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Dokumentenidentifikation DE69500275T2 18.12.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0668643
Titel Hochspannungsschalter mit kugelförmiger Entladungsstrecke, Hochspannungspulsgeneratorkreis und Verfahren zur Schaltung mit Hochspannungsentladung
Anmelder Nippon Paint Co., Ltd., Osaka, JP
Erfinder Akutsu, Kensuke, Toyonaka-shi, Osaka, JP
Vertreter Müller, Schupfner & Gauger, 80539 München
DE-Aktenzeichen 69500275
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 15.02.1995
EP-Aktenzeichen 953009651
EP-Offenlegungsdatum 23.08.1995
EP date of grant 07.05.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.12.1997
IPC-Hauptklasse H01T 2/00
IPC-Nebenklasse H01T 1/22   

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Schalter und insbesondere auf Vorspannungsschalter mit kugelförmiger Entladungsstrecke, die mittels der Erzeugung einer Funkenentladung arbeiten.

Beschreibung des Standes der Technik

Die offengelegte Japanische Patentanmeldung No. JP-A-63- 66878 beschreibt eine Ausführungsform, bei welcher eine Auslöseelektrode bzw. ein Zündstift zusätzlich zu einem Paar gegenüberliegender Elektroden verwendet wird und bei welcher ein Gasmedium in die Enladungsstrecke zugeführt und darin zirkuliert wird. Diese Konstruktion erfordert jedoch einen Hilfskreis für den Zündstift, wodurch die Konstruktion des Gerätes kompliziert ist.

Die offengelegte Japanische Patentanmeldung No. JP-A-58- 35887 beschreibt ein Gerät mit einem Anfangsspalt, bei welchem ein getrennter Vorsprung, der ausgeschoben und zurückgezogen werden kann, an einem Paar kugelförmiger Elektroden befestigt ist. Die Spannung bei diesem Gerät beträgt jedoch einige hundert Kilovolt sodaß der Mangel einer betriebsmäßigen Wiederherstellbarkeit besteht und außerdem ein Betrieb über eine lange Dauer problematisch ist, da der Verbrauch der Elektroden hoch ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Erreichbarkeit einer Stabilität und Dauerhaftigkeit einer Hochspannung-Impulswellenform unter Verwendung einer einfachen Konstruktion.

Der Entladungsschalter gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Hochspannungsschalter mit kugelförmiger Entladungsstrecke, der mittels der Erzeugung einer Funkenentladung arbeitet, bestehend aus:

einer Stützkonstruktion;

einem Paar kugelförmiger Elektroden, die an der Stützkonstruktion montiert sind, einander gegenüberliegen und durch eine Entladungsstrecke voneinander getrennt sind; und

einem Luftstromgenerator, der mit der Stützkonstruktion verbunden ist und einen Luftstrom selektiv durch die Stützkonstruktion hindurch anliefert, üm durch eine Funkenentladung erzeugte Produkte auszustoßen; (wie bspw. bekannt aus der US-A-3 101 440), gekennzeichnet durch Vorsprünge, die an wechselseitig gegenüberliegenden Bereichen der kugelförmigen Elektroden ausgebildet sind, wobei die Vorsprünge eine Projektionslange in dem Bereich von 1/100 bis 1/8 des Durchmessers der kugelförmigen Elektroden und einen Außendurchmesser in dembereich von 1/100 bis 1/10 des Durchmessers der kugelförmigen Elektroden aufweisen und der Luftstromgenerator für ein Ausstoßen von Produkten der Funkenentladung von den Vorsprüngen angepaßt ist.

Weiterhin wird es für den vorerwähnten Luftstromgenerator bevorzugt, daß er Luft an die vorerwähnte Entladungsstrecke mit einer Windgeschwindigkeit je elektrischer Leistungseinheit von 0.5 bis 25 m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ anliefert. Es wird weiterhin bevorzugt, daß die Luft bei einer Windgeschwindigkeit je Einheit der elektrischen Leistungvon 3 bis 20m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ anliefert. Es ist weiterhin bevor ugt, daß die Luft bei einer Windgeschwindigkeit je elektrischer Leistungseinheit von 5m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ oder mehr und weniger als 15m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ anliefert.

Für die vorerwähnten kugelförmigen Elektroden wird es bevorzugt, daß sie aus einem hohlenmetall hergestellt sind. Es wird weiterhin bevorzugt, daß ein Paar Belüftungsöffnungen zur Erzeugung eines Luftstromes in einer Richtung bereitgestellt wird, welche die Linie kreuzt, welche die Mitten des Paares der kugelförmigen Elektroden verbindet, und daß weiterhin ein Isoliergehäuse bereitgestellt ist, um die vorerwähnten kugelförmigen Elektroden aufzunehmen. Es wird weiterhin bevorzugt, daß die vorerwähnten Belüftungsöffnungen derart angeordnet sind, daß die ihre Mitten verbindende gerade Linie die gerade Linie kreuzt, welche die Mitten der vorerwähnten kugelförmigen Elektroden in der Mitte zwischen den vorerwähnten kugelförmigen Elektroden kreuzt. Es wird weiterhin bevorzugt, daß die vorerwähnte Belüftungsöffnung an der Luftzuführseite einen Durchmesser von 1/4 bis 3/4 des Außendurchmessers der vorerwähnten kugelförmigen Elektroden aufweist und daß sich die vorerwähnte Belüftungsöffnung an der Luftzuführseite befindet.

Es wird weiterhin bevorzugt, daß eine Einstellvorrichtung für die Entladungsstrecke vorgesehen ist, um den Spalt der vorerwähnten kugelförmigen Elektröden zu verändern.

Die Schaltung bzw. der Schaltkreis zur Erzeugung des Hochspannungsimpulses gemäß der vorliegenden Erfindung besteht aus einer Ladungs- und Entladungseinrichtung für die vorübergehende Ansammlung einer elektrischen Leistung zur Lieferung an eine kapazitive Last;

einem Schalter mit einer Entladungsstrecke zur Lieferung der elektrischen Leistung, die sich in der Ladung- und Entladungseinrichtung angesammelt hat; an die kapazitive Last, wobei der Schalter mit einer Entladungsstrecke ein Paar kugelförmiger Elektroden aufweist, die zueinander gegenüberliegend angeordnet und durch eine Entladungsstrecke voneinander getrennt sind, sowie einen Luftstromgenerator, der einen Luftstrom selektiv liefert, um durch eine Funkenentladung erzeugte Produkte auszustoßen; und

einer Resonanzeinrichtung zur Lieferung der elektrischen Leistung in der Form eines Hochspannungsimpulses, wenn sie an die kapazitive Last geliefert wird; gekennzeichnet durch Vorsprünge, die integriert an den beiden wechselseitig gegenüberliegenden Bereichen der kugelförmigen Elektroden vorgesehen sind, wobei die Vorsprünge eine Projektionslänge in dem Bereich von 1/100 bis 1/8 des Durchmessers der kugelförmigen Elektroden und einen Außendurchmesser in dem Bereich von 1/100 bis 1/10 des Durchmessers der kugelförmigen Elektroden aufweisen und der Lufts tromgenerator für ein Ausstoßen von Produkten der Funkenentladung von den Vorsprüngen angepaßt ist.

