特表 2024-527009 過電圧保護スパークギャップアセンブリおよび過電圧保護スパークギャップアセンブリを動作させるための方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-07-19

(54)【発明の名称】過電圧保護スパークギャップアセンブリおよび過電圧保護スパークギャップアセンブリを動作させるための方法

(51)【国際特許分類】

   H01T 1/04 20060101AFI20240711BHJP

   H01T 1/14 20060101ALI20240711BHJP

   H01T 1/16 20060101ALI20240711BHJP

【ＦＩ】

H01T1/04 C

H01T1/14 B

H01T1/16 Z

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024504544

(86)(22)【出願日】2022-07-05

(85)【翻訳文提出日】2024-03-05

(86)【国際出願番号】 EP2022068581

(87)【国際公開番号】W WO2023006355

(87)【国際公開日】2023-02-02

(31)【優先権主張番号】102021208076.6

(32)【優先日】2021-07-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522067846

【氏名又は名称】デーン エスエー

【氏名又は名称原語表記】ＤＥＨＮ ＳＥ

【住所又は居所原語表記】Ｈａｎｓ－Ｄｅｈｎ－Ｓｔｒａｓｓｅ １ ９２３１８ Ｎｅｕｍａｒｋｔ ｉ．ｄ．ＯＰｆ． Ｄｅｕｔｓｃｈｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】クラウス、ベルンハルト

(72)【発明者】

【氏名】ラング、クリスティアン

(72)【発明者】

【氏名】ハース、セバスティアン

(72)【発明者】

【氏名】アイヒェンサー、ローラント

(72)【発明者】

【氏名】クローゼ、ユリアーネ

(72)【発明者】

【氏名】ダウム、リヒャルト

(57)【要約】

本発明は、過電圧保護スパークギャップアセンブリおよび過電圧保護スパークギャップアセンブリの動作方法を提供する。過電圧保護スパークギャップアセンブリは、第１の主端子（１ａ）と第２の主端子（１ｂ）とを有する第１の過電圧保護スパークギャップ（１）、および第３の主端子（１ａ’）と第４の主端子（１ｂ’）とを有する第２の過電圧保護スパークギャップ（１’）を有する。第１の主端子（１ａ）を、第１の端子接点（Ａ１）を介して供給網の第１の電圧ライン（Ｓ１）に接続でき、第４の主端子（１ｂ’）を、第２の端子接点（Ａ２）を介して供給網の第２の電圧ライン（Ｓ２）に接続できる。第２の主端子（１ｂ）および第３の主端子（１ａ’）は互いに電気的に接続される。第１の導電性プローブ装置（Ｋ２）は、第１の過電圧保護スパークギャップ（１）の摩耗部分（３８）またはその近傍に導入され、特定の摩耗度の場合に、第１の導電性プローブ装置（Ｋ２）が第１の過電圧保護スパークギャップ（１）におけるアーク（４１）に電気的に接触するようになる。第２の過電圧保護スパークギャップ（１’）は、第２の過電圧保護スパークギャップ（１’）におけるアークに電気的に接触する第２の導電性プローブ装置（３３）を有する。第１の導電性プローブ装置（Ｋ２）および第２の導電性プローブ装置（３３）は、第１の導電性プローブ装置（Ｋ２）と第２の導電性プローブ装置（３３）との間の電流経路における電流の流れまたは電流の流れのうちの対応する部分が規定の基準を満たす場合に切り離し装置（Ａ；７，８，１１，１２）を作動させるために作動信号（Ｓ）を出力する作動装置（２８；４’’）を介して互いに電気的に接続されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の主端子（１ａ；１０１ａ；１１１ａ）と第２の主端子（１ｂ；１０１ｂ；１１１ｂ）とを有する第１の過電圧保護スパークギャップ（１；１０１；１１１）、および第３の主端子（１ａ’；１ａ’’；１ａ’’’；１ａ’’’’）と第４の主端子（１ｂ’；１ｂ’’；１ｂ’’’；１ｂ’’’’）とを有する第２の過電圧保護スパークギャップ（１’；１’’；１’’’；１’’’’）
を有しており、
前記第１の主端子（１ａ；１０１ａ；１１１ａ）を、第１の端子接点（Ａ１）を介して供給網の第１の電圧ライン（Ｓ１）に接続でき、前記第４の主端子（１ｂ’；１ｂ’’；１ｂ’’’；１ｂ’’’’）を、第２の端子接点（Ａ２）を介して前記供給網の第２の電圧ライン（Ｓ２）に接続でき、
前記第２の主端子（１ｂ；１０１ｂ；１１１ｂ）および前記第３の主端子（１ａ’；１ａ’’；１ａ’’’；１ａ’’’’）は、前記第１の過電圧保護スパークギャップ（１；１０１；１１１）と前記第２の過電圧保護スパークギャップ（１’；１’’；１’’’；１’’’’）とが直列に接続されるように、互いに電気的に接続され、
前記第１の過電圧保護スパークギャップ（１；１０１；１１１）は、前記第１の過電圧保護スパークギャップ（１；１０１；１１１）の摩耗部分（３８；１０２；３８ａ）またはその近傍に導入された第１の導電性プローブ装置（Ｋ２；Ｋ２１；Ｋ２２）を有し、特定の摩耗度の場合に、前記第１の導電性プローブ装置（Ｋ２；Ｋ２１；Ｋ２２）は、前記第１の過電圧保護スパークギャップ（１；１０１；１１１）におけるアーク（４１）に電気的に接触し、前記第２の過電圧保護スパークギャップ（１’；１’’；１’’’；１’’’’）は、前記第２の過電圧保護スパークギャップ（１’；１’’；１’’’；１’’’’）におけるアークに電気的に接触する第２の導電性プローブ装置（３３；Ｋ２０；Ｋ２２０）を有し、
前記第１の導電性プローブ装置（Ｋ２；Ｋ２１；Ｋ２２）および前記第２の導電性プローブ装置（３３；Ｋ２０；Ｋ２２０）は、前記第１の導電性プローブ装置（Ｋ２；Ｋ２１；Ｋ２２）と前記第２の導電性プローブ装置（３３；Ｋ２０；Ｋ２２０）との間の電流経路（ＩＶ）における電流の流れまたは前記電流の流れのうちの対応する部分を検出するように構成された作動装置（２８；４’’）を介して互いに電気的に接続され、
前記第１の端子接点（Ａ１）を前記第１の主端子（１ａ；１０１ａ；１１１ａ）から切り離し、かつ／または前記第２の端子接点（Ａ２）を前記第４の主端子（１ｂ’；１ｂ’’；１ｂ’’’；１ｂ’’’’）から切り離す切り離し装置（Ａ；７，８，１１，１２；Ａ’；ＭＳ）
をさらに有し、
前記作動装置（２８；４’’）は、前記検出された電流の流れまたは前記電流の流れのうちの前記対応する部分が規定の基準を満たす場合に前記切り離し装置（Ａ；７，８，１１，１２）を作動させるために作動信号（Ｓ）を出力するように構成される、過電圧保護スパークギャップアセンブリ。

