DE1909285B2 - Funkenstreckenanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Funkenstrekkenanordnung mit wenigstens einer aus zwei Scheiben gebildeten Lichtbogenkammer, einem Paar getrennter Elektroden nach Art einer Hörnerfunkenstrecke und einer Vorrichtung zum Aufbau eines Magnetfeldes zum Verschieben eines zwischen den Elektroden gebildeten Lichtbogens auf eine Kammerwand hin.

Derartige Funkenstreckenanordnungen, die aus der USA .-Patentschrift 3 354 345 bekannt sind, werden beispielsweise in Überspannungsableiter!! verwendet. Das primäre Merkmal von Übcispannungsableitern besteht darin, Spanniingsstöße abzuleiten, die von einer durch den Überspannungsableiter geschützten Blitzableitervorrichtung herrühren; oder in einem geschützten Netz durch Schaltstöße erzeugt werden können. Diese Schutzfunktion wird durch einen durch den Überspannungsableiter hindurchführenden Pfad nach Erde erhalten, um transiente Spannungen und Spannungsstöße von einem geschützten Netz über den Ableiter nach Erde abzuleiten. Selbstverständlich müssen die Überspannungsableiter so

ίο aufgebaut sein, daß sie nur dann einen Entladungskreis nach Erde bilden, wenn dem Ableiter ein Spannungsstoß vorgegebener Größe aufgedrückt ist. Wenn der Kreis dann seine Ableitfunktion ausgeführt hat. muß er schnell unterbrochen werden, um zu vermeiden, daß der nachfolgende Netzstrom ebenfalls von dem geschützten Netz über den Ableiter nach Erde abfließt. Diese Betriebseigenschaften werden gewöhnlich dadurch erzielt, daß zwischen geeignete Klemmen, die auf einem Isoliergehäuse des Überspannungsabieiters befestigt sind, irgendeine Funkenstreckenart mit einem nichtlineartn Widerstand aus einem Ventilmaterial in Reihe geschaltet wird. Die Funkenstre^ken sind in diesen Anordnunsen so ausgelegt, daß sie bei einer bestimmten Spannung überschlagen, die über der normalen Betriebsspannung des Netzes aber unterhalb der Spannungsgrenze liegi, bei der die elektrische Ausrüstung oder Isolierung des geschützten Netzes beschädigt würde. Das Ventilmaterial des nichtlincaren Widerstandes stellt bei den normalerweise geringen Betriebsspannungen des geschützten Netzes einen relativ hohen Widerstand dar und weist bei den höheren Spannun gen infolge transienter Spannungsstöße einen sehr viel geringeren Widerstand auf.

Wenn nun an einem derartigen üherspannungsableiter ein Hochspannungsstoß auftritt, schlagen die Funkenstrecken über, und durch das einen nichtlinearen Wi jerstand bildende Ventilmaterial wird ein Pfad mit relativ kleinem Widerstand gebildet, um den Spannungsstoß nach Erde abzuleiten. Anschließend wird der normale Betriebszustand so schnell wie möglich durch die kombinierte Wirkung wieder hergestellt, die durch die über den Funkenstrecken gebildeten Lichtbogen, die schnell in die Länge gezogen werden, und durch den erhöhten Widerstand erzielt wird, den das Widerstandsmaterial des Ventils gegenüber dem nachfolgenden Neizstrom bei geringeren Spannungen darstellt.

Um den nach einem Überschlag fließenden Starkstrom schnell zu begrenzen und die zwischen den Funkenstrecken gebildeten Lichtbogen schnell zu löschen, ist es auf dem Gebiet der Überspannungsableiter allgemein üblich, in der Nähe der betreffenden Funkenstrecken Lichtbogenkammern zu schaffen, um die zwischen den Funkenstrecken gebildeten Lichtbogen in die Länge zu ziehen und dadurch den Liclitbogenwiderstand so weit zu erhöhen, daß die Netzspannung den Lichtbogen nicht aufrechterhalten kann. Im allgemeinen sind die Ableiteigenschaften des Überspannungsabieiters und die Fähigkeiten, die Spannungsfestigkeit wieder herzustellen, um so besser, je schneller ein Lichtbogen in eine Lichtbogenkammer gedrückt werden kann und je höher seine Bogcnspannung ist, da bei diesen Ableitern ein geringerer Wert für den nichtlinearen Widerstand verwendet werden kann. Ein bekanntes Verfahren zur schnellen Verschiebung eines Lichtbogens in eine Bogcnkammer besteht im Aufbau eines Magnetfeldes

