Blitzstromtragfähige Funkenstrecke

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine blitzstromtragfähige Funkenstrecke mit mehreren in Reihe geschalteten Funkenstrecken, wobei die Funkenstrecke aus n-Teilfunkenstrecken besteht, deren Lichtbogenbrennspannung durch Reihenschaltung der Teilfunkenstrecken auf den n-fachen Wert der Lichtbogenbrennspannung einer Teilfunkenstrecke gebracht ist, wobei die Teilfunkenstrecken mit Ausnahme der im Blitzstromereignisfall ersten ansprechenden Funkenstrecke durch Impedanzen beschaltet sind, so dass sie sukzessive durchschalten, wobei die zweite und die weiteren Funkenstrecken über die Impedanzen direkt an ein gemeinsames Bezugspotential, insbesondere an die freie Elektrode der letzten Funkenstrecke als Bezugselektrode gelegt sind, wobei ferner die Impedanzen vorzugsweise durch Kapazitäten gebildet sind.

[0002] Aus der FR 2255724 A ist es bekannt, eine Überspannungsableiterbaueinheit mit mehreren Reihenschaltungen von Funkenstrecken, die zwischen zwei Potentialen angeordnet sind, dahingehend zu verbessern, dass die verbindungspunkte zweier benachbarter Reihenschaltungen jeweils über eine Steuerfunkenstrecke an eines der beiden Potentiale angeschlossen sind, wobei die Steuerfunkenstrecken jeweils von einem Gas umgeben sind, das deren Ansprechspannung vermindert, und wobei die gesamten Reihenschaltungen von einem Gas umgeben sind, das deren Ansprechspannung erhöht.

[0003] Hierdurch ist die Ansprechspannung der Steuerfunkenstrecken derart gestaffelt, dass man eine Folgezündung der einzelnen Reihenschaltungen durch den auftretenden Potentialsprung an der betreffenden Reihenschaltung erhält, sobald eine der Steuerfunkenstrecken gezündet hat, die diesen Stapel überbrückt.

[0004] Die oben genannten Blitzstromableiter mit Mehrfachfunkenstrecke haben sich in der Praxis bewährt, jedoch ergeben sich bei der Anwendung einige Nachteile.

[0005] Eine Funkenstrecke gemäß Oberbegriff der unakhängigen Ansprüche ist aus der DE 197 42 302 A1 sowie der DE 197 55 082 A1 bekannt.

[0006] Solche Blitzstromableiter mit Mehrfachfunkenstrecke haben sich in der Praxis bewährt, jedoch ergeben sich bei der Anwendung einige Nachteile.

[0007] Die Ansprechspannung kann nämlich bei Mehrfachfunkenstrecken nicht beliebig klein eingestellt werden. Der Grund hierfür ist das sukzessiver Durchzünden der einzelnen Teilfunkenstrecken der Mehrfachfunkenstrecke und die nach unten begrenzte Einstellung der Schlagweite der Teilfunkenstrecken der Mehrfachfunkenstrecke. Zudem ist die Abhängigkeit der Ansprechspannung von der Spannungssteilheit der anliegenden Spannung (auch als Stoßkennlinie bekannt) durch den Entladeverzug der Teilfunkenstrecken der Mehrfachfunkenstrecke bedingt.

[0008] Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Blitzstromleiter gattungsgemäßer Art derart zu verbessern, dass die Ansprechspannung reduziert wird.

[0009] Die Lösung ist in den Patentansprüchen angegeben.

[0010] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren 1 bis 13 gezeigt und nachstehend näher erläutert.

[0011] In Figur 1 ist eine Funkenstrecke gemäß Stand der Technik gezeigt.

