DE2120214A1

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Info

Publication number: DE2120214A1
Application number: DE19712120214
Authority: DE
Original assignee: Sprecher und Schuh AG
Current assignee: Rockwell Automation Switzerland GmbH
Priority date: 1970-09-18
Filing date: 1971-04-24
Publication date: 1972-03-23
Also published as: ES394958A1; CH516878A; AT305420B; FR2107743A5

Description

PatentanwältePatent attorneys

Dipl.-Ing. Erämkow, Dr. MOller-Bori Dr. MmRz, Dr.-Oeufel, Dipl.-Ing. Finsicrwatd 7Stutt_eart50.Mark.,tr.3 Dld/HGMDipl.-Ing. Erämkow, Dr. MOller-Bori Dr. MmRz, Dr.-Oeufel, Dipl.-Ing. Finsicrwatd 7Stutt _e art50.Mark., Tr.3 Dld / HGM

Sprecher & Schuh AG Aarau (Schweiz) Spokesman & Schuh AG Aarau (Switzerland)

Funkenstrecke konstanter AnsprecnspanriungSpark gap of constant response voltage

Die Erfindung betrifft eine Funkenstrecke konstanter Ansprechspannung, mit zwei teller- oder napfförmigen Elektroden, die zusammen mit einem elektrisch isolierenden Distanzstück einen Hohlraum bilden, in welchem bei an den Elektroden anliegender Spannung Gas durch Vorentladungen ionisiert werden kann.The invention relates to a spark gap of constant response voltage, with two plate or cup-shaped electrodes, which, together with an electrically insulating spacer, form a cavity in which the electrode rests Voltage gas can be ionized by pre-discharges.

Funkenstrecken konstanter Ansprechspannung werden insbesondere in Ueberspannungsableitern für Hochspannungen benutzt bei denen eine Anzahl von Löschfunkenstrecken in Reihe geschaltet ist und spannungsabhängige Widerstände jeweils eine oder mehrere derselben überbrücken. Beim Löschen der hohen Folgeströme tritt an den Elektroden, vor allem magnetisch beblasener Löschfunkenstrecken Perlenbildung oder Abbrand auf, so dass die Ueberschlags-Spannungswerte der Löschfunkenstrecken Aenderungen unterliegen und die Ansprechspannung des Ueberspannungsableiters unerwünschte Schwankungen aufweist. Um eine möglichst hohe Ansprechgenauigkeit auf Ueberspannungen zu erzielen, wird einer Löschfunkenstrecke eine sogenannte Steuer- (Trigger- oder Präzisions-) Funkenstrecke parallel geschaltet, die die Aufgabe hat, bei Auftreten von Ueberspannung die Löschfunkenstrecke zu zünden. Die Steuer-Funkenstrekke wird durch die gezündete Löschfunkenstrecke kurzgeschlossen undSpark gaps with constant response voltage are used in particular in surge arresters for high voltages in which a number of quenching spark gaps are connected in series and voltage-dependent resistors each have one or more bridge the same. When extinguishing the high follow-up currents occurs on the electrodes, especially magnetically blown extinguishing spark gaps Bead formation or burn-off, so that the flashover voltage values of the extinguishing spark gaps are subject to changes and the response voltage of the surge arrester has undesirable fluctuations. To achieve the highest possible response accuracy To achieve overvoltages, a quenching spark gap becomes a so-called control (trigger or precision) spark gap connected in parallel, which has the task of igniting the quenching spark gap when an overvoltage occurs. The control spark gap is short-circuited by the ignited spark gap and

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damit gelöscht, wobei jedoch in der Steuer-Funkenstrecke nur ein Steuerstrom gelöscht werden muss, der wesentlich kleiner ist als der durch die Löschfunkenstrecke zu löschende Folgestrom. Wesentlich ist hierbei eine konstante Ansprechspannung der Steuer-Funkenstrecke, wobei diese, da die Ueberspannungen Stosspannungen mit einer Stirnzeit von >ly«sec bis ^OOO^&sec sind, auf der Stirn oder im Scheitel der Stosspannung und bei Frequenzen, die ungleich der Betriebsfrequenz sind, ansprechen müssen.thus deleted, but only a control current must be deleted in the control spark gap, which is much smaller than the follow current to be extinguished by the extinguishing spark gap. A constant response voltage of the control spark gap is essential here, where these, since the overvoltages are impulse voltages with a front time of> ly "sec to ^ OOO ^ & sec, on the forehead or at the peak of the surge voltage and at frequencies that are not equal to the operating frequency.