in der Kammer, um den Lichtbogen von der Funkenstrecke in die Kammer zu drücken. Eine Möglichkeit zur Erzeugung eines derartigen Magnetfeldes in einer Lichtbogenkammer ist in der USA.-Patentschrift 2 566 895 angegeben. Wie in dieser Patentschrift beschrieben ist. wird eine Spule mit einer Hauptfunkenstrecke in Reihe geschaltet, so daß die Spule bei einem Überschlag der Funkenstrecke erregt und in der Lichtbogenkammer sowie der Funkenstrecke ein Magnetfeld erzeugt wird, um den Lichtbogen von der Funkenstrecke in die Kammer zu drücken. Dabei ist es allgemein üblich, der Spule entweder eine Funkenstrecke oder einen Widerstand parallel zu schalten, um die Spannung an der Spule zu begrenzen und diese somit vor Durchschlagen und Beschädigungen der Isolation zu schützen.

Obwohl derartige bekannte Überspannungsableiter bis zu einem gewissen Grade sicher arb-iten, so ist es doch wünschenswert, ihre Betriebseigenschaften weiter zu verbessern und ihre Abmessungen zu verkleinern, so daß auf den verbesserten Betriebseigenschaften basierende, genauere Betriebsparameter zuverlässiger geplant und wirtschaftlichere Ableiter gebaut werden können.

Ein schwerwiegendes Problem, das bei den bekannten Überspannungsableiter!! von Natur aus besteht, die zur Beschleunigung der Lichtbogenverschiebung in eine Lichtbogenkammer eine elektromagnetische Spule der oben beschriebenen Art verwenden, resultiert auf der Tatsache, daß die entsprechenden Lichtbogenspannungen an den verschiedenen in Reihe liegenden Lichtbogen, die in dem Überspannungsableiter gebildet werden, dazu neigen, in einem relativ weiten Bereich zu schwanken. Der größte "I eil dieser Spannungsunterschiede zwischen den entsprechenden Lichtbogen ist den Änderungen des effektiven, den Lichtbogen verschiebenden Magnetflusses zuzuschreiben, der in den verschiedenen Lichtbogenkammern vorhanden ist. Eine zweite, bei einigen derzeitigen Lichtbogenkammern bestehende Schwierigkeit besteht darin, daß die in die Kammern gezogenen Lichtbogen die Wirkung haben, die in der Kammer angeordnete Funkenstrecke zu ionisieren, so daß die Tendenz besteht, daß diese Funkenstrecke einen zweiten Lichtbogen rückzündet, nachdem der erste Lichtbogen gelöscht worden ist. Derartige Rückzündungen sind selbstverständlich unerwünscht, da sie die Zeit verlängern, die zur Unterbrechung des über den Lichtbogen fließenden Starkstromes erforderlich ist.

Obwohl der Widerstand eines Lichtbogens durch eine Verlängerung des Lichtbogens erhöht werden kann, um einen größeren Spannungsabfall über dem Lichtbogen /ti erzeugen und somit den nachfolgenden Starkstrom zu begrenzen, wie es vorstehend bereits beschrieben wurde, so ist es doch gewöhnlich wünschenswert, die räumliche Größe eines Gehäuses für einen Überspannungsableiter möglichst klein zu halten. Ein Scnritt in dieser Richtung ist zwar dadurch getan worden, daß in der Nähe der Außenwandung einer Lichtbogenkammer ein gewundener den Lichtbogen verlängernder Kanal gebildet wurde. Dadurch kann ab,L^- höchstens die Oberfläche am Außenrand der Lichtbogenkammer vergrößert werden, ohne daß dadurch der freie Raum für den Lichtbogen vergrößert werden könnte.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb im wesentlichen darin, eine Funkenstreckenanordnung mit möglichst geringen Abmessungen zu schaffen, bei der die erzeugten Magnetlinien im wesentlichen senkrecht auf den in den Lichtbogenkammern gebildeten Lichtbogen stehen. Ferner soll die Ionisation der Funkenstrecken und die Wahrscheinlichkeit einei Rückzündung der Lichtbögen verringert werden.

