CH652867A5

CH652867A5 - Ueberspannungsableiter.

Info

Publication number: CH652867A5
Application number: CH333080A
Authority: CH
Inventors: Walter Alex Bosshard
Original assignee: Cerberus Ag
Priority date: 1980-04-30
Filing date: 1980-04-30
Publication date: 1985-11-29
Also published as: FR2481849B1; DE3105195A1; GB2075252A; FR2481849A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Überspannungsabieiter mit einem gasdichten Isolierstoffgehäuse, in dem einander mit Abstand gegenüberstehende Elektroden angeordnet sind, wobei wenigstens eine der Elektroden eine Barium enthaltende Substanz hoher Elektronenemissionsfähigkeit trägt.

Bei Überspannungsableitern dieser Art dient die Substanz mit hoher Elektronenemissionsfähigkeit zur Herabsetzung der Zündspannung auf einen gewünschten stabilen niedrigen Wert, zum Beispiel bei Verwendung in Niederspannungssystemen, wie speziell in Telefonanlagen. Zu diesem Zweck sind beispielsweise Substanzen geeignet, die Erdalkali- oder Alkalimetalle enthalten. Als besonders geeignet hat sich Barium erwiesen. Die Verwendung reinen elementaren Bariums stösst jedoch auf erhebliche Schwierigkeiten.

Aus der DE-OS 19 50 090 ist ein Überspannungsabieiter mit einer Aktivierungsschicht aus einer Barium-Aluminium-Legierung auf den Elektroden bekannt. Nachteilig ist dabei, dass diese Schicht im Betrieb, insbesondere bei starker elektrischer Beanspruchung, leicht zerstäubt und an der Innenwand des Isolierstoffgehäuses eine Schicht bildet, die die Isolation im Laufe der Zeit verschlechtert.

Zur Verbesserung der Eigenschaften solcher Überspannungsabieiter ist es beispielsweise aus den DE-OS 25 37 964

und DE-OS 26 19 866 bekannt geworden, der Barium-Aiumi-nium-Legierung Kaliumbromid oder Titanhydrid beizumischen. Nachteilig ist hierbei, dass die Mischung der einzelnen Bestandteile als Paste mit einem Bindemittel auf die Elektroden aufgebracht und das Bindemittel durch ein spezielles Fabrikationsverfahren zersetzt und entfernt werden muss. Die Herstellung solcher Überspannungsabieiter ist daher kompliziert und aufwendig und daher kaum für eine kostengünstige Massenfabrikation geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Über-spannungsableiter mit niedriger Ansprechspannung zu schaffen, der eine verbesserte Langzeitstabilität und eine hohe Lebensdauer ohne Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften während des Betriebes und bei starker elektrischer Beanspruchung aufweist, sowie ein Verfahren zur kostengünstigen Massenherstellung solcher Überspannungsabieiter anzugeben.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Substanz mit hoher Elektronenemissionsfähigkeit eine Legierung mit Barium und Nickel als Bestandteile aufweist. Erfindungsgemäss lässt sich ein solcher Überspannungsabieiter herstellen, indem vor der Zusammenfügung der Elektroden mit dem Isolierstoffgehäuse ein Gemisch aus einem Nickelpulver und einer bariumhaltigen Substanz auf die Oberfläche wenigstens einer der Elektroden aufgepresst wird.

Die Erfindung wird anhand zweier in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben.

In Figur 1 ist ein Überspannungsabieiter mit einem zylindrischen Isolierstoffgehäuse 1, beispielsweise aus einem Aluminiumoxid-Keramikrohr, dargestellt. In die beiden offenen Enden dieses Rohres 1 sind zwei Elektroden 2 und 3, zum Beispiel aus einer Fe-Ni- oder Fe-Ni-Co-Einschmelzlegie-rung, gasdicht eingeschmolzen, so dass die Mittelteile dieser Elektroden 2 und 3 sich mit Abstand gegenüberstehen.