【請求項2】

前記第１の過電圧保護スパークギャップ（１）は、少なくとも１つの領域に摩耗部分（３８）として電気絶縁性のハードガス放出材料を有し、前記材料へと、前記第１の導電性プローブ装置（Ｋ２）が、前記領域内に包まれて関連のアークチャンバ（４０）のアーク領域（４１）から所定の距離に位置するように挿入されている、請求項１に記載の過電圧保護スパークギャップアセンブリ。

【請求項3】

前記第１の過電圧保護スパークギャップ（１；１１１）は、少なくとも１つの領域に、摩耗部分（３８ａ）として、とくには導電性のハードガス放出材料を有し、前記材料の付近に、前記第１の導電性プローブ装置（Ｋ２２）が、前記領域の外部で関連のアークチャンバ（４０ｂ）のアーク領域から所定の距離に位置するように挿入されている、請求項１に記載の過電圧保護スパークギャップアセンブリ。

【請求項4】

前記第１の過電圧保護スパークギャップ（１０１）は、少なくとも１つの領域に摩耗部分（１０２）として、電気絶縁性材料を有し、前記材料へと、前記第１の導電性プローブ装置（Ｋ２１）が、前記領域内に包まれて関連のアークチャンバ（４０ａ）のアーク領域から所定の距離に位置するように挿入されている、請求項１に記載の過電圧保護スパークギャップアセンブリ。

【請求項5】

前記第２の過電圧保護スパークギャップ（１’；１’’）は、平行に配置された複数のクエンチ板（２１ｃ）を有するクエンチチャンバ（２５）において終わる第１および第２の発散形電極（２１ａ、２１ｂ）を有し、前記第２の導電性プローブ装置（３３）は、２つの隣り合うクエンチ板（２１ｃ）の間に配置され、あるいはクエンチ板（２１ｃ）に電気的に接続される、請求項１～４のいずれか一項に記載の過電圧保護スパークギャップアセンブリ。