Das Verfahren der Hochspannungsentladung mit einer kugelförmigen Entladungsstrecke umfaßt ein Verfahren, bei welchem Luft an die vorerwähnte Entladungsstrecke mit einer Windgeschwindigkeit je elektrischer Leistungseinheit von 0 5 bis 25m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ mittels des vorerwähnten Luftstromgenerators angeliefert wird, sowie) ein Verfahren, bei welchem eine Hochspannung zwischen den vorerwähnten kugelförmigen Elektroden angelegt wird.

Für das Verfahren wird weiterhin bevorzugt, daß die vorerwähnte Luft durch ein Verfahren angeliefert wird, bei welchem die Luft bei einer Windgeschwindigkeit je elektrischer Leistungseinheit von 3 bis 20m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ angeliefert wird. Es wird weiterhin bevorzugt für die Verfahren, daß die vorerwähnte Luft bei einem Verfahren angeliefert wird, bei welchem die Luft bei einer Windgeschwindigkeit je elektrischer Leistungseinheit von 5m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ oder mehr und weniger als 15m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ angeliefert wird.

Für die vorerwähnten Vorsprünge wird eine Projektionslänge von 1/100 bis 1/8 des Außendurchmessers der vorerwähnten kugelförmigen Elektroden bevorzugi; sowie ein Außendurchmesser von 1/100 bis 1/10 des Außendurchmessers der kugelförmigen Elektroden.

Es wird weiterhin bevorzugt, daß ein Verfahren eingegliedert ist, bei welchem der Entladungszustand durch eine Veränderung der Windgeschwindigkeit der Luft eingestellt wird, die mittels des vorerwähnten Luftstromgenerators angeliefert wird, ein Verfahren, bei welchem der Entladungszustand durch eine Veränderung der Projektionslänge der vorerwähnten Vorsprünge und der Windgeschwindigkeit der durch den vorerwähnten Luftstromgenerator angelieferten Luft verändert wird oder durch ein Verfahren, bei welchem der Entladungszustand durch eine Veränderung des Öffnungsbereichs der vorerwähnten Belüftungsöffnungen eingestellt wird.

Bei dem Hochspannung-Entladungsschalter mit kugelförmiger Entladungsstrecke gemäß der vorliegenden Erfindung sind Vorsprünge integriert an einem Paar kugelförmiger Elektroden vorgesehen. Hier konzentriert sich ein ungleichförmiges elektrisches Feld und wird eine Koronaentladung unter einer Hochspannung erzeugt. Mit anderen Worten sind die Position zur Erzeugung der Entladung und die Position der Ankunft der Entladung an den Vorsprüngen fixiert. Der Luftstrom, der durch den Luftstromgenerator erzeugt wird, entfernt weiterhin Ionen, Metallstaub u.dgl., die sich an den Vorsprüngen bilden. Auf diese Weise ist die Entladungsstrecke nahezu fixiert und weiterhin wird die Umgebung der Entladungsstrecke mit einem konstantenzustand beibehalten, sodaß es so möglich ist, die Wellenform des Hochspannungsimpulses zu stabilisieren und seinedauerhaftigkeit bei Verwendung einer einfachen Konstruktion zu vergrößern.

Wenn der vorerwähnte Luftstromgenerator Luft an die vorerwähnte Entladungsstrecke mit einer Windgeschwindigkeit je elektrischer Leistungseinheit von 0.5 bis 25m sec&supmin;¹ kw&supmin;¹ anliefert, dann wird die vorerwähnte Wirkung verstärkt. Wenn die Luft mit einer Windgeschwindigkeit je elektrischer Leistungseinheit von 3 bis 20m sec&supmin;¹ kw&supmin;¹ angeliefert wird, dann wir die vorstehende Wirkung noch weiter verstärkt. Wenn die Luft bei einer Windgeschwindigkeit je elektrischer Leistungseinheit von 5m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ oder mehr oder weniger als 15m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ angeliefert wird, dann wird die vorerwähnte Wirkung noch weiter verstärkt.

Wenn die vorerwähnten kugelförmigen Elektroden aus einem hohlen Metall bestehen, dann wirddie vorerwähnte Wirkung noch weiter verstärkt. Wenn ein Paar Belüftungsöffnungen vorgesehen ist, um einen Luftstrom in einer Richtung zu erzeugen, welche die Linie kreuzt, welche die Mitten des vorerwähnten Paares der kugelförmigen Elektroden miteinander verbindet, und wenn weiterhin einisoliergehäuse vorgesehen ist, um die vorerwähnten kugelförmigen Elektroden aufzunehmen, dann wird die vorerwähnte Wirkung weiterhin verstärkt. Wenn die vorerwähnten Belüftungsöffnungen so angeordnet sind, daß die gerade Linie, welche ihre Mitten verbindet, die gerade Linie kreuzt, welche die Mitten der vorerwähnten kugelförmigen Elektroden in der Mitte zwischen den vorerwähnte kugelförmigen Elektroden kreuzt, dann wird die vorerwähnte Wirkung noch weiter verstärkt. Wenn die vorerwähnten Belüftungsöffnungen an der Luftzuführseite einen Durchmesser von 1/4 bis 3/4 des Außendurchmessers der vorerwähnten kugelförmigen Elektroden aufweisen und die vorerwähnte Belüftungsöffnung an der Auslaßseite einen Durchmesser hat, der nicht kleiner ist als derjenige der vorerwähnten Belüftungsöffnung an der Luftzuführseite, dann wird die vorerwähnte Wirkung noch weiter verstärkt.

Wenn weiterhin eine Einstellvorrichtung für die Entladungsstrecke zur Veränderung des Spaltes zwischen den vorerwähnten kugelförmigen Elektroden vorgesehen ist, dann wir die vorerwähnten Wirkung noch mehr verstärkt.