Bei einer Funkenstrecke wird eine konstante Ansprechspannung, abgesehen von den baulichen Massnahmen, wie Form und Isolierung der Elektroden, durch Vorionisation erreicht. Bekannte Funkenstrecken mit Vorionisation enthalten entweder ein Gas, z.B. atmosphärische Luft, das bei an den Elektroden anliegender Spannung durch Vorentladungen (Glimmen) ionisiert wird, oder eine Gasmischung mit einer radioaktiven Komponente, z.B. Tritium.In the case of a spark gap, a constant response voltage, apart from the structural measures such as shape and insulation of the electrodes, achieved by pre-ionization. Known spark gaps with pre-ionization either contain a gas, e.g. atmospheric Air that is ionized by pre-discharges (glowing) when a voltage is applied to the electrodes, or a gas mixture with a radioactive component, e.g. tritium.

Eine Funkenstrecke für radioaktive Gasmischung besteht beispielsweise aus zwei tellerförmigen Metall-Elektroden, die mit den Stirnseiten eines als Distanzstück dienenden Keramikrohres gasdicht verbunden sind. Der abgeschlossene Hohlraum ist mit einer Tritium haltigen Gasmischung aus Stickstoff und Wasserstoff gefüllt. Die Höhe des Keramikrohres ist im wesentlichen durch die jeweils erforderliche Länge des Kriechweges bestimmt. Eine solche Funkenstrecke weist demnach einen verhältnismässig geringen Durchmesser jedoch eine ziemlich grosse Bauhöhe auf. Wegen den notwendigen Sicherheitsmassnahmen beim Umgang mit radioaktiven Substanzen ist ihre Herstellung umständlich.A spark gap for a radioactive gas mixture consists, for example, of two plate-shaped metal electrodes that are connected to the end faces of a ceramic tube serving as a spacer are connected in a gas-tight manner. The closed cavity is with a Tritium-containing gas mixture of nitrogen and hydrogen filled. The height of the ceramic tube is essentially by the the required length of the creepage distance is determined in each case. Such a spark gap accordingly has a relatively small diameter however, it has a fairly large overall height. Because of the necessary safety measures when handling radioactive substances their production is cumbersome.

Eine durch Glimmen vorionisierte Funkenstrecke besitzt zwei Metall-Elektroden, z.B. in Form von Kreisscheiben, die durch eine ringförmige Distanzscheibe auf Abstand gehalten sind. Die Vorentladungen setzen an den Elektroden in Nähe oder direkt an den am isolierenden Distanzstück aufliegenden Kanten an. Damit es zx. Vor ent ladungen kommt, muss die Distanzscheibe verhältnismässigA spark gap pre-ionized by glowing has two metal electrodes, for example in the form of circular disks, which are kept at a distance by an annular spacer disk. The pre-discharges start at the electrodes close to or directly at the edges resting on the insulating spacer. So that it zx. Before discharges occur, the spacer must be proportionate

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dünn sein und aus einem Isolationsmaterial mit relativ hoher Dielektrizitätskonstante bestehen. Die Vorentladungen dürfen jedoch nur im Hohlraum der Funkenstrecke auftreten und nicht auch an der Aussenfläche und zudem muss der jeweils erforderliche Kriechweg berücksichtigt werden, üeblicherweise werden deshalb Distanzringe verwendet, deren Aussendurchmesser wesentlich grosser als der Elektrodendurchmesser ist, so dass sie weit über die Elektroden vorstehen, und ausserdem wird die ganze Anordnung aussen mit einem Isoliermaterial überzogen. Die Herstellung solcher Funkenstrecken ist einfach, bei niedriger Bauhöhe weisen sie jedoch im allgemeinen einen beträchtlichen Aussendurchmesser auf.be thin and made of an insulating material with a relatively high dielectric constant exist. However, the pre-discharges are allowed only occur in the cavity of the spark gap and not also on the outer surface, and the required creepage distance must also be provided must be taken into account, so spacer rings are usually used used, the outside diameter of which is much larger than the electrode diameter, so that they are far beyond the electrodes protrude, and also the whole arrangement is coated on the outside with an insulating material. The production of such spark gaps is simple, but with a low overall height they generally have a considerable outer diameter.

Bei einem Ueberspannungsableiter ist die Gesamtspannung auf eine Anzahl Löschfunkenstrecken aufgeteilt. Je höher die Ueberschlagspannung einer Löschfunkenstrecke ist, umso weniger Funkenstrecken werden in einem Ueberspannungsableiter für eine bestimmte Hochspannung benötigt. Aus wirtschaftlichen Gründen ist dies vor allem bei der Herstellung von Ueberspannungsableitern für höchste Spannungen zu berücksichtigen. Für eine Löschfunkenstrecke hoher UeberSchlagsspannung wird eine Steuer-Funkenstrecke entsprechend hoher Ansprechspannung benötigt. Die bekannten Steuer-Funkenstrekken sind im allgemeinen für eine Ansprechspannung von ungefähr 1 kV ausgelegt.In the case of a surge arrester, the total voltage is divided over a number of extinguishing spark gaps. The higher the flashover voltage a quenching spark gap, the fewer spark gaps there are in a surge arrester for a particular one High voltage needed. For economic reasons, this is particularly important in the manufacture of surge arresters for the highest Tensions to be considered. For an extinguishing spark gap of high surge voltage, a control spark gap is used accordingly high response voltage is required. The known control spark gaps are generally for a response voltage of approximately 1 kV rated.

