CH691245A5 - Gasgefüllte Entladungsstrecke. - Google Patents

Description

  
 



  Die Erfindung betrifft eine gasgefüllte Entladungsstrecke gemäss Oberbegriff des Patentanspruches. 



  Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektronischen Bauelemente und ist bei der Gestaltung von gasgefüllten Entladungsstrecken mit wenigstens zwei Elektroden anzuwenden, bei denen zur Sicherstellung der Zündeigenschaften auf wenigstens eine der Elektroden eine aus mehreren Komponenten bestehende Elektrodenaktivierungsmasse aufgebracht ist. 



  Um bei mit Edelgas gefüllten Entladungsstrecken wie Funkenstrecken oder Überspannungsableitern das jeweils gewünschte Betriebsverhalten wie Zündspannung, Ansprechzeit, statische Ansprechspannung und dynamische Ansprechspannung, Löschspannung und Glimmbrennspannung zu gewährleisten, müssen unterschiedliche Massnahmen wie konstruktive Gestaltung der Elektroden, Art und Druck der Gasfüllung und Auswahl der auf den aktiven Oberflächen der Elektroden angeordneten Aktivierungsmasse aufeinander abgestimmt werden. Zur Erzeugung definitiver Zündverhältnisse ist es dabei weiterhin üblich, auf der Innenwand des Glas- oder Keramik-Isolators einen oder mehrere Zündstriche anzuordnen und gegebenenfalls eine spezielle Ionisationsquelle vorzusehen.

   So ist beispielsweise ein Überspannungsableiter bekannt, der zwei stirnseitig in einen Keramikisolator eingesetzte Elektroden aufweist, deren einander zugewandte Elektrodenflächen mit einer Aktivierungsmasse beschichtet sind, wobei diese in Vertiefungen der Elektrodenoberfläche angeordnet ist. Auf der Innenwand sind mehrere in Achsrichtung des Keramikisolators verlaufende Zündstriche angeordnet, die als so genannte Mittelzündstriche ohne direkte Anbindung an die Elektroden ausgestaltet sind (US 4 266 260 A/DE 2 828 650 C2). Weiterhin ist es üblich, bei gasgefüllten Überspannungsableitern, die während ihres Betriebes in einem gegen äussere Lichteinwirkung abgekapselten Raum angeordnet  sind, auf der Innenwand des Isolators eine zusätzliche Ionisationsquelle in Form einer punktförmigen Ablagerung aus einem radioaktiven Material anzuordnen.

   Alternativ kann die Gasfüllung des Überspannungsableiters aus einem radioaktiven Gas bestehen (US 3 755 715 A1). Um bei gasgefüllten Überspannungsableitern eine sehr geringe Zündverzögerung im dunklen Raum zu gewährleisten, ist es auch bekannt, als zusätzliche Ionisationsquelle ein elektrolumineszierendes Material zu verwenden, das als die beiden Elektroden des Ableiters verbindende Beschichtung auf die Innenwand des Isolators aufgebracht wird (DE 4 318 944 C2). 



  Ausgehend von einer gasgefüllten Entladungsstrecke wie einer Funkenstrecke oder einem Überspannungsableiter mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die Entladungsstrecke so auszubilden, dass sie auch ohne Verwendung einer zusätzlichen Ionisationsquelle eine sehr geringe Zündverzögerung im dunklen Raum aufweist. 



  Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches gelöst. 



  Es ist demgemäss vorgesehen, dass eine aus mehreren Komponenten bestehende, auf wenigstens eine der Elektroden der gasgefüllten Entladungsstrecke aufgebrachte Elektrodenaktivierungsmasse eine Basiskomponente in Form eines oder mehrerer Alkali- oder Erdalkali-Halogenide und/oder Natrium- und/oder Kaliumsilikat in einer Menge von 30 bis 60 Gew.-% als weitere Komponenten eine Bariumverbindung und ein so genanntes Übergangsmetall in metallischer Form wie Titan, Hafnium, Zirkon, Vanadium, Niob oder Chrom in einer Menge von jeweils 5 bis 25 Gew.-% und eine Oxidverbindung aus Cäsium und einem so genannten Übergangsmetall wie Wolfram, Chrom, Molybdän, Niob oder Vanadium, also Cäsium-Wolframat (Cs2WO4), Cäsium-Chromat (Cs2Cr2O7 oder Cs2CrO4), Cäsium-Molybdat (Cs2MoO4), Cäsium-Niobat (CsNbO3) oder Cäsium-Vanadat (CsVO3) in einer Menge von ebenfalls 5 bis 25 Gew.-% enthält. 