Diese Aufgabe wird bei einer Funkenstreckenanordnung der eingangs genannten Art erfindungsgemaß dadurch gelöst, daß ein Lichtbogenkanal in der Lichtbogenkammer gegenüber der Ebene der Scheiben derart gekrümmt ist, daß von den Elektroden zu einem Teil des Lichtbogenkanals in der Nähe der Kammerwand keine gerade durch den freien Kanal-

is räum verlaufende Linie ziehbar ist.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung weist der Lichtbogenkanal t .en ersten, im wesentlichen in einer Ebene angeordnet ;n Teil auf, und der zweite Teil ist in mindestens einer anderen Ebene angeordnet, die die Ebene des ersten Te-les in einem vorbestimmten Winkel schneidet. Dieser Winkel ist vorzugsweise kleiner als 90'.

Damit die Flußlinien des Magnetfeldes soweit wie möglich praktisch senkrecht zum Lichtbogenkanal verlaufen, ist gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung der zweiten Teil des Lichtbogenkanals in mehreren Ebenen angeordnet, oder der gesamte Lichtbogenkanal ist gegenüber der Ebene der Scheiben bogenförmig gestaltet.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der gesamte Lichtbogenkanal bzw. der größte Teil davon in einer solchen Ebene liegt, die auf den von der stromdurchflossenen Spule erzeugten magnetischen Fiußlir.ien senkrecht steht. Auf diese Weise ist die Kraftkomponente des Magnetfeldes auf den Lichtbogen am größten, so daß die Geschwindigkeit der Verschiebung des Lichtbogens in Richtung auf die Wand der Lichtbogenkammer maximal ist. Ferner wird durch die erfindungsgemäße Funkenstreckenanordnjng eine neue Dimension für die Verlängerung des Lichtbogens geschaffen, denn der gebildete Lichtbogen wird nicht nur in horizontaler Richtung, wie es bei den bekannten Anordnungen der Fall ist, sondern gleichzeitig auch in vertikaler Richtung verlängert.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß die unerwünschte Rückzündung eines Lichtbogens wesentlich eingeschränkt wird. Bekanntlich wird beim Bestehen eines Lichtbogens dessen Umgebung stark erhitzt. So erwärmt sicn auch die Wand der Lichtbogenkammer, die, wenn der Lichtbogen einmal gelöscht ist, ihre Wärme wieder in Richtung auf die von den Elektroden gebildete Funkenstrecke abstrahlt und somit in dieser günstigen Ionisierungsbedingungen schafft. Bei der erfindungsgemäßen Funkenstreckenanordnung dagegen sind die Wände der Lichtbogenkammer in bezug auf die Elektroden so angeordnet, daß sie ihre Wärme nicht direkt auf die Funkenstrecke abstrahlen können.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das im folgenden näher beschrieben wird.

Fig. 1 ist eine teilweise im Querschnitt dargestellte Seitenansicht eines Überspannungsableitcrs mit dem \ erbesserten Lichtbogenkammeraufbau gemäß der Erfindung;

F i g. 2 ist eine zum Teil in zwei Ebenen dargestellte Ansicht von oben auf die Funkenstrecke und

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den zugehörigen Lichtbogenkammeraufbau des in nungsstoß auftritt. Ein derartiger Hochspannungs-

F i g. 1 gezeigten Überspannungsabieiters. Die gestri- stoß bewirkt, daß die entsprechenden Funkenstrek-

chelt gezeichnete Fläche verläuft entlang der Ebene ken (nicht gezeigt) in der Funkcnstreckenanord-

2-2 in Fig. 1; nung9 durchschlagen, so daß ein Strom durch das

F i g. 3 ist eine Seitenansicht des in F i g. 2 gezeig- 5 Ventilelement 10 hindurch zu dem unteren Pol 13

ten Aufbaues; und somit nach Erde fließen kann. Nachdem die

F i g. 4 ist eine perspektivische, auseinandergezo- Stoßspannung abgeleitet worden ist, wird der dann

gene Ansicht und zeigt die Einzelteile einer der durch den Ableiter 1 fließende Starkistrom durch das

Hauptfunkenstrecken und der Lichtbogenkammern, Zusammenwirken der Funkenstreckenanordnung 9

des in Fig. 1 gezeigten Überspannungsabieiters; 10 und des Ventilwiderstandselementes 10 unterbro-

Fig.5 ist eine perspektivische, auseinandergezo- chen. Die strukturellen Einzelheiten und die Wirgene Darstellung und zeigt die Einzelteile der Spu- kungsweise der Funkenstreckenanordnung 9 und seilen-Funkenstrecke und der zugehörigen Lichtbogen- ner zugehörigen Lichtbogenkammern werden im folkammer des in F i g. 1 gezeigten Überspannungs- genden noch näher beschrieben,
ableiters; »5 In den F i g. 2 und 3 der Zeichnungen ist eine be-