Um eine Steuer-Funkenstrecke mit einer höheren Ansprechspannung, z.B. von 10 ... 30 kV, zu erhalten, könnten bekannte Funkenstrecken entsprechend vergrössert und/oder mehrere derselben, bzw. solche üblicher Bauart, in Reihe geschaltet werden. Eine Vergrösserung der Funkenstrecken ist jedoch ungünstig, da der notwendige lange Kriechweg an der Aussenfläche im Aussendurchmesser bzw. in der Höhe sehr grosse isolierende Distanzstücke erforderlich machen würde und zudem nur eine mangelhafte Vorionisation bei Vorentladungen erreicht würde. Eine aus mehreren hintereinander geschalteten Steuer-Funkenstrecken bestehende Anordnung wäre wegen der vielen Teile unwirtschaftlich und ausserdem könnten in bestimm-In order to obtain a control spark gap with a higher response voltage, e.g. of 10 ... 30 kV, known Spark gaps are enlarged accordingly and / or several of the same, or those of conventional design, are connected in series. One However, enlarging the spark gap is unfavorable because the necessary long creepage path on the outer surface is in the outer diameter or would require very large insulating spacers in height and, moreover, only inadequate pre-ionization in the case of pre-discharges would be achieved. An arrangement consisting of several control spark gaps connected in series would be due to of the many parts uneconomical and, in addition, could in certain

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ten Fällen Steuermittel erforderlich sein, um die Spannungsverteilung auf die einzelnen Funkenstrecken unabhängig von der Spannungs-Anstiegszeit zu machen, wobei zur Erzielung einer möglichst linearen Spannungsverteilung im allgemeinen ein verhältnismässig grosser Steuerstrom benötigt würde, der in jedem Falle erheblich grosser wäre als der für die Vorionisierung benötigte Glimmstrom.In most cases, control means may be required to distribute the voltage to make the individual spark gaps independent of the voltage rise time, with the aim of achieving the most linear possible Voltage distribution in general a relatively large control current would be required, which is considerable in any case would be greater than the glow current required for pre-ionization.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Funkenstrecke konstanter Ansprechspannung mit Vorionisation zu schaffen, die aus einfach herzustellenden und leicht montierbaren Einzelteilen besteht, bei Ansprechspannungen von 10 ... 30 kV verhältnismässig kleine Abmessungen aufweist und als Steuer-Funkenstrecke in Ueberspannungsableitern, insbesondere Hochspannungsableitern zum Zünden magnetisch beblasener Löschfunkenstrecken verwendet werden kann.The object of the invention is to create a spark gap of constant response voltage with pre-ionization, which from simple The individual parts that are easy to manufacture and assemble consist of relatively small dimensions with response voltages of 10 ... 30 kV and as a control spark gap in surge arresters, in particular high-voltage arresters for magnetic ignition blown extinguishing spark gaps can be used.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Distanzstück aus ringförmigen Isolierscheiben und mindestens einem Ring aus elektrisch leitendem Material besteht und jeder Ring aus elektrisch leitendem Material zwischen zwei der Isolierscheiben angeordnet ist.According to the invention, this object is achieved in that the spacer consists of annular insulating washers and at least one ring of electrically conductive material, and each Ring made of electrically conductive material is arranged between two of the insulating washers.

Durch die ringförmigen Isolierscheiben des Distanzstückes wird an der Aussenseite der Funkenstrecke ein für eine Ansprechspannung von 10 ... 30 kV ausreichend langer Kriechweg bei geringer Bauhöhe erhalten und im Hohlraum der Funkenstrecke ergeben sich an den, vorzugsweise scharfkantigen Uebergängen von leitendem Ring und Isolierscheibe bei an den Elektroden anliegender Hochspannung elektrische Feldstärken, die Vorentladungen bewirken und eine stets ausreichend starke Ionisation gewährleisten.The ring-shaped insulating washers of the spacer provide a response voltage on the outside of the spark gap A sufficiently long creepage path of 10 ... 30 kV is obtained with a low overall height and results in the cavity of the spark gap at the preferably sharp-edged transitions between the conductive ring and the insulating washer when the high voltage is applied to the electrodes electric field strengths that cause pre-discharges and a always ensure sufficiently strong ionization.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigen :In the following, exemplary embodiments of the invention are described in detail with reference to the drawing. Show it :

