[发明专利]火花隙

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有电极装置的用于提供过压保护的火花隙，该电极装置具有彼此面对的电极。

背景技术

火花隙使用在电能传输和分配领域内，例如在串补装置中。这种串补设备一般用于在交流电压网中进行无功功率补偿并且落入所谓的柔性交流输电系统(FACTS)的概念中。为了进行串补，电容器组一般串接入交流电压导线，其中，保护的放电器组与电容器组并联地设置。火花隙用于保护电容器组和电器组。它可以与机械断路器相似地非常快点燃，以便可以避免在放电器和电容器组上的过压。

已知的火花隙具有至少一个由彼此对置的电极构成的电极装置，所述电极的间距设定为，使得火花隙在一定电压以下不被自己击穿，以便能够进行火花隙的主动点火。火花隙的点火导致在电极之间形成电弧。电弧形成之后闭合与火花隙并联布置的断路器并因此熄灭电弧。

适宜的是，火花隙具有较短的去电离时间，以便在熄灭电弧之后迅速地又达到其耐压强度。若已设定耐压强度，则又可以打开并联的断路器。然后，火花隙又做好了使用准备。

电弧首先在最小电极间距处产生。为实现短的去电离时间，需要电弧尽可能快速地离开最小间距处。此外已知，电弧可通过由流经电极装置和电弧的电流引起的磁场力驱动。同样已知，由电流流经的、移动的导体回路试图扩大，因为由电流产生的磁场在导体回路内部比外边更密。电流强度确定磁场强度并因此驱动电弧的磁力的数值。所述磁力的方向由电流路径确定。

在实践中，这种类型的电极装置安设在至少一个火花隙壳体中，以便保护电极不受有害的环境影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种开头所述类型的火花隙，其中，已形成的电弧尽可能快速地离开最小电极间距处并且在此放大。

该技术问题由此解决，电极至少部分地具有用于在电极中强制形成期望的电流路径的电流路径限定器件。

按本发明，电极的至少一部分本身具有用于限定或确定在电极中期望的电流路径的电流路径限定器件。本发明基于这个思想，与电弧非常近适宜地延伸的电流路径在电弧上施展一个比更远的电流路径大很多倍的力作用，这个更远的电流路径例如通过引线的结构设计提供并且由于要保持的耐压强度而不可以随意设置在电弧产生位置的附近。电极的间距选择得越大，电流在电引线中的影响就越小，因此，越需要具有尤其是从一定的电极间距起逐渐增大的电极间距的电流路径限定器件，以便沿期望的方向驱动并且在此放大电弧。因此，按本发明的火花隙的这种结构设计尤其适合高压。在此，也可行的是，火花隙具有多个彼此串联的电极装置。若流动经由所述电流路径的电流产生一个磁场，该磁场从自其产生位置驱动电弧，以便放大，则实现期望的电流路径。这种本身导引经由电弧的电流路径形成例如导体回路区段。

按本发明的一种适宜的结构设计，电流路径限定器件限定在电极内部的凹处。由于在电极内部的凹处，火花流被迫使环绕所述凹处流动。电流路径限定器件形成凹处的限定区段，在限定区段中形成电流路径。限定区段这样设计，使得期望的电流路径在紧邻电弧的周围环境中形成。那么，流动经由电流路径的电流产生一个从电弧产生处，也就是最小电极间距处驱出电弧的磁场，其中，结果电弧以较短的去电离时间增大。

适宜地，电流路径限定器件具有分别有导电性的电流路径限定销和/或电流路径限定板，该导电性不同于分别对应的纵向电极其余材料的导电性。通过电流路径限定销可以实现，在电极中的电流路径限定到一个确定的区域内或束缚在纵向电极的区域内，其中，按一种变型的所述区域本身是电流路径限定销，亦即，在该电流路径限定销具有比在其中延伸的电极材料更高的传导性时。与之不同的，电流路径限定销由一种比包围它的电极材料传导电流更差的绝缘材料制成。按这种结构方案，迫使电流围绕电流路径限定销流动并且在电极的其余区域内传输。电流路径限定板适宜地由一种具有比其中设有电流路径限定板的电极的其余材料传导性更小的材料组成。

在一种变型中，每个纵向电极都具有一个金属的电极基座以及由帽材料制成的电极帽，该帽材料具有比电极基座的基座材料更小的导电性。

适宜地，电极帽由石墨组成。

按本发明的一种优选的结构设计，电极帽设计成蘑菇帽形并且具有半球形的屏蔽区段以及与屏蔽区段连接的柄区段。在此，屏蔽区段和柄区段限定内部的空心腔，该空心腔也可以称作凹处。如上面已阐述那样，内部的空心腔或凹处强制电流在柄区段或屏蔽区段中传输，以便强制形成一个确定的适宜的电流路径。