DE112012003490T5

DE112012003490T5 - Überspannungsableiter und Herstellungsverfahren hierfür

Info

Publication number: DE112012003490T5
Application number: DE112012003490.2T
Authority: DE
Inventors: Doo Won Kang; Hyun Chang Kim; Dong Ho Jeon
Original assignee: Smart Electronics Inc
Current assignee: Smart Electronics Inc
Priority date: 2011-08-22
Filing date: 2012-08-22
Publication date: 2014-06-05
Also published as: TW201310830A; WO2013028001A1; KR101226328B1; TWI533544B

Abstract

Offenbart wird ein Überspannungsableiter, welcher über einen Schritt des Abscheidens auf die äußere Oberfläche eines nicht-leitenden Gliedes hergestellt ist, ein leitender Beschichtungsfilm, der aus Antimonzinnoxid in einer Hochtemperaturumgebung unter Verwendung einer chemischen Gasphasenabscheidungs-(CVD)-Anlage hergestellt ist. Mit der Verwendung eines CVD-Verfahrens kann der Überspannungsableiter einen Anstieg des Widerstandswertes verhindern, welcher in dem Verfahren des Abscheidens des leitenden Beschichtungsfilms auf die äußere Oberfläche des nicht-leitenden Gliedes bewirkt wird, verhindern und kann verhindern, dass eine Antwortgeschwindigkeit aufgrund der Erhöhung des Widerstandswertes verringert wird. Ferner ist es möglich, obwohl der Überspannungsableiter für eine hohe Spannung gefertigt ist, einfach die Dicke des leitenden Beschichtungsfilms einzustellen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter, welcher elektronische Vorrichtungen vor hohen Spannungen, wie Blitzeinschlägen, schützt und ein Verfahren zum Herstellen derselbigen.
Stand der Technik
Im Allgemeinen werden Hochspannungsimpulse hoher Stromstärke gemeinhin als eine Überspannung bezeichnet, welche eine Art von elektrischem Rauschen ist. Eine derartige Überspannung wird durch natürliche Blitzeinschlagserscheinungen, elektronische Stromversorgungssysteme (Schaltungen wie Hochspannungsstromkreisunterbrecher, Trennschalter usw.) und industrielle Einrichtungen im großen Maßstab (Umschaltüberspannungen, die durch Umschalten von induktiven Belastungen und durch Lichtbögen und Kurzschlüsse von Schaltungen, Relais, Schweißen, usw. und Antriebsstromstößen von Motoren, Fahrstühlen usw. bewirkt werden) erzeugt.
Heute, mit der Entwicklung der Halbleitertechnologie, werden elektronische Vorrichtungen mit Chips einer hohen Integrationsdichte (VLSI) bereitgestellt. Überspannungen werden häufig in die elektronischen Vorrichtungen über Stromzuführungen und Kommunikations- und Signalleitungen eingeführt, wodurch Schaltkreissysteme oder Halbleitervorrichtungen, die auf den elektronischen Vorrichtungen installiert sind, beschädigt werden. Um somit die elektronischen Vorrichtungen vor Überspannungen zu schützen, werden Überspannungsableiter in einem weiten Bereich in militärischen und industriellen elektronischen Vorrichtungen, wie auch in herkömmlichen Haushalten, verwendet.
Typische Überspannungsableiter enthalten ein Überspannungsaufnahmeelement, das in einem Behälterrohr in einem isolierten Zustand aufgenommen ist. Dieses Überspannungsaufnahmeelement enthält ein nicht-leitendes Glied, einen leitenden Beschichtungsfilm, der ausgestaltet ist, um das nicht-leitende Glied zu umschließen, und eine Entladungslücke, welche den leitenden Beschichtungsfilm aufteilt, sodass der leitende Beschichtungsfilm als eine Entladungselektrode verwendet werden kann.
Der leitende Beschichtungsfilm wird als eine Entladungselektrode wie oben erwähnt verwendet und ist aus einem Metall mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit wie Titan (Ti) oder Nickel (Ni) gebildet. Dieser leitende Beschichtungsfilm wird auf die Oberfläche des nicht-leitenden Gliedes durch ein allgemeines Zerstäubungsverfahren abgeschieden.