Fig. 1 im Schnitt eine Funkenstrecke, deren Distanzstück aus drei Isolierscheiben und zwei, zwischen diesen angeordneten leitenden Ringen besteht,Fig. 1 in section a spark gap, the spacer of three insulating washers and two arranged between them leading rings,

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Fig. 2 im Schnitt einen Teil des Distanzstückes einer Funkenstrecke, die an den Uebergängen von Isolierscheibe zum leitenden Ring eine Glimmspalte aufweist,Fig. 2 in section a part of the spacer of a spark gap, which has a glow gap at the transition from the insulating washer to the conductive ring,

Fig. 3 im Schnitt einen Teil eines DistanzStückes, bei dem die Isolierscheiben Vertiefungen zur Aufnahme der leitenden Ringe aufweisen, undFig. 3 shows in section a part of a spacer, in which the Isolating washers have recesses for receiving the conductive rings, and

Fig. 4 schematisch einen aus Löschfunkenstrecken und spannungsabhängigen Widerständen aufgebauten Ueberspannungsableiter mit einer Funkenstrecke nach der Erfindung zum Zünden einer der Löschfunkenstrecken.4 schematically shows one of the extinguishing spark gaps and voltage-dependent ones Surge arrester constructed with resistors with a spark gap according to the invention for ignition one of the extinguishing spark gaps.

Die in Fig. 1 gezeigte Funkenstrecke 1 besitzt zwei gleiche, vorzugsweise aus Kupfer- oder Messingblech geformte, kreisrunde Elektroden 6. Jede der Elektroden 6 weist einen halbkugelförmigen Mittelteil 7 auf, der zum Rand hin unter Bildung einer Hohlnut 8 in einen Aussenflansch'9 übergeht. Die beiden Elektroden 6 sind auf einem Distanzstück 2 angeordnet, durch dessen Höhe die Länge der zwischen den Scheitelpunkten der halbkugelförmigen Mittelteile 7 liegenden Ueberschlagstrecke bestimmt ist.The spark gap 1 shown in Fig. 1 has two identical, preferably formed from copper or brass sheet, circular Electrodes 6. Each of the electrodes 6 has a hemispherical central part 7, the edge to form a Hollow groove 8 merges into an outer flange 9. The two electrodes 6 are arranged on a spacer 2, the height of which determines the length of the between the vertices of the hemispherical central parts 7 lying rollover path is determined.

Das Distanzstück 2 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus drei ringförmigen Isolierscheiben 3 und zwei Ringen 4 aus elektrisch leitendem Material, insbesondere einem Metall. Die Isolierscheiben 3 sind kreisrunde flache Ringe, deren Mittelöffnung 12 einen Durchmesser hat, der dem mittleren Durchmesser der Hohlnut 8 entspricht und deren Aussendurchmesser wesentlich grosser als der Elektrodendurchmesser ist. Die Isolierscheiben 3 sind aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt, dessen Dielektrizitätskonstante grosser als 1 ist und welches bei den auftretenden Belastungen und Erwärmungen der Funkenstrecke formbeständig ist, damit keine Aenderungen in der Länge der Ueberschlagstrecke auftreten. Als Isolierscheiben-Material kann beispielsweise Keramik oder ein geeigneter Kunststoff, wie z.B. "Samicanit" oder "Micalex" gewählt werden. Vorzugsweise haben alle Isolierscheiben der Funkenstrecke gleiche Abmessungen.In the exemplary embodiment shown, the spacer 2 consists of three annular insulating washers 3 and two rings 4 made of electrically conductive material, in particular a metal. The insulating washers 3 are circular flat rings with a central opening 12 has a diameter which corresponds to the mean diameter of the hollow groove 8 and whose outer diameter is much larger than the electrode diameter. The insulating washers 3 are made of an electrically insulating material, the dielectric constant of which is greater than 1 and which is dimensionally stable with the loads and heating of the spark gap that occur so that no changes occur in the length of the rollover path. As an insulating washer material, for example Ceramic or a suitable plastic, such as "Samicanite" or "Micalex" can be selected. Preferably all of them have insulating washers the spark gap has the same dimensions.

