DE102004025912A1 - Überspannungsableiter - Google Patents

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DE102004025912A1
DE102004025912A1 DE102004025912A DE102004025912A DE102004025912A1 DE 102004025912 A1 DE102004025912 A1 DE 102004025912A1 DE 102004025912 A DE102004025912 A DE 102004025912A DE 102004025912 A DE102004025912 A DE 102004025912A DE 102004025912 A1 DE102004025912 A1 DE 102004025912A1
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Peter Bobert
Michael Mewes
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T1/00Details of spark gaps
    • H01T1/14Means structurally associated with spark gap for protecting it against overload or for disconnecting it in case of failure

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter mit einer Mittelelektrode (1) und wenigstens einer Außenelektrode (2), mit einem elektrisch leitenden, von der Außenelektrode (2) durch einen Spalt (20) beabstandeten Kontaktelement (7), welches im Normalzustand durch einen Federmechanismus vorgespannt ist, wobei der Federmechanismus auf das Kontaktelement (7) eine Federkraft (F) in Richtung der Außenelektrode (2) ausübt. Zwischen der Mittelelektrode (1) und dem Kontaktelement (7) ist eine elektrisch leitende Verbindung vorgesehen. Der Spalt (20) zwischen der Außenelektrode (2) und dem Kontaktelement (7) ist in einem dicht abgeschlossenen Hohlraum (22) angeordnet. Der das Kontaktelement vorspannende Federmechanismus wird im Fehlerfall durch überflüssige Wärme ausgelöst, wobei das Kontaktelement freigesetzt, durch die Federkraft auf die Außenelektrode gedrückt wird und so einen Kurzschluss zwischen der Mittel- und Außenelektrode herstellt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter mit einem Kurzschlussmechanismus zwischen einer Mittelelektrode und einer Außenelektrode.
  • Überspannungsableiter der eingangs genannten Art werden üblicherweise verwendet zum Absichern von Telekommunikationseinrichtungen gegenüber kurzzeitig auftretenden Überspannungen, wie sie beispielsweise aus Blitzeinschlägen resultieren. Dabei wird durch Zünden des Überspannungsableiters die Außenelektrode mittels eines Lichtbogens mit der Mittelelektrode kurzgeschlossen. Sobald das Auftreten der Überspannung beendet ist, erlischt der Lichtbogen und die Schaltstrecke zwischen Mittel- und Außenelektrode ist wieder isolierend.
  • Um die soeben beschriebene Schutzfunktion auch bei Ausfall eines Überspannungsableiters aufrecht zu erhalten, können Ableiter mit zusätzlichen Funktionen ausgestattet werden. In diesem Zusammenhang sind Mechanismen zum Absichern des Ableiters bei einer thermischen Überbelastung bekannt (englisch: Fail safe), bei denen zwischen einem Federbügel und der Außenelektrode ein Schmelzelement aus Lotmaterial oder auch einer isolierenden Folie angeordnet ist, das bei zu hoher Temperatur die Bewegung des Federbügels freigibt, der dann die Schaltstrecke des Ableiters zwischen Mittelelektrode und Außenelektrode überbrückt und damit kurzschließt.
  • Ein solcher Überspannungsableiter ist z. B. aus der Druckschrift DE 101 34 752 bekannt. Der Kurzschlussmechanismus wird im Fehlerfall durch Wärme ausgelöst.
  • Aufgabe dieser Erfindung ist es, einen Überspannungsableiter anzugeben, der sich im Fehlerfall durch einen sicheren Kontakt zwischen den kurzzuschließenden Elektroden auszeichnet.
  • Diese Aufgabe ist durch den Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen gehen aus den weiteren Ansprüchen hervor.
  • Gemäß wenigstens einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Überspannungsableiter mit einem Keramikkörper, einer Mittelelektrode und wenigstens einer Außenelektrode angegeben, bei dem ein elektrisch leitendes, von der Außenelektrode durch einen Luftspalt beabstandetes Kontaktelement vorgesehen ist, welches im Normalfall durch einen Federmechanismus vorgespannt ist. Der Federmechanismus übt auf das Kontaktelement eine Federkraft in Richtung auf die Außenelektrode aus. Zwischen der Mittelelektrode und dem Kontaktelement ist eine elektrisch leitende Verbindung vorgesehen. Der Luftspalt zwischen der Außenelektrode und dem Kontaktelement ist in einem vorzugsweise hermetisch dicht geschlossenen Hohlraum angeordnet. Der das Kontaktelement vorspannende Federmechanismus wird im Fehlerfall z. B. durch Wärme ausgelöst, wobei das Kontaktelement freigesetzt, durch die Federkraft auf die Außenelektrode gedrückt wird und so einen Kurzschluss zwischen der Mittel- und Außenelektrode erzeugt.