Ein Problem mit dem herkömmlichen Überspannungsableiter, der durch das Verfahren des Abscheidens des leitenden Beschichtungsfilms auf das nicht-leitende Glied unter Verwendung des Zerstäubungsverfahrens hergestellt ist, ist dass die Hitzebehandlung durchgeführt wird, da der abgeschiedene leitende Beschichtungsfilm eine niedrige Bindungsstärke aufweist.
Wenn die Hitzebehandlung durchgeführt wird, um die Bindungsstärke des leitenden Beschichtungsfilms zu erhöhen, welcher auf das nicht-leitende Glied abgeschieden ist, wird ein Widerstandswert des leitenden Beschichtungsfilms erhöht, welcher dazu beiträgt, eine Antwortgeschwindigkeit des Überspannungsableiters abzusenken.
Ferner weist der herkömmliche Überspannungsableiter eine Dicke des leitenden Beschichtungsfilms auf, welche proportional zu einem Widerstandswert ist. Für den Fall eines Überspannungsableiters für eine hohe Spannung ist es wesentlich, dass die Dicke des leitenden Beschichtungsfilms einem hohen Widerstandswert entspricht, aber der Überspannungsableiter für eine hohe Spannung weist eine Begrenzung auf für die Erhöhung der Dicke des leitenden Beschichtungsfilms auf eine vorbestimmte Dicke oder höher und somit erleidet der leitende Beschichtungsfilm einen hohen Schaden, wenn eine Überspannung angelegt wird, welche dazu beiträgt, die Eigenschaften des Überspannungsableiters zu verschlechtern.
Ferner ist es für den leitenden Beschichtungsfilm möglich, nicht auf eine konstante Dicke abgeschieden wie bei einem herkömmlichen Überspannungsableiter zu werden, welche durch das Verfahren des Abscheidens des leitenden Beschichtungsfilms auf das nicht leitende Glied unter Verwendung des Zerstäubungsverfahrens hergestellt wurde.
In dem Zustand, wo der leitende Beschichtungsfilm nicht auf diese Weise bei einer konstanten Dicke abgeschieden wird, wenn eine Überspannungssimulation durch Vergleichen von Ergebniswerten von Entladungsstaatspannungen, die gemessen werden, wenn die Überspannung häufig angelegt wird, durchgeführt wird, liegt die Entladungsstartspannung die gemessen wurde, wenn die Überspannung jedes Mal angelegt wird, nicht leicht innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt.
Offenbarung
Technisches Problem
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter, der in der Lage ist, eine Erhöhung eines Widerstandswertes zu verhindern, der in dem Verfahren des Abscheidens eines leitenden Beschichtungsfilms auf die äußere Oberfläche eines nicht leitenden Gliedes bewirkt wird, und zu verhindern dass eine Antwortzeit aufgrund der Erhöhung des Widerstandswertes verringert wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Überspannungsableiter, der in der Lage ist, zu verhindern, dass eine Leistung aufgrund der Schwierigkeit in der Erhöhung der Dicke eines leitenden Beschichtungsfilms auf eine vorbestimmte Dicke oder mehr in dem Verfahren des Abscheidens des leitenden Beschichtungsfilms auf die äußere Oberfläche eines nicht leitenden Gliedes verringert wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Überspannungsableiter, bei dem ein leitender Beschichtungsfilm auf die äußere Oberfläche eines nicht-leitenden Gliedes bei einer konstanten Dicke abgeschieden werden kann.
Technische Lösung
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Überspannungsableiters bereitgestellt, welche enthält: Herstellen eines nicht leitenden Gliedes; Abscheiden eines leitenden Beschichtungsfilms auf eine äußere Oberfläche des nicht leitenden Gliedes unter Verwendung eines chemischen Dampfabscheidungsverfahrens mit Rotieren des nicht-leitenden Gliedes und Sprühen einer Abscheidungslösung in eine Hochtemperaturumgebung; Bilden zumindest einer Entladungslücke in dem leitenden Beschichtungsfilm, um dadurch ein Überspannungsaufnahmeelement zu erhalten; Anordnen des Überspannungsaufnahmeelementes in ein Behälterrohr und Abdichten der Dichtungselektroden an gegenüber liegenden Enden des Behälterrohrs mit einem Inertgas, das in das Behälterrohr gefüllt ist; und elektrisches Verbinden der Leitungen mit den jeweiligen Dichtungselektroden.