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Die Ringe aus elektrisch leitendem Material, d.h. die Metallringe 4, sind zylindrische Rohrstücke mit rechteckigem Wandquerschnitt, wobei mindestens eine, vorzugsweise beide Innenkanten scharfkantig sind. Der Aussendurchmesser der Metallringe 4 entspricht ungefähr dem Elektrodendurchmesser und ihr Innendurchmesser ist ungefähr gleich dem Aussendurchmesser der Hohlnut 8. Im Distanzstück 2 folgt jeweils auf eine Isolierscheibe 3 ein Metallring 4 und die ganze Anordnung wird durch eine letste Isolierscheibe abgeschlossen. Isolierscheiben 3 und Metallringe 4 sind hierbei koaxial angeordnet, so dass das Distanzstück 2 aussen ziemlich weit vorstehende Isolierrippen 3a aufweist, die insgesamt die Länge des Kriechweges bestimmten, und der innere Raum 11 des DistanzStückes 2 von einer blanken Metallwand begrenzt ist, von der verhältnismässig kurze Isolierrippen 3b einwärts ragen. Der innere Raum 11 des Distanzstückes 2 wird durch die beiden Elektroden 6 abgeschlossen. Die einzelnen Teile werden, wie dargelegt, zusammengefügt und miteinander fest verbunden. Die Elektroden 6, Isolierscheiben 3 und Metallringe 4 können z.B. in einem Isoliergehäuse angeordnet und unter Federdruck zusammengehalten werden, sie können aber auch verklebt oder, bei Verwendung von zum Löten vorbereiteten Keramik-Isolierscheiben, miteinander verlötet werden.The rings made of electrically conductive material, i.e. the metal rings 4, are cylindrical pipe pieces with a rectangular wall cross-section, wherein at least one, preferably both inner edges are sharp-edged. The outside diameter of the metal rings 4 corresponds approximately to the electrode diameter and its inner diameter is approximately equal to the outer diameter of the hollow groove 8. In the spacer 2, an insulating washer 3 is followed by a metal ring 4 and the entire arrangement is made up of a last insulating washer closed. Insulating washers 3 and metal rings 4 are arranged coaxially, so that the spacer 2 is on the outside Has insulating ribs 3a protruding quite far, which overall determine the length of the creepage path, and the inner space 11 of the spacer 2 is bounded by a bare metal wall, from the relatively short insulating ribs 3b protrude inward. The inner space 11 of the spacer 2 is through the two Electrodes 6 completed. The individual parts are, as explained, put together and firmly connected to one another. The electrodes 6, insulating washers 3 and metal rings 4 can for example be arranged in an insulating housing and held together under spring pressure but they can also be glued or, when using ceramic insulating washers prepared for soldering, soldered to one another will.

Der Hohlraum 11 der Funkenstrecke 1 kann hermetisch dicht und mit einem Gas, z.B. Stickstoff, gefüllt sein, wobei durch denThe cavity 11 of the spark gap 1 can be hermetically sealed and filled with a gas, e.g. nitrogen, through which

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Gasdruck die Höhe der Überschlagspannung, d.h. die Ansprechspannung der Funkenstrecke fein eingestellt werden kann. Als Basfüllung kann aber auch atmosphärische Luft benutzt werden, wobei eine der Elektroden 6, wie Fig.l zeigt, eine Belüftungsöffnung 10 erhält. Gas pressure is the level of the flashover voltage, i.e. the response voltage the spark gap can be finely adjusted. However, atmospheric air can also be used as the base filling of the electrodes 6, as Fig.l shows, receives a ventilation opening 10.

Die Metallringe 4 dienen zur Erzielung einer bestimmten Potentialverteilung an der Wand des Hohlraumes 11 der Funkenstrekke, so dass in den, zwischen den Metallringen angeordneten verhältnismässig dünnen und kurzen Isolierrippen 3b eine möglichst grosse elektrische Feldstärke herrscht, um an den UebergangsstellenThe metal rings 4 are used to achieve a certain potential distribution on the wall of the cavity 11 of the spark gap, so that in the relatively thin and short insulating ribs 3b arranged between the metal rings one as large as possible electric field strength prevails to at the transition points

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vom blanken Metall zum Isolierstoff die ervrünschten Vorentladungen Gl, das Glimmen, entstehen zu lassen. Die Entstehung der Vorentladungen Gl wird durch die auf den Isolierscheiben 3 aufliegenden scharfen Innenkanten 5 der Metallringe 4 wesentlich erleichtert. Ein Glimmen an den Aussenkanten der Metallringe 4 kann durch Tauchen der Funkenstrecke in ein Isoliermittel, oder, wie Fig. 3 zeigt, durch Belegen der Aussenwand der Metallringe 4 mit einer Schicht 17 aus Isoliermaterial verhindert werden.from bare metal to insulating material, the desired pre-discharges Gl, the glow, arise. The formation of the pre-discharges Gl is caused by the ones resting on the insulating disks 3 sharp inner edges 5 of the metal rings 4 made much easier. A glow on the outer edges of the metal rings 4 can be caused by immersion the spark gap in an insulating means, or, as FIG. 3 shows, by covering the outer wall of the metal rings 4 with a Layer 17 of insulating material can be prevented.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführung der Funkenstrecke sind die Einzelteile besonders einfach und billig herzustellen. Funkenstrecken dieser Art arbeiten in vielen Fällen durchaus befriedigend.In the embodiment of the spark gap described above, the individual parts are particularly simple and inexpensive to manufacture. Spark gaps of this type work quite satisfactorily in many cases.

