Teile direkter
und intensiver gekühlt, als dies durch einen nicht verbundenen
Stützring
Durch
die elektrische Kontaktierung der gasabgebenden Teile je nach Ausführungsform
der gasabgebenden Stoffe (isolierendes bzw. elektrisch leitendes
Material) kann die elektrische Feld- bzw. die Stromverteilung im
gasabgebenden Stoff
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