Der leitende Beschichtungsfilm kann Antimonzinnoxid enthalten, welches Antimonoxid mit einem Gewichtsverhältnis von 0,5 Gew.-% bis 5 Gew.-% enthält.
Das Abscheiden des leitenden Beschichtungsfilms kann bei einer höheren Temperatur als eine Temperatur von etwa 600°C durchgeführt werden, bei welcher die Abdichtung durchgeführt wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Überspannungsableiter bereitgestellt, welcher enthält: ein Behälterrohr, in welches ein Inertgas gefüllt ist; ein Paar von Dichtungselektroden, die auf gegenüber liegenden Enden des Behälterrohrs angeordnet sind und elektrisch mit entsprechenden Leitungen verbunden sind; und ein Überspannungsaufnahmeelement, welches elektrisch mit den Dichtungselektroden verbunden ist. Das Überspannungsaufnahmeelement enthält ein nicht-leitendes Glied, einen leitenden Beschichtungsfilm, der auf einer äußeren Oberfläche des nicht-leitenden Gliedes abgeschieden ist, und zumindest eine Entladungslücke, welche den leitenden Beschichtungsfilm aufteilt, und der leitende Beschichtungsfilm enthält Antimonzinnoxid, welches Zinnoxid (SnO₂) und Antimonoxid (Sb₂O₃) enthält, und ist auf der äußeren Oberfläche des nicht-leitenden Gliedes durch eine chemische Gasphasenabscheidungsanlage abgeschieden.
Das Antimonoxid, welches in dem leitenden Beschichtungsfilm enthalten ist, kann ein Gewichtsverhältnis von 0,5 Gew.-% bis 5 Gew.-% aufweisen.
Vorteilhafte Effekte
Gemäß dem oben beschriebenen erfindungsgemäßen Überspannungsableiter wird das CVD-Verfahren verwendet, um die Abscheidungslösung auf die äußere Oberfläche des rotierenden nicht-leitenden Gliedes in einer Hochtemperaturumgebung zu sprühen und abzuscheiden, und es ist möglich, eine Erhöhung des Widerstandswertes aufgrund der Durchführung der Hitzebehandlung zu verhindern, im Gegensatz zum Stand der Technik, welche das Zerstäubungsverfahren durch Durchführen der Hitzebehandlung als die Nachbehandlung verwendet, und somit zu verhindern, dass die Antwortgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Überspannungsableiters aufgrund der Erhöhung des Widerstandswertes abgesenkt wird.
Da der leitende Beschichtungsfilm auf das nicht leitende Glied durch das CVD-Verfahren abgeschieden wird, ist es möglich, eine Vielzahl von Widerstandswerten durch einfaches Einstellen der Dicke des leitenden Beschichtungsfilms anzuwenden.
Der leitende Beschichtungsfilm wird gleichmäßig auf das nicht-leitende Glied bei einer konstanten Dicke durch das CVD-Verfahren abgeschieden. Somit kann selbst, wenn die Überspannungssimulation ausgeführt wird, die Ausgabestartspannung, die gemessen wird, wenn jede Überspannung angelegt wird, innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegen.