  • Dadurch, dass der Hohlraum abgeschlossen ist, ist er bei Einbettung des Ableiters in ein Silikon-Gel gegen das Gel geschützt. Das Gel wird beispielsweise als Feuchtigkeitsschutz des Ableiters verwendet.
  • Das Kontaktelement ist vorzugsweise komplett im dicht abgeschlossenen Hohlraum angeordnet. Der Hohlraum kann mit dem Luftspalt identisch sein.
  • Die elektrisch leitende Verbindung zwischen der Mittelelektrode und dem Kontaktelement ist vorzugsweise in Form eines an der Mittelelektrode befestigten Federbügels ausgeführt. Der Federbügel übt eine Federkraft auf ein elektrisch leitendes, von der Außenelektrode beabstandetes Kontaktelement aus.
  • Das Kontaktelement kann z. B. mittels einer schmelzbaren Masse in einer Öffnung einer Metallplatte befestigt sein, welche zumindest teilweise formschlüssig in einer isolierenden Halterung eingebettet ist, die zwischen der Metallplatte und der Außenelektrode angeordnet ist.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform gilt: Bei nicht geschmolzener Masse ist das Kontaktelement von der Außenelektrode beabstandet. Bei einer geschmolzenen Masse ist das Kontaktelement durch den Federbügel gegen die Außenelektrode gedrückt.
  • In einer Variante der Erfindung ragt das Kontaktelement in eine Öffnung der Metallplatte hinein und ist mittels einer schmelzbaren Masse in dieser Metallplatte befestigt. Das Kontaktelement ist vorzugsweise als ein Metallbolzen ausgebildet.
  • Die schmelzbare Masse (z. B. Lot, vorzugsweise Weichlot) sorgt dabei für einen dichten Abschluss des geschlossenen Hohlraums. Die schmelzbare Masse ist erforderlich, um das Kontaktelement in der Metallplatte zu befestigen und kann daher in einer geringen Menge vorgesehen sein, die sicherstellen muss, dass das Kontaktelement in der Metallplatte festgehalten wird. Die Befestigung des Kontaktelements in der Metallplatte kann bei entsprechender Dimensionierung des Bolzens bzw. des Lochs mit einer sehr geringen Menge von schmelzbarer Masse hergestellt werden, wodurch sich der Vorteil eines schnellen Auslösemechanismus ergibt.
  • Die Metallplatte mit dem vorzugsweise formschlüssig eingefügten Metallbolzen, der in die Öffnung der Metallplatte vorzugsweise weich eingelötet ist, ist in einem abgesetzten Be reich einer isolierenden Halterung, die z. B. als eine Isolierscheibe ausgebildet ist, vorzugsweise formschlüssig angeordnet.
  • Auf die nach außen gewandte Stirnseite des Metallbolzens in Richtung der Außenelektrode wird zur Erzeugung einer Vorspannung von einem an der Mittelelektrode befestigten elektrisch leitenden Federbügel eine Federkraft ausgeübt. Der Federbügel dient auch als die elektrische Verbindung zwischen der Mittelelektrode und dem Metallbolzen. Der Federbügel ist vorzugsweise aus einem Federmaterial, z. B. einem Federstahl gefertigt.
  • Der Federbügel bildet den Federmechanismus. Der Federbügel, die Metallplatte und das Kontaktelement bilden zusammen einen Kurzschlussmechanismus.
  • Im Fehlerfall wird im Ableiter eine unzulässig hohe Erwärmung erzeugt, wobei die schmelzbare Masse schmilzt, weswegen das Kontaktelement durch den Federbügel gegen die Außenelektrode gedrückt wird, wobei zwischen der Mittel- und Außenelektrode ein Kurzschluss erzeugt wird.