F i g. 6 ist die Ansicht eines Querschnittes durch vorzugte Ausführungsform der Funkenstreckenandie Ebene 6-6 in F i g. 2 und zeigt eine vergrößerte Ordnung 9 dargestellt, um deren Funktionsteile zu erDarstellung einer der Hauptfunkenstrecken und sei- läutern. Die Funkenstreckenanordnung 9 umfaßt ein ner zugehörigen Lichtbogenkammer in einer ausein- aus zahlreichen porösen Scheiben A, B, C, D, E andergezogenen Stellung; ao und F gebildetes Gehäuse, die jeweils mit verriegeln-

F i g. 7 ist eine perspektivische Teilansicht und den Brücken und passenden Zähnen versehen sind, zeigt einen Teil einer Hauptlichtbogenkammer und um die Scheiben in ihre richtige Betriebsstellung zu läßt die detaillierten Aufbaumerkmale einer der bringen. Auf den oberen und unteren Enden der AnElektroden der Hauptfunkenstrecke erkennen, die in Ordnung 9 ist ein Paar metallischer Pole 16 und 17 dem in F i g. 1 gezeigten Überspannungsableiter ver- 25 angeordnet. Der Pol 16 ist auf irgendeine geeignete wendet werden. Weise, wie z.B. durch Löten an einem aus einem

In den verschiedenen Figuren sind ähnliche Teile Stück bestehenden Verbindungsstück 18 auf einer

mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. In F i g. 1 Funkenstreckenelektrode 19 befestigt. Die andere

ist ein Überspannungsableiter 1 gezeigt mit einem Hälfte der Funkenstrecke wird durch eine zweite

kreisförmigen isolierten Gehäuse 2, das aus Porzellan 30 Elektrode 20 gebildet, die wiederum elektrisch durch

oder einem anderen angemessen stabilen Material ein aus einem Stück bestehendes Verbindungsstück

gebildet sein kann. Der Ableiter 1 ist als an einen 21 mit einer anderen Funkenstreckenelektrode in

Netzleiter 3 angeschlossen gezeigt, der über einen einer Lichtbogenkammer verbunden ist, die zwischen

zweiten Leiter 4 mit einem metallischen Pol 5 in Ver- den porösen Gehäuseteilen B und C angeordnet ist.

bindung steht, der auf irgendeine geeignete Weise mit 35 Eine zweite Elektrode, die die nicht sichtbare Fun-

dem Oberteil des Gehäuses 2 des Überspannungs- kenstrecke zwischen den Gehäusescheiben B und C

ableiters fest abgeschlossen ist. Beispielsweise kann bildet, ist elektrisch und mechanisch durch den Spu-

ein abdichtendes Kunstharz 6 verwendet werden, um lenleiter 22' mit einem Ende der Spule 22 verbunden

den Pol 5 mit dem Gehäuse 2 dicht abzuschließen. und außerdem durch das integrale Verbindungsstück

Der Endpol 5 weist einen elektrisch damit verbünde- 40 23 mit der aus F i g. 5 ersichtlichen Elektrode 24 dei

nen Metalleiter 7 auf, der in den Innenraum des Ge- Spulen-Funkenstrecke. Somit wird eine Parallelschal·

häuses 2 hineinragt, wo sich sein unteres Ende nach tung gebildet, indem die durch die Elektrode 24 unc

außen ausweitet, um an einer Druckfeder 8 anzugrei- eine zweite Elektrode 25 gebildete Spulen-Fun Ken-

fen. Diese dient dazu, die Betriebsteile des Überspan- strecke parallel zu der elektromagnetischen Spule 22

nungsableiters in eine elektrisch leitende Verbindung 45 gelegt ist. Das entgegengesetzte Ende der Spule 22

federnd vorzuspannen. Die Betriebsteile des Über- (nicht gezeigt) und das Verbindungsstüc¹: 26 auf dei

spannungsableiter 1 enthalten eine Funkenstrecken- Elektrode 25 der Spulen-Funkenstrecke sind beid<

anordnung9, die in elektrisch leitender Lage mit elektrisch und mechanisch mit einer weiteren lick

einem Ventilelement 10 eines nichtlinearen Wider- trode einer Funkenstrecke des Hauptkreises verbun

Standes stapeiförmig geschichtet sind. Die elastische 50 den, die in einer Lichtbogenkammer angeordnet ist

