DE10066231B4 - Pressure proof encapsulated spark gap arrangement for leading off damaging disturbance variables due to overvoltages, has two opposing electrodes - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine druckfest gekapselte Funkenstreckenanordnung zum Ableiten von schädlichen Störgrößen durch Überspannungen, umfassend mindestens zwei in einem leitfähigen oder mit einer leitfähigen Beschichtung versehenen Gehäuse befindlichen, im wesentlichen gegenüberliegenden Hauptelektroden, zwischen denen ein Entladungsraum gebildet ist, und wobei die Hauptelektroden zum Gehäuse isoliert sind, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a flameproof encapsulated spark gap arrangement for deriving harmful Disturbances due to overvoltages, comprising at least two in a conductive or with a conductive Coated housing located, substantially opposite main electrodes, between which a discharge space is formed, and wherein the main electrodes to the housing are isolated, according to the preamble of Patent claim 1.
Gekapselte, nichtausblasende Blitzstrom-Ableiter mit Gleitfunkstrecken sind seit Jahren Stand der Technik und werden z.B. unter den geschützten Handelsbezeichnungen DEHNbloc oder DEHNgap von der Firma DEHN + SÖHNE GmbH + Co.KG vertrieben. Blitzstrom-Ableiter auf Funkenstreckenbasis zum Einsatz in Niederspannungs-Versorgungssystemen besitzen demnach eine Elektrodenkonfiguration, die sich innerhalb eines druckfesten isolierten Gehäuses befindet. Das druckfeste Gehäuse selbst wird aus einem Metallmantel gebildet. Durch unterschiedliche Gestaltung der Elektrodenanordnungen sind verschiedene Ansprechspannungswerte realisierbar. Der übliche dynamische Ansprechspannungwert von bekannten Funkenstrecken-Ableitern liegt bei etwa 4 kV. Dabei gilt, daß die Ansprechspannung bei Lösungen nach dem Stand der Technik über den Abstand der Elektroden vorgegeben ist oder eingestellt werden kann.encapsulated, Non-discharging lightning current arresters with gliding radio links are For years, state of the art and are e.g. under the protected trade names DEHNbloc or DEHNgap sold by DEHN + SÖHNE GmbH + Co.KG. Spark arrester lightning arrester for use in low voltage power supply systems therefore have an electrode configuration that is within a flameproof insulated housing located. The flameproof enclosure itself is formed from a metal shell. By different Design of the electrode arrangements are different Ansprechspannungswerte realizable. The usual dynamic response voltage value of known spark gap arresters is included about 4 kV. It is true that the response voltage in solutions according to the prior art the distance of the electrodes is specified or adjusted can.
Bei Anwendungsfällen insbesondere zum Schutz elektronischer Geräte im Bereich der Informationstechnologie und der Datenverarbeitung sind jedoch niedrige Ansprechspannungswerte im Bereich von ca. 1,5 kV wünschenswert. Die hierfür erforderlichen kleinen oder geringen Abstände lassen sich jedoch ohne zusätzliche Maßnahmen und/oder technologischen Aufwand nicht ohne weiteres realisieren.at applications in particular for the protection of electronic equipment in the field of information technology and data processing, however, are low pickup voltage levels in the range of about 1.5 kV desirable. The one for this required small or small distances can be without additional activities and / or technological effort not readily realize.
Bei sogenannten ausblasenden, d.h. ungekapselten Ableitern besteht eine Möglichkeit, die Ansprechspannung durch das Vorsehen einer zusätzlichen Triggerelektrode zu verringern. Diese Triggerelektrode bewirkt in Verbindung mit einer elektrischen Triggereinrichtung, die einen Triggertransformator aufweist, das Zünden einer Teilfunkenstrecke mit unmittelbar danach eingeleiteter Zündung der Hauptfunkenstrecke.at so called blowing out, i. Unencapsulated arresters is one Possibility, the response voltage by providing an additional To reduce trigger electrode. This trigger electrode causes in Connection with an electrical trigger device, the one Triggertransformator, the ignition of a partial spark gap with immediately initiated ignition of the main spark gap.
Die
Ausbildung einer Funkenstrecke mit Triggerelektrode nebst zugehöriger Triggereinrichtung sei
unter Hinweis auf
Das Ansprechen der Teilfunkenstrecke F1 wird also durch das Zünden des Gasableiters eingeleitet. Die Ansprechspannung gasgefüllter Überspannungsableiter ist über einen recht weiten Bereich variierbar und bis zu Spannungen unter 1 kV unproblematisch. Die quasi externe Hilfszündung wird über den Impulstransformator TR auf einen solchen Spannungswert erhöht, daß die vorerwähnte Funkenstrecke F1 sicher zünden kann.The response of the partial spark gap F 1 is thus initiated by the ignition of the gas discharge tube. The response voltage of gas-filled surge arresters can be varied over a fairly wide range and unproblematic up to voltages below 1 kV. The quasi-external auxiliary ignition is increased via the pulse transformer TR to such a voltage value that the aforementioned spark gap F 1 can safely ignite.