  • In einer weiteren Variante der Erfindung umfasst der Kurzschlussmechanismus eine elektrisch mit der Mittelelektrode verbundene Metallplatte und ein federndes Kontaktelement, das eine vorzugsweise als eine Blattfeder ausgebildete Feder aufweist, deren festes Ende vorzugsweise an der Metallplatte befestigt ist und deren freies Ende bei der nicht geschmolzenen schmelzbaren Masse vorzugsweise im vorgespannten Zustand im Abstand von der Außenelektrode gehalten wird. Der Federmechanismus ist in diesem Fall durch das federnde Kontaktelement selbst gebildet.
  • Die Feder ist vorzugsweise als eine zusammengefaltete Blattfeder, d. h. im Querschnitt mäanderförmig mit mehreren Mäandersektionen ausgebildet, wobei die einander gegenüberliegenden Seiten der jeweiligen Mäandersektion durch eine schmelzbare Masse federnd zusammengepresst bzw. unter Vorspannung weich zusammengelötet sind. Die Blattfeder wird im Normalfall durch die schmelzbare Masse in einem vorgespannten Zustand im Abstand von der Außenelektrode gehalten.
  • Wenn die schmelzbare Masse schmilzt und dabei ihre Festigkeit verliert, entfaltet sich die zusammengefaltete Blattfeder und erzeugt einen Kurzschluss zwischen der Metallplatte und der Außenelektrode.
  • Diese Variante der Erfindung hat den Vorteil besonders bei Verwendung von einem zähflüssigen Gel in der Umgebung des Ableiters, da der Federmechanismus vollständig im geschlossenen Hohlraum angeordnet und daher von der Umgebung isoliert ist. Durch die vollständige Trennung von der Umgebung kann die Bewegung des freigesetzten Federelements nicht mehr durch das Gel gehindert werden.
  • Die Mittel- und Außenelektrode bestehen vorzugsweise aus Kupfer. Der thermische Ausdehnungskoeffizient des Kupfers unterscheidet sich stark von dem der Keramik, was bei Temperaturbelastung die Dichtigkeit der Schnittstelle zwischen dem Keramikkörper und der Außenelektrode beeinträchtigen kann. Zum Ausgleich der Differenz der thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Keramikkörper und der Cu-Elektrode wird ein Ring bzw. Rahmen benutzt, der auf der Außenelektrode befestigt (vorzugsweise hart aufgelötet) ist. Als Material des Rings wird vorzugsweise ein Material mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten eingesetzt, der annähernd dem Aus dehnungskoeffizienten des Keramikkörpers gleich ist, wie z. B. FeNi.
  • In einer bevorzugten Variante ist die isolierende Halterung in den Ring (z. B. FeNi-Ring) bzw. Rahmen vorzugsweise formschlüssig eingefügt. Dabei entsteht zwischen der Außenelektrode, der isolierenden Halterung und der Metallscheibe ein dicht geschlossener Hohlraum, in dem der Luftspalt zwischen der Außenelektrode und dem Kontaktelement angeordnet ist. Die isolierende Halterung kann z. B. bei einer aus FeNi oder einem bezüglich thermischer Ausdehnung ähnlichen Material gefertigten Außenelektrode in einen abgesetzten Bereich der Außenelektrode eingesetzt sein. Im letzteren Fall kann auf den Ring oder Rahmen verzichtet werden.
  • In bevorzugter Variante ist die Metallplatte in die isolierende Halterung und die isolierende Halterung in den Ring eingepresst. Dadurch wird das Eindringen des Gels in den geschlossenen Hohlraum bzw. in den Luftspalt verhindert.
  • Die Metallplatte besteht vorzugsweise aus Messing oder aus einem anderen geeigneten Metall oder einer Metalllegierung.
  • Die isolierende Halterung besteht vorzugsweise aus einem temperaturbeständigen Kunststoff, dessen Schmelztemperatur über der Schmelztemperatur der schmelzbaren Masse, die typischerweise ca. 220°C beträgt, liegt. Der Kunststoff zeichnet sich vorzugsweise durch eine gute Federwirkung aus, die eine gute Presspassung zwischen der isolierenden Halterung und der Metallscheibe gewährleistet.
