DE102005013499A1 - Gasgefüllte Entladungsstrecke - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine gasgefüllte Entladungsstrecke mit wenigstens zwei Elektroden und mit einer Elektrodenaktivierungsmasse, die auf wenigstens einer der Elektroden angeordnet ist. Die Elektrodenaktivierungsmasse enthält K¶2¶WO¶4¶.

Description

• Die Erfindung betrifft eine gasgefüllte Entladungsstrecke wie Funkenstrecke oder Überspannungsableiter.
• Eine gasgefüllte Entladungsstrecke ist aus der Druckschrift DE 19814631 A1 bekannt. Es wird eine glasartige Elektrodenaktivierungsmasse verwendet, die mehrere Komponenten, u. a. als eine Basiskomponente Cäsiumwolframat (Cs₂WO₄) enthält.
• Eine weitere gasgefüllte Entladungsstrecke ist aus der Druckschrift DE 19701816 A1 bekannt.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gasgefüllte Entladungsstrecke mit guten Löscheigenschaften anzugeben.
• Es wird eine gasgefüllte Entladungsstrecke mit wenigstens zwei Elektroden angegeben, bei der zur Sicherstellung der Zündeigenschaften auf wenigstens eine der Elektroden eine K₂WO₄ enthaltende Elektrodenaktivierungsmasse aufgebracht ist.
• Kalium-Wolframat hat die Eigenschaften eines Getterstoffs. Dieses Material ist chemisch sehr stabil und kann auch nach einer Stoßstrombelastung eine Getterwirkung ausüben. Als zusätzliche Eigenschaft entsteht durch Reduktion des K₂WO₄ im gasgefüllten Hohlraum freies Kalium und/oder Kaliumoxid, was zu einer niedrigen Austrittsarbeit der Aktivierungsmasse führt.
• Kalium-Wolframat schmilzt bei einer Löttemperatur von ca. 820°, wobei insbesondere lose Aktivierungspartikel gebunden werden, so dass der Austritt von losen Aktivierungspartikeln aus der Aktivierungsmasse verhindert werden kann.
• Die im Rahmen der Erfindung vorgesehene Verwendung von einer Kalium-Wolframat bzw. eine der anderen Kalium-Verbindungen enthaltenden Aktivierungsmasse gewährleistet sehr gute Löscheigenschaften der Entladungsstrecke nach elektrischer Belastung. Ein Ableiter mit einer K₂WO₄ enthaltenden Aktivierungsmasse verlöscht selbsttätig und zuverlässig nach einem Ableitvorgang trotz anliegender Gleichspannung.
• In einer ersten bevorzugten Variante wird eine als Funkenstrecke ausgebildete Entladungsstrecke mit einem beispielsweise keramischen, vorzugsweise zylindrischen Hohlkörper mit einer Mantelfläche angegeben. Offene Stirnseiten des Hohlkörpers sind durch Endelektroden abgeschlossen. Somit wird ein geschlossener Hohlraum gebildet, der mit einem Edelgas gefüllt ist.
• Die Aktivierungsmasse ist auf den zueinander gewandten aktiven Oberflächen der Elektroden angeordnet. Die aktiven Oberflächen können mindestens eine Vertiefung oder mehrere Vertiefungen in Form einer Waffelung zur Aufnahme von der Aktivierungsmasse aufweisen. Unter einer Waffelung werden sich kreuzende Vertiefungen verstanden. Auf der aktiven Oberfläche einer Elektrode können alternativ mehrere Vertiefungen vorgesehen sein, die sich nicht kreuzen.
• In einer zweiten bevorzugten Variante wird eine als ein Zwei-Strecken-Ableiter ausgebildete Entladungsstrecke mit zwei vorzugsweise stirnseitig angeordneten Endelektroden und einer hohlzylindrischen Mittelelektrode angegeben. Zwischen der Mittelelektrode und einer der Endelektroden ist vorzugsweise jeweils ein hohlzylindrischer Keramikisolator angeordnet.
• Die Aktivierungsmasse ist zum Aufbringen sowohl auf die Mittelelektrode als auch auf die Endelektroden des Ableiters geeignet. Die Mittelelektrode kann mit einer umlaufenden Rille zur Aufnahme der Aktivierungsmasse versehen sein.
• Die Aktivierungsmasse kann bei Endelektroden in beiden Ausführungsbeispielen auf den zueinander gewandten aktiven Elektrodenflächen in den dafür vorgesehenen Vertiefungen eingearbeitet sein.
• Die Aktivierungsmasse kann aus einer Basiskomponente, z. B. K₂WO₄ bestehen.
• Die Aktivierungsmasse kann mehrere Komponenten, insbesondere Basiskomponenten enthalten. K₂WO₄ ist in einer vorteilhaften Variante als eine Basiskomponente der Aktivierungsmasse z. B. in einer Menge von etwa 20 bis 90 Gew.%, vorzugsweise in einer Menge von 30 bis 60 Gew.% vorgesehen.
• Die Aktivierungsmasse kann in einer Variante mindestens eine Basiskomponente und darüber hinaus Additive aufweisen. Eine der Basiskomponenten ist dabei K₂WO₄.
• Als weitere Basiskomponenten kommen in Betracht insbesondere
• 1) Metalloxide, z. B. TiO₂;
• 2) metallische Komponenten, z. B. Al, metallisches Ti;
• 3) Halogenide – z. B. KBr, NaBr.
• Die Elektrodenmasse kann außerdem einen Glasanteil bzw. Silikate, z. B. Natriumsilikat, Cäsiumsilikat und Kaliumsilikat enthalten. Des weiteren kommen in Betracht BaTiO₃, TiO₂, LiNbO₃, Na₂B₄O₇, MgO. Na₂B₄O₇, MgO sind insbesondere als Additive geeignet.
• Die Basiskomponenten können in einer Menge von jeweils etwa 10 bis 90 Gew.% und die Additive in einer Menge von jeweils etwa kleiner als 10 Gew.% enthalten sein.
• K₂WO₄ kann in einer weiteren Variante als Additiv z. B. in einer Menge von 1 bis 20 Gew.%, vorzugsweise in einer Menge von 5 bis 10 Gew.% vorgesehen sein.

Claims (4)

1. Gasgefüllte Entladungsstrecke mit wenigstens zwei Elektroden und mit einer Elektrodenaktivierungsmasse, die auf wenigstens einer der Elektroden angeordnet ist, bei der die Elektrodenaktivierungsmasse K₂WO₄ enthält.
2. Entladungsstrecke nach Anspruch 1, die als Funkenstrecke mit zwei stirnseitig angeordneten Endelektroden ausgebildet ist.
3. Entladungsstrecke nach Anspruch 1, die als Überspannungsableiter mit zwei stirnseitig angeordneten Endelektroden ausgebildet ist.
4. Entladungsstrecke nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Elektrodenaktivierungsmasse in einer Vertiefung der jeweiligen Elektrode angeordnet ist.