Beschreibung der Zeichnungen
Die obigen und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann klarer durch Beschreibung im Einzelnen von beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen, in denen:
1 eine Querschnittsansicht eines Überspannungsableiters gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 schematisch eine CVD-Anlage zeigt, welche verwendet wird, um den Überspannungsableiter gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung herzustellen; und
3 eine Ansicht zum Erklären eines Verfahrens zur Herstellung des Überspannungsableiters gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
Beste Ausführungsform
Ein Überspannungsableiter der vorliegenden Erfindung wird im Einzelnen unten unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 1 enthält ein Überspannungsableiter 10 der vorliegenden Erfindung ein Behälterrohr 11, welches ein Inertgas enthält, ein Paar von Dichtungselektroden 12, die auf gegenüber liegenden Enden des Behälterrohres 11 installiert sind und elektrisch mit jeweiligen Leitungen 13 verbunden sind, ein Überspannungsaufnahmeelement 15, das in dem Behälterrohr 11 in einem isolierten Zustand aufgenommen ist, und ein Paar von Anschlusselektroden 14, welche auf gegenüber liegenden Enden des Überspannungsaufnahmeelementes 15 vorgesehen sind und elektrisch die Dichtungselektroden 12 und das Überspannungsaufnahmeelement 15 verbinden.
Im Einzelnen ist das Behälterrohr 11 aus einem Glas oder einem keramischen Material in einer zylindrischen Form gebildet. Dieses zylindrische Behälterrohr 11 wird durch die Dichtungselektroden 12 an dessen gegenüber liegenden Enden abgedichtet und ist mit dem Inertgas befüllt.
Die Dichtungselektroden 12 sind auf den gegenüber liegenden Enden des Behälterrohrs 11 eingebaut und sind elektrisch mit den jeweiligen Leitungen 13 verbunden, wie oben beschrieben.
Die Anschlusselektroden 14 sind auf gegenüber liegenden Enden des Überspannungsaufnahmeelementes 15 angeordnet und verbinden elektrisch die Dichtungselektroden 12 und das Überspannungsaufnahmeelement 15, wie oben beschrieben. Diese Anschlusselektroden 14 können weggelassen werden, wenn die Dichtungselektroden 12 und das Überspannungsaufnahmeelement 15 direkt elektrisch verbunden sind.
Das Überspannungsaufnahmeelement 15 ist in dem Behälterrohr 11 in dem isolierten Zustand aufgenommen. Dieses Überspannungsaufnahmeelement 15 enthält ein nicht-leitendes Glied 16, einen leitenden Beschichtungsfilm 17, welcher ausgestaltet ist, um ein nicht-leitendes Glied 16 zu umschließen, und als eine Entladungselektrode fungiert, und zumindest eine Entladungslücke 18, welche den leitenden Beschichtungsfilm 17 aufteilt.
Das nicht leitende Glied 16 ist aus einem zylindrischen Aluminiumoxidstab gefertigt.
Der leitende Beschichtungsfilm 17 ist aus einem leitenden Metalloxid gebildet. Insbesondere ist ein Antimonzinnoxid-(ATO)-Beschichtungsfilm auf einer äußeren Oberfläche des nichtleitenden Gliedes 16 unter Verwendung der chemischen Gasphasenabscheidungs-(CVD)-Anlage, die in 2 gezeigt ist, abgeschieden.
Wie in 2 gezeigt, enthält die CVD-Anlage 20 einen Ofen 21 in dem eine Trommel 22, in welchem eine Mehrzahl von nicht-leitenden Gliedern 16 beherbergt ist, installiert ist, einen Rotationsmotor 23, welche die Trommel 22 dreht, und einen Sprüher 24, welcher eine Abscheidungslösung zum Abscheiden des leitenden Beschichtungsfilms 17 auf die nicht-leitenden Glieder 16 versprüht, welche innerhalb des Ofens 21 angeordnet sind.
Hierbei enthält der Sprüher 24 einen Abscheidungslösungsspeichertank 24a, ein Ventil 24b, das auf dem Abscheidungslösungsspeichertank 24a installiert ist, und eine Sprühdüse 24c, welche mit dem Ventil 24b durch einen Schlauch verbunden ist und die Abscheidungslösung in Richtung der Trommel 22 in den Ofen 21 versprüht. Ein Bezugszeichen 25, welches nicht genannt ist, bezeichnet eine Temperatursteuerung, welche den Ofen 21 bei hoher Temperatur hält. Hierbei hält die Temperatursteuerung 25 die Innenseite des Ofens 21 bei einer Temperatur von etwa 600°C oder mehr.