Der Durchmesser des Isolierstoffgehäuses kann bei Überspannungsableitern, wie sie in der Nachrichtentechnik, speziell in Telefonanlagen, Verwendung finden, beispielsweise bei 5 bis 8 mm liegen, dabei ist es zweckmässig, ein Keramikrohr mit einer Wandstärke von 1 bis 1,5 mm und Elektroden mit einer Dicke von 0,5 bis 1,0 mm zu verwenden.

Die beiden Elektroden 2 und 3 tragen auf ihren mit Abstand gegenüberstehenden Stirnseiten je eine Schicht 4 und 5 mit hoher Elektronenemissionsfähigkeit. Diese Substanzen sind zweckmässigerweise in Vertiefungen 6 und 7 der Elektrodenstirnflächen angebracht. Zur Erzielung einer besseren Haftfähigkeit können die Mittelflächen der Elektrodenstirnflächen 8 und 9 jeweils mit einem Waffelmuster versehen sein. Die Substanzen 4 und 5 enthalten gleichzeitig Barium und Nickel in einer Legierung. Vorteilhafterweise liegt der Nickelanteil bei 60-99,8 Gew.-% und der Bariumanteil bei 0,2-40 Gew.-%. Als günstig hat sich beispielsweise eine Zusammensetzung aus 94 Gew.-% Nickel und 5 Gew.-% Barium erwiesen.

Der gasdichte Innenraum 10 des Überspannungsabieiters ist mit einem geeigneten inerten Füllgas gefüllt, zum Beispiel mit Argon, gegebenenfalls mit einem Wasserstoffzusatz. Zur Vermeidung unerwünschter Zündverzögerungen kann in bekannter Weise ein geringer Anteil von Tritium beigemischt sein. Ausserdem können bekannte Zündhilfen in Form von Zündstrichen usw. vorgesehen sein.

Figur 2 zeigt ein Beispiel eines Überspannungsabieiters, der sich von dem nach Figur 1 durch die Anbringung der Schicht mit hoher Emissionsfähigkeit auf den Elektroden unterscheidet. Zum Unterschied von Figur 1 besitzen die Elektroden von Figur 2 Flächenmittelstücke 10 und 11, auf die die Schicht 12 mit hoher Emissionsfähigkeit so aufgetra-

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Claims

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1. Überspannungsabieiter mit einem gasdichten Isolierstoffgehäuse (1), in dem einander mit Abstand gegenüberstehend Elektroden (2,3) angeordnet sind, wobei wenigstens eine Elektrode eine Barium enthaltende Substanz (4, 5) mit hoher Elektronenemissionsfähigkeit trägt, dadurch gekennzeichnet,-dass die Substanz (4, 5) mit hoher Elektronenemissionsfähigkeit eine Legierung mit Barium und Nickel als Bestandteilen aufweist.

2. Überspannungsabieiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz (4,5) als Bestandteile 60 bis 99,8 Gew.-% Nickel und gleichzeitig 0,2 bis 40 Gew.-% Barium aufweist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Überspannungsabieiter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz (4, 5) einen Gewichtsanteil von Nickel in der Grössenordnung von 95% und einen Gewichtsanteil von Barium in der Grössenordnung von 5 Gew.-% aufweist.

4. Überspannungsabieiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Substanz (4, 5) enthaltene Nickel mit radioaktivem Nickel 63 dotiert ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines Überspannungsablei-ters nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch den Verfahrensschritt, dass vor der Zusammenfügung der Elektroden (2,3) mit dem Isolierstoffgehäuse (1) ein Gemisch aus einem Nickelpulver und einer bariumhaltigen Substanz auf die Oberfläche wenigstens einer der Elektroden (2,3) auf-gepresst wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die bariumhaltige Substanz aus elementarem Barium besteht.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die bariumhaltige Substanz ein Bariumsalz aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die bariumhaltige Substanz wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe von BaHî, BaS, BaS4, BaBr, BaNö ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das aufgepresste Gemisch beim Zusammenschmelzen der Elektroden (2,3) mit dem Gehäuse (1) auf eine über der Zersetzungstemperatur der bariumhaltigen Substanz liegenden Temperatur erhitzt wird.