Feder8 drückt diese Teile in einen elektrischen Kon- welche durch die porösen Gehäuseteile D und E be

takt miteinander und mit einem metallischen Kon- grenzt werden. Diese Hauptfunkenstrecke wiedcrun

taktteil oder einer Platteil, die mit dem Unterteil ist in der Weise, wie es oben an Hand der durcl

des Gehäuses 2 durch eine Unterlegscheibe aus harz- die Elektroden 19 und 20 eebildeten Funkenstrcck(

haltigem Material 12 fest abgeschlossen ist. Diese ist 55 und die zwischen den Gehäuseteilen B und Γ an

um den Umfang der Kontaktplatte 11 und das Ge- geordneten Funkenstrecke beschrieben ist mit einci

häuse2 herum angeordnet. Die Platte 11 wiederum abschließenden Funkenstrecke in Reihe geschaltet

bildet einen elektrischen Kontakt mit dem unteren die durch Elektroden gebildet wird welche zwischei

Pol 13 des Abieiters, der mit einem Kontakt 14 ver- den Gehäuseteilen £ und F in der Lichtbogenkam

sehen ist, um die elektrische Verbindung des Ablei- 60 mer angeordnet sind Die äußerste Elektrode de

*ersl in einen Schutzkreis, wie z.B. einem Kontakt Funkenstrecke zwischen den Gehäuseteilen £ und/

mit einem Leiter 15, zu erleichtern, der den Reihen- ist mit einem einteiligen Verbindungsstück verbun

kreis von der geschützten Leitung 3 über den Ablei- den, das an einen metallischen Pol 17 gelötet ist. Da

terl gegen Erde vervollständigt. . durch ist zwischen den zwei metallischen Polen K

Die Funkcnstrcckcnanordnung 9 und das einen e₅ und 17 auf den oberen und unteren Enden der Fun

nichtlinearen Widerstand bildende Ventilelement 10 kenstreckenanordnung 9 ein vollständiger elektri

des Ableiters 1 arbeiten im allgemeinen auf übliche scher Reihenkreis gebildet, wenn diesen Polen eil

"Weise, wenn auf dem Netzleiter 3 ein Hochspan- Hochspannungsstoß aufgedrückt wird der einei

Durchschlag der dazwischenliegenden Funkenstrecken

herbeiführt. ,. , r- ι „

Selbstverständlich können zusätzliche Funkenstrecken zu den in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung hinzugefugt werden, um eine Funkenstreckenanordnung jurjinen Überspannungsableiter zu
Nennspannung als die zu
gehörenden Spannung bc^:

ren ist jedoch auf dem " ,. ■ · . f»,

ableiter allgemein bekannt. Darüber hinaus is es fur den Durchschnittsfachmann «-«tan««·«*, daß um die Spule herum ein ele'

im allgemeinen kre-,.ν, _e— -

tion aufgebaut wird, wenn die Spule 22 mi elektrischen Stromdurchgang «Jaüv niedriger Freauenz erreat wird. Wenn dem Ableiter 1 eine Stoß-Innung abgedrückt wird, schneiden diese magneU-schen Flußlinien die entsprechenden rrochennten verschiedenen Funkenstrecken g?^".¹-¹™^ -« r>i„ PinRiinien haben weiterhin die Wirkung, die

gen. Die Flußlinien haben weiterhin die Lichtbögen elektrodynamisch von den ken nach außen in ihre dazugehörige: kammern zu drücken. Dieses Verfahr« GeWe? der überspannungsableiter allgemein be-

^kaDa^Ljede der 4 Hauptfunkenstrecken und ihre züge-

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'"ρit TA'* »useinandergezoge,,= Darstellung dcrSi.bo|enin,_er »nd der «f,s.reck«na„-

rhi «bildet daß gemäß einer bevorzugten Ausfuhn_g£m der Erffndung eine Mischung aus Alum,-niuLxid-Granulaten und einem g^J^^ mittel umfaßt. Diese Gehäuseteile werden in einem vorgefertigten Gesenk geformt und da™ mer War

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decken. Einer der angestrebten Vortede^dietoxh die Lichtbogenkammer:27££%£%£&& neigt ist, um den den Lieh bogen^ S ^ ^^ ml mit seinem ebenen Te 1 27_ w _{mten win}.