Bei der Schaltung einer Hochspannung-Impulserzeugung gemäß der vorliegenden Erfindung sammelt sich zuerst eine elektrische Leistung in der Ladungs- und Entladungseinrichtung an. Die sich in der Ladungs- und Entladungseinrichtung angesammelte elektrische Leistung wird dann an die vorerwähnte kapazitive Last durch eine Entladung des Schalters mit der Entladungsstrecke geliefert. Zu diesem Zeitpunkt arbeitet die Resonanzeinrichtung und wird der gelieferte elektrische Strom zu einer Hochspannung-Impuls form geformt.

Das Verfahren des Betriebs eines E[ochspannung-Entladungsschalters gemäß der vorliegenden Erfindung besteht aus

der Bereitstellung eines Hochspannungsschalters mit einer kugelförmigen Entladungsstrecke, bei dem ein Paar kugelförmiger Elektroden zueinander gegenüberliegend angeordnet und durch eine Entladungsstrecke voneinander getrennt sind, wobei die kugelförmigen Elektroden yorsprünge aufweisen, die integriert an gegenüberliegenden, wechselseitig aufeinander ausgerichteten Bereichen der kugelförmigen Elektroden vorgesehen sind;

der Lieferung von Luft an die Entladungsstrecke mit einer Windgeschwindigkeit je elektrischer Leistungseinheit in dem Bereich von 0.5 bis 25m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ mittels eines Luftstromgenerators; und

der Lieferung einer Hochspannung zwischen den kugelförmigen Elektroden.

Bei dem Verfahren der Hochspannungsentladung mit einer kugelförmigen Entladungsstrecke gemäß der vorliegenden Erfindung werden ungleichförmige elektrische Felder an den Vorsprüngen konzentriert, die integriert an einem Paar kugelförmiger Elektroden vorgesehen sind, und die Erzeugungsposition der Entladung und die Position der Ankunft der Entladung sind an den Vorsprüngen fixiert. Der mittels des Luftstromgenerators herangebrachte Luftstrom entfernt weiterhin Ionen, Metallstaub u.dgl., die sich an den Vorsprüngen bilden. Auf diese Weise wird die Entladungsstrecke angenähert fixiert, und wird weiterhin die Umgebung der Entladungsstrecke mit einem konstanten Zustand beibehalten, sodaß es so möglich wird, die Wellenform des Hochspannungsimpulses zu stabilisieren und seine Dauerhaftigkeit zu vergrößern unter Verwendung einer einfachen Konstruktion.

Wenn der Prozeß, bei welchem die vorerwähnte Luft angeliefert wird, ein Prozeß ist, bei welchem die Luft bei einer Windgeschwindigkeit je elektrischer Leistungseinheit von 3 bis 20m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ angeliefert wird, dann wird die vorerwähnte Wirkung weiter verstärkt. Wenn der Prozeß, bei welchem die vorerwähnte Luft durch einen Prozeß angeliefert wird, bei welchem die Luft mit einer Windgeschwindigkeit je

elektrischer Leistungseinheit von 5m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ oder mehr und weniger als 15m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ angeliefert wird, dann wird die vorerwähnten Wirkung noch mehr verstärkt.

Wenn die vorerwähnten Vorsprünge eine Projektionslänge von 1/100 bis 1/8 des Außendurchmessers der vorerwähnten kugelförmigen Elektroden aufweisen und einen Außendurchmesser von 1/100 bis 1/10 des Außendurchmessers der kugelförmigen Elektroden, dann wird die vorerwähnte Wirkung noch weiter verstärkt.

Wenn weiterhin ein Prozeß eingeschlossen ist, bei welchem der Entladungszustand durch eine Veränderung der Windgeschwindigkeit der Luft verändert wird, die mittels des vorerwähnten Luftstromgenerators angeliefert wird, dann wird ein Prozeß, bei welchem die Einstellung des Entladungszustandes durch eine Veränderung der Projektionslänge der vorerwähnten Vorsprünge und der Windgeschwindigkeit der mittels des vorerwähnten Luftstrom generators angelieferten Luft oder auch ein Prozeß, bei welchem der Entladungszustand durch eine Veränderung des öffnungsbereichs der vorerwähnten Belüftungsöffnungen eingestellt wird, in jedem Fall noch weiter im Rahmen der vorerwähnten Wirkung verstärkt.

Kurze Beschreibung der zeichnungen

Diese und weitere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden voll ersichtlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, bei welchen gleiche Bezugsziffern insgesamt einander entsprechende Teile angeben, bei welchen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Schalters mit Entladungsstrecke gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,

Fig. 2 zeigt ein schematisches Schaltbild einer Schaltung zur Erzeugung eines Hochspannungsimpulses in Verbindung mit dem Schalter mit Entladungsstrecke gemäß der Fig. 1,

Fig. 3 ist ein Schaubild zur Darstellung der Kennlinien des Schalters mit Entladungsstrecke in Abhängigkeit von der angelieferten Windgeschwindigkeit je elektrischer Leistungseinheit,

Fig. 4 ist ein Schaubild zur Darstellung der Kennlinien des Schalters mit Entladungsstrecke in Abhängigkeit von der Länge der Vorsprünge des Schalters,

Fig. 5 ist ein Schaubild zur Darstellung der stabilen Bereiche für verschiedene Durchmesser der öffnungen für eine Luftanlieferung bei dem in Fig. 1 gezeigten Schalter mit einer Entladungsstrecke.

Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen

In Fig. 1, die ein Ausführungsbeispiel eines Schalters mit Entladungsstrecke gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, ist der Schalter GS mit Entladungsstrecke mit einem Paar kugelförmiger Elektroden 1 versehen, die aus einem hohlen Metall mit einem Außendurchmesser von bspw. 200 mm geformt sind. Die kugelförmigen Elektroden 1 können auch voll ausgeführt sein. Um jedoch die Konstruktion eines Isoliergehäuses 4 zu vereinfachen, das nachfolgend beschrieben wird und das die kugelformigen Elektroden 1 abstützt, ist es bevorzugt, daß die kugelformigen Elektroden 1 eine hohle Kugelform mit niedrigem Gewicht haben.

An den aufeinander ausgerichteten Spitzen der vorerwähnten kugelförmigen Elektroden 1 sind Vgrsprünge 2 integriert vorgesehen. Die kugelförmige Elektrode 1 oben in der Darstellung ist die Anlegeseite einer Hochspannung, und es ist an ihrem oberen Ende ein Hochspannungsanschluß 1a vorgesehen. Die kugelförmige Elektrode 1 unten in der Darstellung ist die Erdseite, sodaß ein Erdanschlüß 1b an ihrem unteren Ende vorgesehen ist. Die Mitte der kugelförmigen Elektroden 1, die Vorsprünge 2 und die Anschlüsse 1a und 1b sind auf einer geraden Linie angeordnet.