[0012] Die in Figur 1 gezeigte Schaltung gemäß Stand der Technik weist eine Mehrfachfunkenstrecke mit einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Funkenstrecken FS1 bis FSN auf. Die Teilfunkenstrecken sind mit Ausnahme der im Blitzstromereignisfall ersten ansprechenden Funkenstrecke FS1 durch Impedanzen C2 bis CN beschaltet, so dass sie sukzessive durchschalten. Die zweite und die weiteren Funkenstrecken sind über die Impedanzen direkt an ein gemeinsames Bezugspotential B, beispielsweise an die freie Elektrode der letzten Funkenstrecke FSN als Bezugselektrode gelegt. Die Impedanzen C2 bis CN sind vorzugsweise durch Kapazitäten in Form von Kondensatoren gebildet. Parallel zu jeder Funkenstrecke ist noch eine Parallelkapazität CP1 bis CPN angegeben. Bei diesen Parallelkapazitäten handelt es sich um die Eigenkapazität jeder Funkenstrecke. Bei A ist der Anschluss der Funkenstrecke an einen Leiter eines Stromversorgungsnetzes oder dergleichen zu schützenden Leiter angegeben. Sofern eine solche Funkenstrecke zum Zwecke der Simulation des Ansprechverhaltens an einen Hybridgenerator angeschlossen wird, der üblicherweise zur Verifikation der Performance eines Blitzstromableiters verwendet wird, ergibt sich folgendes Bild. Der Hybridgenerator liefert im Leerlauf eine Blitzstoßspannung von 1,2/50 µs und bei durchgeschalteter Funkenstrecke einen Stoßstrom der Form 8/20 µs. Bei Anschluss des Hybridgenerators an die Funkenstrecke zeigt sich das sukzessive Ansprechen der Teilfunkenstrecke der Mehrfachfunkenstrecke. Nach dem vollständigen Durchzünden aller Teilfunkenstrecken der Mehrfachfunkenstrecke stellt sich an der Mehrfachfunkenstrecke der aus Anoden- und Kathodenfall aller Teilfunkenstrecken der Mehrfachfunkenstrecke gebildete Spannungsfall ein. Der Stromfluss durch die Mehrfachfunkenstrecke beginnt bereits bei der ersten Zündung der ersten Teilfunkenstrecke und ist durch die kapazitive Steuerung bestimmt. Der eigentliche Stoßstrom beginnt mit dem Durchzünden der gesamten Mehrfachfunkenstrecke.

[0013] Die Ansprechspannung einer Mehrfachfunkenstrecke kann durch eine kleinere Schlagweite der Teilfunkenstrecken bis zu einer unteren Grenze reduziert werden, die durch die Toleranzen bei der Herstellung gegeben ist. Als Nebenbedingung ist dabei zu beachten, dass ein Blitzstromableiter ständig an der Netzspannung am Einbauort liegt und daher für die entsprechend vorgesehene Prüfwechselspannung ausgelegt werden muss.

[0014] Die Erfindung schlägt einen neuen Weg zur Absenkung der Ansprechspannung vor. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass gemäss Ansprüche 1, 3 und 5 mindestens eine, vorzugsweise alle Teilfunkenstrecken der Mehrfachfunkenstrecke durch Anlegen einer Triggerspannung an die Elektroden der Teilfunkenstrecken zum Durchschalten gebracht wird. Durch die entsprechende Triggerung kann die Ansprechspannung nahezu beliebig klein eingestellt werden, was für die Funktion der Mehrfachfunkenstrecke äußerst vorteilhaft ist.

[0015] In den Patentansprüchen 1 bis 12 sind teils nebengeordnete Lösungen angegeben, die zu einer Verbesserung der Ansprechspannung führen.

[0016] In Figur 2 ist eine weitere Realisierung einer Mehrfachfunkenstrecke gezeigt. Hierbei wird eine Triggerspannung mit Hilfe einer parallel zur Mehrfachfunkenstrecke geschalteten Hilfsfunkenstrecke erzeugt, deren Ansprechspannung kleiner als die Ansprechspannung einer Teilfunkenstrecke der Mehrfachfunkenstrecke ist und eine flache Stoßkennlinie aufweist. Bei dem schaltungsprinzip nach Figur 2 erfolgt die Triggerung durch eine Hilfsfunkenstrecke HFS1 und Anschluss von Teilfunkenstrecken FS1 bis FSN über ein passives Netzwerk aus Widerständen W₁ bis W_N. Simuliert man bei einer solchen Schaltungsanordnung das Verhalten im Vergleich zu einer ungetriggerten Mehrfachfunkenstrecke an einem Hybridgenerator, so ist festzustellen, dass die Hilfsfunkenstrecke HFS1 auf eine Ansprechspannung weit unterhalb der Ansprechspannung der Teilfunkenstrecken FS1 bis FSN eingestellt ist. Da diese Hilfsfunkenstrecke HFS1 jedoch keinen Blitzstrom führen muss, kann eine bekannte Edelgas gefüllte Funkenstrecke verwendet werden, die sich durch eine geringe Ansprechblitzstoßspannung von 700 Volt und eine flach verlaufende Stoßkennlinie auszeichnet. Nach dem Zünden der Hilfsfunkenstrecke HFS1 wird über die Strombegrenzungswiderstände W₁ bis W_N ein Spannungsimpuls gleichzeitig an die angeschlossenen Teilfunkenstrecken FS1 bis FSN geschaltet. Zwischen den Spannungsanschlüssen liegen immer zwei Teilfunkenstrecken FS. An der letzten Teilfunkenstrecke FSN, die gegen Bezugspotential oder Erdpotential geschaltet ist, liegt ebenfalls der Spannungsimpuls an. Die Steuerkondensatoren C2 bis CN werden über die Strombegrenzungswiderstände W₁ bis W_N aufgeladen.

