DE1950090C3 - Gasentladungsröhre - Google Patents
GasentladungsröhreInfo
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- H01T1/20—Means for starting arc or facilitating ignition of spark gap
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
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Description
Die Erfindung bezieht sidi auf eine Gasentladungsröhre
mit einem gasdichten Gehäur;, vorzugsweise mit Edelgasfüllung, in dem Elektroden einander gegenüberstehen,
von denen zumindest eine Elektrode auf ihrer Stirnseite eine Schicht mit einer Substanz hoher
Elektronenemissionsfähigkeit aufweist, die Barium enthält.
Aus der deutschen Patentschrift 6 15 506 ist als Gasentladungsröhre ein Entladungsgefäß, insbesondere
Überspannungsableiter, mit Edelgasfüllung bekannt, bei dem mindestens eine der Elektroden ganz oder teilweise
mit einem eine Alkalimetallverbindung enthaltenden pasteförmigen Überzug versehen ist, wobei der
Überzug aus dem Salz eines Alkalimetalls und dem Salz eines Metalls hoher thermischer Elektronenemissionsfähigkeit, vorzugsweise Thoriumoxid, besteht, so daß
sowohl Glimm- wie lichtbogenförmige Entladungen bei kleinem Spannungsabfall beherrscht werden.
Da die Belastbarkeit eines Überspannungsabieiters von der Glimm- und Bogenbrennspannung, vom
Bogenübergangsstrom sowie vom Querschnitt der Elektroden und ihrer Zuführungen wesentlich bestimmt
wird, ist eine Erhöhung der Feldelektronenemission an
der als Kathode wirkenden Elektrode, kalte Bogenkathode genannt, in all den Fällen für eine Erhöhung der
Belastbarkeit von besonderer Bedeutung, in denen der Elektrodenquerschnitt durch eine vorgegebene Baugröße
des Überspannungsabieiters begrenzt ist.
Aus der österreichischen Patentschrift 1 83 813 geht
weiterhin ein gasgefüllter Überspannungsableiter als bekannt hervor, bei dem die Elektroden aus einem
Trägermetall, wie Eisen oder Nickel, bestehen und die aktiven Flächen der Elektroden zur Herabsetzung des
Zündverzuges und zur Begünstigung des Überganges auf eine Bogenentladung mit einem die Feldemission
bzw, den Übergang auf eine Bogenentladung fördernden Belag oder einem Einsatz aus Aluminium versehen
sind. Als ein anderes Material für einen derartigen Belag
oder einen Einsatz kann Magnesium an die Stelle von Aluminium treten. Besteht ein derartiger Belag oder ein
Einsatz beispielsweise aus Aluminium, so ist nachteilig, daß aufgrund der wesentlich höheren Elektronenaustrittsarbeii
von Aluminium gegenüber Barium bei Aluminium nur eine geringe Erniedrigung des »Jchtbogenübergangs,
und zwar gegenüber dem Elektrodengrundmaterial, erzielbar ist
Es ist eine Gasentladungsröhre der eingangs genannten Art aus der Funktechnischen Zeitschrift (FTZ), 1955,
Heft 9, Seiten 490 bis 493. in der Verwendung als Glimmentladungsröhre bekannt, bei der für eine
Erniedrigung der Elektronenaustrittsarbeit die Kathode mit einer Schicht die Barium enthält aktiviert ist
Elektronenaktivierungsschichten mit Barium oder einem anderen Erdalkalimetall haben jedoch den
Nachteil, daß sich ihre Austrittsarbeit nach einer Stoßstrombeanspruchung ändert Diese Änderungen
erklären sich durch Verunreinigungen der Oberfläche der Schicht durch nichtzersetzte Bestandteile, die bei zu
niedriger Ausheiztemperatur auf der Oberfläche verbleiben. Bei Stoßstrombeanspruchung kommt es im
Kathodenfleck zu irreversiblen Änderungen der Austrittsarbeit die die Zündspannung der Ableiter stark
beeinflussen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überspannungsableiter mit einer Elektrodenaktivierungsschicht
anzugeben, deren Elektronenaustrittsarbeit auch nach Stoßstrombeanspruchung konstant
bleibt. Zur Lösung der Aufgabe wird für eine Gasentladungsröhre mit einem gasdichten Gehäuse,
vorzugsweise mit Edelgasfüllung, in dem Elektroden einander gegenüberstehen, von denen zumindest eine
Elektrode auf ihrer Stirnseite eine Schicht mit einer Substanz hoher Elektronenemissionsfestigkeit aufweist,
vorgeschlagen, daß die Schicht bei der Verwendung der Gasentladungsröhre als Gasentladungs-Überspannungsableiter
als zusätzlichen Bestandteil Aluminium enthält, wobei sämtliche Bestandteile der Schicht als
Legierung verbunden sind.