Die Form der Vorsprünge 2 ist nicht besonders beschränkt, sofern sie eine Formgebung haben, die von der Kugelfläche der kugelförmigen Elektroden 1 vorsteht. Bevorzugt ist die Formgebung bspw. zylindrisch, kegelförmig, pyramidenförmig oder kappenförmig. Die Vorsprunglänge der Vorsprünge 2 beträgt 1/100 bis 1/8 des Außendurchmessers der kugelförmigen Elektroden 1, und der Außendurchmesser der Vorsprünge 2 beträgt 1/100 bis 1/10 des Außendurchmessers der kugelförmigen Elektroden 1.

Die beiden Anschlüsse 1a und 1b sind stabförmig und sie können entweder eine kreisförmige Stabform oder eine winklige Stabform haben. Weder der Außendurchmesser noch die Länge der Stäbe sind besonders beschränkt, jedoch wird es für den Außendurchmesser der Stäbe bevorzugt, daß er 1/20 bis 1/5 des Außendurchmessers der kugelförmigen Elektroden beträgt, während ihre Länge 3/20 bis 1/2 des Durchmessers der kugelförmigen Elektroden unter Berücksichtigung des Betriebes der Vorrichtung betragen soll.

Das Material der kugelförmigen Elektroden 1 sollte ein Metall sein, das gegenüber einem yerbrauch als Folge der wiederholten Entladung widerstandsfähig ist, und die Kugeln sollten aus Metallelementen, wie bspw. rostfreiem Stahl, Stahl oder Aluminium, hergestellt sein. Das Material der Vorsprünge 2 ist nicht besonders beschränkt, sofern es ein Material ist, das als eine Legierung für elektrische Kontakte verwendet wird, wobei solche Materialien bspw. diejenigen umfassen können, deren Haüptkomponenten Metalle sind, ausgewählt bspw. unter rostfreiem Stahl, Stahl oder Wolfram.

Die kugelförmigen Elektroden 1 sind innerhalb eines Isoliergehäuses 4 angeordnet, das gegenüber angelegten Hochspannungen widerstandsfähig ist. Die kugelförmigen Elektroden 1 sind durch das Isoliergehäuse 4 abgestützt und sind darin untergebracht, wobei ihre Anschlüsse la und ib an dem Isoliergehäuse 4 befestigt sind. Das. für das Isoliergehäuse 4 verwendete Material ist nicht besqnders beschränkt, vorausgesetzt daß es sich dabei um einen Isolierstoff handelt, wobei Beispiele dafür Bakelit, Vinylchlorid, Acrylharz und FRP sind.

Ein Paar Belüftungsöffnungen 4a und 4b ist in dem Isoliergehäuse 4 vorgesehen, um einen Luftstrom in einer Richtung senkrecht zu einer Linie zu erzeugen, welche die Mitten der beiden Elektroden 1 verbindet. Bevorzugt werden die Belüftungsöffnungen 4a und 4b derart angeordnet, daß die gerade Linie, welche die Mitten der beiden Belüftungsöffnungen 4a und 4b verbindet, die gerade Linie kreuzt, welche die Mitten der beiden kugelförmigen Elektroden in der Mitte zwischen den beiden kugelförmigen Elektroden 1 verbindet. Bevorzugt wird der Durchmesser der Belüftung söffnung a auf der Luftzuführseite (links in der Darstellung) 1/4 bis 3/4 von dem Außendurchmesser der kugelförmigen Elektroden 1. Der Durchmesser der Belüftungsöffnung 4b auf der Auslaßseite (rechts in der Darstellung) sollte gleich oder größer sein als derjenige der Belüftungsöffnung 4a.

Die Belüftungsöffnung 4a ist mit der Luftblaseinheit eines Blasgerätes 5 verbunden, dessen Rotationsfrequenz gesteuert werden kann. Die Belüftungsöffnung 4b ist weiter gegen die Atmosphäre offen. Beispiele des Blasgerätes 5 umfassen einen Begrenzungsventilator und einen Turboventilator mit einem relativ hohen statischen Druck. Eine Auslaßvorrichtung kann anstelle des Blasgerätes 5 ebenfalls verwendet werden. In diesem Fall ist die Auslaßvorrichtung mit der Belüftungsöffnung 4b verbunden. Beispiele von Auslaßvorrichtungen umfassen einen Zykloventilator mit einem relativ niedrigen statischen Druck.

Der Erdanschluß 1b ist mit einer Einstellvorrichtung 3 für eine Entladungsstrecke verbunden, die außerhalb des Isoliergehäuses 4 angeordnet ist. Die Einstellvorrichtung 3 kann die Entladungsstrecke zwischen den Vorsprüngen 2 von etwa 0 auf eine Abmessung von etwa gleich dem Durchmesser der kugelförmigen Elektroden durch ein Anheben und Absenken des Erdanschlusses 1b einstellen. Weiterhin kann ein Zylinder, der pneumatisch oder hydraulisch auf und ab bewegt werden kann, ebenfalls als Einstellvorrichtung 3 verwendet werden. Weiterhin ist es moglich, eine Konstruktion zu wählen, bei welcher die beiden kugelförmigen Elektroden 1 mit getrennten Einstellvorrichtungen 3 verbunden sind.

Der Außendurchmesser der kugelförmigen Elektroden 1 und die minimale Entladungsstrecke werden mittels der Einstellvorrichtung 3 derart eingestellt, daß sie etwa gleich sind. Wenn bspw. die maximale Spannung, die an die kugelförmigen Elektroden 1 angelegt wird, etwa 150 kV beträgt und der Außendurchmesser der kugelförmigen Elektroden 1 200 mm ist, dann wird die Entladungsstrecke auf 140 bis 200 mm eingestellt.

Der Schalter GS mit Entladungsstrecke wird in den Hochspannung-Impulserzeugungsstromkreis 50 eingegliedert, der in Fig. 2 gezeigt ist. Hier ist einee kapazitive Last 54 mit der Auslaßseite einer Gleichstrom-Leistungsversorgung 51 über einen Schutzwiderstand 52 und einen Ladungs- und Entladungskondensator 53 verbunden, die in Reihe angeschlossen sind. Weiterhin ist ein Ladewiderstand 56 parallel zu der kapazitiven Last 54 angeordnet.

Der Hochspannungsanschluß 1la des Schalters GS mit Entladungsstrecke ist zwischen dem Schutzwiderstand 52 und dem Lade- und Entladekondensator 53 über einen Induktor 55 verbunden. Der Erdanschluß ib des Schalters GS mit Entladungsstrecke ist mit der kapazitiven Last 54 und dem Ladewiderstand 56 verbunden.