Insgesamt wird der Überspannungsableiter 10 der vorliegenden Erfindung durch ein CVD-Verfahren hergestellt, welches das Versprühen und Abscheiden der Abscheidungslösung auf die äußere Oberfläche des rotierten nicht-leitenden Gliedes in der Hochtemperaturumgebung enthält. Wenn der leitende Beschichtungsfilm 17 auf das nicht-leitende Glied 16 unter Verwendung der CVD-Abscheidung auf diese Weise abgeschieden wird, ist es nicht notwendig, eine Hitzebehandlung durchzuführen, im Gegensatz zum Stand der Technik, in welchem ein leitender Beschichtungsfilm unter Verwendung eines Zerstäubungsverfahrens und einer anschließender Nachbehandlung oder Wärmebehandlung abgeschieden wird, um eine Bindungskraft des leitenden Beschichtungsfilms zu erhöhen, und somit ist es möglich, eine Erhöhung des Widerstandswertes zu verhindern, welche durch Durchführung der Hitzebehandlung bewirkt wird.
Der Überspannungsableiter 10 der vorliegenden Erfindung ist ferner dadurch gekennzeichnet, dass da der leitende Beschichtungsfilm 17 durch das CVD-Verfahren gebildet ist, es möglich ist, leicht eine Dicke des leitenden Beschichtungsfilms 17 einzustellen im Gegenstand zum Stand der Technik, in welchem für den Fall eines Überspannungsableiters für eine hohe Spannung der leitende Beschichtungsfilm 17 eine Begrenzung für eine vorbestimmte Dicke oder mehr aufweist. Gleichzeitig ist er möglich, kontinuierlich Eigenschaften von angesammelten Überspannungsschäden beizubehalten.
Ferner ist der Überspannungsableiter 10 der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, da der leitende Beschichtungsfilm 17 auf die äußere Oberfläche des nicht leitenden Gliedes 16 durch das CVD-Verfahren abgeschieden wird, dass es eine konstante Dicke aufweist. Wenn somit eine Überspannungssimulation durch Vergleichen von Ergebniswerten von Entladungsstartspannungen, die gemessen werden, wenn eine Überspannung häufig angelegt wird, durchgeführt wird, kann die Überspannungsstartspannung, die gemessen wird, wenn die Überspannung jedes Mal angelegt wird, stabil innerhalb eines vorbestimmten Bereiches gemessen werden.
Ferner, obwohl nicht gezeigt, kann eine Passivierungsschicht auf der äußeren Oberfläche des leitenden Beschichtungsfilms 17 ausgebildet sein. Als die Passivierungsschicht kann ein leitender keramischer dünner Film verwendet werden. Die Passivierungsschicht ist ausgebildet, um eine exponierte Oberfläche des leitenden Beschichtungsfilms 17 zu umschließen, sodass sie verhindert, dass Entladungsenergie, welche erzeugt wird, wenn eine Gasentladung stattfindet, diese zu dem leitenden Beschichtungsfilm übertragen wird und somit verhindert, dass der leitende Beschichtungsfilm beschädigt wird.
Die Passivierungsschicht ist aus einer leitenden Keramik mit einer starken kovalenten Bindungseigenschaft, wie einem leitenden Oxid, leitenden Nitrid, leitenden Carbid, leitenden Fluorid, leitenden Silicid oder dergleichen gebildet.
Das heißt, im Vergleich mit dem leitenden Beschichtungsfilm 17 weist die Passivierungsschicht, welche auf dem oben genannten Material gebildet ist, eine relativ niedrige Antwortgeschwindigkeit auf, aber sie weist einen hohen Schmelzpunkt auf und zeigt somit hervorragende Überspannungsbeständigkeits- und Hitzebeständigkeitseigenschaften. Somit ist es möglich, effektiv zu verhindern, dass die Entladungsenergie zu dem leitenden Beschichtungsfilm übertragen wird.
