火花隙的製作方法

2023-05-24 14:57:11 1

專利名稱：火花隙的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種火花隙，特別是一種最好具有多個串聯的部分火花隙的N-PE火花隙，特別是，這些部分火花隙除了在過電壓事故情況下第一個要動作的火花隙外，都通過一個電容連接，其中，特別是第二個和任意下一個火花隙都通過該電容連接到一個共同的參考電位，特別是地電位上。
背景技術：
例如DE 197 42 302 A1和DE 197 55 082 A1公開了這類火花隙。從一份較早的專利申請(DE 101 14 592.6)中也可得知一種能夠傳導閃電電流的火花隙，在這種火花隙中，除了在閃電電流事故情況下第一個要動作的火花隙外，所有的部分火花隙都通過阻抗尤其是電容連接，所以這些部分火花隙是依次連接的。通過該阻抗或尤其是該電容可進行多級火花隙的控制。
現有技術提出的這些解決方案存在如下的缺點。
在多級火花隙的情況下，動作電壓不可能設定得任意小。其原因是一個多級火花隙的單個部分火花隙的依次點火和該多級火花隙的部分火花隙向下限定的擊穿距離，這是由於製造公差造成的。
動作電壓與要施加的電壓的電壓陡度(也叫衝擊特性曲線)的相關性是由於多級火花隙的部分火花隙的放電延遲引起的。這種效應導致了多級火花隙的動作電壓隨要施加的電壓的電壓陡度的增加而增加。

發明內容
本發明的目的在於，從這種現有技術出發，提出一種明顯改善了動作參數特性的按上述類型的火花隙。
為了實現這個目的，建議由一個單獨的火花隙或由多個串聯的部分火花隙組成的多級火花隙並聯一個旁路，該旁路由一個串聯的輔助火花隙和至少一個可變電阻組成，其中該輔助火花隙的動作電壓小於該火花隙或所有部分火花隙的動作電壓。
在這種情況下，可以規定該輔助間隙具有平緩變化的衝擊特性曲線。
在這種情況下，可以規定該旁路的多個可變電阻進行並聯。
特別是，最好規定該旁路的多個可變電阻是串聯的。
藉助於這些串聯的可變電阻，有利於減小這些可變電阻的有效電容，有利於改善在施加交流電壓尤其是在交流試驗電壓時的電壓分配。
特別是，這些可變電阻也可具有不同的電容。
此外，特別有利的是，主火花隙由充有空氣火花隙組成，而輔助火花隙則用一個充有氣體的尤其是充有惰性氣體的火花隙組成。
從而可附加地達到這樣的目的該輔助火花隙比主火花隙反應得快。
根據本發明，由一個輔助火花隙和一個或多個串聯的可變電阻之一組成的一個旁路是與多級火花隙並聯的，以便減小該多級火花隙的動作電壓與要加的電壓的陡度的相關性。在這裡作為輔助火花隙可用這樣的火花隙，即其動作電壓小於多級火花隙的一個部分火花隙的動作電壓，並具有平緩變化的衝擊特性曲線。現有技術提出的多級火花隙例如在1.73千伏時，是在這樣一個時刻點火的，在這個時刻內，所加電壓的瞬時值與衝擊特性曲線一致。為了降低這個動作電壓，火花隙大致是通過擊穿距離界定的，因為擊穿距離是由製造公差限定的。通過本發明的旁路並聯可改善動作參數特性，其中動作電壓明顯低於1.5千伏。在輔助火花隙點火後，旁路電路的電壓由串聯的可變電阻的特徵曲線來確定。旁路電路的一個優點在於，輔助火花隙直到點火電壓都是絕緣的，而且旁路電路沒有洩漏電流。此外，該輔助火花隙可與多個可變電阻進行串聯，而且在這些可變電阻中沒有洩漏電流流通。通過這種串聯的輔助火花隙可以使用這樣的可變電阻，即其特性曲線和保護電平可最佳地匹配該多級火花隙的衝擊特性曲線。而在沒有該輔助火花隙使用一個可變電阻並聯於該多級火花隙的情況下，由於熱的原因和由於穩定性的原因，該可變電阻的特性曲線則必須與在多級火花隙上施加的交流電壓匹配。本發明方案的另一個優點是，在上述多級火花隙用要施加的交流試驗電壓進行定型試驗時可用旁路。在定型試驗時，交流試驗電壓選擇高於多級火花隙的工作電壓。但通過串聯的輔助火花隙可在正確選擇該輔助火花隙時，避免在該交流試驗電壓時點火。其中，最好不用一個單獨的可變電阻，而是用兩個或多個可變電阻進行串聯，這樣，在該輔助火花隙和這些可變電阻上就可這樣進行電容電壓分配，即在該輔助間隙上出現的電壓要比只用一個可變電阻時小。通過使用不同特性曲線的多個可變電阻的串聯和並聯或串並聯組合，幾乎可實現該多級火花隙的衝擊特性曲線的任意匹配。根據現有技術的一個多級火花隙與本發明的一個多級火花隙進行的試驗比較，可得出如下的論斷。
只用一個多級火花隙的常規電路在1.861伏時動作，而在試驗振蕩器的相同設定情況下，帶旁路的多級火花隙的相應的操作波放電電壓則明顯較低，即只有1.460伏。從電流波形圖中可以看出，該輔助火花隙提前與確定該系統上的連續的電壓波形的這些可變電阻建立連接。在該多級火花隙的兩個部分火花隙點火後，電流便流經這些火花隙，它們具有大得多的電能消耗能力並可傳導真的大閃電電流。由可變電阻的寄生電容和電感引起的旁路支路的電流特性曲線的波動對該火花隙作為閃電電流放電器用的基本功能沒有作用。
在較小的衝擊電流時，通過這些可變電阻實現電流脈衝的完全的電能消耗(在雷擊時產生的閃電電流部分)。所以旁路支路中的這些可變電阻必須吸收滿負荷，而不降低或產生不允許的高溫。通過合適的可變電阻的適當的串聯和/或並聯完全可以避免過載。本發明的一個實施例示意地表示在附圖中並在下面詳細說明。