den geneigten Teil 27 unter emem kel geschnitten wird. Hegt dann, d^J^etfdie rer Teil des gesamten Kanals in einer Ebene hegt, die auf einem wesentlichen Teil ihres Verlaufes senkrecht zu den magnetischen Flußlinien verläuft, die in der Lichtbogenkammer 27 durch den die Spule 22 durchfließenden Strom erzeugt werden.
Zu Darstellungszwecken sind in den F i g. 3 und 6 die magnetischen Flußlinien, die bei Stromfluß durch die Spule 22 erzeugt werden, schematisch durch die gestrichelten Linien 28 dargestellt. Es ist verständlich, daß die Feldliniendichte der Magnetfelder, die ίο durch diese Linien 28 wiedergegeben werden, von einem hohen Konzentrationsgrad in der Öffnung der Spule 22 bis zu einem weniger konzentrierten Feld auf der Außenseite der Spule 22 variiert. Weiterhin bewirkt die kreisförmige Ausbildung der Spule 22, daß sich die Flußlinien 28 von einer nahezu vertikalen Ebene oder einem zu der Längsachse der Anordnung 9 parallelen Pfad in der Nähe der Mitte der Spulenöffnung bis zu einer praktisch horizontalen Ebene auf den Umfang der Anordnung 9 ändern, ao Wenn sich der Lichtbogen durch diese Flußlinien hindurch entlang der Elektroden 19 und 20 bewegt, wird selbstverständlich durch das Magnetfeld eine Antriebskraft auf den Lichtbogen ausgeübt. Wenn sich demzufolge der Lichtbogen auf eine Bahn vera5 schieben kann, die die Flußlinien 28 in einem rechten Winkel schneidet, so wird er dies auch tun, weil dies der Weg des geringsien Wiilci Standes ist. Wenn andererseits ein Lichtbogen einer derartigen Bahn nicht folgen kann, sondern in einer Ebene eingeschlossen ist, die beispielsweise senkrecht zur Längsachse der Anordnung 9 verläuft, so ist die Kraftkomponente von dem Magnetfeld, die als Antrieb des Lichtbogens in Richtung auf den Umfang der Kammer 27 wirkt, stark vermindert. Mit einer derartigen Bauform wird demgemäß der Lichtbogen mit einer relativ langsamen Geschwindigkeit und mit einer relativ geringen Erhöhung der Bogenspannung in Richtung auf den Umfang der Kammer 27 verschoben. Es ist ersichtlich, daß bei einer erfindungsgemäßen Ausbildung des den Lichtbogen verlängernden Kanals 27, der also am äußersten Umfangsteil 27" in einem vorbestimmten Winkel geneigt ist, so daß er die durch diesen Teil der Kammer hindurchtretenden Flußlinien praktisch unter einem Winkel von 90° schneidet, in der Kammer 27 übei ihren gesamten Verschiebungsweg eine maximale Antriebskraft auf den sich verschiebenden Lichtbogen erhalten wird. Deshalb wird der Lichtbogen mit maximaler Geschwindigkeit auf den Umfang der Kammer 27 ge-5» trieben, wo er eine maximale Bogenspannung entwickelt. Da sich die Flußlinien 28 bei ihrem Durchtritt durch die Lichtbogenkammer 27 von ihrem Mittelpunkt zu ihrem Umfang von einer nahezu vertikalen Ebene in eine horizontale Ebene scharf umbie-55 gen, könnte offensichtlich eine maximale elektrodvnamische Gesamtkraft an einen Lichtbogen angelegt werden, der in der durch die Elektroden 19 und gebildeten Funkenstrecke gebildet wird, während sich der Lichtbogen in Richtung auf den gekrümm-6o ten, den Bogen verlängernden Umfang der Lichtbogenkammer 28 bewegt, falls zwischen dem seitlichen Endpunkt der Lichtbogenkammer 27 und der Funkenstrecke ein leicht gekrümmter, den Bogen verlängernder Kanal gebildet wäre. Eine derartige opti-€5 male Ausbildung der Lichtbogenkammer liegt ohne Zweifel in der Absicht und innerhalb der Lehren dieser Erfindung, ebenso wie andere strukturelle inner-Schutzbereiches dieser Erfindung liegende