Die Arbeitsweise der vorerwähnten Ausführungsform wird nun beschrieben.

Wenn sich die Spannung der Energiequelle 51 erhöht, dann wird schließlich eine Entladung zwischen den kugelförmigen Elektroden 1 des Schalters GS mit Entladungsstrecke erzeugt und der Spalt wird verkürzt. Als ein Ergebnis ändert sich das Potential zwischen den beiden,Elektroden 1 rasch auf und verschwindet die Entladungsstrecke, wodurch der Stromkreis unterbrochen wird. Während dieser Zeit geht die Ladung, die sich in dem Lade- und Entladekondensator 53 angesammelt hat, augenblicklich über auf die Lastseite als Folge des raschen Potentialwechsels, wobei ein hoher Spannungsimpuls als Folge des Resonanzphänomens erzeugt wird, das durch die Stromkreiskonstanten der Impedanz des Induktors 55, den Ladewiderstand 56 und den Lade"- und Entladekondensator 53 erzeugt und an die kapazitive Last 54 angelegt wird.

In diesem Fall ist es erforderlich, daß die Funkenentladung augenblicklich unterbrochen wird. Wenn sich die Funkenentladung über eine lange Zeit fortsetzt, dann wird der Ausgang des Gleichstroms, der durch 51 hindurchgegangen ist, gekürzt und die Impulserzeugung wird angehalten werden, ohne daß eine genügende Leistung geliefert worden ist. Aus diesem Grund muß der Widerstandswert des Srchutzwiderstandes 52 ein Wert sein, der genügend groß ist, um den Strom bei dem eingestellten Stromwert oder niedriger beizubehalten, selbst wenn der Kurzschluß fortgesetzt wird, sodaß in diesem Fall die Leistungsquelle 51 geschützt wird.

Bei der vorbeschriebenen Entladungswirkung konzentrieren sich ungleichförmige elektrische Felder an den Spitzen der beiden Vorsprünge 2, und sobald sich die Spannung erhöht, wird eine Funkenentladung zuverlässig zwischen den beiden Vorsprüngen 2 erzeugt. Aus diesen Gründen wird die Funkenentladung mit einer größeren Wiederholbarkeit und Stabilität erzeugt, wenn die Vorsprünge 2 vorgesehen sind, als in dem Fall, wenn nur die kugelförmigen Elektroden 1 vorhanden sind. Weil die Vorsprünge 2 an den kugelförmigen Elektroden 1 integriert ausgebildet sind,, ist die Konstruktion jedoch einfach.

Bei dem Hochspannung-Schalter GS mit kugelförmiger Entladungsstrecke werden Produkte, wie bspw. Ionen und Metallstaub, speziell an den Vorsprüngen 2 erzeugt, sodaß es so möglich ist, diese Produkte wirksam zu entfernen. Für die Entfernung der Produkte wird es bevorzugt, Luft an die Entladungsstrecke mit einer Windgeschwindigkeit von 0.5 bis 25m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ anzuliefern.

Dies geschieht aus den folgenden Gründen. Bei konstanten Bedingungen für die Entladungsstrecke tendiert die Funkenentladungsstrecke dazu, schwierig unterbrochen zu werden, wenn die Windgeschwindigkeit der angelieferten Luft klein ist.

Als ein Ergebnis wird die Spitze der Impulswelle erniedrigt, wird die Impulswiederholungsfreque,nz erhöht und ist es schwierig, eine Funkenentladung zu erhalten, nachdem sich die Spannung genügend erhöht hat. Unter diesen Bedingungen ist eine stabile Steuerung unmöglich und ist es in gewollten Fällen unmöglich, den Stromkreis zu unterbrechen. Wenn die Windgeschwindigkeit der anglieferten Luft größer als erforderlich ist, dann ist umgekehrt die Spitze der Impulswelle genügend hoch, jedoch kann eine angemessene Impulswiederholungsfrequenz nicht erhalten werden und wird in extremen Fällen die Funkenentladung nicht erzeugt. Aus diesen Gründen wird es bevorzugt, daß die Windgeschwindigkeit der angelieferten Luft in dem Bereich von 0.5 bis 25m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ beträgt. Aus Kostengründen für die Luftanlieferungsvorrichtung wird es jedoch mehr bevorzugt, daß die anzuliefernde Luft eine Windgeschwindigkeit von 3 bis 20m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ hat.

Die Windgeschwindigkeit der angelieferten Luft und die Entladungsstrecke haben eine große Wirkung auf die Spitze der Impulswelle und auf die Impulswiederholungsfrequenz. Es ist über eine verlängerte Zeitdauer nicht möglich, einen Hochspannungsimpuls zu erhalten, bei welchem eine stabile Impulswellenspitze und Impulswiederholungsfrequenz lediglich durch eine Einstellung der Entladungsstrecke beibehalten werden. Um den Hochspannungsschalter GS mit einer kugelförmigen Entladungsstrecke in einem stabilen Zustand zu erhalten, ist es erforderlich, daß die Luft, welche die Ionen und den Metallstaub u.dgl. entfernt, an den Vorsprüngen 2 erzeugt und passend angeliefert wird.

Da der Hochspannung-Impulserzeugungsschaltkreis 50, der den Hochspannungsschalter GS mit kugelförmiger Entladungsstrecke verwendet, einen Hochspannungsimpuls kontinuierlich über eine lange Zeitdauer bei niedrigen Kosten erzeugen kann, kann er für verschiedene industrielle Anwendungen benutzt werden. Bspw. kann er in einer Vorrichtung zur Plasmaerzeugung verwendet werden, die eine Verbesserung der Oberfläche eines Kunststoffes bezweckt.

Experiment 1

Unter Verwendung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung wurden Experimente durchgeführt. Es sollte angemerkt sein, daß die kugelförmigen Elektroden 1 aus einem hohlen Metall mit einem Außendurchmesser von 200 mm bestanden und die Vorsprünge 2 eine Projektionsabmessung (Projektionslänge) h von 10 mm und einen Projektionsdurchmesser TD von 10 mm hatten. Die Breite, Tiefe und Höhe des Isoliergehäuses 4 betrugen jeweils 700 mm, um angelegten Hochspannungen zu widerstehen, und es wurde ein genügender Raum ,zwischen der Entladungsstrecke und dem Isoliergehäuse 4 belassen. Die Entladungsstrecke an dem Spalt betrug 150 mm, der Durchmesser der Belüftungsöffnung 4a war 75 mm und der Durchmesser der Belüftungsöffnung 4b war 260 mm. Der Abstand L von der Anlieferungsöffnung zu der Mitte der Entladungsstrecke war 350 mm.