【請求項6】

前記第２の過電圧保護スパークギャップ（１’’’）は、少なくとも１つの領域にハードガス放出材料（３８’）を有し、前記材料へと、前記第２の導電性プローブ装置（Ｋ２０）が、関連のアークチャンバ（４０）のアーク領域（４１）内に位置するように挿入される、請求項１～４のいずれか一項に記載の過電圧保護スパークギャップアセンブリ。

【請求項7】

前記第２の過電圧保護スパークギャップ（１’’’’）は、絶縁体領域（２０２）によって囲まれたアークチャンバ（４０ｂ）を備え、前記アークチャンバ（４０ｂ）へと、前記第２の導電性プローブ装置（Ｋ２２）が、前記絶縁体領域（２０２）を通って導入される、請求項１～４のいずれか一項に記載の過電圧保護スパークギャップアセンブリ。

【請求項8】

前記切り離し装置（Ａ）は、前記作動信号（Ｓ）によってトリガ可能である前記第１の主端子（１ａ；１０１ａ；１１１ａ）と前記第１の端子接点（Ａ１）との間に接続された安全ヒューズ装置（８）を有する、請求項１～７のいずれか一項に記載の過電圧保護スパークギャップアセンブリ。

【請求項9】

前記切り離し装置（Ａ’）は、前記第１の主端子（１ａ；１０１ａ）と前記第１の端子接点（Ａ１）との間に接続された機械式スイッチ装置（ＭＳ）を有する、請求項１～８のいずれか一項に記載の過電圧保護スパークギャップアセンブリ。

【請求項10】

前記作動装置（２８；４’’）は、前記第１の導電性プローブ装置（Ｋ２；Ｋ２１）と前記第２の導電性プローブ装置（３３；Ｋ２０；Ｋ２２０）との間の前記電流経路（ＩＶ）内に直列に接続された電流制限抵抗（２８）およびインジケータヒューズ（４’’）を有する、請求項１～９のいずれか一項に記載の過電圧保護スパークギャップアセンブリ。

【請求項11】

第１の主端子（１ａ；１０１ａ；１１１ａ）と第２の主端子（１ｂ；１０１ｂ；１１１ｂ）とを有する第１の過電圧保護スパークギャップ（１；１０１；１１１）、および
第３の主端子（１ａ’；１ａ’’；１ａ’’’；１ａ’’’’）と第４の主端子（１ｂ’；１ｂ’’；１ｂ’’’；１ｂ’’’’）とを有する第２の過電圧保護スパークギャップ（１’；１’’；１’’’；１’’’’）
を有しており、
前記第１の主端子（１ａ；１０１ａ；１１１ａ）を、第１の端子接点（Ａ１）を介して供給網の第１の電圧ライン（Ｓ１）に接続でき、前記第４の主端子（１ｂ’；１ｂ’’；１ｂ’’’；１ｂ’’’’）を、第２の端子接点（Ａ２）を介して前記供給網の第２の電圧ライン（Ｓ２）に接続でき、
前記第２の主端子（１ｂ；１０１ｂ；１１１ｂ）および前記第３の主端子（１ａ’；１ａ’’；１ａ’’’；１ａ’’’’）は、前記第１の過電圧保護スパークギャップ（１；１０１；１１１）と前記第２の過電圧保護スパークギャップ（１’；１’’；１’’’；１’’’’）とが直列に接続されるように、互いに電気的に接続されている、過電圧保護スパークギャップアセンブリを動作させるための方法であって、
第１の基準として、第１の導電性プローブ装置（Ｋ２；Ｋ２１；Ｋ２２）であって、特定の摩耗度の場合に前記第１の過電圧保護スパークギャップ（１；１０１；１１１）におけるアーク（４１）に電気的に接触するように、前記第１の過電圧保護スパークギャップ（１；１０１；１１１）の摩耗部分（３８；１０２；３８ａ）またはその近傍に導入される、第１の導電性プローブ装置（Ｋ２；Ｋ２１；Ｋ２２）によって、前記第１の過電圧保護スパークギャップ（１；１０１；１１１）の特定の摩耗度を検出するステップと、
第２の基準として、前記第２の過電圧保護スパークギャップ（１’；１’’；１’’’；１’’’’）におけるアークに電気的に接触する第２の導電性プローブ装置（３３；Ｋ２０；Ｋ２２０）によって、前記第２の過電圧保護スパークギャップ（１’；１’’；１’’’；１’’’’）へのアークの進入を検出するステップと、
前記第１の基準および第２の基準の両方が満たされた場合に、前記第１の端子接点（Ａ１）を前記第１の主端子（１ａ；１０１ａ）から切り離し、かつ／または前記第２の端子接点（Ａ２）を前記第４の主端子（１ｂ’；１ｂ’’；１ｂ’’’；１ｂ’’’’）から切り離すステップと
を含む、方法。