Vorteilhafterweise wird bei einem Verfahren zur Herstellung einer derartigen Gasentladungsröhre für
die Verwendung als Gasentladungs-Überspannungsableiter
die Gasentladungsröhre bei ihrer Herstellung einer Erwärmung von angenähert 700 bis 9000C
unterworfen.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung gegenüber jeder der Anordnungen des Standes der Technik besteht
darin, daß Aluminium als zusätzlicher Bestandteil in einer Schicht mit einer Substanz hoher Elektronenemissionsfähigkeit
die Barium enthält, bei der Verwendung als Überspannungsableiter stabilisierend auf die Elektronenaustrittsarbeit
der Aktivierungsschicht wirkt, und daß deshalb die Austrittsarbeit und damit auch die
Zündspannung nach Stoßstrombeanspruchungen wesentlich geringeren Schwankungen unterworfen sind.
Bei einem erfindungsgemäßen Gasentladungs-Überspannungsableiter
ist die Elektronenaustrittsarbeit der kalten Bogenkathode nach Stoßstrombeanspruchungen
merklich geringeren Schwankungen unterworfen, wenn die Schicht anteilig an Gewichtsprozent Barium
zwischen 90 und 30% und Aluminium zwischen 10 und 70% enthält. Dabei zeigt die Elektronenaustrittsarbeit
ein besonders stabiles Verhalten, wenn die Schicht anteilig an Gewichtsprozenten Barium 50% und
Aluminium 50% enthält.
An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung nachstehend
erläutert
Die Zeichnung zeigt einen Gasentladungs-Überspan- ί
nungsableiter 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 oder Keramik, während die Elektro- m
den 2 und 3 aus einer Ni-Fe- bzw, Ni-Fe-Co-Legierung bestehen. Die einander gegenüberliegenden Elektroden
2 und 3 weisen jeweils eine Schicht 4 aus einer Ba-Al-Legierung auf, die anteilig an Gewichtsprozenten
Barium 50% und Aluminium 50% enthält Der Gasentladungs-Oberspannungsableiter ist bei seiner
Herstellung einer Erwärmung von 700 bis 900° C unterworfen worden, um die Ba-AI-Legierung von allen
Verunreinigungen zu befreien.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
- Patentansprüche:U Gasentladungsröhre mit einem gasdichten Gehäuse, vorzugsweise mit Edelgasfüllung, in dem Elektroden einander gegenüberstehen, von denen zumindest eine Elektrode auf ihrer Stirnseite eine Schicht mit einer Substanz hoher Elektronenemissionsfähigkeit aufweist, die Barium enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht bei der Verwendung der Gasentladungsröhre als Gasentladungs-Überspannungsableiter als zusätzlichen Bestandteil Aluminium enthält, wobei sämtliche Bestandteile der Schicht als Legierung verbunden sind.
- 2. Gasentladungsröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht anteilig an Gewichtsprozenten Barium zwischen 90 und 30% und Aluminium zwischen 10 und 70% enthält.
- 3. Gaseoi'adungsröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht anteilig an Gewichtsprozenten Barium 50% und Aluminium 50% enthält
- 4. Verfahren zur Herstellung einer Gasentladungsröhre für die Verwendung als Gasentladungs-Oberspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasentladungsröhre bei ihrer Herstellung einer Erwärmung von angenähert 700 bis 9000C unterworfen wird.
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