Bei einer Veränderung der Windgeschwindigkeit der mittels des Blasgerätes 5 angelieferten Luft wurden Messungen der Impulswellenspitze und der Impulswiederholungsfrequenz vorgenommen, die erzeugt wurden, wenn die angelegte Gleichstromspannung 175 kV betrug. Die gemessenen Ergebnisse sind in Fig. 3 angegeben. In Fig. 3 bedeutet eine Feststellung, daß die Funkenentladung nicht unterbrochen war, daß der Zustand instabil war, daß die Wiederholungsfrequenz hoch und die Breite der Impulswellenspitze,groß war. 0 bedeutet die Feststellung, daß eine Schaltertätigkeit möglich war als Folge einer stabilen Entladung, und Δ beinhaltet die Feststellung der Erzeugung einer instabilen und nicht kontinuierlichen Funkenentladung sowie einer niedrigen Wiederholungsfrequenz.

Die folgenden Einzelheiten (1) bis (4) wurden als Ergebnis klar:

(1) Wenn die Windgeschwindigkeit der angelieferten Luft kleiner ist als 0.5m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹, dann besteht eine starke Tendenz, daß die Funkenentladung nicht unterbrochen wird und ein stabiler Sch,alterbetrieb unmöglich ist.

(2) Wenn die Windgeschwindigkeit der angelieferten Luft in dem Bereich von mehr als 0.5m sec&supmin;¹kW&supmin;¹ oder weniger als 5m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ liegt, dann ist der Schalterbetrieb instabil, jedoch möglich. Die Wiederholungsfrequenz beträgt wenigstens 100 pps, jedoch beträgt die Impulswellenspitze 200 bis 230 kV, ist die Amplitude groß und ist der Mittelwert klein.

(3) Wenn die Windgeschwindigkeit der angelieferten Luft in dem Bereich von mehr als 5m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ oder weniger als 15m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ liegt, dann ist die Impulswellenspitze

210 bis 230 kV, ist die Änderungsamplitude klein und beträgt der erreichte Mittelwert 220 kV. Die Impulswiederholungsfrequenz beträgt etwa 100 pps, und es wird eine stabile Funkenentladung erzeugt.

(4) Wenn die Windgeschwindigkeit der angelieferten Luft in dem Bereich von 15m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ oder mehr liegt, dann wird eine hohe Impulswellenspitze von 220 kV oder mehr erhalten, jedoch wird die Impulswiederholungsfrequenz erheblich erniedrigt.

Wenn die Windgeschwindigkeit der angelieferten Luft wie vorstehend angegeben in dem Bereich von 5m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ mehr oder weniger als 15m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ liegt, dann wird eine stabile Funkenentladung erzeugt und ein zuverlassiger Schalterbetrieb erhalten. Es wurde auch bestätigt, daß dies selbst während einer verlängerten Zeitdauer eines kontinuierlichen Betriebs beibehalten werden kann.

Experiment 2

Es wurden Experimente unter Verwendung der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung durchgeführt. Es sollte angemerkt werden, daß die kugelförmigen Elektroden 1 aus hohlem Metall mit einem Außendurchmesser von 200 mm bestanden und die vorsprünge 2 eine Projektionsabmessung (Projektionslänge) h von 10 mm und einen Projektionsdurchmesser TD von 10 mm hatten. Die Breite, Tiefe und Höhe des Isoliergehäuses 4 betrugen jeweils 700 mm, um angelegten Hochspannungen zu widerstehen, und es wurde ein genügender Raum zwischen der Entladungsstrecke und dem Isoliergehäuse 4 belassen. Die Entladungsstrecke an dem Spalt betrug 150 mm, der Durchmesser der Belüftungsöffnung 4a war 50 mm und der Durchmesser der Belüftungsöffnung 4b war 260 mm. Weiter betrug der Abstand L von der Anlieferungsöffnung zu der Mitte der Entladungsstrecke 350 mm.

Fig. 4 zeigt die experimentellen Ergebnisse, die bei einer Veränderung der Projektionslänge der Vorsprünge 2 und der Windgeschwindigkeit der angelieferten Luft erhalten wurden. Der diagonal schraffierte Bereich der Fig. 4 kann als der Bereich angesehen werden, in welchem der Schalterbetrieb als Folge der Funkenentladung zuverlässig stattfand. Mit anderen Worten handelt es sich dabei um den Bereich, bei welchem die Projektionsabmessung h der Elektrode 8 bis 20 mm betrug und die angelieferte Windgeschwindigkeit 3 bis 20 m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ war, um einen befriedigenden Schalterbetrieb zu erhalten. Es sollte angemerkt werden, daß , und Δ in Fig. 4 die gleichen Bedeutungen haben wie in Fig. 3.

Experiment 3

Es wurden Experimente durchgeführt unter Verwendung derselben Vorrichtung wie bei dem Experiment 2, jeoch wurden die angelieferte Windgeschwindigkeit und der Durchmesser der Belüftungsöffnung auf der Zuführseite verändert. Fig. 5 zeigt die Ergebnisse, wobei wieder der diagonal schraffierte Bereich in Fig. 5 der stabile Bereich ist.

Aus diesem Experiment ist ersichtlich, daß der Bereich der Veränderung der Windgeschwindigkeit der angelieferten Luft für einen stabilen Betrieb des Schalterbetriebs als Folge einer Funkenentladung vergrößert wird, wenn der Durchmesser der Luftzuführöffnung abnimmt.

Vorteile der Erfindung

Der Entladungschalter gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit Vorsprüngen versehen und mit einem Luftstromgenerator wie vorstehend angegeben, sodaß die Entladungsstrecke angenähert spezifiziert wird und die Umgebung der Entladungsstrecke mit einem konstanten Zustand erhalten wird. Es ist so möglich, die Wellenform des Hochspannungsimpulses zu stabilisieren und die Dauerhaftig,keit bei Verwendung einer einfachen Konstruktion zu erhöhen.

Es sollte vermerkt werden, daß wenn der vorerwähnte Luftstromgenerator Luft an die vorerwähnte Entladungsstrecke mit einer Windgeschwindigkeit von 0.5 bis 25m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ anliefert, die vorerwähnten Wirkungen mehr verstärkt werden. Wenn die Luft mit einer Win4geschwindigkeit von 3 bis 20m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ angeliefert wird, dann werden die vorerwähnten Wirkungen noch weiter verstärkt. Wenn die Luft mit einer Windgeschwindigkeit von 5m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ oder mehr und weniger als 15m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ angeliefert wird, dann werden die vorerwähnten Wirkungen noch weiter verstärkt.