ίο

Veränderungen. In der hier gezeigten bevorzugten In der vorstehenden Beschreibung sind die crfin-Ausführungsform d<*r Erfindung ist"jedoch die Ver- dungsgemäßen Merkmale bezüglich der gesteigerten wendung eines geneigten Lichtbogenkanals 27' und Lichtbogcnverschicbung und Lichtbogenverlänge-27" gewählt worden, der eine einzige winklige Unter- rung verständlich gemacht. Diese Erfindung umfaßt brechung aufweist. Diese vereinfachte Ausführungs- 5 jedoch auch weitere einzigartige und erwähnenswerte form der Erfindung ist vorzuziehen, da sie einen ver- Merkmale, die bereits in der älteren, eingangs gelängerten Lichtbogen in dem Lichtbogenkammerka- nannten Patentanmeldung beschrieben worden sind.
nal 27' und 27" in einer Ebene aufrechterhält, die Aus F i g. 4 ist ersichtlich, daß die Elektroden 19 über einen größeren Teil der Kanallänge im wesentli- und 20 auf entsprechende Weise auf Vorsprüngen 32 chen senkrecht zu den magnetischen Flußlinien 28 io und 33 angeordnet sind. Diese Vorsprünge 32 und verläuft. Somit wird ein angemessen hoher Betriebs- 33 sind in einem Stück mit dem Gehäuseteil B auf wirkungsgrad erzielt, während gleichzeitig eine ver- dessen Oberfläche ausgebildet und dienen einer genünftigte Typisierung der verschiedenen Bauteile der nauen Anordnung der Elektroden 19 und 20. so daß Funkenstreckenanordnung 9 erlaubt ist. Darüber hin- durch die Elektroden eine Funkenstrecke vorbeaus ist es zwar für den Durchschnittsfachmann ver- 15 stimmter Abmessungen gebildet wird, ohne daß geständlich, daß für den den Lichtbogen verlängernden messen werden muß und die Pole 19 und 20 dann Kanal, der durch die Lichtbogenkammer begrenzt durch ein weiteres übliches Verfahren, wie z.B. wird, welche zwischen den inneren Gehäuseteilen B durch Kleben oder Nieten, in ihrer Lage festgehalten und C sowie D und E gebildet ist, zur Erzielung einer werden müssen. Zur Erleichterung der Herstellung maximalen elektrodynamischen Antriebswirkung 20 und Anordnung der Funkenstreckenanordnung 9 eine ein wenig unterschiedlich gekrümmte oder gebo- macht es die Verwendung der Vorsprünge 32 und 33 gene Winkelausbildung erforderlich sein würde, ge- weiterhin möglich, standardisierte Elektrodenanordgenüber derjenigen, die zur Bildung des Teiles 27" nungcn zu verwenden, die in großen Stückzahlen und der äußeren Kammern zwischen den Platten A und B folglich billig hergestellt werden können,
sowie E und F verwendet ist; denn die magnetischen 25 Eine derartige typisierte Elektrodenanordnung ist Flußlinien 28 schneiden diese Lichtbogenkammern in ihren Einzelheiten in F i g. 7 dargestellt. Es sei in einem Winkel, der einem rechten Winkel besser darauf hingewiesen, daß diese typisierten Einheiten angenähert ist, als der Winkel, in dem sie die äuße- in alien Hauptfunkenstrecken der Funkenstreckenanren Lichtbogenkammern schneiden. Es ist jedoch Ordnung 9 verwendet sind. Nur die zwischen den vorzuziehen, die gleichen standardisierten Abmes- 30 Elektroden 24 und 25 gebildeten Spulen-Funkensungen auch für diese inneren Lichtbogenkammern strecken und eine Hälfte der Funkenstreckenelektrozu verwenden. Es sei jedoch nochmals erwähnt, daß den in den unmittelbar angrenzenden Lichtbogenandere Kammerausbildungen, die die elektrodynami- kammern sind aus unterschiedlich geformten Eleksche, den Bogen verschiebende Kraft des Magnetfei- troden gebildet. Zu Darstellungszwecken kann die in des auf einen zwischen den Funkenstrecken in diesen 35 F i g. 7 gezeigte standardisierte Elektrode als Elek-Kammern gebildeten Lichtbogen erhöhen, in den trode 20 betrachtet werden, die zwischen den Gehäu-Schutzumfang der Erfindung fallen. seteilen A und B angeordnet ist und durch ein aus Bezüglich der Erreichung des angestrebten Zieles, einem Stück bestehenden Verbindungsglied 21 mit die elektrodynamische Antriebskraft des durch die einer zweiten integralen Elektrode 34 verbunden ist. Spule 22 aufgebauten Magnetfeldes zu erhöhen, sei 40 die in der Lichtbogenkammer zwischen den Gehäuferner darauf hingewiesen, daß die gekrümmte oder seteilen B und C angeordnet ist. wie es in der bevorwinklige Ausbildung der geneigten Lichtbogenkam- zugten Ausführungsform gemäß der Erfindung in mer 27 gemäß der Erfindung noch zu einem weiteren F i g. 3 gezeigt ist.