附圖表示本發明的一個火花隙的簡單形狀。
具體實施例方式
這裡的多級火花隙由三個石墨電級1組成，它們的端側用電極板2覆蓋。在3處設置了一個相位連接，而在4處則設置了一個參考電位最好是地電位的接點。在用石墨製成的電極板1之間設置有聚四氟乙烯環5作為絕緣元件。這是一個充有空氣的火花隙。在這個實施例中，上述部分火花隙除了在過電壓事故情況下第一個要動作的火花隙外，都通過一個電容6連接，且第二個火花隙通過電容6連接到共同的參考電位4上。
根據本發明，由部分火花隙組成的多級火花隙並聯了一個旁路7，該旁路由一個串聯的輔助火花隙8和兩個可變電阻9組成。這裡的輔助火花隙8是一個充有氣體的火花隙，它比充有空氣的火花隙動作得快。此外，輔助火花隙8的動作電壓明顯低於部分火花隙的動作電壓。放電是隙8串聯在可變電阻9前面。這些可變電阻9可具有不同的電容。這種布置明顯地改善了整個火花隙的動作參數特性，其結果是，達到了動作電壓低於1.5千伏。
本發明不受上述實施例的限制，而是在公開的範圍內可有多種多樣的變化形式。
全部新的、在本說明書和/或附圖中公開的單個和組合特徵都視為本發明的重要組成部分。
權利要求
1.火花隙，尤其是最好具有多個串聯的部分火花隙的N-PE火花隙，特別是，除了在過電壓事故情況下第一個要動作的火花隙外，這些部分火花隙都通過一個電容(6)連接，其中特別是第二個和任意下一個火花隙通過該電容(6)連接到一個共同的參考電位(4)，特別是地電位上，其特徵在於，該由一個單個的火花隙或由多個串聯的部分火花隙組成的多級火花隙並聯了一個旁路(7)，該旁路由一個串聯的輔助電火花隙(8)和至少一個可變電阻(9)組成，該輔助間隙的動作電壓低於火花隙或部分火花隙的動作電壓。
2.按權利要求1的火花隙，其特徵在於，該輔助火花隙具有平緩變化的衝擊特性曲線。
3.按權利要求1或2的火花隙，其特徵在於，旁路(7)的多個可變電阻(9)是並聯的。
4.按權利要求1或2的火花隙，其特徵在於，旁路(7)的多個可變電阻(9)是串聯的。
5.按權利要求4的火花隙，其特徵在於，用串聯的可變電阻(9)減小了可變電阻(9)的有效電容並改善了在要加交流電壓尤其是試驗交流電壓時的電壓分配。
6.按權利要求4或5的火花隙，其特徵在於，這些可變電阻(9)具有不同的電容。
7.按權利要求1至6中任一項的火花隙，其特徵在於，主火花隙由充有空氣的火花隙組成，而輔助火花隙(8)則由一個充有氣體的尤其是充有惰性氣體的火花隙組成。
全文摘要
本發明涉及一種最好具有多個串聯的部分火花隙的火花隙，特別是，除了在過電壓事故情況下第一個要動作的火花隙外，這些部分火花隙都通過一個電容(6)連接，其中特別是第二個和任意下一個火花隙通過該電容(6)連接到一個共同的參考電位(4)，為了明顯改善這種火花隙的動作參數特性，建議由一個單獨的火花隙或由多個串聯的部分火花隙組成的多級火花隙並聯一個旁路(7)，該旁路由一個串聯的輔助間隙(8)和至少一個可變電阻(9)組成，該輔助火花隙的動作電壓低於火花隙或部分火花隙的動作電壓。
文檔編號H05B41/00GK1450696SQ0311059
公開日2003年10月22日 申請日期2003年4月11日 優先權日2002年4月11日
發明者J·特林克瓦爾德, J·梅佩林克 申請人:奧寶貝特曼股份有限兩合公司