Ein stärkeres und definierteres Glimmen wird in einem Glimmspalt zwischen Metallring 4 und Isolierscheibe 3 erreicht.A stronger and more defined glow is achieved in a glow gap between the metal ring 4 and the insulating washer 3.

Fig. 2 zeigt im Schnitt zwei verschiedene Ausführungen solcher Glimmspalte 14. Im oberen Teil der Fig. 2 ist die Isolierscheibe 3 genau so ausgebildet, wie die Isolierscheiben der Fig.l. Die Metallringe 4 jedoch weisen an ihren, an den Isolierscheiben 3 aufliegenden Stirnseiten Ausnehmungen 14 auf, wobei die Tiefe der Ausnehmung 14 die Breite des Glimmspaltes 13 und der Durchmesser der Ausnehmung die Tiefe des Glimmspaltes bestimmt. Im unteren Teil der Fig. 2 sind die Metallringe 4 wie in Fig. 1 ausgebildet und die Isolierscheibe 3 trägt auf der dem Metallrihg 4 zugekehrten Seite eine entsprechende Ausnehmung 15. Ein Glimmspalt 14 kann natürlich auch durch eine Ausnehmung 13 im Metallring 4 und eine entsprechende Ausnehmung 15 in der Isolierscheibe gebildet werden. Bei einer Funkenstrecke können auch auf der Isolierscheibe 3 aufliegende scharfe Kanten 5 von Metallringen 4 und ein oder mehrere Glimmspalte 14 zur Anwendung gelangen.FIG. 2 shows, in section, two different designs of such glow gaps 14. In the upper part of FIG. 2 is the insulating washer 3 designed exactly as the insulating washers of Fig.l. The metal rings 4, however, point to their, to the insulating washers 3 resting end faces recesses 14, the depth of the recess 14 being the width of the glow gap 13 and the diameter the recess determines the depth of the glow gap. In the lower part of FIG. 2, the metal rings 4 are designed as in FIG. 1 and the insulating disk 3 has a corresponding recess 15 on the side facing the metal ring 4. A glow gap 14 can can of course also be formed by a recess 13 in the metal ring 4 and a corresponding recess 15 in the insulating washer. In the case of a spark gap, sharp edges 5 of metal rings 4 and one or more can also rest on the insulating washer 3 Glow column 14 come to use.

Bei der in Fig. 3 im Schnitt gezeigten Ausführung des Dir Stanzstückes 2 weisen die an den Metallringen 4 anliegenden Sei-In the embodiment of the punched piece 2 shown in section in FIG. 3, the side parts resting on the metal rings 4 have

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ten der Isoiierscheiben 3 zylindrische Vertiefmigen 16 auf, in die die Metallringe 4 eingesetzt sind. Auf diese Weise erhält man neben einer einfachen Zentrierung der einzelner Funkenstrecken-Teile auch einen Schutz gegen Glimmentladungen an der Aussenflaehe des Distanzstückes, da die Aussenkanten der Metallringe 4 im Isolationsmaterial der Isolierscheiben 3 eingebettet sind. Im unteren Teil der Fig. 3 ist eine Isolierscheibe 3 gezaigt, deren eine Seite sowohl eine zylindrische Vertiefung 16 zum Einsetzen des Metallringes 4 als auch eine Ausnehmung 15 zur Bildung eines Glimmspaltes 14 trägt. Der Metallring 4 ist bei dieser Ausführung ein einfaches Rohrstück, wie in Fig. 1 und nur die Isolierscheibe 3 wird gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Form entsprechend weiter bearbeitet. Der arbeitsmässige Aufwand für die Herstellung.von Glimmspslten 14 und zur Einbettung der AusseEkanten der.Metallringe 4 in Isolationsiaaterial ist -gering und tritt praktisch überhaupt nicht in Erscheinung, wens nicht die MetallrlBge 4 sondern die Isolierscheiben 3 entsprechend geformt werden, da diese durch Giessen von Kunstharzen oder Sintern von keramischen ?!assen mittels geeigneter Formen leicht hergestellt werden können.th of the insulating disks 3 have cylindrical recesses 16 into which the metal rings 4 are inserted. In this way, in addition to simple centering of the individual spark gap parts, protection against glow discharges is obtained on the outer surface of the spacer, since the outer edges of the metal rings 4 are embedded in the insulating material of the insulating washers 3. In the lower part of FIG. 3, an insulating washer 3 is serrated, one side of which has both a cylindrical recess 16 for inserting the metal ring 4 and a recess 15 for forming a glow gap 14. In this embodiment, the metal ring 4 is a simple piece of pipe, as in FIG. 1, and only the insulating washer 3 is processed further compared to the shape shown in FIG. 1. The labor required for the production of glow plugs 14 and for embedding the outer edges of the metal rings 4 in the insulation material is low and practically does not appear at all if it is not the metal sheets 4 but the insulating disks 3 that are formed accordingly, as these are formed by casting Synthetic resins or sintering of ceramic?! Aes can easily be produced by means of suitable molds.