【請求項12】

前記第１の導電性プローブ装置（Ｋ２；Ｋ２１；Ｋ２２）および前記第２の導電性プローブ装置（３３；Ｋ２０；Ｋ２２０）は、共通の電流経路（ＩＶ）内に配置されていて、
前記電流経路（ＩＶ）における電流の流れまたは前記電流の流れのうちの対応する部分を検出するステップと、
前記電流経路（ＩＶ）における前記検出された電流の流れまたは前記電流の流れのうちの前記対応する部分に基づき、切り離し装置（Ａ；７，８，１１，１２）を作動させるために作動信号（Ｓ）を出力するように構成された作動装置（２８；４’’）を作動させるステップと
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記作動装置（２８；４’’）は、機械式および／または電気式のエフェクトチェーンを作動させる、請求項１１または１２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、過電圧保護スパークギャップアセンブリおよび過電圧保護スパークギャップアセンブリを動作させるための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

続流を回避し、あるいは消弧するための高圧を生成するためにハードガスの原理を利用する過電圧保護スパークギャップが、独国特許第１０２００５０２４６５８号明細書から知られている。例えば、ハードガス放出材料として、ＰＯＭ（ポリオキシメチレン）が使用される。このような過電圧保護スパークギャップは、アーク負荷下で摩耗を被る。ハードガス放出材料の摩耗が或る限界を超えると、続流を消弧する能力が低下する。

【0003】

独国特許出願公開第１０２０１１０５１７３８号明細書が、発散形電極を有する過電圧保護スパークギャップを開示しており、対向する電極表面の間の距離が、点火領域において狭く保たれ、走行領域において広がっている。したがって、パルス電流負荷が、実質的に点火領域に制限される一方で、本線からの続流は、走行領域において発散形電極に沿って走行し、本線からの続流のアークは、クエンチチャンバ内で分割され、消弧される。

【0004】

国際公開第２０１５／０２８４３６号に、経時劣化検出部を備えたスパークギャップが記載されており、スパークギャップは、第１の放電電極と、第１の放電電極から離間した第２の放電電極とを有し、両者の間に、特定の電圧に達したときに、アーク放電が、第１の放電電極と第２の放電電極との間の放電ギャップに沿って形成される。放電ギャップは、電気絶縁材料によって少なくとも部分的に取り囲まれており、電気絶縁材料は、少なくとも１つの地点に導電部分を有し、導電部分は、アーク放電の影響によって損傷し、スパークギャップの経時劣化を、導電部分の流量または抵抗または静電容量を測定することによって判断することができる。

【0005】

（安全）ヒューズが、典型的には、ＳＰＤ（サージ保護デバイス）としてのスパークギャップの上流に別個の構成要素として接続され、ＳＰＤが故障し、あるいは摩耗した場合に、本線からの続流を遮断することができる。（安全）ヒューズおよびＳＰＤを、同じハウジングに収容することができる。これは、以下の欠点をもたらす。

【0006】

（１）対応する放電容量（８／２０、１０／３５０）を保証するために、上流に位置する（安全）ヒューズは、相応に大型であるように選択されなければならず、故障の場合に、本線からの続流が大きくなり、したがってシステムに大きな負荷を発生させる。

【0007】

（２）消耗したＳＰＤが特定のインピーダンスを呈し、電流を少し制限する場合、上流に接続された（安全）ヒューズのトリップが（大幅に）遅れる可能性があり、設置された部品への熱応力が大きくなる可能性がある。加えて、電荷除去部が、本線からの続流を制限するが、消弧することはできないような様相で、経時劣化する可能性がある。この場合、電流経路全体の熱負荷が大きくなる可能性がある。

【0008】

（３）導体断面の寸法を、（１）および（２）で述べた負荷に対応する大きな電流に合わせて構成しなければならない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】独国特許第１０２００５０２４６５８号明細書

【特許文献2】独国特許出願公開第１０２０１１０５１７３８号明細書

【特許文献3】国際公開第２０１５／０２８４３６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

本発明は、請求項１に記載の過電圧保護スパークギャップアセンブリおよび請求項１１に記載の過電圧保護スパークギャップアセンブリを動作させるための方法を提供する。

【0011】

好ましい発展が、それぞれの従属請求項に記載される。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の核心は、例えば経時劣化または過負荷に起因する過電圧保護スパークギャップの機能的能力の低下を監視し、例えば安全ヒューズ装置または機械式スイッチ装置を作動させることによってタイムリーに切り離すことである。