  • Im Fehlerfall, d. h. beim Überschreiten einer gewissen Grenzspannung Umax, entsteht ein Funkenüberschlag zwischen der Mittel- und Außenelektrode, wobei sich die Elektroden erwärmen. Die an der Außenelektrode erzeugte Wärme wird auf das Kontaktelement und die Metallscheibe durch die Wärmeabstrahlung der Außenelektrode in Richtung des geschlossenen Hohlraums übertragen. Die an der Mittelelektrode erzeugte Wärme wird auf das Kontaktelement oder die Metallscheibe durch den Federbügel übertragen.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und der dazugehörigen Figuren näher erläutert. Die Figuren zeigen anhand schematischer und nicht maßstabsgetreuer Darstellungen verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung. Gleiche oder gleich wirkende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen schematisch
  • 1A ausschnittsweise einen Federmechanismus eines in
  • 2 gezeigten Ableiters
  • 1B ausschnittsweise einen Federmechanismus mit einem verjüngten Kontaktelement
  • 2 einen Ableiter im Normalzustand
  • 3 den Ableiter gemäß 2 beim Ansprechen des Federmechanismus im Fehlerfall
  • 4A ausschnittsweise einen Federmechanismus eines in
  • 5 gezeigten Ableiters im vorgespannten Zustand
  • 4B den Federmechanismus gemäß 4A beim Ansprechen des Federmechanismus im Fehlerfall
  • 4C den in eine Halterung eingesetzten Federmechanismus gemäß 4A
  • 5 einen weiteren Ableiter im Normalzustand
  • 6 den Ableiter gemäß 5 beim Ansprechen des Federmechanismus im Fehlerfall Ein beispielhafter Überspannungsableiter vor und nach dem Ansprechen des Federmechanismus ist in 2 bzw. 3 gezeigt.
  • 1A zeigt ausschnittsweise im schematischen Querschnitt einen Federmechanismus eines in 2 gezeigten Überspannungsableiters.
  • Das Kontaktelement 7 hat die Form eines runden Bolzens, der durch ein rundes Loch in einer Metallplatte 5a ragt. Die mechanische Verbindung zwischen dem Kontaktelement 7 und der Metallplatte 5a ist durch eine schmelzbare Masse 6 entlang des Lochrandes der Metallplatte 5a hergestellt. Der Metallbolzen ist in einer Metallplatte 5a also weich eingelötet.
  • Die schmelzbare Masse kann in einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung als Lot ausgebildet sein. In Verbindung mit lötbaren Materialien für das Kontaktelement und das Distanzelement ist so eine sehr einfache Verbindung zwischen Kontaktelement und Distanzelement möglich. Zudem stellen die für Lot verwendeten Zinn-Legierungen sicher, dass die Verbindung zwischen dem Kontaktelement und dem Distanzelement bei ausreichender Wärme schnell gelöst wird.
  • Die Metallplatte 5a weist eine vorzugsweise mittig angeordnete Öffnung zur Aufnahme des Kontaktelements 7 auf. Die Metallplatte 5a hat vorzugsweise die Form einer Scheibe, die in eine isolierende Halterung 5b eingesetzt ist. Die isolierende Halterung 5b weist einen abgesetzten Bereich zur Aufnahme der Metallplatte 5a.
  • Das Kontaktelement 7 kann, wie in 1B angedeutet, an einem zwischen der Außenelektrode 2 und der Metallplatte 5a liegenden Abschnitt 11 eine Verjüngung 12 aufweisen.
  • Der Federmechanismus umfasst ferner einen elektrisch leitenden Federbügel 3, der an der Mittelelektrode 1 des Ableiters befestigt ist, siehe 2 und 3. Der Federbügel 3 greift auf die Stirnseite der Außenelektrode 2 über und hält das Kontaktelement 7 in einem vorgespannten Zustand, indem er auf die äußere Stirnfläche des Kontaktelements 7 eine Federkraft F in Richtung der Außenelektrode 2 ausübt.
  • Der Federbügel 3, die Metallplatte 5a und das Kontaktelement 7 sind so gestaltet, dass bei Flüssigwerden der schmelzbaren Masse 6 der Federbügel 3 und das Kontaktelement 7 entlang der Öffnung der Metallplatte 5a gleiten können.