Wie ersichtlich, besitzen Funkenstrecken der vorstehend beschriebenen Ausführung nur wenige Teile, die wegen ihrer besonders einfachen geometrischen Form ohne Schwierigkeiten und preislich günstig aus Blechen und Tafeln, bzw. als Formkörper in Massenfabrikation hergestellt werden können. Die Montage der Einzelteile ist arbeitsmässig nicht aufwendig und besondere Yorsichts- und Schutzmassnahmen sind hierbei nicht erforderlich. Mit einem Kunstharz vergossene Funkenstrecken sind besonders kompakt. Bei einer praktischen Ausführung für 19 kV Ansprechspannung wies die Funkenstrecke einen Aüssendurchmesser von 30 mm und eine Gesamthöhe von 15 mm auf. Die Ansprechspannung war infolge der intensiven Vorionisation bei Stosspannungs-Stirazeiten von weniger als 1/^sec bis mehr als 300y*eec konstant.As can be seen, the spark gaps of the embodiment described above have only a few parts that, because of their special simple geometric shape without difficulty and inexpensive from sheet metal and panels, or as a molded body in mass production can be produced. The assembly of the individual parts is labor-wise not laborious and special care and Protective measures are not required here. With a synthetic resin encapsulated spark gaps are particularly compact. At a practical design for 19 kV response voltage showed the spark gap an outer diameter of 30 mm and an overall height of 15 mm. The response voltage was due to the intensive pre-ionization for impulse voltage burst times of less than 1 / ^ sec to more than 300y * eec constant.

Fig. 4 zeigt scheaatisch den Aufbau eines Hochspannungsableiters 18 mit magnetisch beblasenen Löschfunkenstrecken und einerFig. 4 shows schematically the structure of a high voltage arrester 18 with magnetically blown extinguishing spark gaps and one

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der vorstehend beschriebener» Funkenstrecken als Steuerfunkenstrekke zum zünden einer- der Löschfunkenstrecken bei auftretender Ueberspannung. the above-described »spark gap as a control spark gap to ignite one of the extinguishing spark gaps in the event of overvoltage.

Ein Kochspannung führender Leiter 19 ist über eine aus Haupt-Funkenstrecken 2C und Ableitwiderständen 23 bestehenden Ableiterschaltung mit Erde E verbunden. Jede Haupt-Funkenstrecke 20 enthält zwei einzelne Löschfunkenstrecken oder zwei Sätze hintereinandergeschalteter Einzel-Löschfunkenstrecken, die in Fig. 4 mit 20a bezeichnet sind, und eine zwischen diesen beiden angeordnete Shunt-Funkenstrecke 20b» der eine Blasspule 21"parallel geschaltet ist. Jede der Haupt-Funkenstrecken ist durch einen spannungsabhängigen Steuerwiderstand 22 überbrückt. Einer oder mehrere der Haupt-Funkenstrecken 20 ist eine Steuer-Funkenstrecke 1 und ein zu dieser in Reihe geschaltetes, aus einem Widerstand R und einem parallel zu diesem geschalteten Kondensator C bestehendes R-C-Glied parallel geschaltet. Der Kondensator hat beispielsweise eine Kapazität von ungefähr 500 pF und das R-C-Glied 24 eine Zeitkonstante von ungefähr 1 msec. Die Ableitwiderstände 23 sind gegenüber den Steuerwiderständen 22 niederohmig, so dass die Spannung im wesentlichen auf die Steuerwiderstände 22 aufgeteilt ist. Beim Auftreten einer Ueberspannung zündet die Steuer-Funkenstrekke 1 zuerst und die Spannung an der ihr parallel geschalteten Haupt-Funkenstrecke bricht zusammen, so dass die gesamte Spannung nun an den übrigen Haupt-Funkenstrecken liegt und eine von ihnen, meist die mittlere zuerst und dann nacheinander alle anderen zünden. A conductor 19 carrying cooking voltage is over one from Main spark gaps 2C and discharge resistors 23 existing arrester circuit connected to earth E. Each main spark gap 20 contains two individual quenching spark gaps or two sets of one behind the other Individual extinguishing spark gaps shown in FIG. 4 are denoted by 20a, and a shunt spark gap 20b arranged between these two and connected in parallel with a blower coil 21 " is. Each of the main spark gaps is bridged by a voltage-dependent control resistor 22. One or more the main spark gap 20 is a control spark gap 1 and a series connected to this, made up of a resistor R and an existing R-C element connected in parallel to this capacitor C connected in parallel. The capacitor has, for example a capacitance of approximately 500 pF and the R-C gate 24 a time constant of approximately 1 msec. The discharge resistors 23 are opposite the control resistors 22 so that the voltage is essentially divided between the control resistors 22. When an overvoltage occurs, the control spark gap 1 ignites first and the voltage at the one connected in parallel with it The main spark gap collapses so that the entire voltage is now on the remaining main spark gaps and one of them, usually ignite the middle one first and then all others one after the other.