【0013】

本発明の着想は、第１の基準として、第１の導電性プローブ装置であって、特定の摩耗度において第１の過電圧保護スパークギャップにおけるアークに電気的に接触するように、第１の過電圧保護スパークギャップの摩耗部分に導入される、第１の導電性プローブ装置によって、第１の過電圧保護スパークギャップの特定の摩耗度を検出し、第２の基準として、第２の過電圧保護スパークギャップにおけるアークに電気的に接触する第２の導電性プローブ装置によって、第２の過電圧保護スパークギャップへのアークの進入を検出し、第１および第２の基準の両方が満たされた場合に、第１の端子接点を第１の主端子から切り離し、かつ／または第２の端子接点を第４の主端子から切り離すことである。

【0014】

好ましい実施形態によれば、第1の過電圧保護スパークギャップは、少なくとも1つの領域に摩耗部分としてハードガス放出材料を有し、前記材料へと、第1の導電性プローブ装置が、前記領域内に包まれて関連するアークチャンバのアーク領域から所定の距離に位置するように挿入されている。これにより、ハードガス放出過電圧保護スパークギャップの摩耗を確実に監視することができる。

【0015】

さらに好ましい実施形態によれば、第1の過電圧保護スパークギャップは、少なくとも1つの領域に、摩耗部分として、特に導電性のハードガス放出材料を有し、前記材料の近傍に、前記第1の導電性プローブ装置が、前記領域の外部で関連するアークチャンバのアーク領域から所定の距離に位置するように挿入されている。

【0016】

さらに好ましい実施形態によれば、第1の過電圧保護スパークギャップは、少なくとも1つの領域に摩耗部分として電気絶縁材料を有し、前記材料へと、前記第1の導電性プローブ装置が、前記領域内に包まれて関連するアークチャンバのアーク領域から所定の距離に位置するように挿入されている。これにより、絶縁体領域を有する過電圧保護スパークギャップの摩耗を確実に監視することができる。

【0017】

さらに好ましい実施形態によれば、第２の過電圧保護スパークギャップは、平行に配置された複数のクエンチ板を有するクエンチチャンバにおいて終わる第１および第２の発散形電極を有し、前記第２の導電性プローブ装置は、２つの隣り合うクエンチ板（２１ｃ）の間に配置され、あるいはクエンチ板（２１ｃ）に電気的に接続される。

【0018】

さらに好ましい実施形態によれば、第２の過電圧保護スパークギャップは、少なくとも１つの領域にハードガス放出材料を有し、前記材料へと、前記第２の導電性プローブ装置（Ｋ２０）が、関連のアークチャンバ（４０）のアーク領域（４１）内に位置するように挿入される。

【0019】

さらに好ましい実施形態によれば、第２の過電圧保護スパークギャップは、絶縁体領域によって囲まれたアークチャンバを備え、アークチャンバに、絶縁体領域を通って第２の導電性プローブ装置が導入される。

【0020】

さらに好ましい実施形態によれば、切り離し装置は、作動信号によってトリガ可能であり、第１の主端子と第１の端子接点との間に接続された安全ヒューズ装置を有する。

【0021】

さらに好ましい実施形態によれば、切り離し装置は、第１の主端子と第１の端子接点との間に接続された機械式スイッチ装置を有する。

【0022】

さらに好ましい実施形態によれば、作動装置は、第１の導電性プローブ装置と第２の導電性プローブ装置との間の前記電流経路内に直列に接続された電流制限抵抗およびインジケータヒューズを有する。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の第１の実施形態による過電圧保護スパークギャップアセンブリを例示するための回路図を示している。

【図2】本発明の第２の実施形態による過電圧保護スパークギャップアセンブリを例示するための回路図を示している。

【図3】本発明の第３の実施形態による過電圧保護スパークギャップアセンブリを例示するための回路図を示している。

【図4】本発明の第４の実施形態による過電圧保護スパークギャップアセンブリを例示するための回路図を示している。

【図5】本発明の第４の実施形態による過電圧保護スパークギャップアセンブリを例示するための回路図を示している。

【0024】

図面において、同様または機能的に同一の要素は、同じ参照符号で示されている。

【発明を実施するための形態】

【0025】

図１が、本発明の第１の実施形態による過電圧保護スパークギャップアセンブリを例示するための回路図を示している。

【0026】

図１において、参照符号１は、第１の主端子１ａと第２の主端子１ｂとを有する第１の過電圧保護スパークギャップを示す。参照符号１’は、第３の主端子１ａ’と第４の主端子１ｂ’を有する第２の過電圧保護スパークギャップを示す。

