專利名稱：火花隙的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種火花隙，特別是一種最好具有多個串聯(lián)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(shù)：
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(dǎo)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(jìn)行多級火花隙的控制。
現(xiàn)有技術(shù)提出的這些解決方案存在如下的缺點(diǎn)。
在多級火花隙的情況下，動作電壓不可能設(shè)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(diǎn)火和該多級火花隙的部分火花隙向下限定的擊穿距離，這是由于制造公差造成的。
動作電壓與要施加的電壓的電壓陡度(也叫沖擊特性曲線)的相關(guān)性是由于多級火花隙的部分火花隙的放電延遲引起的。這種效應(yīng)導(dǎo)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，從這種現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，提出一種明顯改善了動作參數(shù)特性的按上述類型的火花隙。
為了實(shí)現(xiàn)這個目的，建議由一個單獨(dú)的火花隙或由多個串聯(lián)的部分火花隙組成的多級火花隙并聯(lián)一個旁路，該旁路由一個串聯(lián)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于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(guī)定該輔助間隙具有平緩變化的沖擊特性曲線。
在這種情況下，可以規(guī)定該旁路的多個可變電阻進(jìn)行并聯(lián)。
特別是，最好規(guī)定該旁路的多個可變電阻是串聯(lián)的。
借助于這些串聯(lián)的可變電阻，有利于減小這些可變電阻的有效電容，有利于改善在施加交流電壓尤其是在交流試驗(yàn)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(dá)到這樣的目的該輔助火花隙比主火花隙反應(yīng)得快。
根據(jù)本發(fā)明，由一個輔助火花隙和一個或多個串聯(lián)的可變電阻之一組成的一個旁路是與多級火花隙并聯(lián)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(guān)性。在這里作為輔助火花隙可用這樣的火花隙，即其動作電壓小于多級火花隙的一個部分火花隙的動作電壓，并具有平緩變化的沖擊特性曲線?，F(xiàn)有技術(shù)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(diǎn)火的，在這個時刻內(nèi)，所加電壓的瞬時值與沖擊特性曲線一致。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?yàn)閾舸┚嚯x是由制造公差限定的。通過本發(fā)明的旁路并聯(lián)可改善動作參數(shù)特性，其中動作電壓明顯低于1.5千伏。在輔助火花隙點(diǎn)火后，旁路電路的電壓由串聯(lián)的可變電阻的特征曲線來確定。旁路電路的一個優(yōu)點(diǎn)在于，輔助火花隙直到點(diǎn)火電壓都是絕緣的，而且旁路電路沒有泄漏電流。此外，該輔助火花隙可與多個可變電阻進(jìn)行串聯(lián)，而且在這些可變電阻中沒有泄漏電流流通。通過這種串聯(lián)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(hù)電平可最佳地匹配該多級火花隙的沖擊特性曲線。而在沒有該輔助火花隙使用一個可變電阻并聯(lián)于該多級火花隙的情況下，由于熱的原因和由于穩(wěn)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(fā)明方案的另一個優(yōu)點(diǎn)是，在上述多級火花隙用要施加的交流試驗(yàn)電壓進(jìn)行定型試驗(yàn)時可用旁路。在定型試驗(yàn)時，交流試驗(yàn)電壓選擇高于多級火花隙的工作電壓。但通過串聯(lián)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(yàn)電壓時點(diǎn)火。其中，最好不用一個單獨(dú)的可變電阻，而是用兩個或多個可變電阻進(jìn)行串聯(lián)，這樣，在該輔助火花隙和這些可變電阻上就可這樣進(jìn)行電容電壓分配，即在該輔助間隙上出現(xiàn)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(lián)和并聯(lián)或串并聯(lián)組合，幾乎可實(shí)現(xiàn)該多級火花隙的沖擊特性曲線的任意匹配。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一個多級火花隙與本發(fā)明的一個多級火花隙進(jìn)行的試驗(yàn)比較，可得出如下的論斷。
只用一個多級火花隙的常規(guī)電路在1.861伏時動作，而在試驗(yàn)振蕩器的相同設(shè)定情況下，帶旁路的多級火花隙的相應(yīng)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(tǒng)上的連續(xù)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(diǎn)火后，電流便流經(jīng)這些火花隙，它們具有大得多的電能消耗能力并可傳導(dǎo)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。
在較小的沖擊電流時，通過這些可變電阻實(shí)現(xiàn)電流脈沖的完全的電能消耗(在雷擊時產(chǎn)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(fù)荷，而不降低或產(chǎn)生不允許的高溫。通過合適的可變電阻的適當(dāng)?shù)拇?lián)和/或并聯(lián)完全可以避免過載。本發(fā)明的一個實(shí)施例示意地表示在附圖中并在下面詳細(xì)說明。


附圖表示本發(fā)明的一個火花隙的簡單形狀。
具體實(shí)施例方式
這里的多級火花隙由三個石墨電級1組成，它們的端側(cè)用電極板2覆蓋。在3處設(shè)置了一個相位連接，而在4處則設(shè)置了一個參考電位最好是地電位的接點(diǎn)。在用石墨制成的電極板1之間設(shè)置有聚四氟乙烯環(huán)5作為絕緣元件。這是一個充有空氣的火花隙。在這個實(shí)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(jù)本發(fā)明，由部分火花隙組成的多級火花隙并聯(lián)了一個旁路7，該旁路由一個串聯(lián)的輔助火花隙8和兩個可變電阻9組成。這里的輔助火花隙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的動作電壓明顯低于部分火花隙的動作電壓。放電是隙8串聯(lián)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(shù)特性，其結(jié)果是，達(dá)到了動作電壓低于1.5千伏。
本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，而是在公開的范圍內(nèi)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征都視為本發(fā)明的重要組成部分。
權(quán)利要求
1.火花隙，尤其是最好具有多個串聯(lián)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，其特征在于，該由一個單個的火花隙或由多個串聯(lián)的部分火花隙組成的多級火花隙并聯(lián)了一個旁路(7)，該旁路由一個串聯(lián)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于火花隙或部分火花隙的動作電壓。
2.按權(quán)利要求1的火花隙，其特征在于，該輔助火花隙具有平緩變化的沖擊特性曲線。
3.按權(quán)利要求1或2的火花隙，其特征在于，旁路(7)的多個可變電阻(9)是并聯(lián)的。
4.按權(quán)利要求1或2的火花隙，其特征在于，旁路(7)的多個可變電阻(9)是串聯(lián)的。
5.按權(quán)利要求4的火花隙，其特征在于，用串聯(lián)的可變電阻(9)減小了可變電阻(9)的有效電容并改善了在要加交流電壓尤其是試驗(yàn)交流電壓時的電壓分配。
6.按權(quán)利要求4或5的火花隙，其特征在于，這些可變電阻(9)具有不同的電容。
7.按權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)的火花隙，其特征在于，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(fā)明涉及一種最好具有多個串聯(lián)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(shù)特性，建議由一個單獨(dú)的火花隙或由多個串聯(lián)的部分火花隙組成的多級火花隙并聯(lián)一個旁路(7)，該旁路由一個串聯(lián)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于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(yōu)先權(quán)日2002年4月11日
發(fā)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