[0017] Hierdurch verlangsamt sich der Spannungsanstieg etwas. Zudem wird hierdurch aber das Durchzündverhalten aufgrund der Stoßkennlinie der Teilfunkenstrecken FS1 bis FSN günstiger, was sich in einer geringeren Ansprechspannung zeigt. Dieser Effekt ist auch dadurch zu erkennen, dass hieraus eine größere Durchzündzeit der Mehrfachfunkenstrecke resultiert. Die Strombegrenzungswiderstände können so eingestellt werden, dass der Blitzstrom nicht über die Hilfsfunkenstrecke HFS1 fließt, sondern durch alle Teilfunkenstrecken FS1 bis FSN der Mehrfachfunkenstrecke.

[0018] In Figur 3 ist die Schaltung nach Figur 2 durch die zusätzliche Einschaltung eines Varistors oder mehrerer Varistoren V₁,V₂ ergänzt. Die Schaltung mehrerer Varistoren in Serienschaltung verringert die in der Serienschaltung wirksame Kapazität der Varistoren und wirkt sich demzufolge vorteilhaft auf die Spannungsverteilung bei Wechselspannung, insbesondere bei Prüfwechselspannung aus.

[0019] In Figur 4 ist eine erste Variante einer Schaltung gemäss der Erfindung gezeigt. Hierbei wird ein elektronischer Schwellwertschalter, vorzugsweise ein Schmitt-Trigger eingesetzt, der bei einem frei wählbaren Spannungswert den Schalttransistor T durchschaltet. Dadurch ist es möglich, auch Spannungen unterhalb der bei edelgasgefüllten Funkenstrecken gegebenen Grenze von etwa 700 Volt zu schalten und die nachteiligen Wirkungen der Stoßkennlinie einer edelgasgefüllten Funkenstrecke zu vermeiden. Analog der Ausführungsform nach Figur 2 und 3 sind auch hierbei wieder Strombegrenzungswiderstände und Steuerkapazitäten vorgesehen.

[0020] In Figur 5 ist eine Weiterbildung dieser Schaltung gezeigt, wobei wiederum mehrere Varistoren V₁,V₂ eingeschaltet sind, wie in Figur 5 ersichtlich. Die Verwendung mehrerer Varistoren in Serienschaltung verringert die in der Serienschaltung wirksame Kapazität der Varistoren und wirkt sich daher vorteilhaft auf die Spannungsverteilung bei Wechselspannung, insbesondere bei Prüfwechselspannung aus.

[0021] Bei den Ausführungsformen nach Figur 4 und 5 erfolgt also eine Triggerung durch eine Anordnung eines Schwellwertschalters SW und eines Schalttransistors T über ein passives Netzwerk aus Widerständen (Strombegrenzungswiderständen).

[0022] Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss der Erfindung, welches in Figur 6 dargestellt ist, erfolgt die Triggerung durch eine Hilfsfunkenstrecke HFS1 mit Impulstransformator TRA und Anschluss von Teilfunkenstrecken über ein passives Netzwerk aus Widerständen (Strombegrenzungswiderständen).

[0023] In Figur 6 ist eine Schaltung mit einer Hilfsfunkenstrecke HFS1 gezeigt, deren Funktion bereits am Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 erläutert wurde. Die Hilfsfunkenstrecke HFS1 ist hierbei in Serie mit einem Transformator TRA zur Erzeugung eines höheren Spannungsimpulses zur Triggerung der Teilfunkenstrecken FS1 bis FSN der Mehrfachfunkenstrecke geschaltet. Der Serienwiderstand im Zweig der Primärwicklung (in der Zeichnung oben rechts) des Transformators TRA dient zur Strombegrenzung und damit zum Schutz des Transformators. Die Sekundärspannung der Sekundärwicklung (in der Zeichnung oben linke Wicklung) liegt in gleicher Weise wie bei den anderen Ausführungsbeispielen beschrieben, an den Teilfunkenstrecken FS1 bis FSN der Mehrfachfunkenstrecke an. Der Transformator TRA ist so geschaltet, dass die Polarität umgekehrt wird. Dies bedeutet, dass beim Zünden der Hilfsfunkenstrecke HFS1 bei einer positiven Spannung am Ausgang der Sekundärseite des Transformators TRA gegenüber Bezugspotential oder Erdpotential eine negative Spannung anliegt, die sich entsprechend vorteilhaft auf das Durchzünden der Teilfunkenstrecken der Mehrfachfunkenstrecke auswirkt.