【0027】

第１の主端子１ａは、第１の端子接点Ａ１を介して供給網の第１の電圧ラインＳ１に接続することができ、第４の主端子１ｂ’は、第２の端子接点Ａ２を介して供給網の第２の電圧ラインＳ２に接続することができる。

【0028】

第２の主端子１ｂと第３の主端子１ａ’は、第１の過電圧保護スパークギャップ１と第２の過電圧保護スパークギャップ１’が直列に接続されるように、互いに電気的に接続されている。

【0029】

この例示的な実施形態の場合において、第２の過電圧保護スパークギャップ１’を、第１および第２の電圧ラインＳ１、Ｓ２の間に接続されたトリガ装置５０を介してトリガすることができる。

【0030】

ブリッジイグナイタ７によってトリガすることができる安全ヒューズ装置８が、第１の主端子１ａと第１の端子接点Ａ１との間に接続されている。この例において、安全ヒューズ装置８の固有の安全機能は、後述されるように、摩耗または経時劣化の場合にスパークギャップアセンブリを切り離すように機能する。

【0031】

一方では、ブリッジイグナイタ７は、第１の主端子１ａに接続され、他方では、電流制限抵抗１２および作動信号Ｓによって制御することができるスイッチ装置１１を介して、第２の電圧ラインＳ２に接続されてよい。

【0032】

したがって、構成要素７、８、１１、１２は、第１の端子接点Ａ１を第１の主端子１ａから切り離すための切り離し装置Ａを形成する。

【0033】

第１の過電圧保護スパークギャップ１は、原則として、独国特許第１０２００５０２４６５８号明細書から知られているようなハードガス消弧による過電圧保護スパークギャップに対応する。さらに、第１の過電圧保護スパークギャップ１は、第１の過電圧保護スパークギャップ１の電気絶縁摩耗部分３８へと導入された第１の導電性プローブ装置Ｋ２を有し、したがって、特定の程度の摩耗の場合に、第１の導電性プローブ装置Ｋ２が、第１の過電圧保護スパークギャップ１の主電極３５、３６の間のアークチャンバ４０内のアーク４１に電気的に接触する。第１のプローブ装置Ｋ２は、端子ラインＫ２’を介して外部に接続される。

【0034】

第１の過電圧保護スパークギャップ１は、少なくとも１つの領域における摩耗部分３８として、アークに曝されたときにアークによる焼損の結果として経時劣化するハードガス放出材料を有する。領域３８を、例えばＰＯＭ（ポリオキシメチレン）で構成することができる。例えばワイヤまたは導電性ストリップなどの第１の導電性プローブ装置Ｋ２は、当初は領域３８へと挿入され、領域３８内のアークチャンバ４０のアーク領域４１から一定の距離に位置し、ハードガス放出材料に包まれて、領域３８のサンドイッチ構造内に配置される。

【0035】

領域３８内のハードガス放出材料がアーク４１によって第１の導電性プローブ装置Ｋ２まで焼損すると、第１の導電性プローブ装置Ｋ２は、第１の過電圧保護スパークギャップ１内のアーク４１と電気的に接触し、その電位をタップする。

【0036】

第２の過電圧保護スパークギャップ１’は、例えば、独国特許出願公開第１０２０１１０５１７３８号明細書から知られているように、ホーンギャップである。とくには、第２の過電圧保護スパークギャップ１’は、第１および第２の発散形電極２１ａ、２１ｂを有する。点火領域Ｚにおいて、第１および第２の発散形電極２１ａ、２１ｂの間の距離は小さく保たれるが、走行領域Ｌにおいて、第１および第２の発散形電極２１ａ、２１ｂの間の距離はどんどん大きくなる。第１および第２の発散形電極２１ａ、２１ｂは、平行に配置された複数のクエンチ板２１ｃを有するクエンチチャンバ２５において終わる。

【0037】

他の実施形態（図示せず）において、電極またはバッフル板は、クエンチチャンバの下方の或る程度の距離で終わってもよい。その場合、アークは、その膨張によってクエンチチャンバまでの距離を擬似的に架橋する。

【0038】

第２の過電圧保護スパークギャップ１’は、第２の過電圧保護スパークギャップ１’内のアークと電気的に接触する第２の導電性プローブ装置３３を有し、第２の導電性プローブ装置３３は、例えば、やはりワイヤまたは導電性ストリップである。この例において、第２の導電性プローブ装置３３は、隣り合う２つのクエンチ板２１ｃの間に配置される。

【0039】

第１の導電性プローブ装置Ｋ２と第２の導電性プローブ装置３３とは、この場合には電流制限抵抗２８およびインジケータヒューズ４’’を有する作動装置２８、４’’を介して、互いに電気的に接続される。

