DE1924781A1

DE1924781A1 - Surge arresters

Info

Publication number: DE1924781A1
Application number: DE19691924781
Authority: DE
Inventors: Alex Bahr; Gerhard Lange
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-05-14
Filing date: 1969-05-14
Publication date: 1970-11-19

Description

Überspannungsableiter Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter mit innerhalb eines gasdichten Gehäuses angeordneten Elektroden und Zerstörungsschutz, der bei Überlastung des Überspannungsableiters die Elektroden in einen Dauerkurzschluß überführt. Surge arrester The invention relates to a surge arrester with electrodes and protection against destruction arranged within a gas-tight housing, the electrodes in a permanent short circuit when the surge arrester is overloaded convicted.

Ein Überspannungsableiter dieser Art mit Zerstörungsschutz, der dem Ableiter sogenannte"faile-safe"-Eigenschaften verleiht, ist aus der deutschen Patentschrift 881 690 bekannt. Bei dem dort beschriebenen Überspannungsableiter ist zwischen einer Elektrode und der zu ihr gehörigen Einschmelzung eine Feder angeordnet, die im Normalzustand unter Druckspannung gehalten ist. Die Druckspannung wird mittels eines gespannten Drahtes hervorgerufen, der rflit den Enden der Feder fest verschweißt ist und zentral in der Achse der Feder verläuft.A surge arrester of this type with protection against destruction, the Arrester gives so-called "fail-safe" properties is from the German patent 881 690 known. The surge arrester described there is between one Electrode and the seal belonging to it, a spring arranged in the normal state is held under compressive stress. The compressive stress is tensioned by means of a Caused by a wire that is firmly welded to the ends of the spring and is centrally located runs in the axis of the spring.

Der Draht dient zugleich als Schmelzsicherung. Kurz vor Erreichen der kritischen Belastung, die zur Zerstörung des Ableiters führt, schmilzt der Draht und die Druck~ feder führt einen Pauerkurzschluß der Elektroden herbei.The wire also serves as a fuse. Shortly before reaching the critical load, which leads to the destruction of the arrester, melts the wire and the compression spring leads to a permanent short circuit of the electrodes.

Ein Dauerkurzschluß der Elektroden vor Eintreten der für den Ableiter kritischen Belastung ist deshalb besonclers wünschenswert, weil andernfalls bei einer Zerstörung des Überspannungsableiters der auf ihm beruhende Personen- und Geräte schutz bis zu einer Neubestückung aufgehoben wäre. Der bekannte Uberspannungsableiter hat aber den Nachteil, daß er im Vergleich zu Überspannungsableiter ohne Zerstörungsschutz, insbesondere im Vergleich zu den sogenannten Knopfableitern, einen erhöhten Raumbedarf hat. Die Druckfeder, die zwischen einer Elektrode und deren zugehöriger Einschmelzung angeordnet ist, muß nämlich räumlich untergebracht werden und bedingt dabei eine Verlängerung des gasdichten Gehäuses.A permanent short circuit of the electrodes before the arrester occurs critical load is therefore particularly desirable, because otherwise at a destruction of the surge arrester of the personal and based on it Device protection would be canceled until it was replaced. The well-known surge arrester but has the disadvantage that compared to surge arresters without destruction protection, especially in comparison to the so-called button arresters, one has increased space requirements. The compression spring between an electrode and its associated seal is arranged, namely must be spatially accommodated and requires an extension of the gas-tight housing.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Überspannungsableiter mit Zerstörungsschutz zu schaffen, bei dem der Zerstörungsschu-tz keinen zusätzlichen Raum erfordert. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem 'Jberspannungsableiter der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß eine lichtbogenfeste Metallfolie zumindest auf eine der sich gegenüberliegenden Oberflächen der Elektroden formschlüssig aufgebracht ist, wobei die Elektroden einen gegenseitigen Abstand haben, der für eine galvanische Verbindung der Elektroden durch die im Überlastfall schmelzende Metallfolie ausreichend klein ist.The object of the invention is to provide a surge arrester with protection against destruction to create in which the anti-destruction protection does not require any additional space. In order to solve this problem, the above-mentioned type of surge arrester is used Art proposed according to the invention that an arc-proof metal foil at least applied positively to one of the opposing surfaces of the electrodes is, wherein the electrodes have a mutual distance that for a galvanic Connection of the electrodes by the metal foil, which melts in the event of an overload, is sufficient is small.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung bes-teh-t darin, daß infolge der Maßnahme, die als Zerstörungsschntz wirkende Metallfolie unmittelbar auf den Elektroden aufzubringen, die Abmessungen bekannter Überspannungsableiter ohne Zerstörungsschutz nicht geändert zu werden brauchen und trotzdem die "faile-safe"-Eigenschaften gewährleistet sind. Mit besonderem Vorteil sind die erfindungsgemäßen Maßnahmen bei einem Typ des sogenannten Knopfableiters anwendbar, der als Überspannungsableiter Kleiner Baurt bekanntlich zwei Elektroden hat, die kegelstumpfförmig ausgebildet und mit einander zugekehrten Auswölbungen in die Enden eines rohrförmigen Isolierkörpers gasdicht eingesetzt sind.A major advantage of the invention consists in the fact that as a result the measure that acts as a destruction protection metal foil directly on the Apply electrodes, the dimensions of known surge arresters without protection against destruction do not need to be changed and still the "faile-safe" properties are guaranteed are. The measures according to the invention are of particular advantage in one type the so-called button arrester applicable as a surge arrester Smaller Baurt is known to have two electrodes that are frustoconical and with facing bulges in the ends of a tubular insulating body are inserted gas-tight.