Wenn die vorerwähnten kugelförmigen Elektroden aus einem hohlen Metall bestehen, dann wird die vorerwähnte Wirkung noch weiter verstärkt. Wenn ein Paar Belüftungsöffnungen vorgesehen ist, um einen Luftstrom in einer Richtung zu erzeugen, welcher die Linie kreuzt, welche die Mitten des vorerwähnten Paares der kugelförmigen Elektroden verbindet, und wenn weiterhin ein Isoliergehäuse vorgesehen ist, um die vorerwähnten kugelförmigen Elektroden aufzunehmen, dann wird die vorerwähnte Wirkung noch weiter verstärkt. Wenn die vorerwähnten Belüftungsöffnungen derart angeordnet sind, daß die gerade Linie, welche ihre Mitten verbindet, die gerade Linie kreuzt, welche die Mitten der vorerwähnten kugelförmigen Elektroden in der Mitte zwischen den vorerwähnten kugelförmigen Elektroden kruezt, dann wird die vorerwähnte Wirkung noch weiter verstärkt. Wenn weiterhin die vorerwähnte Belüftungsöffnung auf der Luftzuführseite einen Durchmesser von 1/4 bis 3/4 des Außendurchmessers der vorerwähnten kugelförmigen Elektroden hat und wenn die vorerwähnte Belüftungsöffnung auf der Auslaßseite einen Durchmesser hat, der kleiner ist als derjenige der vorerwähnten Belüftungsöffnung auf der Luftzuführseite, dann wird die vorerwähnte Wirkung noch weiter verstärkt.

Wenn weiterhin eine Einstellvorri."chtung für die Entladungsstrecke für eine Veränderung des Spaltes zwischen den vorerwähnten kugelförmigen Elektroden vorgesehen ist, dann wird die vorerwähnte Wirkung noch weiter verstärkt.

Dieselben Wirkungen wie bei dem vorerwähnten Entladungsschalter können auch mit dem Hochspannung-Impulserzeugungsschaltkreis gemäß der vorliegende,n Erfindung erhalten werden.

Dieselben Wirkungen wie bei dem vorerwähnten Entladungsschalter können auch erhalten werden mit dem Hochspannungsverfahren mit kugelförmiger Entladungsstrecke gemäß der vorliegenden Erfindung.

Wenn das Verfahren, bei welchem die vorerwähnte Luft mit einem Verfahren angeliefert wird,) ein Verfahren ist, bei welchem die Luft bei einer Windgeschwindigkeit von 3 bis 20m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ angeliefert wird, dann wird die vorerwähnte Wirkung noch weiter verstärkt. Wenn das Verfahren, bei welchem die vorerwähnte Luft angeliefert wird, ein Verfahren ist, bei welchem die Luft bei einer Windgeschwindigkeit von 5m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ oder mehr oder weniger als 15m sec&supmin;¹ kW&supmin;¹ angeliefert wird, dann wird die vorerwahnte Wirkung noch weiter verstärkt.

Wenn die vorerwähnten Vorsprünge eine Projektionslänge von 1/100 bis 1/8 des Außendurchmessers der vorerwähnten kugelförmigen Elektroden haben sowie einen Durchmesser von 1/100 bis 1/10 des Außendurchmessers der kugelförmigen Elektroden, dann wird die vorerwähnte Wirkung noch weiter verstärkt.

Wenn weiterhin ein Verfahren eingegliedert wird, bei welchem der Entladungszustand durch eine veränderung der Windgeschwindigkeit der Luft eingestellt wird, die mittels des vorerwähnten Luftstromgenerators angeliefert wird, sowie ein Verfahren, bei welchem der Entladungszustand durch eine veränderung der Projektionslänge der vorerwähnten Vorsprünge eingestellt wird und auch die Windgeschwindigkeit der Luft, die durch den vorerwähnten Luftstromgenerator angeliefert wird, oder auch ein Verfahren, be,,i welchem der Entladungszustand durch eine Veränderung des Öffnungsbereichs der vorerwähnten Belüftungsöffnungen eingestellt wird, dann wird jeweils die vorerwähnte Wirkung noch weiter verstärkt.

Verschiedene Einzelheiten der Erfindung können geändert werden, ohne daß von ihrem Umfang abgewichen wird. Weiterhin ist die vorstehende Beschreibung der Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung für den Zweck nur einer Darstellung wiedergegeben und nicht für den Zweck einer Beschränkung der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten definiert ist.


Anspruch[de]

1. Hochspannungsschalter (GS) mit kugelförmiger Entladungsstrecke, der mittels der Erzeugung einer Funkenentladung arbeitet, bestehend aus:

einer Stützkonstruktion (4);

einem Paar kugelförmiger Elektroden (1), die an der Stützkonstruktion (4) montiert sind, einander gegenüberliegen und durch eine Entladungsstrecke voneinander getrennt sind; und

einem Luftstromgenerator (4a, 4b, 5), der mit der Stützkonstruktion (4) verbunden ist und einen Luftstrom selektiv durch die Stützkonstruktion (4) hindurch anliefert, um durch eine Funkenentladung erzeugte Produkte auszustoßen; gekennzeichnet durch

Vorsprünge (2), die an wechselseitig gegenüberliegenden Bereichen der kugelförmigen Elektroden (1) ausgebildet sind, wobei die Vorsprünge (2) eine Projektionslänge in dem Bereich von 1/100 bis 1/8 des Durchmessers der kugelförmigen Elektroden (1) und einen Außendurchmesser in dem Bereich von 1/100 bis 1/10 des Durchmessers der kugelförmigen Elektroden (1) aufweisen und der Luftstromgenerator (4a, 4b, 5) für ein Ausstoßen von Produkten der Funkenentladung von den Vorsprüngen (2) angepaßt ist.

2. Hochspannungsschalter mit kugelförmiger Entladungsstrecke nach Anspruch 1, bei welchem der Luftstromgenerator Luft an die Entladungsstrecke mit einer Windgeschwindigkeit je elektrischer Leistungseinheit in dem Bereich von 0.5 bis 25m sec.&supmin;¹ kW&supmin;¹ anliefert.

3. Hochspannungsschalter mit kugelförmiger Entladungsstrecke nach Anspruch 2, bei welchem der Luftstromgenerator Luft an die Entladungsstrecke mit einer Windgeschwindigkeit je elektrischer Leistungseinheit in dem Bereich von 3 bis 20m sec.&supmin;¹ kW&supmin;¹ anliefert.