  • Das Kontaktelement kann in einer Variante der Erfindung mechanisch fest mit dem Federbügel 3 verbunden oder Bestandteil des Federbügels 3 sein.
  • Zwischen dem Kontaktelement 7, der Metallplatte 5a, der isolierenden Halterung 5b und der Außenelektrode 2 ist ein Hohlraum 22 gebildet. Der Hohlraum 22 ist durch die schmelzbare Masse 6 abgedichtet. Die Metallplatte 5a ist gegen den Ring 16 und die isolierende Halterung 5b jeweils z. B. durch Presspassung abgedichtet. Der Ring 16 ist auf der Außenelektrode 2 aufgelötet oder aufgeschweißt. Somit wird ein dichter Abschluss des Hohlraums gegen ein Gel und ggf. Feuchte erreicht.
  • Zwischen der Mittelelektrode 1 und der Außenelektrode 2 ist ein gasgefüllter Keramikkörper 19 angeordnet. Der Keramikkör per ist vorzugsweise mit einem Edelgas gefüllt. Der Ableiter ist vorzugsweise mit zwei Außenelektroden und ggf. bezogen auf die Mittelelektrode symmetrisch ausgebildet. Die Mittelelektrode 1 ist vorzugsweise zwischen zwei Keramikkörpern angeordnet. Die Mittel- bzw. Außenelektroden 1, 2 sind jeweils durch Löten mit den Keramikkörpern 19 verbunden.
  • Die Mittel- und Außenelektrode 1 bzw. 2 besteht vorzugsweise aus Cu. Es ist aber in einer anderen Variante möglich, dass die Mittel- und/oder Außenelektrode aus FeNi besteht.
  • Auf der Außenelektrode 2 am Rand ist ein Ring 16 angeordnet, der vorzugsweise aus einer Eisen-Nickel-Legierung besteht. In den Ring 16 ist die isolierende Halterung 5b eingesetzt. Die Außenelektrode 2 weist in dem dem Kontaktelement 7 zugewandten Bereich eine Ausnehmung zur Bildung eines Luftspaltes 20 auf. Der Luftspalt 20 ist im dicht geschlossenen Hohlraum 22 angeordnet.
  • Die 2 entspricht dem Normalzustand des Überspannungsableiters, d. h. dem Zustand vor dem Ansprechen des Federmechanismus. Durch entsprechende Gestaltung der Abmessungen der am Schutzmechanismus beteiligten Elemente kann erreicht werden, dass der Federbügel 3 das Kontaktelement 7 so weit in Richtung auf die Außenelektrode 2 verschiebt, dass das Kontaktelement 7 unter Aufbringung eines Kontaktdrucks, der wiederum vom Federbügel 3 (Restfederkraft) herrührt, auf die Außenelektrode 2 drückt, wodurch die elektrische Kontaktierung der Außenelektrode 2 mit dem Federbügel 3 und mithin mit der Mittelelektrode 1 beim Auslösen des Kurzschlussmechanismus erreicht wird.
  • Im Fehlerfall schmilzt die schmelzbare Masse 6 durch die in der Umgebung des Ableiters erzeugte Wärme. Dabei wird das Kontaktelement 7 freigelassen und durch die Federkraft F des Federbügels 3 auf die Außenelektrode 2 gedrückt, siehe 3. In diesem Fall werden die Mittelelektrode 1 und die Außenelektrode 2 über den Federbügel und das Kontaktelement 7 kurzgeschlossen.
  • In 4A bis 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, in dem das Kontaktelement 7 durch eine elastische Deformation vorgespannt wird.
  • Das Kontaktelement 7 weist eine Blattfeder 21 mit einem festen Ende 21a und einem freien Ende 21b auf. Das feste Ende 21a der Blattfeder ist an der Metallplatte 5c befestigt, z. B. hartgelötet. Das freie Ende 21b der Blattfeder wird z. B. durch Weichlöten mit der Metallplatte 5c oder einem anderen Abschnitt (z. B. festem Ende) der Blattfeder vorgespannt.
  • Es ist vorteilhaft, wenn die Blattfeder 21, wie in 4A schematisch gezeigt, in Form einer „Ziehharmonika" ausgebildet ist, deren gefaltete Abschnitte im Normalzustand durch Weichlöten zusammengehalten und so vorgespannt werden.