wünschenswerten Ergebnis führt. Aus F i g. 6 ist Schließlich sei erwähnt, daß ein wichtiger betriebnämlich ersichtlich, daß ein Lichtbogen, wenn er von 45 ücher Vorteil des Funkenstreckengebildes gemäß der den Elektroden 19 und 20 nach außen in Richtung Erfindung daraus resultiert, daß der Lichtbogen aus auf den Umfang 27" der Lichtbogenkammer ge- der Sichtlinie der Funkenstreckenelektroden, d.h. streckt wird, in dem geneigten Teil 27" der Lichtbo- der Elektroden 19 und 20, verdeckt ist, wenn der genkammer 27 sowohl in horizontaler als auch in Lichtbogen bis in den gekrümmten, geneigten Teil vertikaler Richtung verlängert wird; somit wird in- 5° 27" der Lichtbogenkammer 27 gedehnt ist. Wenn nerhalb einer bestimmten begrenzten Durchmesser- deshalb der Lichtbogen verlängert und durch die größe eines Gehäuseteiles, z.B. der GehäuseteileA Kühlung auf der Umfangswandung der Kammer 27 und B. eine zusätzliche Verlängerungsdimension ge- gelöscht ist, wird die Strahlungsmenge von der Wanschaffen. Diese zusätzliche, den Lichtbogen verlän- dung, die durch den Lichtbogen bis in die Nähe der gernde Wirkung wird dadurch verstärkt, daß die aus 55 Glühtemperatur erhitzt worden ist und zur lonisie-F i g. 2 ersichtlichen Zähne 29, 30, 31 usw. dazu die- rung der Funkenstrecke für eine Rückzündung neigt, nen. einen verlängerten Lichtbogen in eine gedrehte, auf die Strahlung begrenzt, die durch den Teil der gekrümmte Bahn um den Umfangsteil 27" der Licht- Zähne 29, 30, 31 usw. gebildet wird, welche bis zum bogenkammer 27 herumzudrücken, so daß di° Verti- innersten Rand des geneigten Teiles 27" ragen. Demkalkomponente der Lichtbogenverformung durch je- 60 zufolge ist die Wahrscheinlichkeit für eine unerden Zahn verdoppelt ist. wünschte Bogenrückzündung wesentlich vermindert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Funkenstreckenanordnung mit wenigstens einer aus zwei Scheiben gebildeten Lichtbogenkammer, einem Paar getrennter Elektroden nach Art einer Hörnerfunkenstrecke und einer Vorrichtung zum Aufbau eines Magnetfeldes zum Verschieben eines zwischen den Elektroden gebildeten Lichtbogens auf eine Kammerwand hin, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lichtbogenkanal in der Lichtbogenkammer (27) gegenüber der Ebene der Scheiben (A, B) derart gekrümmt ist, daß von den Elektroden (19, 20) zu einem zweiten Teil (27") des Lichtbogenkanak in der Nähe der Kammerwand keine gerade durch den freien Kanalraum verlaufende Linie ziehbar ist.

2. Funkenstreckenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtbogenkanal einen ersten im wese ltlichen in einer Etiene angeordneten Teil (27') ai fweist, und der zweite Teil (27") in mindestens einer anderen Ebene angeordnet ist, die die Ebene des ersten Teiles (27') in einem vorbestimmten Winkel schneidet.

3. Funkenstreckenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichn·.., daß der vorbestimmte Winkel kleiner al* 90^c ist.

4. Funkenstreckenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Teil (27") des Lichtbogenkanals in einer oder mehreren Ebenen angeordnet ist, die jeweils praktisch senkrecht zu den Flußlinien (28) des Magnetfeldes verlaufen.

5. Funkenstreckenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtbogenkanal gegenüber der Ebene der Scheiben (A₁B) bogenförmig gestaltet ist, derart, daß auf seiner praktisch gesamten Ausdehnung die magnetischen Flußlinien senkrecht zum Lichtbogetikanal verlaufen.

6. Funkenstreckenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (A,B) aus porösem Isoliermaterial hergestellt sind und zusammenpassende Zähne (29. 30,31) und Vorsprünge (32,33) aufweisen, auf di«, aus einem Stück bestehende Elektroden (20, 21, 34) aufgepaßt sind.