DE1951015A1

DE1951015A1 - UEberspannungsknopfableiter

Info

Publication number: DE1951015A1
Application number: DE19691951015
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr-Ing Peche
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-10-09
Filing date: 1969-10-09
Publication date: 1971-04-22
Also published as: US3876894A; GB1255286A; FR2065201A5; CH517392A; JPS496622B1; DE1951015B2; AT303872B; DE1951015C3

Description

Die Erfindung betrifft einen symmetrischen Überspannungsableiter mit einem gasdichten Gehäuse, in dem Elektroden einander gegenüberstehen, die kegel stumpf förniig ausgebildet und mit einander zugekehrten Auswölbungen in die Enden eines rohrförmigen Isolierkörpers gasdicht eingesetzt sind.

Symmetrische Überspannungsableiter dieser Art sind allgemein bekannt. Sie tragen den Namen "Knopfableiter" aufgrund ihrer.Form. Knopfableiter weisen unter anderen die Vorteile auf, daß sie besonders kleine Abmessungen ermöglichen und daß die Übergangsbereiche der Elektroden auf den Isolierkörper nicht von'über die Elektroden fließenden Strömen beansprucht werden, wenn der Elektrodenboden Drahtanschlüsse hat. Ein wesentliches Problem bei den Knopfableitern ist jedoch die Wärmebelastungsfähigkeit der Elektroden im Bereich, ihrer aktiven Elektrodenoberflächen. Um durch Wärmeleitung eine übermäßige Erwärmung der Isolator-Elektrodenverbindung, die dadurch undicht werden kann, zu vermeiden, weisen die Elektrodenbleche eine so geringe Wandstärke auf, daß die Wärme in erster Linie über die Zuleitungen abgeführt wird. Bei Elektroden mit geringer Wandstärke besteht jedoch mit Auftreten stromstarker Wechsel- und Stoßstrombelastungen die Gefahr, daß aufgrund der großen Yerl ustwärme im Bereich der aktiven Elektrodenoberflächen Brandlöcher entstehen und der Knopfableiter dadurch undicht wird und somit ausfällt. Diese Gefahr besteht noch in erhöhtem Maße, wenn die

PA 9/492/711 Hl/Bi
1.10.19.69..

109817/0874

Elektroden im Bereich ihrer aktiven Oberfläche eine Waffelung für das Auftragen einer Aktiviei'ungsmaäse⁰ aufweisen, da die Waffelung Stellen mit teilweise reduzierten Wandstärken hat.

Aufgabe der Erfindung ist es, die geschilderte Gefahr zu vermeiden. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem ÜberSpannungsknopfableiter der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die kegelstumpfförmigen Elektroden im Bereich der aktiven Elektrodenoberflächen eine Wandstärke aufv/eisen, die um ein Mehrfaches höher als die Wandstärke der kegeligen Seitenwände im Bereich des Übergangs auf den Isolierkörper ist. Die um ein Mehrfaches höhere Wandstärke im Bereich der aktiven Elektrodenoberfläche soll sich dabei merklich, d.h. um mindestens etwa den Paktor 2 von der Wandstärke der Seitenwände unterscheiden.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Leistungsfähigkeit eines Knopfableiters merlclich gesteigert ist, weil einerseits eine Wärmeleitung^: von den aktiven Elektrodenoberflächen über die kegeligen Seitenwände zu den Übergangsbereichen durch die geringe Wandstärke der Seitenwände stark behindert ist, während andererseits die aktiven Elektrodenoberflächen merklich höhere Wärmebelastungen aufgrund der um ein Mehrfaches höheren Wandstärke in ihren Bereichen ohne Gefahr einer Zerstörung aufnehmen und an die Stromleitungen abgeben können,,

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die-Wandstärke im Bereich der aktiven Elektrodenoberflächen um mindestens das Dreifache höher als die mittlere Wandstärke der kegeligen Seitenwände. Dabei können vor-

PA 9/492/711 . ' ' - 3 -

109817/0874

teilhafterweise die Wandstärken im Bereich der aktiven Elektrodenoberflächen zwischen 1 und 2mm und der kegeligen Seitenwände im Mittel 0,3mm betragen.