  • Die Blattfeder 21 und der Federbügel 3 können z. B. aus CuBe gefertigt sein.
  • Im Fehlerfall schmilzt die schmelzbare Masse, wobei die durch das Falten vorgespannte Blattfeder freigelassen wird. Die zusammengefaltete Blattfeder springt auseinander. In 4B ist die nach dem Ansprechen des Federmechanismus entfaltete Blattfeder gezeigt.
  • In 4C ist der in die isolierende Halterung 5b eingesetzte Federmechanismus gemäß 4A gezeigt.
  • In 5 und 6 ist der in 4A und 4B schematisch dargestellte Federmechanismus vor bzw. nach dem Ansprechen gezeigt.
  • Das in 4C gezeigte Gebilde wird, wie in 5 angedeutet, vorzugsweise durch Presspassung in den Ring 16 oder in einen abgesetzten Bereich der Außenelektrode 2 eingesetzt. Hier wird die Metallplatte 5c durch die Federkraft des Federbügels 3 gegen die isolierende Halterung gepresst. Die Metallplatte 5c weist keine Öffnungen auf.
  • In dieser Variante der Erfindung ist der geschlossene Hohlraum 22 zwischen der Außenelektrode 2, der isolierenden Halterung 5b und der Metallplatte 5c gebildet. Bewegliche Teile des Federmechanismus (d. h. das als Blattfeder ausgebildete Kontaktelement) sind hier vollständig im geschlossenen Hohlraum 22 angeordnet.
  • In 5 ist zu sehen, dass das freie Ende der Blattfeder 21 im Abstand von der Außenelektrode 2 gehalten wird, wobei dazwischen ein im Fehlerfall zu überbrückende Luftspalt 20 gebildet ist.
  • In 6 ist der Überspannungsableiter gemäß 5 nach dem Ansprechen des Federmechanismus gezeigt. Die schmelzbare Masse 6 wurde durch die Wärme des Funkenüberschlags aufgeweicht. Das freie Ende der Blattfeder wird durch die Federkraft gegen die Außenelektrode 2 gedrückt und stellt so über die Metallscheibe und den Federbügel den sicheren Kontakt zwischen der Außen- und Mittelelektrode her.
  • Obwohl in den Ausführungsbeispielen nur eine beschränkte Anzahl möglicher Weiterbildungen der Erfindung beschrieben werden konnte, ist die Erfindung nicht auf diese beschränkt. Es ist prinzipiell möglich, die Presspassung der eingesetzten Teile durch eine andere Art der Einbettung, z. B. Eingießen, zu ersetzen. Die Erfindung ist nicht auf die Anzahl der schematisch dargestellten Elemente beschränkt. Der beschriebene Sicherungsmechanismus ist selbstverständlich nicht auf die Absicherung nur einer Schaltstrecke zwischen der Mittelelektrode 1 und der Außenelektrode 2 beschränkt. Durch symmetrische Ergänzung kann auch die zweite Schaltstrecke zwischen der Mittelelektrode 1 und der weiteren Außenelektrode in entsprechender Art und Weise abgesichert werden.
  • 1
    Mittelelektrode
    2
    Außenelektrode
    3
    Federbügel
    5a
    Metallplatte
    5b
    isolierende Halterung
    5c
    Metallplatte
    6
    schmelzbare Masse
    7
    Kontaktelement
    11
    Abschnitt des Kontaktelements 7
    12
    Verjüngung des Kontaktelements 7
    16
    Ring aus einer Eisen-Nickel-Legierung
    19
    Keramikkörper
    20
    Luftspalt zwischen dem Kontaktelement 7 und der
    Außenelektrode 2
    22
    Hohlraum
    21
    Blattfeder
    21a
    festes Ende der Blattfeder 21
    21b
    freies Ende der Blattfeder 21
    F
    Federkraft

Claims (23)

  1. Überspannungsableiter mit einer Mittelelektrode (1) und wenigstens einer Außenelektrode (2), – bei dem ein elektrisch leitendes, von der Außenelektrode (2) durch einen Luftspalt (20) beabstandetes Kontaktelement (7) durch einen Federmechanismus vorgespannt ist, wobei der Federmechanismus auf das Kontaktelement (7) eine Federkraft (F) in Richtung auf die Außenelektrode (2) ausübt, – bei dem zwischen der Mittelelektrode (1) und dem Kontaktelement (7) eine elektrisch leitende Verbindung vorgesehen ist, – wobei der Luftspalt (20) zwischen der Außenelektrode (2) und dem Kontaktelement (7) in einem dicht geschlossenen Hohlraum (22) angeordnet ist.