Der Lichtbogen an der Steuer-Funkenstrecke 1 löscht, wenn der Kondensator G aufgeladen ist und der Strom über den Widerstand R den zum Zünden der parallel geschalteten Haupt-Funkenstrecke notwendigen Spannungsabfall bewirkt und die Haupt-Funkenstrecke durchgezündet hat.The arc at the control spark gap 1 extinguishes when the capacitor G is charged and the current through the resistor R causes the voltage drop necessary to ignite the main spark gap connected in parallel and the main spark gap has ignited.

Unmittelbar nach dem Zünden einer Haupt-Funkenstrecke 20 ist der Strom durch die Blasspule 21 noch gering. Beim ErreichenImmediately after the ignition of a main spark gap 20, the current through the blowing coil 21 is still low. Upon reaching

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elnsr bestimmten Stromstärke wird isr Lichtbogen In der von der Blasspule 22 üa-erbrüekfeen Shunt-Fuiikeiistrecke 20b "ausgeblasen" und der Lichtbogen im lieberspsEnungs&bleiter wird gelöscht«,With a certain amperage, there is an arc in that of the Blow coil 22 üa-brüekfeen Shunt-Fuiikeiistrecke 20b "blown out" and the arc in the lieberspsEnungs & bleiter is extinguished «,

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Claims

1 C υ ^ 1 41 C υ ^ 1 4

atenta n Proverbs:

ι l _v spark gap of constant response, with swei plate or cup-shaped electrodes, which together with an electrically insulating spacer form a carbon space in which gas can be ionized by pre-discharge when voltage is applied to the electrodes, characterized in that the spacer ( 2) consists of ring-shaped insulating washers (3) and at least one ring (4) made of electrically conductive material - and each ring (4} made of electrically conductive material is arranged between two of the insulating washers (3),

2. Spark gap according to claim 1, characterized in that that the ring (4) made of electrically conductive material has at least one all-round, sharp edge (5) on the inside .

3. Spark gap after. Claim 2 _5, characterized in that the all-round sharp edge (5) located on the inside of the ring {4} made of electrically conductive material rests on the surface of the adjacent annular insulating washer (3).

4. Spark gap according to claims 1 or 2, characterized in that on the inside of the spacer (2) at least one between a ring (4) made of electrically conductive material and an adjacent annular insulating washer (3) formed glow gap {14) is provided.

5. spark gap according to claim 1, dadurchgekennz ei chnet, that the ring {4} made of electrically conductive material on his

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Outside at least in its edge areas with insulating material is covered.

6. The spark gap according to claim 5, characterized in that the annular insulating disc (3) on the, has a ring (4) facing from electrically conductive material side of ¹ ring circumferential shoulder (16a) is on the outside of the ring (4) at least the Insulate the edge area adjacent to the insulating washer (3).

7. spark gap according to claims 1 or 6, characterized in that the bare outside of a ring (4) electrically conductive material ax a layer (17) of insulating material is covered.

8. Spark gap according to Claims 1 to S _5, characterized in that the electrodes {6} are circular and have a circumferential hollow groove f8) on the edge, that the insulating washers (3) have circular flat plates with a central opening

(12), the diameter of the central opening {12) corresponds to the mean diameter of the hollow groove (8) of the electrode (6) and the outside diameter is much larger than the electrode diameter, and that the rings {4} are made of electrically conductive The material is cylindrical metal rings, the outside diameter of which corresponds to the electrode diameter and the inside diameter of which is larger than the diameter of the medium opening (12? Of the insulating washers (3) ".

9. spark gap according to claims 4 and S, thereby characterized in that the glow gap (14) by a recess

(13) in the face of a metallic ring (4) and / or a recess (15) in the side of the Sing {4} sugekehrten plate-shaped insulating washer f31 is formed.

10. Spark gap according to claims 6 and 8 _f, characterized in that the plate-shaped insulating washers (3) zy-

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209813/ϋ94Γ ■209813 / ϋ94Γ ■

2 120? 1 L

cylindrical recesses (16) for receiving the metallic rings (4) have.

11. Spark gap according to claims 8 to 10, characterized in that the central part (7) of each electrode (6) is hemispherical.

12. Use of the spark gap according to claim 1 for igniting a main extinguishing spark gap in a surge arrester, in which each main extinguishing spark gap a voltage-dependent control resistor is connected in parallel, thereby characterized in that at least one of the voltage-dependent control resistors (22) has a spark gap (1) with a constant response voltage and an R-C element (24) connected in series with this is connected in parallel.

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L e e rs e t reL e rs e t re