Ein "bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Überspannungsknopfableiters besteht darin, daß die kegelstumpffb'rmigen Elektroden mittels eines Ziehverfahrens hergestellt werden, "bei dem die kegeligen Seitenwände aus einem Metallplättehen_} dessen Wandstärke der im Bereich der aktiven Elektrodenoberfläche erforderlichen Wandstärke entspricht, gezogen und während des Ziehvorgangs in seiner Wandstärke auf das vorgesehene Maß reduziert werden.

Anhand des in der Zeichnung dargestellten "bevorzugten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen erläutert werden.

Die Zeichnung zeigt einen Knopfabieiter 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 Keramik, während die Elektroden 2 und 3 aus einer Ni-Pe-Co-Legierung "bestehen. Massive, metallische Kontaktstücke 8 und 9 können im" Bereich 10. an die Elektroden 2 und 3 hart angelötet sein, um die Zuleitungen des Knopfableiters zu bilden. Die Kontaktstücke 8 und 9 können dabei in ihrem axialen Durchmesser so bemessen sein, daß sie entsprechend der Wandstärke der Elektroden in deren aktiven Bereich in ausreichendem Maße Wärme abführen.

Die kegelstumpfförmigen Elektroden 2 und 3 weisen aktive, d.h. bei Ableitungen beanspruchte Oberflächen 4 bzw. 5 auf, in deren Bereich die Wandstärke ca. 1mm beträgt. Von "

PA 9/492/711 " 1098 17/0874

diesen Oberflächenbereiehen 4 bzw. 5 erstrecken sich

in ihrer Wandstärke im Mittel auf ca. 0,3mm reduzierte

kegelige .Seitenwände 6 bzw, 7 nach außen zu den Über-

gangsbereichen der Elektroden 2 und J> auf dem Isolier- körper 1. '

Die gemäß der Erfindung in den aktiven Oberfläehenbereichen Vfesentlich verstärkten Elektroden des Enopfableiters, gewährleisten, daß der für die aktiven Elektrodenhereiche zur "Verfügung stehende Raum des Knopfahleiters eine wesentlich erhöhte metallische Wärmekapazität darstellt, welche die "bei Entladungen im Knopfableiter erzeugte Wärme aufnimmt und, da die dünnen Seitenwände eine Wärmeleitung stark behindern, praktisch ausschließlich über die Kontaktstücke abgibt.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel. Man kann beispielsweise die kegeligen Seitenv/ände auch anders als im Tief ziehverfahr en herstellen.

4 Patentansprüche
1 Figur

PA 9/492/711 - 5 -

- ^; 10 9 8 17/08 7 Λ ° .

Claims

Patentansprüche

.JÜberspannungsknopfableiter mit einem gasdichten Gehäuse, in dem Elektroden einander gegenüberstehen, die kegelstumpfförmig ausgebildet und mit einander zugekehrten Auswölbungen- in die Enden eines rohrförmigen Isolierkörpers gasdicht eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die kegelstumpfförmigen Elektroden (2,3) im Bereich der aktiven Elektrodenoberflächen (4,5) eine Wandstärke aufweisen, die um ein Mehrfaches höher als die Wandstärke der kegeligen Seitenwände (6,7) im Bereich des Übergangs auf den Isolierkörper (1) ist.
2. Überspannungsknopfableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,. daß die Wandstärke im Bereich der aktiven Elektx'odenoberf lachen (4,5) um mindestens das Dreifache höher als die mittlere Wandstärke der Elektroden ist.
3. Überspannungsknopfableiter nach den Ansprüche 1 oder 2, dadurchgekennzeichnet ,daß die Wandstärken im Bereich der aktiven Elektrodenoberflächen (4,5) zwischen 1 und 2mm und der kegeligen Seitenwände (6,7) im Mittel 0,3mm betragen.
4. Verfahren zur Herstellung eines Überspannungsknopfableibers nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h gekennzeichnet ,daß die kegelstumpfförmigen Elektroden (2,3) mittels eines Ziehverfahrens hergestellt werden, bei dem die kegeligen Seitenwände (6,7) aus einem Metallplättchen,, dessen Wandstärke der im Bereich der aktiven Elektrodenoberfläche erforderlichen Wandstärke entspricht, gezogen und während des Ziehvorgangs in seiner Wandstärke auf das vorgesehene Maß reduziert werden.

SAD OBIQiWAL 9/492/711 1 0 08 1 7 /0874

L e e r s e i t e