4. Hochspannungsschalter mit kugelförmiger Entladungsstrecke nach Anspruch 3, bei welchem der Luftstromgenerator Luft an die Entladungsstrecke mit einer Windgeschwindigkeit je elektrischer Leistungseinheit von mehr als 5m sec.&supmin; ¹ -kW&supmin;¹ und weniger als 15m sec.&supmin;¹ kW&supmin;¹ anliefert.

5. Hochspannungsschalter mit kugelförmiger Entladungsstrecke nach einem der vorhergehenden A,nsprüche, bei welchem die kugelförmigen Elektroden aus einem hohlen Metall bestehen.

6. Hochspannungsschalter mit kugelförmiger Entladungsstrecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Luftstromgenerator ein Paar Belüftungsöffnungen (4a, 4b) aufweist, die an gegenüberliegenden Seiten der Stützkonstruktion vorgesehen sind, damit ein Luftstrom in einer Richtung ermöglicht wird, die eine Linie kreuzt, welche die Mitten des Paares der kugelförmigen Elektroden verbindet, und die Stützkonstruktion ein Isoliergehäuse aufweist, welches die kugelförmigen Elektroden aufnimmt.

7. Hochspannungsschalter mit kuge,lförmiger Entladungsstrecke nach Anspruch 6, bei welchem die Belüftungsöffnungen an gegenüberliegenden Seiten der Stützkonstruktion angeordnet sind und so miteinander flüchten, daß eine Gerade, die ihre Mitten verbindet, eine gerade Linie kreuzt, welche die Mitten der kugelförmigen Elektroden an einem Mittenpunkt zwischen den kugelförmigen Elektroden kreuzt.

8. Hochspannungsschalter mit kugelförmiger Entladungsstrecke nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, bei welchem die Belüftungsöffnung (4a) an einer Luftzuführseite einen Durchmesser in dem Bereich von 1/4 bis 3/4 des Außendurchmessers der kugelförmigen Elektroden aufweist, und die Belüftungsöffnung (4b) an einer Auslaßseite einen Durchmesser hat, der nicht kleiner ist als derjenige der Belüftungsöffnung (4a) an der Luftzuführseite.

9. Hochspannungsschalter mit kugelförmiger Entladungsstrecke nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem eine Einstellvorrichtung (3) für die Enladungsstrecke, die innerhalb der Stützkonstruktion angeordnet ist, wenigstens eine der kugelförmigen Elektroden abstützt, um den Spalt zwischen den kugelförmigen Elektroden zu verhindern.

10. Schaltung zur Erzeugung eines Hochspannungsimpulses, bestehend aus:

einer Ladungs- und Entladungseinrichtung (53) für die vorübergehende Ansammlung einer elektrischen Leistung zur Lieferung an eine kapazitive Last (54);

einem Schalter (GS) mit einer Entladungsstrecke zur Lieferung der elektrischen Leistung, die sich in der Ladungs- und Entladungseinrichtung (53) angesammelt hat, an die kapazitive Last (54), wobei der Schalter (GS) mit einer Entladungsstrecke ein Paar kugelförmiger Elektroden (1) aufweist, die zueinander gegenüberliegend angeordnet und durch eine Entladungsstrecke voneinander getrennt sind, sowie einen Luftstromgenerator (4a, 4b, 5), der einen Luftstrom selektiv liefert, um durch eine Funkenentladung erzeugte Produkte auszustoßen; und

einer Resonanzeinrichtung (53, 55, 56) zur Lieferung der elektrischen Leistung in der Fqrm eines Hochspannungsimpulses, wenn sie an die kapazitive Last (54) geliefert wird;

gekennzeichnet durch

Vorsprünge (2), die integriert. an den beiden sich gegenseitig gegenüberliegenden Bereichen der kugelförmigen Elektroden (1) vorgesehen sind, wobei die Vorsprünge (2) eine Projektionslänge in dem Bereich von 1/100 bis 1/8 des Durchmessers der kugelförmigen Elektroden (1) und einen Außendurchmesser in dem Bereich von 1/100 bis 1/10 des Durchmessers der kugelförmigen Elektroden (1) aufweisen und der Luftstromgenerator (4a, 4b, 5) für ein Ausstoßen von Produkten der Fuükenentladung von den vorsprüngen (2) angepaßt ist.

11. Schaltung zur Erzeugung eines Hochspannungsimpulses nach Anspruch 10, bei welcher der Schalter mit einer Entladungsstrecke einen Hochspannungsschalter mit einer kugelförmigen Entladungsstrecke, gemaß einem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist.

12. Verfahren zum Betrieb eines Hochspannungs-Entladungsschalters nach Anspruch 1, wobei das Verfahren besteht aus:

der Bereitstellung eines Hochspannungsschalters (GS) mit einer kugelförmigen Entladungsstrecke, bei dem ein Paar kugelförmiger Elektroden (1) zueinander gegenüberliegend angeordnet und durch eine Entladungsstrecke voneinander getrennt sind, wobei die kugelförmigen Elektroden (1) Vorsprünge (2) aufweisen, die integriert an gegenüberliegenden, wechselseitig aufeinander ausgerichteten Bereichen der kugelförmigen Elektroden (1) vorgesehen sind;

der Lieferung von Luft an die Entladungsstrecke mit einer Windgeschwindigkeit je elektrischer Leistungseinheit in dem Bereich von 0.5 bis 25m/sec.kW mittels eines Luftstromgenerators (4a, 4b, 5); und

der Lieferung einer Hochspannung zwischen den kugelförmigen Elektroden (1).

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem der Luftstromgenerator Luft an die Entladungsstrecke mit einer Windgeschwindigkeit je elektrischer Leistungseinheit in dem Bereich von 3 bis 20m sec.&supmin;¹ kW&supmin;¹ liefert.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem der Luftstromgenerator Luft an die Entladungsstrecke mit einer Windgeschwindigkeit je elektrischer Leistungseinheit von mehr als 5m/sec.kW und von weniger als 15m sec.&supmin;¹ kW&supmin;¹ liefert.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, bei welchem die Vorsprünge eine Projektionslänge in dem Bereich von 1/100 bis 1/8 des Durchmessers der kugelförmigen Elektroden und einen Außendurchmesser in dem Bereich von 1/100 bis 1/10 des Durchmessers der kugelförmigen Elektroden aufweisen.

16. Verfahren nach einem der Anspruche 12 bis 15, bei welchem weiterhin die Windgeschwindigkeit der durch den Luftstromgenerator gelieferten Luft eingestellt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, bei welchem weiterhin die Länge der Vorsprünge eingestellt wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, bei welchem weiterhin die Größe der Belüftungsöffnungen (4a, 4b) eingestellt wird, durch welche hindurch Luft angeliefert wird.







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