Es
wird also mit einer bekannten Anordnung nach
Würde man diese vorgeschlagene Verfahrensweise auf druckfest gekapselte Funkenstrecken übertragen, besteht das konstruktive Problem darin, eine hochspannungsführende Triggerelektrode druckdicht durch die Kapselung zu führen und elektrisch zu kontaktieren.Would you transmit this proposed procedure to flameproof spark gaps, the constructive problem is that a high-voltage trigger electrode pressure-tight through the encapsulation and to contact electrically.
Dies ist jedoch nur mit erheblichen fertigungsseitigen Aufwendungen und daher mit höheren Kosten verbunden umsetzbar.This However, only with considerable production-side expenses and therefore with higher costs connected feasible.
Aus
der
Aus
der
Bei
der
Hinsichtlich
der Ausführungsform
einer asymmetrischen Anordnung einer Triggerelektrode sei noch auf
die
Bei
der gattungsbildenden
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine druckfest gekapselte Funkenstreckenanordnung, umfassend mindestens zwei in einem leitfähigen oder mit einer leitfähigen Beschichtung versehenen Gehäuse befindliche, im wesentlichen gegenüberliegende Elektroden, zwischen denen ein Entladungsraum gebildet ist, anzugeben, welche eine niedrige Ansprechspannung im Bereich ≤ 2 kV ermöglicht, ohne daß die Notwendigkeit besteht, eine druckdichte Durchführung einer an sich bekannten Triggerelektrode auszuführen.It is therefore an object of the invention, a flameproof encapsulated spark gap assembly comprising at least two in a conductive or with a conductive Coated housing located, substantially opposite electrodes between which a discharge space is formed to indicate which has a low response voltage in the range ≤ 2 kV allows, without that the There is a need, a pressure-tight implementation of a known per se Trigger electrode perform.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Gegenstand gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The solution The object of the invention is achieved with an article according to the features of Patent claim 1.
Demgemäß besteht der Grundgedanke der Erfindung darin, das metallische Gehäuse bzw. den metallischen Mantel der druckfesten Kapselung der Funkenstreckenanordnung mittelbar als Triggerelektrode zu verwenden, so daß eine Triggerung und damit eine reduzierende Ansprechspannung ohne weitere aufwendige Maßnahmen erreicht werden kann.Accordingly, there is the basic idea of the invention is the metallic housing or the metallic shell of the flameproof enclosure of the spark gap arrangement to use indirectly as a trigger electrode, so that a triggering and thus a reducing response voltage without further consuming activities can be achieved.
Es wird demnach über das leitfähige Gehäuse möglich, eine Triggerspannung zur Bildung einer Teilfunkenstrecke im Entladungsraum anzulegen, wobei über die Teilfunkenstrecke, die sich im Inneren des Gehäuses aufbaut, die eigentliche Hauptfunkenstrecke zwischen den Elektroden mit geringerer Energie zündbar ist.It is therefore over the conductive one casing possible, a trigger voltage for forming a partial spark gap in the discharge space to create, over the partial spark gap that builds up inside the case, the actual main spark gap between the electrodes with less Energy ignitable is.
Eine rotationssymmetrische Ausbildung der Funkenstreckenanordnung bezogen auf die Mittellängsachse sowie eine spiegelsymmetrische Gestalt senkrecht zur Mittellängsachse, geschnitten im Bereich des Durchbruchs, führt zu konstruktiven Vereinfachungen und stellt stabile elektrische Parameter sicher.A rotationally symmetrical design of the spark gap arrangement related on the central longitudinal axis and a mirror-symmetrical shape perpendicular to the central longitudinal axis, cut in the area of the breakthrough leads to constructive simplifications and ensures stable electrical parameters.