Die Entladungslücke 18 unterteilt den leitenden Beschichtungsfilm 17 in eine Mehrzahl von leitenden Beschichtungsfilmen und erlauben es, den leitenden Beschichtungsfilmen 17 als Entladungselektroden zu fungieren. Hierbei unterteilen die Entladungslücken 18 den leitenden Beschichtungsfilm 17 in eine Mehrzahl von leitenden Beschichtungsfilmen, da die Entladungsenergie, welche an jeder Entladungslücke 18 gebildet wird, im Verhältnis reduziert wird, wenn die Anzahl an Entladungslücken 18 sich vergrößert.
Zwischenzeitlich wird ein Verfahren zum Herstellen des Überspannungsableiters der vorliegenden Erfindung unten unter Bezug auf 3 beschrieben.

(a) Um den Überspannungsableiter 10 herzustellen, wird zunächst das nicht-leitende Glied 16 vorbereitet. Zu diesem Zweck wird ein zylindrischer Aluminiumoxidstab auf eine vorbestimmte Länge geschnitten.
(b) Das vorbereitete nicht-leitende Glied 16 wird in die CVD-Anlage eingebracht. Das nicht-leitende Glied 16 wird gedreht und eine Abscheidungslösung wird auf die äußere Oberfläche des nicht-leitenden Gliedes 16 in eine Hochtemperaturumgebung bei etwa 600°C oder mehr aufgesprüht, sodass der leitende Beschichtungsfilm 17 abgeschieden wird. Hierbei wird der leitende Beschichtungsfilm 17 auf das nicht leitende Glied 16 abgeschieden, welches leitendes Metalloxid, bevorzugt ATO, enthält.

Auf diese Weise enthält der leitende Beschichtungsfilm 17, der auf das nicht-leitende Glied 16 abgeschieden ist, ATO, da es schwierig ist, einen für den Benutzer gewünschten Widerstandswert zu erhalten, wenn lediglich Zinnoxid (SnO₂) auf das nicht-leitende Glied abgeschieden wird und somit eine minimale Menge an Antimonoxid (Sb₂O₃) enthalten sein sollte, um den gewünschten Widerstandswert zu erhalten.
Insbesondere ist das Antimonoxid, welches in dem leitenden Beschichtungsfilm 17 enthalten ist, ein schädliches Material, welches verwendet wird, um konstant einen Temperaturkoeffizienten des Widerstands (TCR) beizubehalten. Da jedoch der Überspannungsableiter 10 der vorliegenden Erfindung es nicht erfordert, konstant den TCR beizubehalten, kann eine minimale Menge des Antimonoxids in dem leitenden Beschichtungsfilm 17 enthalten sein, wie oben erwähnt.
Mit anderen Worten enthält der leitende Beschichtungsfilm 17 der vorliegenden Erfindung das Zinnoxid und das Antimonoxid. Es ist hierbei bevorzugt, dass das Zinnoxid einen Anteil von 95 Gew.-% bis 99,5 Gew.-% aufweist, und dass das Antimonoxid einen Anteil von 0,5 Gew.-% bis 5 Gew.-% aufweist.

(c) Die Anschlusselektroden 15 sind an den gegenüber liegenden Enden des nicht leitenden Gliedes 16 abgedeckt, auf welchen der leitende Beschichtungsfilm 17 abgeschieden wird. Wenn das nicht-leitende Glied 16 auf welchem der leitende Beschichtungsfilm 17 abgeschieden wird, direkt mit den Dichtungselektroden 12 in den Überspannungsableiter 10 der vorliegenden Erfindung elektrisch verbunden wird, kann das Abdeckverfahren weggelassen werden.
(d) Nachdem die Anschlusselektroden 14 abgedeckt sind, werden die Entladungslücken 18, welche den leitenden Beschichtungsfilm 17 in eine Mehrzahl von leitenden Beschichtungsfilmen aufteilen, gebildet. Somit wird das Überspannungsaufnahmeelement 15 gefertigt. Auf diese Weise wird der leitende Beschichtungsfilm 17 auf die Entladungslücken 18 aufgeteilt, um den aufgeteilten leitenden Beschichtungsfilmen 17 zu erlauben als Entladungselektroden zu fungieren.