  Bei Verwendung einer gemäss der Erfindung zusammengesetzten Aktivierungsmasse hat sich gezeigt, dass die Zündspannung der ersten Zündung nach 24-stündiger Dunkellagerung der Entladungsstrecke innerhalb der von den Benutzern derartiger Entladungsstrecken geforderten Bandbreite liegt, insbesondere nicht mehr als 10 bis 15% von der Zündspannung des zweiten Zündwertes abweicht. - Die im Rahmen der Erfindung vorgesehene Verwendung von Cäsium-Wolframat bzw. einer der anderen Cäsium-Verbindungen als zusätzliche Komponente einer Aktivierungsmasse gewährleistet darüber hinaus sehr gute Löscheigenschaften der Entladungsstrecke und stabile elektrische Eigenschaften auch nach längerer Dunkellagerung und nach elektrischer Belastung. Bei diesen elektrischen Eigenschaften handelt es sich insbesondere um den Nennableitstossstrom, den Nennableitwechselstrom und die Lebensdauerbelastung. 



  Der mit der Erfindung erzielte Vorteil tritt dadurch besonders hervor, dass sich unter den Komponenten der Elektrodenaktivierungsmasse eine Barium-Verbindung, vorzugsweise eine Barium-Aluminium-Legierung (BaAl4), und ein so genanntes Übergangsmetall in metallischer Form wie Titan, Hafnium, Zirkon, Vanadium, Niob oder Chrom befinden.

   Die Verwendung von Barium-Aluminium und metallischem Titan als Komponenten einer Aktivierungsmasse ist dabei an sich bekannt (DE 2 619 866 C2), ebenso die Verwendung der Basiskomponente in Form eines oder mehrerer Alkali- oder Erdalkali-Halogenide und/oder Natrium- und/oder Kaliumsilikat (DE 2 619 866 C2, DE 3 723 571 C2, DE 2 735 865 C2). - Es ist weiterhin bekannt, eine Oxidverbindung aus Cäsium und einem Übergangsmetall wie Zirkon, Wolfram, Tantal und Molybdän als Emissionsmaterial für Entladungslampen zu verwenden, um dadurch während der gesamten Lebensdauer der Lampe eine geringe Durchbruchs- und Betriebsspannung zu ermöglichen. Dabei ist die Oxidverbindung in den Poren eines Sinterkörpers aus hochschmelzendem Metall disper giert. Als weiteres Emissionsmaterial kann Bariumaluminat oder Bariumwolframat verwendet sein (DE 3 008 518 C2). 



  Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend erläutert. 



  Bei einem gasgefüllten Überspannungsableiter, der gemäss Fig. 1 der DE 4 318 994 C2 aus einem Keramikisolator und zwei stirnseitig eingesetzten Elektroden besteht, ist in die gewaffelte Oberfläche der Elektroden eine Aktivierungsmasse eingearbeitet, die als Basiskomponente Kaliumchlorid in einer Menge von 50 Gew.-%, metallisches Titan in einer Menge von 17 Gew.-%, eine Barium-Aluminium-Verbindung in einer Menge von ebenfalls 17 Gew.-% und Cäsium-Wolframat in einer Menge von 16 Gew.-% enthält. Weiterhin kann die Aktivierungsmasse geringere Anteile von Oxiden des Cäsiums und der verwendeten Übergangsmetalle, also Cäsium-Oxid, Titan-Oxid und Wolfram-Oxid enthalten. 

Claims (1)

1. Gasgefüllte Entladungsstrecke wie Funkenstrecke oder Überspannungsableiter mit wenigstens zwei Elektroden und mit einer aus mehreren Komponenten bestehenden Elektrodenaktivierungsmasse, die auf wenigstens eine der Elektroden aufgebracht ist, bei der die Elektrodenaktivierungsmasse als Basiskomponente ein oder mehrere Alkali- oder Erdalkali-Halogenide und/oder Natrium- und/oder Kalium-Silikat in einer Menge von 30 bis 60 Gew.-% enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenaktivierungsmasse als weitere Komponenten eine Barium-Verbindung und ein so genanntes Übergangsmetall in metallischer Form wie Titan, Hafnium, Zirkon, Vanadium, Niob oder Chrom in einer Menge von jeweils 5 bis 25 Gew.-% und eine Oxidverbindung aus Cäsium und einem so genannten Übergangsmetall wie Wolfram, Chrom, Molybdän, Niob oder Vanadium, also Cäsium-Wolframat (Cs2WO4),

   Cäsium-Chromat (Cs2CrO7 oder Cs2CrO4), Cäsium-Molybdat (Cs2MoO4), Cäsium-Niobat (CsNbO3) oder Cäsium-Vanadat (CsVO3) in einer Menge von 5 bis 25 Gew.-% enthält.