[0024] In Figur 7 ist in Weiterbildung die Triggerung durch eine Hilfsfunkenstrecke HFS1 mit mehreren Impulstransformatoren TR1 bis TRN und Anschluss von Teilfunkenstrecken FS1 bis FSN über ein passives Netzwerk aus Widerständen W₁ bis W_N (Strombegrenzungswiderstände) gezeigt. Hierbei sind die Transformatoren TR1 bis TRN mit Ausnahme der ersten Teilfunkenstrecke FS1 an jeder Teilfunkenstrecke der Mehrfachfunkenstrecke angeordnet. Auch hier sind die Transformatoren TR1 bis TRN so geschaltet, dass die Polarität umgekehrt wird, das heißt beim Zünden der Hilfsfunkenstrecke HFS1 bei einer positiven Spannung liegt am Ausgang der Sekundärseite der Transformatoren TR1 bis TRN gegenüber Bezugspotential beziehungsweise Erdpotential eine negative Spannung an. Zwischen Hilfsfunkenstrecke HFS1 und dem Netzwerk von Transformatoren TR1 bis TRN ist noch ein Strombegrenzungswiderstand eingeschaltet.

[0025] Eine weitere mögliche Schaltungsanordnung ist in Figur 8 gezeigt. Hierbei erfolgt die Triggerung durch Hilfsfunkenstrecken HFS1 und HFS2 mit Erzeugung einer schwingenden Stossspannung und Anschluss von Teilfunkenstrecken FS1 bis FSN über ein passives Netzwerk aus Widerständen (Strombegrenzungswiderständen).

[0026] In Figur 8 ist eine entsprechende Schaltung mit zwei Hilfsfunkenstrecken HFS1 und HFS2 gezeigt, die zur Erzeugung eines höheren Spannungsimpulses zur Triggerung der Teilfunkenstrecken FS1 bis FSN der Mehrfachfunkenstrecke dienen. Die anliegende Stromspannung an der Mehrfachfunkenstrecke zündet zunächst die Hilfsfunkenstrecke HFS1, die den Kondensator C_S auflädt, bis die Zündspannung der Hilfsfunkenstrecke HFS2 erreicht ist. Dabei zündet die Hilfsfunkenstrecke HFS2 und schaltet den geladenen Kondensator C_S über die Spule der Induktivität L auf den Kondensatore C_B, an dem etwa die doppelte Spannung des Kondensators C_S auftritt. Dadurch verbessert sich aufgrund der höheren Triggerspannung das Zündverhalten gegenüber der Schaltung beispielsweise nach Figur 2.

[0027] In diesem Schwingkreis weist der Kondensator C_S etwa die 10-fache Kapazität des Kondensators C_B auf.

[0028] Bei der Schaltungsanordnung nach Figur 9 kann auf die zweite Hilfsfunkenstrecke und den Kondensator C_S verzichtet werden.

[0029] Analog kann auch bei der Schaltung gemäß Figur 8 und Figur 9 ein Schmitt-Trigger als Schwellwertschalter eingesetzt werden, der bei einem frei wählbaren Spannungswert den Schalttransistor durchschaltet, wodurch es möglich ist, auch Spannungen unterhalb der bei edelgasgefüllten Funkenstrecken gegebenen Grenze von etwa 700 Volt zu schalten und die nachteiligen Wirkungen der Stoßkennlinie einer edelgasgefüllten Funkenstrecke zu vermeiden.

[0030] Analog der Schaltung nach Figur 7 ist gemäß Figur 10 eine Anordnung von Transformatoren TR1 bis TRN vorgesehen, wobei die Triggerspannung jeweils an metallische Elektroden innerhalb der Isolierung zwischen den Elektroden einer jeden Teilfunkenstrecke FS1 bis FSN der Mehrfachfunkenstrecke angelegt wird. In Figur 11 ist ein Beispiel für eine ähnliche Triggerschaltung wie im Fig 2, mit Anschluss über Widerstände W₁ bis W_N an die metallische Elektrode innerhalb der Isolierung zwischen den Elektroden jeder Teilfunkenstrecken FS1 bis FSN der Mehrfachfunkenstrecke gezeigt.

[0031] Der Aufbau einer solchen Funkenstrecke mit metallischer Triggerelektrode ist in Figur 12 und 13 gezeigt. Die beiden Elektroden der Funkenstrecke FS sind mit E1 und E2 bezeichnet. Zwischen diesen ist eine Isolierung I angeordnet, innerhalb derer die metallische Triggerelektrode T angeordnet ist. An diese Triggerelektrode kann die entsprechende Triggerspannung angelegt werden. Im Ausführungsbeispiel sind die Elektroden E1 und E2 kreisrunde flache Scheiben, während die Isolierung I ein Ringkörper aus Isolierstoff ist und ebenso die metallische Triggerelektrode T ein metallisches Ringteil ist.

[0032] Die Erfindung ist anhand der Ausführungsbeispiele verdeutlicht, wobei die Ausführungsbeispiele keine Beschränkung bedeuten. Hinsichtlich der bildlichen Darstellungen in den Ausführungsbeispielen wird darauf verwiesen, dass die entsprechende Schaltungsanordnung aus diesen zeichnerischen Darstellungen eindeutig ersichtlich ist, so dass eine weitergehende Erläuterung der Schaltung entbehrlich ist.