【0040】

作動装置２８、４’’は、第１の過電圧保護スパークギャップ１の領域３８が摩耗した場合に、第１の導電性プローブ装置Ｋ２と第２の導電性プローブ装置３３との間の電流経路ＩＶにおける電流の流れまたは電流の流れのうちの対応する部分を検出するように構成される。

【0041】

作動装置２８；４’’は、検出された電流の流れまたは電流の流れのうちの対応する部分が規定の基準を満たす場合に、切り離し装置Ａを作動させるために、インジケータヒューズ４’’が作動信号Ｓを出力するように構成される。

【0042】

図１に示される構成要素はすべて、好ましくは、２つの部分からなる装置（図示せず）のプラグイン部分に配置される。２つの部分は、ベース部分（取り付け、端子接触、など）およびプラグイン部品（スパークギャップ）からなる。

【0043】

第２の過電圧保護スパークギャップ１’の目的は、主に「経時劣化／摩耗」の場合に本線からの続流を制限および遮断することである。この挙動は、先行技術の設備の場合に上流に接続されたヒューズの本質的な機能に対応する。そのような事象が発生すると、作動装置２８、４’’によって検出され、作動信号（電気的、機械的、・・・）Ａが、下流に位置するエフェクトチェーンへと送信される。このエフェクトチェーンは、最終的に、ベース部分とプラグイン部分との間の対応する絶縁耐力で電気的分離を実施する。結果として、スパークギャップアセンブリは、供給網から切り離される。上述の動作モードは、異なるスパークギャップ技術の間の特徴的な時間関連の協調によって達成される。

【0044】

一方では、本技術は、冒頭で説明した先行技術の不利な態様を克服し、他方では、設置のために空間、時間、および個々の構成要素をあまり必要としない。これは、設備における故障の確率も低下させる。

【0045】

通常の動作において、第１および第２の過電圧保護スパークギャップ１、１’の直列接続は、過電圧事象の場合にトリガ装置５０によって導電状態に設定される。第１の過電圧保護スパークギャップ１は、アークがクエンチチャンバ２５に進入可能になる前に、本線からの続流を制限し、消弧する。電流経路ＩＶは、働かないままである。

【0046】

ここで第１の過電圧保護スパークギャップ１が摩耗限界に達すると、もはや本線からの続流を制限することができず、領域３８内の所定の破壊点が働き、第１のプローブ装置Ｋ２がアーク４１からの電位に達する。

【0047】

しかしながら、本線からの続流が流れ続け／増加し続けるため、今やアークは、第２の過電圧保護スパークギャップ１’のクエンチチャンバ２５に流れ込む。結果として、この場合に、本線からの続流が制限／消弧される。これは、プローブ電流経路ＩＶの作動を伴う。プローブ電流経路ＩＶによる「経路」は、最初は電流／アークにとって最も魅力的であるため、いずれにしても、少なくとも部分的に転流して、作動装置２８、４’’を作動させ、したがって切り離し装置Ａを作動させる。

【0048】

図２が、本発明の第２の実施形態による過電圧保護スパークギャップアセンブリを例示するための回路図である。

【0049】

第２の実施形態は、第１および第２の主端子１ａ’’、１ｂ’’を有する第２の過電圧保護スパークギャップ１’’がトリガを有さないという点で、第１の実施形態から相違する。適切な寸法によって、トリガ装置５０を省くことが可能であり、したがって構成要素の数がさらに低減される。

【0050】

加えて、第２の実施形態においては、第１の主端子１ａと第１の端子接点Ａ１との間に接続された安全ヒューズ装置８に代わる切り離し装置Ａ’としての機械式スイッチ装置ＭＳに、作動信号Ｓが直接作用する。

【0051】

それ以外は、第２の実施形態は、第１の実施形態と同様のやり方で構成される。

【0052】

図３が、本発明の第３の実施形態による過電圧保護スパークギャップアセンブリを例示するための回路図である。

【0053】

第３の実施形態は、第１および第２の主端子１ａ’’’、１ｂ’’’を有する第２の過電圧保護スパークギャップ１’’’が、ホーンギャップを有さず、代わりに、やはりハードガス消弧による過電圧保護スパークギャップを有するという点で、第１の実施形態から相違する。