  2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, bei dem die elektrisch leitende Verbindung zwischen der Mittelelektrode (1) und dem Kontaktelement (7) in Form eines an der Mittelelektrode (1) befestigten Federbügels (3) ausgeführt ist.
  3. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, bei dem der Federbügel (3) eine Federkraft (F) auf ein elektrisch leitendes, von der Außenelektrode (2) beabstandetes Kontaktelement (7) ausübt.
  4. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Kontaktelement (7) mittels einer schmelzbaren Masse (6) in einer Öffnung einer Metallplatte (5a) befestigt ist, wobei die Metallplatte (5a) zumindest teilweise formschlüssig in einer isolierenden Halterung (5b) eingebettet ist, die zwischen der Metallplatte (5a) und der Außenelektro de (2) angeordnet ist.
  5. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das Kontaktelement (7) bei nicht geschmolzener Masse (6) von der Außenelektrode (2) beabstandet ist.
  6. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem das Kontaktelement (7) bei geschmolzener Masse (6) durch den Federbügel (3) gegen die Außenelektrode (2) gedrückt ist.
  7. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem der Hohlraum (22) von dem Kontaktelement (7), der Metallplatte (5a), der isolierenden Halterung (5b) und der Außenelektrode (2) begrenzt ist.
  8. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Hohlraum (22) durch die Masse (6) abgedichtet ist.
  9. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 2 bis 8, bei dem das Kontaktelement (7) mechanisch fest mit dem Federbügel (3) verbunden oder Bestandteil des Federbügels (3) ist.
  10. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 2 bis 9, bei dem das Kontaktelement (7) die Form eines Bolzens aufweist.
  11. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 2 bis 10, bei dem die Metallplatte (5a) eine Scheibe ist.
  12. Überspannungsableiter nach Anspruch 10 oder 11, bei dem das Kontaktelement (7) an einem zwischen der Außenelektrode (2) und der Metallplatte (5a) liegenden Abschnitt (11) eine Verjüngung (12) aufweist.
  13. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 2 bis 12, bei dem die schmelzbare Masse (6) Lot ist.
  14. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 2 bis 13, bei dem die Außenelektrode (2) am Rand einen Ring (16) aufweist, der aus einer Eisen-Nickel-Legierung besteht.
  15. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 2 bis 14, bei dem der Federbügel (3) aus einem Federstahl gefertigt ist.
  16. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, – bei dem das Kontaktelement (7) im dicht abgeschlossenen Hohlraum (22) angeordnet ist.
  17. Überspannungsableiter nach Anspruch 16, – bei dem eine elektrisch leitende, in einer isolierenden Halterung (5b) zumindest teilweise eingebettete Metallplatte (5c) vorgesehen ist, – bei dem das Kontaktelement (7) eine Feder aufweist, deren festes Ende fest mit der Metallplatte (5c) verbunden ist.
  18. Überspannungsableiter nach Anspruch 17, bei dem das freie Ende der Feder mittels einer schmelzbaren Masse (6) in einem Abstand von der Außenelektrode (2) gehalten ist.
  19. Überspannungsableiter nach Anspruch 17 oder 18, bei dem das freie Ende der Feder bei geschmolzener Masse (6) gegen die Außenelektrode (2) gepresst wird.
  20. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 17 bis 19, bei dem die Feder als eine Blattfeder (21) ausgebildet ist.
  21. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 17 bis 20, bei dem die elektrisch leitende Verbindung zwischen der Mittelelektrode (1) und dem Kontaktelement (7) in Form eines an der Mittelelektrode (1) befestigten Federbügels (3) ausgeführt ist, der gegen die Metallplatte (5c) drückt.
  22. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 17 bis 21, bei dem die Feder als eine gefaltete Blattfeder ausgebildet ist, wobei die Falten der Blattfeder jeweils durch die Masse (6) federnd vorgespannt sind.
  23. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 22, der in einem Gel eingebettet ist.
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