DE1588160C3

DE1588160C3 - Surge protection device

Info

Publication number: DE1588160C3
Application number: DE19671588160
Authority: DE
Inventors: Edward E. Wesleyville Leofsky; Arthur L. Lake City Myers; Coda Erie Nello; Harold E. Erie Wright
Original assignee: Erie Technological Products Inc
Current assignee: Erie Technological Products Inc
Priority date: 1966-07-06
Filing date: 1967-07-06
Publication date: 1975-12-04
Also published as: DE1588160B2; GB1196953A; DE1588160A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überspannungsschutzvorrichtung, bestehend aus einem Keramikkörper, auf dessen Oberfläche sich zwei metallische Elektrodenbeläge befinden, die zur Bildung eines Luftspaltes voneinander einen Abstand haben.The invention relates to an overvoltage protection device consisting of a ceramic body, on its surface there are two metallic electrode pads that form an air gap have a distance from each other.

Eine derartige Überspannungsschutzvorrichtung ist aus der DT-PS 11 46 183 bekannt. Bei diesem bekannten Niederspannungsabieiter liegen die Keramikfläche in dem Bereich des Luftspaltes und die auf dem Körper aufliegenden Flächen der Elektrodenbeläge in derselben Ebene. Dies ergibt den Nachteil, daß ein sich auf der Oberfläche des Keramikkörpers zwischen den beiden Elektrodenbelägen, beispielsweise durch Feuchtigkeit oder Schmutz, bildender Kriechweg die Länge der Luftspaltbreite hat Ein derartiger Kriechweg hat bekanntlich einen geringeren elektrischen Widerstand als der Luftspalt Durch diesen geringeren Widerstand erfolgt ein Spannungsüberschlag bei geringeren Spannungen als er ohne diesen Kriechweg erfolgen würde. Hierdurch spricht also die Überspannungsschutzvorrichtung bei einer niedrigeren Spannung an als dies durch die Bemessung des Luftspaltes der Fall sein soll. Das bedeutet daß ein derartiger Spannungsableiter eine Fehlerquelle in einem Gerät darstellt, da er bei Spannungen anspricht, die für das Gerät noch normale Betriebsspannungen darstellen.Such an overvoltage protection device is known from DT-PS 11 46 183. With this well-known Low-voltage arresters are the ceramic surface in the area of the air gap and those on the body surface of the electrode pads in the same plane. This results in the disadvantage that a the surface of the ceramic body between the two electrode coatings, for example due to moisture or dirt, the creepage path forming the length of the air gap width. Such a creepage path is known to have A lower electrical resistance than the air gap.This lower resistance takes place a voltage flashover at lower voltages than would occur without this creepage distance. As a result, the overvoltage protection device responds at a lower voltage than this should be the case through the dimensioning of the air gap. This means that such a voltage arrester represents a source of error in a device, as it responds to voltages that are still normal for the device Represent operating voltages.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Überspannungsschutzvorrichtung zu schaffen, bei der auch beim Auftreten einer Verschmutzung der eingestellte elektrische Widerstand unverändert bleibtThe object of the invention is to provide an overvoltage protection device to create the set electrical even if pollution occurs Resistance remains unchanged

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einer Überspannungsschutzvorrichtung, bestehend aus einem Keramikkörper, auf dessen Oberfläche sich zwei metallische Elektrodenbeläge befinden, die zur Bildung eines Luftspaltes voneinander einen Abstand haben, erfindungsgemäß dadurch, daß sich in dem Bereich des Luftspaltes in dem Keramikkörper eine Nut befindet deren Breite dem Luftspalt entspricht und deren Tiefe ein Mehrfaches der Dicke der Elektrodenbeläge ist.The solution to this problem occurs with an overvoltage protection device, Consists of a ceramic body, on the surface of which there are two metallic electrode pads that are used to form a Air gap from each other have a distance, according to the invention in that in the area of the air gap In the ceramic body there is a groove whose width corresponds to the air gap and whose depth corresponds to Is a multiple of the thickness of the electrode coatings.

Durch die erfindungsgemäße Ausführung der Überspannungsschutzvorrichtung wird in vorteilhafter Weise erreicht daß ein eventuell sich bildender Kriechweg erheblich länger als die Luftspaltbreite ist Hierdurch bleibt der Widerstand des Kriechweges höher als der durch den Luftspalt bedingte Widerstand, wodurch bei der Überspannungsschutzvorrichtung erst dann ein Spannungsüberschlag erfolgt, wenn die Spannung erreicht ist, für die der Luftspalt bemessen ist.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, und zwar istThe inventive design of the overvoltage protection device advantageously ensures that any creepage that may be formed is considerably longer than the air gap width Voltage has been reached for which the air gap is dimensioned.
The drawing shows an embodiment of the invention, namely is

F i g. 1 ein Längsschnitt durch eine Überspannungsschutzvorrichtung nach einem ersten Fertigungsschritt, F i g. 2 ein Schnitt längs der Linie H-II in der F i g. 1 undF i g. 1 shows a longitudinal section through an overvoltage protection device after a first production step, F i g. 2 shows a section along the line H-II in FIG. 1 and

F i g. 3 ein Längsschnitt durch eine fertige Überspannungsschutzvorrichtung. F i g. 3 shows a longitudinal section through a finished overvoltage protection device.