【0054】

第２の過電圧保護スパークギャップ１’’’は、第２の過電圧保護スパークギャップ１’’’の主電極３５、３６の間のアークチャンバ４０内のアーク４１と電気的に接触するように、例えばＰＯＭからなる第２の過電圧保護スパークギャップ１’’’の電気絶縁性の摩耗部分３８’に導入された第２の導電性プローブ装置Ｋ２０を有する。第２のプローブ装置Ｋ２０は、端子ラインＫ２０’を介して外部に接続される。第２の導電性プローブ装置Ｋ２０は、アーク４１の電位が常に到達するように領域３８’に深く導入され、このようにして、第１の過電圧保護スパークギャップ１の経時劣化と第２の過電圧保護スパークギャップへのアーク４１の進入とのＡＮＤリンクを確実に生成することができる。それ以外では、第２の導電性プローブ装置Ｋ２０の構造は、第１のプローブ装置Ｋ２の構造に対応する。

【0055】

この第３の実施形態の場合、電流経路ＩＶは、第１のプローブ装置Ｋ２から作動装置２８、４’’を介して第２のプローブ装置Ｋ２０まで延びる。

【0056】

それ以外は、第３の実施形態は、第１の実施形態と同様のやり方で構成される。

【0057】

図４が、本発明の第４の実施形態による過電圧保護スパークギャップアセンブリを例示するための回路図である。

【0058】

第４の実施形態は、第１および第２の主端子１０１ａ、１０１ｂを有する第１の過電圧保護スパークギャップ１０１が、ハードガス放出領域を有さず、代わりに、絶縁体領域１０２に囲まれ、第１および第２の主電極３５ａ、３６ａの間に位置するアークチャンバ４０ａを有する点で、第１の実施形態から相違する。

【0059】

端子ラインＫ２１’を介して電流経路ＩＶへと外部に接続された第１の導電性プローブ装置Ｋ２１が、ハードガス放出領域３８と同様の様相で摩耗を被る絶縁体領域１０２に導入される。

【0060】

第１および第２の主端子１ａ’’’’、１ｂ’’’’を有する第２の過電圧保護スパークギャップ１’’’’も同様に、絶縁体領域２０２によって囲まれ、第１および第２の主電極３５ｂ、３６ｂの間に位置するアークチャンバ４０ｂを有する。

【0061】

端子ラインＫ２２０’を介して電流経路ＩＶへと外部に接続された第２の導電性プローブ装置Ｋ２２０が、アークチャンバ４０ｂ内に導入される。したがって、第２の導電性プローブ装置Ｋ２２０は、アークチャンバ４０ｂへのアークの進入を常に検出する。

【0062】

それ以外は、第４の実施形態は、第１の実施形態と同様のやり方で構成される。

【0063】

図５が、本発明の第４の実施形態による過電圧保護スパークギャップアセンブリを例示するための回路図である。

【0064】

第５の実施形態は、第１および第２の主端子１１１ａ、１１１ｂを有する第１の過電圧保護スパークギャップ１１１が、アークに曝されたときにアークによる焼損の結果として経時劣化する導電性のハードガス放出領域３８ａを有する点で、第１の実施形態から相違する。領域３８ａを、例えばＢ－ＰＯＭ（黒色ポリオキシメチレン）で構成することができる。導電性のハードガス放出領域３８ａは、第１および第２の主電極３５ｂ、３６ｂの間に位置するアークチャンバ４０ｂを取り囲む。

【0065】

端子ラインＫ２２’を介して電流経路ＩＶへと外部に接続された第１の環状導電性プローブ装置Ｋ２２は、空隙７０を介して、間隔を空けた様相で、摩耗を被る導電性のハードガス放出領域３８ａまたはその近傍に導入される。

【0066】

ここで第１の過電圧保護スパークギャップ１１１が摩耗限界に達し、導電性のハードガス放出領域３８ａが焼失した場合、もはや本線からの続流を制限することができず、第１のプローブ装置Ｋ２２はアークの電位に達する。

【0067】

それ以外は、第５の実施形態は、第１の実施形態と同様のやり方で構成される。

【0068】

以上、本発明を、好ましい例示的な実施形態の助けによって上記で詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、さまざまなやり方で変更可能である。

【0069】

とくに、本発明は、切り離し装置の下流に位置するエフェクトチェーンを機械的に作動させる図示の作動装置に限定されず、代わりに、例えば純粋に電子的な様相で実施することも可能である。

【0070】

第２の導電性プローブ装置は、隣り合う２つのクエンチ板の間に配置される必要はなく、代わりに、クエンチ板に電気的に接続されてもよい。

【0071】

絶縁性のハードガス放出材料の場合、第１の導電性プローブ装置をその近傍に挿入することもでき、したがって、特定の摩耗度の場合に、前記プローブ装置に第１の過電圧保護スパークギャップのアークが到達する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】