Als ein weiterer Vorteil der Erff.ndung erweist es sich, daß die erfindungsgemäß angebrachte Metallfolie unmittelbar dem Entladungsstrom ausgesetzt ist, so daß die ßrhitzung der Metallfolie bei Beanspruchung der Überspannungsableiters direkt proportional der über den Ableiter abgeführten elektrischen Energie und unabhängig davon ist, ob eine hohe elektrische Leistung kurzzeitig oder eine geringe elektrische Leistung über längere Zeit abgeführt wird. Deshalb kann im Gegensatz zu dem bekannten Überspannungsableiter ein erfindungsgemäßer Überspannungsableiter ohne weiteres so bemessen werden, daß er eine Kurzschlußkennlinie hat, die stets unterhalb der Zerstörungskennlinie des Ableiters verläuft. Unter der "Kurzschlußkennlinie" und der "Zerstörungskennlinie" werden dabei diejenigen Strom-Zeit-Kennlinien verstanden, die angeben, welche elektrische Leistung über welche Zeitdauer abgeführt werden kann, bis der Überspannungsableiter in einen Dauerkurzschluß übergeht (Kurzschlußkennlinie) oder zerstört wird (Zerstörungskennlinie). Es läßt sich also absolut sicherstellen, daß ein erfindungsgemäßer Überspannungsableiter in allen denkbaren Überlastfällen, insbesondere auch bei Langzeitbelastungen, vor seiner möglichen Zerstörung in einen pauemkurzs¢hlaß übergeht, wählen bei dem geschilderten, bekannten Überspannungsableiter der Zerstörungsschutz praktisch nur im Ball sehr hoher, kurzzeitiger Überlastungen anspricht.Another advantage of the invention is that the invention attached metal foil is directly exposed to the discharge current, so that the Overheating of the metal foil when the surge arrester is stressed direct proportional to the electrical energy dissipated via the arrester and independently of which is whether a high electrical output briefly or a low electrical output Power is dissipated over a long period of time. Therefore, contrary to the known Surge arrester a surge arrester according to the invention easily be dimensioned so that it has a short-circuit characteristic that is always below the Destruction characteristic of the arrester runs. Under the "short-circuit characteristic" and the "destruction characteristic" is understood to mean those current-time characteristics, which indicate which electrical power is dissipated over which period of time can until the surge arrester turns into a permanent short circuit (short circuit characteristic) or is destroyed (destruction characteristic). So it can be absolutely guaranteed that a surge arrester according to the invention in all conceivable overload cases, especially with long-term exposure, from its possible destruction in one pauemkurzs ¢ hlaß passes over, choose from the well-known surge arrester described the protection against destruction practically only in the ball very high, short-term overloads appeals to.

Ein erfindungsgemäßer Überspannungsableiter ist besonders zweckmäßig so ausgebildet, daß jeweils ein? Metallfplie auf den sich gegenüberliegenden Elektrodenoberflächen aufgebracht ist, Es ist dann die Polung des zu soh ützenden Netzes für das Betriebsverhalten des Überspannungsableiters völlig unerheblich, Bin solcher Überspannungsableiter eignet sich deshalb besonders für den Schutz von Wechselstromnetzen.A surge arrester according to the invention is particularly useful designed so that each one? Metal sheet on the opposing electrode surfaces is applied, It is then the polarity of the network to be protected for the operating behavior of the surge arrester completely irrelevant, Bin such surge arrester is therefore particularly suitable for protecting AC networks.

Bei einem Überspannungsableiter nach der vorliegenden Erfindung hat sich Nickel als Material für die Metallfolie bewährt, Anhand des in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten husführungsbeispiels wird die Erfindung mit weiteren Merkmalen nachstehend näher erläutert.In a surge arrester according to the present invention Nickel has proven itself as a material for the metal foil, Based on the The invention is illustrated in the drawing, preferred husführungsbeispiels with further features explained in more detail below.