Ansprüche

1. Blitzstromtragfähige Funkenstrecke mit mehreren in Reihe geschalteten Funkenstrecken, wobei die Funkenstrecke aus n-Teilfunkenstrecken (FS) besteht, deren Lichtbogenbrennspannung durch Reihenschaltung der Teilfunkenstrecken (FS) auf den n-fachen Wert der Lichtbogenbrennspannung einer Teilfunkenstrecke gebracht ist, wobei die Teilfunkenstrecken (FS) mit Ausnahme der im Blitzstromereignisfall ersten ansprechenden Funkenstrecke (FS1) durch Impedanzen (C2-CN) beschaltet sind, so dass sie sukzessive durchschalten, wobei die zweite und die weiteren Funkenstrecken (FS2-FSN) über die Impedanzen direkt an ein gemeinsames Bezugspotential, insbesondere an die freie Elektrode der letzten Funkenstrecke (FSN) als Bezugselektrode gelegt sind, wobei ferner die Impedanzen (C2-CN) vorzugsweise durch Kapazitäten gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens an die Elektroden einer der Teilfunkenstrecken (FS1-FSN) eine Triggerspannung angelegt ist, mittels derer die Teilfunkenstrecke zum Durchschalten gebracht wird, dass zur Erzeugung der Triggerspannung eine Hilfsfunkenstrecke (HFS1) parallel zur Mehrfachfunkenstrecke geschaltet ist, deren Ansprechspannung kleiner ist als die Ansprechspannung einer Teilfunkenstrecke (FS) der Mehrfachfunkenstrecke und die vorzugsweise eine flache Stoßkennlinie aufweist, und dass in Reihe zur Hilfsfunkenstrecke (HFS1) mindestens ein Transformator (TRA) geschaltet ist.

2. Funkenstrecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe zur Hilfsfunkenstrecke (HFS1) mehrere Transformatoren (TR1-TRN) geschaltet sind, wobei mit Ausnahme der ersten Teilfunkenstrecke (FS1) parallel zu jeder Teilfunkenstrecke (FS2-FSN) der Mehrfachfunkenstrecke ein Transformator (TR1-TRN) geschaltet ist.

3. Blitzstromtragfähige Funkenstrecke mit mehreren in Reihe geschalteten Funkenstrecken, wobei die Funkenstrecke aus n-Teilfunkenstrecken (FS) besteht, deren Lichtbogenbrennspannung durch Reihenschaltung der Teilfunkenstrecken (FS) auf den n-fachen Wert der Lichtbogenbrennspannung einer Teilfunkenstrecke gebracht ist, wobei die Teilfunkenstrecken (FS) mit Ausnahme der im Blitzstromereignisfall ersten ansprechenden Funkenstrecke (FS1) durch Impedanzen (C2-CN) beschaltet sind, so dass sie sukzessive durchschalten, wobei die zweite und die weiteren Funkenstrecken (FS2-FSN) über die Impedanzen direkt an ein gemeinsames Bezugspotential, insbesondere an die freie Elektrode der letzten Funkenstrecke (FSN) als Bezugselektrode gelegt sind, wobei ferner die Impedanzen (C2-CN) vorzugsweise durch Kapazitäten gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens an die Elektroden einer der Teilfunkenstrecken (FS1-FSN) eine Triggerspannung angelegt ist, mittels derer die Teilfunkenstrecke zum Durchschalten gebracht wird, dass zur Erzeugung der Triggerspannung eine Hilfsfunkenstrecke (HFS1) parallel zur Mehrfachfunkenstrecke geschaltet ist, deren Ansprechspannung kleiner ist als die Ansprechspannung einer Teilfunkenstrecke (FS) der Mehrfachfunkenstrecke und die vorzugsweise eine flache Stoßkennlinie aufweist, und dass in Reihe zur Hilfsfunkenstrecke (HFS1) ein Schwingkreis mit einer Spule (L) und mindestens einem Kondensator (C_B) zur Erzeugung zeine schwingenden Stoßspannung geschaltet ist.

4. Funkenstrecke nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe zur Hilfsfunkenstrecke (HFS1) ein Schwingkreis mit zwei Kondensatoren (C_S, C_B) und einer Spule (L) zur Erzeugung einer schwingenden Stoßspannung geschaltet ist, wobei in den Schwingkreis in Reihe zur Spule (L) eine zweite Hilfsfunkenstrecke (HFS2) geschaltet ist.