Bei der Erfindung wird davon ausgegangen, daß im Bereich eingegrenzt von den sich gegenüberliegenden Elektrodenflächen und der Gehäuseinnenseite mit Ausnahme eines Abschnitts für den Entladungsraum ein gasabgebender Isolierstoff befindlich ist. Im Isolierstoff eingebettet oder eingebracht befindet sich mindestens eine Triggerelektrode, die mit dem leitfähigen Gehäuse in Verbindung steht, d.h. elektrisch kontaktiert ist. Ist nun in diesem Fall die Triggerelektrode asymmetrisch im Raum zwischen den Elektroden befindlich, wird über den dichten Abstand zwischen einer der Elektroden und der Triggerelektrode die Teilfunkenstrecke gebildet, wobei nach Zünden dieser die eigentliche Hauptfunkenstrecke zwischen den Hauptelektroden zur Zündung kommt.at The invention is based on the fact that in the area bounded by the opposite ones electrode surfaces and the inside of the housing with the exception of a section for the discharge space is a gas-emitting insulating material is located. Embedded or incorporated in the insulating material is at least a trigger electrode in communication with the conductive housing, i. electrical is contacted. If in this case the trigger electrode is asymmetrical located in the space between the electrodes, is over the dense distance between one of the electrodes and the trigger electrode formed the partial spark gap, after igniting this the actual Main spark gap between the main electrodes comes to the ignition.
Alles in allem gelingt es mit der vorgestellten Funkenstreckenanordnung, über die Nutzung einer druckfesten leitfähigen, in der Regel metallischen Kapselung eine interne Triggerelektrode zu schaffen, mit deren Hilfe niedrige Ansprechspannungswerte auch z.B. für den speziellen Schutz von elektronischen Geräten der Datenverarbeitung oder der Informationstechnologie gewährleistet werden kann, ohne daß minimale Abstände zwischen den Hauptelektroden eingehalten müssen, die bei dynamischen Ansprechspannungswerten von 4 kV bereits im Bereich von 0,3 bis 0,5 mm liegen.Everything in all it succeeds with the presented spark gap arrangement, over the Use of a pressure-resistant conductive, usually metallic encapsulation an internal trigger electrode to create, with the help of low Ansprechspannungswerte too e.g. For the special protection of electronic devices of data processing or of information technology can be without minimal distances between the main electrodes, the dynamic response voltage values from 4 kV already in the range of 0.3 to 0.5 mm.
Durch die Gestaltung der inneren Triggerelektrodenelemente läßt sich der Lichtbogen grundsätzlich in mehrere Teile trennen oder aufspalten, so daß die Löscheigenschaften der Anordnung verbessert werden können.By the design of the inner trigger electrode elements can be the arc basically split or split into several parts, so that the deletion characteristics of the arrangement can be improved.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.The Invention will be described below with reference to an embodiment and below With the help of figures closer explained become.
Hierbei zeigen:in this connection demonstrate:
Bei
den im Ausführungsbeispiel
vorgestellten Funkenstreckenanordnungen handelt es sich um solche,
welche im wesentlichen gegegenüber
liegende Hauptelektroden
Bei
der Funkenstreckenanordnung nach
Bedingt
durch die unsymmetrische Anordnung der eingebetteten leitfähigen Triggerelektrode
In dem Fall, wenn für die Triggerelektroden ein leitfähiger Kunststoff zur Anwendung kommt, kann der spezifische Widerstand des Kunststoffmaterials einen ansonsten erforderlichen Vorwiderstand RV, wie beim bekannten Stand der Technik erforderlich, ersetzen, so daß die Gefahr eines Stromflusses oder Teilstromflusses über die externe Beschaltung reduziert ist. Der vorhandene spezifische oder Bahnwiderstand des Kunststoffs verhindert also, daß ein unerwünschter Folgestromanteil durch einen externen, mit der Triggerelektrode respektive dem Außengehäuse in Verbindung stehenden Impulstransformator fließt.In the case when a conductive plastic is used for the trigger electrodes, the resistivity of the plastic material may replace an otherwise required series resistor R V , as required in the prior art, so that the risk of current flow or partial flow through the external circuitry is reduced. The existing specific or sheet resistance of the plastic thus prevents that an undesirable sequence of secondary particles flows through an external, connected to the trigger electrode and the outer housing pulse transformer.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1, 21, 2
- Hauptelektrodenmain electrodes
- 33
- leitfähiges Gehäuseconductive housing
- 44
- Isoliermaterialinsulating material
- 1717
- Entladungsraumdischarge space
- 1818
- gasabgebendes Isolierstoffmaterialgas-emitting insulating material
- 1919
- eingebettete leitfähige Triggerelektrodeembedded conductive trigger electrode
- F1F1
- TeilfunkenstreckeComponent discharger
- F2F2
- HauptfunkenstreckeMain spark gap
- RVRV
- Vorwiderstanddropping resistor
- TRTR
- Impulstransformatorpulse transformer
- GDTGDT
- Gasableitergas arrester
Claims (1)
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