Die Zeichnung zeigt einen Knopfableiter-mit kegelstumpfförmigen Elektroden 2 und 3, die mit einander zugekehrten Auswölbungen in einen rohrförmigen Isolierkörper 1 gasdicht eingesetzt sind. Als Werkstoff für den Isolierkörper 1 dient vorzugsweise Glas, während die Elektroden 2 und 3 aus einer Ni-Fe#o-ttegierung bestehen. Auf.die einander gegenüberliegenden Oberflächen der Elektroden 2 und 3 ist jeweils eine lichtbogenfeste Metallfolie 4 aufgepreßt und an einem Punkt 5 mit der Elektrodenoberfläche verschweißt. Die lichtbogenfesten Metallfolien 4 bestehen aus Nickel.The drawing shows a button arrester with frustoconical electrodes 2 and 3, the bulges facing each other in a tubular insulating body 1 are inserted gas-tight. The material for the insulating body 1 is preferably used Glass, while electrodes 2 and 3 consist of a Ni-Fe # o -talloy. Auf.die opposing surfaces of the electrodes 2 and 3 is respectively an arc-proof metal foil 4 is pressed on and at a point 5 with the electrode surface welded. The arc-proof metal foils 4 are made of nickel.

Die Metallfolien 4 haben, da sie aufgepreßt sind, eine für normale mechanische Beanspruchungen des Überspannungs-' ableiters ausreichend feste Haftverbindung mit den Elektrodenoberflächen, während eine gute elektrische Verbindung und eine Transportsicherung durch die erwähnte Punktverschweißung sichergestellt sind. Wird im Betrieb der Überspannungsableiter bis in den Bereich seiner-Zerstörungskennlinie hinein belastet, dann werden die Rickelfolien' unter Einwirkung der Dichtbogenentladungen durch übermäßige Erwärmung aus ihren formschlüssigen Verankerungen auf den Elektrodenoberflächen herausgerissen, verschmelzen im Entladungsraum und bilden eine zum Dauerkurzschluß ehrende galvanische Brücke zwischen den Elektroden, bevor der Ableiter zerstört wird.The metal foils 4 have, since they are pressed on, one for normal mechanical stresses on the surge arrester sufficiently strong adhesive connection with the electrode surfaces while having a good electrical connection and a Transport security are ensured by the aforementioned spot welding. Will During operation, the surge arrester is in the area of its destruction characteristic loaded into it, then the Rickel foils are 'under the action of the sealing arc discharges due to excessive heating from their form-fitting anchorages on the electrode surfaces torn out, merge in the discharge space and form a permanent short circuit honorable galvanic bridge between the electrodes before the arrester is destroyed will.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel. Man kann die Metallfolie als Zerstörungsschutz vielmehr in allen Überspannungsableitern vorsehen, in denen für eine Metall:olie ausreichend große Elektrodenoberflächen einander in einem Abstand gegenüberliegen, der für eine galvanische Verbindung der Elektroden durch die im Überlastfall schmelzende Metallfolie ausreichend klein ist.. Beispielsweise kann bei einem sogenannten Koaxialableijter, bei dem eine stiftförmige Elektrode in eine topfförmige Elektrode hineinragt, eine Metallfolie sowohl auf der stiftförmigen wie in der topfförmigen Elektrode vorhanden sein.The invention is not limited to the illustrated embodiment. Rather, the metal foil can be used as protection against destruction in all surge arresters Provide electrode surfaces that are sufficiently large for a metal: oil opposed to each other at a distance that is sufficient for a galvanic connection of the Electrodes sufficient due to the metal foil that melts in the event of an overload is small .. For example, in a so-called Koaxialableijter, in which a pin-shaped electrode protrudes into a cup-shaped electrode, a metal foil be present both on the pin-shaped as well as in the cup-shaped electrode.

1 Figur 4 Patentansprüche1 Figure 4 claims

Claims

Claims 1. Surge arrester with within a gas-tight Housing arranged electrodes and protection against destruction, which in case of overload of the Surge arrester converts the electrodes into a permanent short circuit, d a -d u r c h g e k e n n n z e i c h n e t that an arc-proof metal foil (4) at least on one of the opposing surfaces of the electrodes (2, 3) in a form-fitting manner is applied, wherein the electrodes (2, 3) have a mutual distance, the one for a galvanic connection of the electrodes through the one that melts in the event of an overload Metal foil (4) is sufficiently small.

2. Surge arrester according to claim 1, in particular of the type Button conductor, d a d-u r c h g e n n -z e i c h n'e t that each is a metal foil is applied to the opposing electrode surfaces.

3. Surge arrester according to claim 1 or 2, d a d u r c h g It is noted that the metal foil consists of nickel.

4. Surge arrester according to one of claims 1 to 3, d a d u It is noted that the metal foil on the electrode surface pressed on and welded to the electrode surface at least at one point (5) is.