Gemäß F i g. 1 bis 3 hat die Überspannungsschutzvorrichtung einen Keramikkörper 1, beispielsweise aus Steatit der auf seiner gesamten Außenfläche mit einem metallischen Elektrodenbelag 2 überzogen ist. Solche Keramikkörper 1 werden gewöhnlich zu mehreren mit einer Nickel- oder anderen Metallschicht versehen, deren Dicke durch Galvanisieren von Kupfer vergrößert werden kann und die dann verzinkt wird, damit die Metallschicht später Lötzinn annimmt. Es ist nicht erforderlich, daß sich an den Stirnseiten 3 ebenfalls ein Elektrodenbelag befindet Es besteht jedoch kein besonderer Vorteil darin, die Stirnflächen durch Masken von der Ablagerung des Elektrodenbelages bei der Galvanisierung auszusparen. In diesem Zustand hat der Keramikkörper 1 einen einstückigen Elektrodenbelag 2.According to FIG. 1 to 3, the overvoltage protection device has a ceramic body 1, for example made of Steatite which is covered with a metallic electrode coating 2 on its entire outer surface. Such Ceramic body 1 are usually provided in several with a nickel or other metal layer, their Thickness can be increased by electroplating copper which is then galvanized to make the metal layer later accepts solder. It is not necessary that there is also an electrode coating on the end faces 3 However, there is no particular advantage in masking the end faces from to avoid the deposition of the electrode coating during electroplating. In this state, the ceramic body 1 a one-piece electrode covering 2.

Beim zweiten Fertigungsschritt wird eine um den Umfang umlaufende Nut 4 an einer Stelle zwischen den Enden in den Keramikkörper eingeschnitten. Die Tiefe der Nut 4 ist ein Vielfaches der Wandstärke des Elektrodenbelages 2, und sie ist mindestens ebenso groß, gewöhnlich jedoch größer als die Breite der Nut in axialer Richtung des Keramikkörpers. Bei einer üblichen Ausführung, die für Überschlagspannungen in der Größenordnung von 1000 bis 2000 Volt ausgeführt ist, beträgt die Tiefe der Nut etwa 0,4 mm und die Breite der Nut etwa 03 mm. Nach diesem Fertigungsschritt befindet sich zwischen den gegenüberliegenden Enden 5 und 6 des Elektrodenbelages 2 ein ringförmiger Luftspalt Diese Ausführung begrenzt den Spannungsüberschlag auf eine Funkenentladung in der Luft zwischen den Enden 5 und 6 des Elektrodenbelages 2. Eine nur örtlich begrenzte Erosion des Metalls des Elektrodenbelages bei einem Spannungsüberschlag vergrößert die Länge des Lüftspaltes in axialer Richtung so, daß der nächste Spannungsüberschlag an einer anderen Stelle auftritt. Die Entladung kommt mit dem Material des Keramikkörpers nicht in Berührung. Sie wird daher nicht über den Keramikkörper geführt. Dadurch kann sich der Isolationswiderstand des Keramikkörpers nicht vermindern. Der Luftspalt zwischen den Enden 5 und 6 ist ringförmig, und er verläuft über den ganzen Umfang der Überspannungsschutzvorrichtung.
Die Nut 4 kann leicht auf einer automatisch arbeiten-. den Maschine eingeschnitten werden. In dieser Maschine wird der Keramikkörper eingespannt und zu einer Säge hinbewegt Die Breite der Nut in axialer Richtung des Keramikkörpers wird durch die Breite der Säge bestimmtIn the second production step, a circumferential groove 4 is cut into the ceramic body at a point between the ends. The depth of the groove 4 is a multiple of the wall thickness of the electrode coating 2, and it is at least as great, but usually greater than the width of the groove in the axial direction of the ceramic body. In a conventional design, which is designed for flashover voltages in the order of magnitude of 1000 to 2000 volts, the depth of the groove is approximately 0.4 mm and the width of the groove is approximately 03 mm. After this production step there is an annular air gap between the opposite ends 5 and 6 of the electrode covering 2 Voltage flashover increases the length of the air gap in the axial direction so that the next voltage flashover occurs at a different point. The discharge does not come into contact with the material of the ceramic body. It is therefore not passed over the ceramic body. This means that the insulation resistance of the ceramic body cannot be reduced. The air gap between the ends 5 and 6 is annular and runs over the entire circumference of the surge protector.
The groove 4 can easily work on an automatic basis. cut into the machine. The ceramic body is clamped in this machine and moved towards a saw. The width of the groove in the axial direction of the ceramic body is determined by the width of the saw

■ Die Überspannungsschutzvorrichtung wird durch Anlöten von Metallkappen 7 an den einander abgewandten Enden des Keramikkörpers fertiggestellt Mit diesen Anschlüssen 7 sind Lötfahnen 8 verbunden, die in bekannter Weise zur Herstellung der elektrischen Verbindung dienen.■ The overvoltage protection device is made by soldering metal caps 7 on the facing away from each other Ends of the ceramic body completed With these connections 7 soldering tails 8 are connected, which serve in a known manner to establish the electrical connection.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Surge protection device, consisting of a ceramic body, on its surface there are two metallic electrode pads that form an air gap between one another Have a distance, characterized in that in the area of the air gap in the ceramic body (1) there is a groove (4) whose width corresponds to the air gap and whose depth is a multiple is the thickness of the electrode coatings (2)

2. Surge protection device according to claim 1, characterized in that the on the Ceramic body (1) cohesively applied metallic electrode coating (2) through a in the Ceramic body (1) incised circumferential groove (4) is divided into the two electrode pads