5. Blitzstromtragfähige Funkenstrecke mit mehreren in Reihe geschalteten Funkenstrecken, wobei die Funkenstrecke aus n-Teilfunkenstrecken (FS) besteht, deren Lichtbogenbrennspannung durch Reihenschaltung der Teilfunkenstrecken (FS) auf den n-fachen Wert der Lichtbogenbrennspannung einer Teilfunkenstrecke gebracht ist, wobei die Teilfunkenstrecken (FS) mit Ausnahme der im Blitzstromereignisfall ersten ansprechenden Funkenstrecke (FS1) durch Impedanzen (C2-CN) beschaltet sind, so dass sie sukzessive durchschalten, wobei die zweite und die weiteren Funkenstrecken (FS2-FSN) über die Impedanzen direkt an ein gemeinsames Bezugspotential, insbesondere an die freie Elektrode der letzten Funkenstrecke (FSN) als Bezugselektrode gelegt sind, wobei ferner die Impedanzen (C2-CN) vorzugsweise durch Kapazitäten gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens an die Elektroden einer der Teilfunkenstrecken (FS1-FSN) eine Triggerspannung angelegt ist, mittels derer die Teilfunkenstrecke zum Durchschalten gebracht wird, und dass zur Erzeugung der Triggerspannung ein Schwellwertschalter (SW), insbesondere ein Schmitt-Trigger, mit Schalttransistor (T) parallel zur Mehrfachfunkenstrecke geschaltet ist.

6. Funkenstrecke nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchschaltspannung kleiner einstellbar ist, als die Ansprechspannung einer Teilfunkenstrecke der Mehrfachfunkenstrecke und keine Stoßkennlinie aufweist.

7. Funkenstrecke nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Triggerspannung über Strombegrenzungswiderstände (W₁-W_N) an die Elektroden der Teilfunkenstrecken angelegt ist.

8. Funkenstrecke nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Teilfunkenstrecke (FS) aus zwei Elektroden (E1, E2) und dazwischen angeordnetem Ring aus Isolationsmaterial (I) besteht, wobei in das Isolationsmaterial (I) eine vorzugsweise ringförmige und insbesondere metallische Triggerelektrode (T) eingebracht ist, an der die Triggerspannung anliegt.

9. Funkenstrecke nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Anschlüssen der Teilfunkenstrecken (FS1-FSN), an denen Triggerspannung anliegt, jeweils zwei Teilfunkenstrecken (FS) liegen.

10. Funkenstrecke nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der letzten gegen Erdpotential oder Bezugspotential geschalteten Teilfunkenstrecke (FSN) Triggerspannung anliegt.

11. Funkenstrecke nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe zu dem die Triggerspannung erzeugenden Element mindestens, ein Varistor (V₁, V₂) geschaltet ist.

12. Funkenstrecke nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Varistoren (V₁, V₂) in Serie geschaltet sind.

Claims

1. A spark gap capable of withstanding lightning current, with a plurality of spark gaps connected in series, wherein the spark gap comprises n partial spark gaps (FS), the arc-drop voltage of which is brought to the n times value of the arc-drop voltage of a partial spark gap as a result of the partial spark gaps (FS) being connected in series, wherein the partial spark gaps (FS) - with the exception of the spark gap (FS1) first responding in the event of a lightning current - are connected by impedances (C2 to CN), so that they interconnect in succession, wherein the second and the further spark gaps (FS2 to FSN) are directly connected by way of the impedances as reference electrodes to a common reference potential, in particular to the free electrode of the last spark gap (FSN), wherein the impedances (C2 to CN) are in addition preferably formed by capacitances, characterized in that a trigger voltage, by means of which the partial spark gap is brought to interconnect, is applied at least to the electrodes of one of the partial spark gaps (FS1 to FSN), in order to generate the trigger voltage an auxiliary spark gap (HFS1) is connected in parallel with the multiple spark gap, the response voltage of which is lower than the response voltage of a partial spark gap (FS) of the multiple spark gap and which preferably has a flat surge characteristic, and at least one transformer (TRA) is connected in series with the auxiliary spark gap (HFS1).

2. A spark gap according to claim 1, characterized in that a plurality of transformers (TR1 to TRN) are connected in series with the auxiliary spark gap (FS1), wherein - with the exception of the first partial spark gap (FS1) - a transformer (TR1 to TRN) is connected in parallel with each partial spark gap (FS2 to FSN) of the multiple spark gap.