(e) Nachdem das Überspannungsaufnahmeelement 15 gefertigt ist, wird das Überspannungsaufnahmeelement 15 in dem Behälterrohr 11 angeordnet, und die Dichtungselektroden 12 werden auf gegenüber liegenden Enden des Behälterrohres 11 abgedichtet. Ein Inertgas ist in dem Behälterrohr 11 enthalten, welches auf diese Weise durch die Dichtungselektroden 12 abgedichtet wird. Die Anschlusselektroden 14, welche auf gegenüber liegenden Enden des Überspannungsaufnahmeelementes 15 angeordnet sind, sind elektrisch mit den jeweiligen Dichtungselektroden 12 verbunden.

Das Verfahren des Abdichtens der Dichtungselektroden 12 an den gegenüber liegenden Enden des Behälterrohres 11, wie oben beschrieben, wird in einer Hochtemperaturumgebung bei etwa 600°C durchgeführt. Im Gegensatz wird im Fall eines herkömmlichen Überspannungsableiters der leitende Beschichtungsfilm unter Verwendung eines Zerstäubungsverfahrens abgeschieden. In diesem Fall kann der leitende Beschichtungsfilm aufgrund des Dichtungsverfahrens verändert werden, welches in einer Hochtemperaturumgebung durchgeführt wird. In dem Überspannungsableiter 10 der vorliegenden Erfindung wird jedoch das Verfahren zum Abscheiden des leitenden Beschichtungsfilms 17 in einer Hochtemperaturumgebung durchgeführt, welche dieser ähnlich ist, und bevorzugt mehr als die Abdichtungstemperatur aufweist, sodass der leitende Beschichtungsfilm keinem Stress unterzogen wird, welche durch hohe Temperatur erzeugt wird, wenn das Dichtungsverfahren ausgeführt wird.

(f) Nachdem das Überspannungsaufnahmeelement 15 versiegelt ist, werden die Leitungen 13 mit den jeweiligen Dichtungselektroden 12 verbunden. Dadurch wird der Überspannungsableiter 10 der vorliegenden Erfindung hergestellt.

Da der erfindungsgemäße Überspannungsableiter 10, welcher durch die oben genannten Verfahren hergestellt ist, das CVD-Verfahren mit Sprühen und Abscheiden der Abscheidungslösung 10 auf die äußere Oberfläche des rotierten nicht-leitenden Gliedes 16 in einer Hochtemperaturumgebung verwendet, ist es möglich, zu verhindern, dass sich der Widerstandswert aufgrund der Durchführung der Wärmebehandlung im Gegensatz zum Stand der Technik erhöht, welche das Zerstäubungsverfahren mit Durchführung der Hitzebehandlung als die Nachbehandlung verwendet und somit verhindert, dass die Antwortgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Überspannungsableiters 10 aufgrund einer Erhöhung des Widerstandswertes abgesenkt wird.
Da der erfinderische Überspannungsableiter 10 so ausgestaltet ist, dass, wie oben beschrieben, der leitende Beschichtungsfilm 17 auf dem nicht-leitenden Glied 16 durch das CVD-Verfahren abgeschieden wird, ist es möglich, eine Vielzahl von Widerstandswerten, selbst in dem Fall der gleichen Dicke anzuwenden und somit leicht die Dicke des leitenden Beschichtungsfilms 17 einzustellen.
Der erfinderische Überspannungsableiter ist so ausgestaltet, dass, wie oben beschrieben, der leitende Beschichtungsfilm 17 gleichmäßig auf das nichtleitende Glied 16 bei einer konstanten Dicke durch das CVD-Verfahren abgeschieden wird. Somit kann selbst wenn die Überspannungssimulation durchgeführt wird, die Entladungsstartspannung, die gemessen wird, wenn jede Überspannung angelegt wird, innerhalb eines vorbestimmten Bereiches senken.
Ferner ist der erfinderische Überspannungsableiter 10 so ausgestaltet, dass, wie oben beschrieben, der leitende Beschichtungsfilm 17 auf das nicht-leitende Glied 16 durch das CVD-Verfahren abgeschieden wird und aus ATO enthaltenden Antimon gebildet wird, um einen vorbestimmten Widerstandswert für den Überspannungsableiter 10 bereitzustellen. Da das verwendete ATO ein schädliches Material ist, wird bevorzugt eine geringe Menge verwendet. In dem erfinderischen Überspannungsableiter 10 ist es inkonsequent, dass die TCR nicht konstant beibehalten wird, sodass es möglich ist, die Verwendung des schädlichen Antimons zu minimieren, wenn der leitende Beschichtungsfilm 17 abgeschieden wird.
