DE19814631A1 - Gasgefüllte Entladungsstrecke - Google Patents

Abstract

Um bei gasgefüllten Entladungsstrecken mit einer aus mehreren Komponenten bestehenden glasartigen Elektroden-Aktivierungsmasse zu starke Veränderungen der Ansprechgleichspannung U¶ag¶ nach Belastungen zu verhindern, sind als Basiskomponenten der Elektroden-Aktivierungsmasse (4) außer Natriumsilikat, Cäsiumsilikat und Titan auch Kaliumsilikat und Cäsiumwolframat vorgesehen.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektronischen Bauele­ mente und ist bei der Gestaltung von gasgefüllten Entladungs­ strecken mit wenigstens zwei Elektroden anzuwenden, bei denen zur Sicherstellung der Zündeigenschaften auf wenigstens eine der Elektroden eine aus mehreren Komponenten bestehende glas­ artige Elektrodenaktivierungsmasse aufgebracht ist.

Um bei mit Edelgas gefüllten Entladungsstrecken wie Überspan­ nungsableitern oder Funkenstrecken das jeweils gewünschte Be­ triebsverhalten wie Zündspannung - insbesondere Ansprech­ gleichspannung -, Ansprechzeit, statische Ansprechspannung und dynamische Ansprechspannung, Löschspannung und Glimm­ brennspannung zu gewährleisten, müssen unterschiedliche Maß­ nahmen wie konstruktive Gestaltung der Elektroden, Art und Druck der Gasfüllung und Auswahl der auf den aktiven Oberflä­ chen der Elektroden angeordneten Aktivierungsmasse aufeinan­ der abgestimmt werden. Zur Einstellung der Ansprechgleich­ spannung U_ag ist dabei eine glasartige Elektrodenaktivie­ rungsmasse gebräuchlich, die als Basiskomponenten Natriumsi­ likat (Na₂SiO₃), Cäsiumsilikat (Cs₂SiO₃) und metallisches Ti­ tan (Ti) und als Additive kleinere Anteile von Natriumtetra­ borat (Na₂B₄O₇) und Magnesiumoxid (MgO) enthält. Bei dieser bekannten Aktivierungsmasse ist die Basiskomponente Natrium­ silikat etwa in der vier- bis sechsfachen Menge der anderen Basiskomponenten Casiumsilikat und Titan vorgesehen. Es hat sich gezeigt, daß eine derart zusammengesetzte Aktivierungs­ masse nicht den gestiegenen Anforderungen an die Konstanz der Ansprechgleichspannung nach Stoßstrom- und Wechselstrombela­ stungen entspricht.

Ausgehend von einer gasgefüllten Entladungsstrecke wie einem Überspannungsableiter oder einer Funkenstrecke mit einer die genannten Basiskomponenten und Additive aufweisenden Elektro­ denaktivierungsmasse liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun­ de, die Aktivierungsmasse so zu modifizieren, daß der Anstieg der Ansprechgleichspannung U_ag nach Stoßstrombelastung redu­ ziert und der Abfall der Ansprechgleichspannung U_ag nach Wechselstrombelastung verringert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Elektrodenaktivierungsmasse bei reduziertem Anteil von Natriumsilikat als weitere Basiskomponenten Kaliumsilikat (K₂SiO₃) und Cäsiumwolframat (Cs₂WO₄) zugefügt sind. Insbeson­ dere hat sich eine Elektrodenaktivierungsmasse als geeignet erwiesen, bei der die Basiskomponenten in einer Menge von je­ weils etwa 1 bis 3 Gew.Teilen und die Additive in einer Menge von jeweils etwa 0,1 bis 0,5 Gew.Teilen enthalten sind.

Bei Anwendung einer derart zusammengestellten Aktivierungs­ masse hat sich gezeigt, daß für den Anstieg der Ansprech­ gleichspannung nach einer Stoßstrombelastung von 10×5 kA, 8/20 µs keine Meßwerte höher als die um 20% erhöhte Nenn­ spannung liegen. Der Abfall der Ansprechgleichspannung nach einer Wechselstrom-Belastung 10×5A/1s liegt für die elek­ trischen Meßwerte immer oberhalb der um 20% verminderten Nennspannung. Darüber hinaus hat sich gezeigt, daß nach elek­ trischer Belastung die dynamische Ansprechspannung nur unwe­ sentlich erhöht ist, und daß die Erstmessungsausbeute eines unter den gleichen Randbedingungen gefertigten, formierten und gemessenen Kollektivs höher liegt als bisher, und zwar sowohl hinsichtlich der Einhaltung von Meßgrenzen der Zünd- und Ansprechwerte als auch hinsichtlich des Auftretens von Isolationsfehlern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figur erläutert.

Die Figur zeigt einen Überspannungsableiter, der aus einem Keramikisolator 1 und zwei stirnseitig eingesetzten Elektro­ den 2 und 3 besteht. Auf die mit Vertiefungen versehene Ober­ fläche der Elektroden ist eine Aktivierungsmasse 4 aufge­ bracht, die als Basiskomponenten Natriumsilikat, Cäsiumsili­ kat, Kaliumsilikat, Cäsiumwolframat und metallisches Titan enthält. Als Additive sind weiterhin Natriumtetraborat und Magnesiumoxid vorgesehen. Die einzelnen Komponenten liegen in folgenden Anteilen vor:

Natriumsilikat etwa 2 bis 3 Gew.Teile,
Kaliumsilikat etwa 2 bis 3 Gew.Teile,
Cäsiumsilikat etwa 1 bis 2 Gew.Teile,
Cäsiumwolframat etwa 1 bis 2 Gew.Teile,
metallisches Titan etwa 1,5 bis 2,5 Gew.Teile,
Natriumtetraborat etwa 0,3 bis 0,5 Gew.Teile,
Magnesiumoxid etwa 0,15 bis 0,25 Gew.Teile.

Claims (2)

1. Gasgefüllte Entladungsstrecke wie Funkenstrecke oder Über­ spannungsableiter mit wenigstens zwei Elektroden (2, 3) und mit einer aus mehreren Komponenten bestehenden Elektrodenak­ tivierungsmasse, die auf wenigstens eine der Elektroden auf­ gebracht ist, bei der die Elektrodenaktivierungsmasse (4) als Basiskompo­ nenten Natriumsilikat (Na₂SiO₃), Cäsiumsilikat (Cs₂SiO₃) und metallisches Titan (Ti) und als Additive kleinere Anteile von Natriumtetraborat (Na₂B₄O₇) und Magnesiumoxid (MgO) enthält und bei der der Elektrodenaktivierungsmasse bei reduziertem Anteil von Natriumsilikat (Na₂SiO₃) als weitere Basiskompo­ nenten Kaliumsilikat (K₂SiO₃) und Cäsiumwolframat (Cs₂WO₄) zu­ gefügt sind.

2. Gasgefüllte Entladungsstrecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiskomponenten in einer Menge von jeweils etwa 1 bis 3 Gewichtsteilen und die Additive in einer Menge von je­ weils etwa 0,1 bis 0,5 Gewichtsteilen in der Elektrodenakti­ vierungsmasse (4) enthalten sind.