3. A spark gap capable of withstanding lightning current, with a plurality of spark gaps connected in series, wherein the spark gap comprises n partial spark gaps (FS), the arc-drop voltage of which is brought to the n times value of the arc-drop voltage of a partial spark gap as a result of the partial spark gaps (FS) being connected in series, wherein the partial spark gaps (FS) - with the exception of the spark gap (FS1) first responding in the event of a lightning current - are connected by impedances (C2 to CN), so that they interconnect in succession, wherein the second and the further spark gaps (FS2 to FSN) are directly connected by way of the impedances as reference electrodes to a common reference potential, in particular to the free electrode of the last spark gap (FSN), wherein the impedances (C2 to CN) are in addition preferably formed by capacitances, characterized in that a trigger voltage, by means of which the partial spark gap is brought to interconnect, is applied at least to the electrodes of one of the partial spark gaps (FS1 to FSN), in order to generate the trigger voltage an auxiliary spark gap (HFS1) is connected in parallel with the multiple spark gap, the response voltage of which is lower than the response voltage of a partial spark gap (FS) of the multiple spark gap and which preferably has a flat surge characteristic, and an oscillating circuit with a coil (L) and at least one capacitor (C_B) is connected in series with the auxiliary spark gap (HFS1) in order to generate an oscillating surge voltage.

4. A spark gap according to claim 3, characterized in that an oscillating circuit with two capacitors (C_S, C_B) and a coil (L) is connected in series with the auxiliary spark gap (HFS1) in order to generate an oscillating surge voltage, wherein a second auxiliary spark gap (HFS2) is connected in series with the coil (L) in the oscillating circuit.

5. A spark gap capable of withstanding lightning current, with a plurality of spark gaps connected in series, wherein the spark gap comprises n partial spark gaps (FS), the arc-drop voltage of which is brought to the n times value of the arc-drop voltage of a partial spark gap as a result of the partial spark gaps (FS) being connected in series, wherein the partial spark gaps (FS) - with the exception of the spark gap (FS1) first responding in the event of a lightning current - are connected by impedances (C2 to CN), so that they interconnect in succession, wherein the second and the further spark gaps (FS2 to FSN) are directly connected by way of the impedances as reference electrodes to a common reference potential, in particular to the free electrode of the last spark gap (FSN), wherein the impedances (C2 to CN) are in addition preferably formed by capacitances, characterized in that a trigger voltage, by means of which the partial spark gap is brought to interconnect, is applied at least to the electrodes of one of the partial spark gaps (FS1 to FSN), and in order to generate the trigger voltage a threshold switch (SW), in particular a Schmitt trigger, is connected to the switch transistor (T) in parallel with the multiple spark gap.

6. A spark gap according to claim 5, characterized in that the interconnecting voltage is capable of being set lower than the response voltage of a partial spark gap of the multiple spark gap and has no surge characteristic.

7. A spark gap according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the trigger voltage is applied to the electrodes of the partial spark gaps by way of current-limiting resistors (W₁ to W_N).

8. A spark gap according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a partial spark gap (FS) comprises two electrodes (E1, E2) and a ring of insulating material (I) interposed between them, wherein a preferably annular and, in particular metallic, trigger electrode (T) to which the trigger voltage is applied is inserted into the insulating material (I).

9. A spark gap according to any one of claims 1 to 8, characterized in that two partial spark gaps (FS) in each case are situated between the terminals of the partial spark gaps (FS1 to FSN) to which trigger voltage is applied.

10. A spark gap according to claim 9, characterized in that trigger voltage is applied to the last partial spark gap (FSN) connected to earth potential or reference potential.

11. A spark gap according to any one of claims 1 to 10, characterized in that at least one varistor (V₁, V₂) is connected in series with the element generating the trigger voltage.

12. A spark gap according to claim 11, characterized in that two varistors (V₁, V₂) are connected in series.

Revendications

1. Eclateur pouvant supporter un courant de foudre comportant plusieurs éclateurs branchées en série, l'éclateur étant composé de n éclateurs partiels (FS) dont la chute de tension dans l'arc est amenée, par branchement en série des éclateurs partiels (FS), à n fois la valeur de la chute de tension dans l'arc d'un éclateur partiel, les éclateurs partiels (FS) étant, à l'exception du premier éclateur (FS1) à réagir en cas de courant de foudre, connectés par des impédances (C2-CN) de manière à être successivement conducteurs, le deuxième éclateur et les éclateurs suivants (FS2-FSN) étant reliés directement par les impédances à un potentiel de référence commun, en particulier à l'électrode libre du dernier éclateur (FSN) en tant qu'électrode de référence, les impédances (C2-CN) étant en outre de préférence formées par des capacités, caractérisé en ce qu'une tension de déclenchement est appliquée au moins aux électrodes d'un des éclateurs partiels (FS1-FSN), au moyen de laquelle l'éclateur partiel est rendu conducteur, que pour générer la tension de déclenchement un éclateur auxiliaire (HFS1) est branché en parallèle avec l'éclateur multiple, dont la tension de réponse est plus petite que la tension de réponse d'un éclateur partiel (FS) de l'éclateur multiple et qui présente de préférence une caractéristique de surtension plate, et qu'au moins un transformateur (TRA) est branché en série avec l'éclateur auxiliaire (HFS1).

2. Eclateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que plusieurs transformateurs (TR1-TRN) sont branchés en série avec l'éclateur auxiliaire (HFS1), un transformateur (TR1-TRN) étant branché en parallèle avec chaque éclateur partiel (FS2-FSN), à l'exception du premier éclateur partiel (FS1 de l'éclateur multiple.

3. Eclateur pouvant supporter un courant de foudre comportant plusieurs éclateurs branchés en série, l'éclateur étant composé de n éclateurs partiels (FS) dont la chute de tension dans l'arc est amenée, par branchement en série des éclateurs partiels (FS), à n fois la valeur de la chute de tension dans l'arc d'un éclateur partiel, les éclateurs partiels (FS) étant, à l'exception du premier éclateur (FS1) à réagir en cas de courant de foudre, connectés par des impédances (C2-CN) de manière à être successivement conducteurs, le deuxième éclateur et les éclateurs suivants (FS2-FSN) étant reliés directement par les impédances à un potentiel de référence commun, en particulier à l'électrode libre du dernier éclateur (FSN) en tant qu'électrode de référence, les impédances (C2-CN) étant en outre de préférence formées par des capacités, caractérisé en ce qu'une tension de déclenchement est appliquée au moins aux électrodes d'un des éclateurs partiels (FS1-FSN), au moyen de laquelle l'éclateur partiel est rendu conducteur, que pour générer la tension de déclenchement un éclateur auxiliaire (HFS1) est branché en parallèle avec l'éclateur multiple, dont la tension de réponse est plus petite que la tension de réponse d'un éclateur partiel (FS) de l'éclateur multiple et qui présente de préférence une caractéristique de surtension plate, et qu'un circuit oscillant formé d'une bobine (L) et d'au moins un condensateur (C_B) pour générer une surtension transitoire oscillante est branché en série avec l'éclateur auxiliaire (HFS1).

4. Eclateur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un circuit oscillant formé de deux condensateurs (C_S, C_B) et d'une bobine (L) pour générer une surtension transitoire oscillante est branché en série avec l'éclateur auxiliaire (HFS1), un deuxième éclateur auxiliaire (HFS2) étant branché en série avec la bobine (L) dans le circuit oscillant.

5. Eclateur pouvant supporter un courant de foudre comportant plusieurs éclateurs branchés en série, l'éclateur étant composé de n éclateurs partiels (FS) dont la chute de tension dans l'arc est amenée, par branchement en série des éclateurs partiels (FS), à n fois la valeur de la chute de tension dans l'arc d'un éclateur partiel, les éclateurs partiels (FS) étant, à l'exception du premier éclateur (FS1) à réagir en cas de courant de foudre, connectés par des impédances (C2-CN) de manière à être successivement conducteurs, le deuxième éclateur et les éclateurs suivants (FS2-FSN) étant reliés par les impédances directement à un potentiel de référence commun, en particulier à l'électrode libre du dernier éclateur (FSN) en tant qu'électrode de référence, les impédances (C2-CN) étant en outre de préférence formées par des capacités, caractérisé en ce qu'une tension de déclenchement est appliquée au moins aux électrodes d'un des éclateurs partiels (FS1-FSN), au moyen de laquelle l'éclateur partiel est rendu conducteur, et que pour générer la tension de déclenchement un commutateur à valeur seuil (SW), en particulier un triggcr de Schmitt avec transistor de commutation (T) est branché en parallèle avec l'éclateur multiple.

6. Eclateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la tension de conduction peut être réglée plus petite que la tension de réponse d'un éclateur partiel de l'éclateur multiple et ne présente pas de caractéristique de surtension.

7. Eclateur selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la tension de déclenchement est appliquée aux électrodes des éclateurs partiels via des résistances de limitation de courant (W₁-W_N).

8. Eclateur selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'un éclateur partiel (FS) est composé de deux électrodes (E1, E2) et d'un anneau en matériau isolant (I) disposé entre elles, une électrode de déclenchement (T) de préférence annulaire et en particulier métallique, à laquelle la tension de déclenchement est appliquée, étant intégrée dans le matériau isolant (I).

9. Eclateur selon une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que deux éclateurs partiels (FS) sont chaque fois situés entre les connexions des éclateurs partiels (FS1-FSN) auxquelles la tension de déclenchement est appliquée.

10. Eclateur selon la revendication 9, caractérisé en ce que la tension de déclenchement est appliquée au dernier éclateur partiel (FSN) relié au potentiel de terre ou au potentiel de référence.

11. Eclateur selon une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'au moins une varistance (V₁, V₂) est branchée en série avec l'élément générant la tension de déclenchement.

12. Eclateur selon la revendication 11, caractérisé en ce que deux varistances (V₁, V₂) sont branchées en série.

Zeichnung