Da ferner der erfinderische Überspannungsableiter 10 so ausgestaltet ist, dass wie oben beschrieben, der leitende Beschichtungsfilm 17 auf das nicht-leitende Glied 16 durch das CVD-Verfahren durch die sprühende Abscheidungslösung in der Hochtemperaturumgebung abgeschieden wird, wird der leitende Beschichtungsfilm keinem Stress unterzogen, welcher durch eine hohe Temperatur erzeugt wird, im Gegensatz zum Stand der Technik, in welchem der leitende Beschichtungsfilm 17 in dem Verfahren des Abdichtens der Dichtungselektroden 12 verändert wird.
Es wird dem Fachmann klar werden, dass verschiedene Abweichungen zu den oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können, ohne von dem Kerngedanken oder dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Es ist somit beabsichtigt, dass die vorliegende Erfindung alle derartigen Abweichungen abdeckt, welche innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente bereitgestellt werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Überspannungsableiters, mit: Herstellen eines nicht-leitenden Gliedes 16; Abscheiden eines leitenden Beschichtungsfilms 17 auf eine äußere Oberfläche des nicht-leitenden Gliedes 16 unter Verwendung eines chemischen Gasphasenabscheidungsverfahrens mit Rotieren des nicht-leitenden Gliedes 16 und Sprühen einer Abscheidungslösung in einer Hochtemperaturumgebung; Bilden zumindest einer Entladungslücke 18 in dem leitenden Beschichtungsfilm 17, um dadurch ein Überspannungsaufnahmeelement 15 zu erhalten; Anordnen des Überspannungsaufnahmeelementes 15 in einem Behälter 11, und Abdichten von Dichtungselektroden 12 an gegenüberliegenden Enden des Behälterrohrs 11 mit einem Inertgas, das in das Behälterrohr 11 gefüllt wird; und elektrischen Verbindungsleitungen 13 zu den jeweiligen Dichtungselektroden 12.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der leitende Beschichtungsfilm 17 Antimonzinnoxid enthält, das Antimonoxid mit einem Gewichtsverhältnis von 0,5 Gew.-% bis 5 Gew.-% enthält.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Abscheidung des leitenden Beschichtungsfilms 17 bei einer höheren Temperatur als einer Temperatur von etwa 600°C durchgeführt wird, bei welcher die Abdichtung durchgeführt wird.
Überspannungsableiter mit: einem Behälterrohr 11, in das ein Inertgas gefüllt ist; einem Paar von Dichtungselektroden 12, die auf den gegenüberliegenden Enden des Behälterrohrs 11 angeordnet sind und elektrisch mit den entsprechenden Leitungen 13 verbunden sind; und einem Überspannungsaufnahmeelement 15, das elektrisch mit den Dichtungselektroden 12 verbunden ist, wobei das Überspannungsaufnahmeelement 15 ein nicht-leitendes Glied 16, einen leitenden Beschichtungsfilm 17, der auf einer äußeren Oberfläche des nichtleitenden Gliedes 16 angeordnet ist, und zumindest eine Entladungslücke 18 aufweist, welche den leitenden Beschichtungsfilm 17 aufteilt, enthält, und der leitende Beschichtungsfilm 17 Antimonzinnoxid enthält, das Zinnoxid (SnO₂) und Antimonoxid (Sb₂O₃) enthält, und auf der äußeren Oberfläche des nicht-leitenden Gliedes 16 durch eine chemische Gasphasenabscheidungsanlage 20 abgeschieden ist.
Überspannungsableiter nach Anspruch 4, wobei das Antimonoxid, das in dem leitenden Beschichtungsfilm enthalten ist, ein Gewichtsverhältnis von 0,5 Gew.-% bis 5 Gew.-% aufweist.