DE2010188B2

DE2010188B2 - Gas discharge excess voltage arrester - has facing electrodes secured in tubular insulator in rare gas filled housing

Info

Publication number: DE2010188B2
Application number: DE2010188A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dipl.-Ing. 1000 Berlin Peche
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1970-03-04
Filing date: 1970-03-04
Publication date: 1975-06-26
Also published as: DE2010188A1

Abstract

The symmetrical gas discharge overvoltage arrester is without an exhaust tube and has a housing filled with a rare gas and fitted with mutually facing electrodes. The active electrode surfaces are fitted with protruding lateral wall parts which are used for their insertion into the ends of a tubular insulator in a gas-tight manner. The electrodes are of hollow, cup-shaped configuration with opposed edges, forming the two active electrode surfaces of annular configuration. The electrode parts inside the annular surface extend in a dome shape over the ends of the tubular insulator. The design affords size reduction with reduced danger of cracking the insulator under high surge load.

Description

Die Erfindung betrifft einen pumpstengellosen, symmetrischen Gasentladungs-Überspannungsknopfableiter mit einem gasdichten Gehäuse, vorzugsweise mit Edelgasfüllung, in dem Elektroden einander zugekehrt sind, die gegenüber ihren aktiven Elektrodenoberflächen hochgezogene Seitenwandteile haben und mit diesen in die Enden eines rohrförmigen Isolierkörpers gasdicht eingesetzt sind.The invention relates to a pump stem-less, symmetrical one Gas discharge surge arrester with a gas-tight housing, preferably with Noble gas filling in which electrodes are facing each other, the opposite of their active electrode surfaces have raised side wall parts and gas-tight with these in the ends of a tubular insulating body are used.

Überspannungsableiter dieser Art sind allgemein bekannt (man vergleiche die deutsche Auslegeschrift 10 89 482) und werden auf Grund ihrer Form Knopfableiter genannt. Bei diesen bekannten Überspannungsknopfableitern stehen die Elektroden einander als ebene Kreisflächen auf Abstand gegenüber. Solche Knopfableiter weisen unter anderem den Vorteil auf, daß sie besonders kleine Abmessungen ermöglichen. Da jedoch das aktive Gasvolumen zwischen den beiden ebenen Elektrodenflächen sehr klein ist, besteht die Gefahr, daß bei Stoßbelastung mit hohen Strömen eine starke plötzliche Ausdehnung des Gases auftritt, die einen Sprung im Isolierkörper des Knopfabieiters verursachen kann.Surge arresters of this type are well known (compare the German Auslegeschrift 10 89 482) and are called button arresters due to their shape. With these known surge arresters the electrodes face each other as flat circular surfaces at a distance. Such button arresters have, inter alia, the advantage that they allow particularly small dimensions. However, since the active gas volume between the two flat electrode surfaces is very small, there is a risk of that with shock loads with high currents a strong sudden expansion of the gas occurs, the can cause a crack in the insulator of the button terminal.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gasentladungs-Überspannungsknopfableiter kleiner Bauart zu schaffen, bei dem die geschilderte Gefahr vermieden ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Gasentladungs-Überspannungsknopfableiter der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Elektroden als napfartige Hohlelektroden ausgebildet sind, deren Ränder sich als zwei die aktiven Elektrodenoberflächen darstellende Ringflächen gegenüberstehen.The object of the invention is to provide a gas discharge button arrester To create a small design in which the risk described is avoided. To solve this problem, a gas discharge surge arrester proposed according to the invention of the type mentioned above that the electrodes are designed as cup-like hollow electrodes, their Edges face each other as two ring surfaces representing the active electrode surfaces.

Es ist an sich bereits ein Überspannungsableiter bekannt, bei dem die Elektroden trichterförmig ausgebildet sind (man vergleiche die französische Patentschrift 5 57 826). Durch diese Formgebung soll eine Abschirmung der Gehäusewand vor Metallpartikeln erreicht werden, die bei einer Entladung aus den Elektroden herausgeschleudert werden. Bei einem anderen bekannten Überspannungsableiter (man vergleiche die französische Patentschrift 7 26 875) sind die Elektroden massivzylindrisch und jeweils mit einer Bohrung zur Aufnahme eines Erdalkalimetallstabes versehen. Bei beiden bekannten Überspannungsableitern handelt es sich jedoch nicht um Knopfabieiter klejner Abmessungen so daß bei diesen an sich bekannten Ableitern dasA surge arrester is already known in which the electrodes are funnel-shaped (compare French patent specification 5 57 826). This shape is intended to provide a shield the housing wall can be reached in front of metal particles, which in the event of a discharge from the electrodes be thrown out. In another known surge arrester (compare the French patent 7 26 875), the electrodes are solid cylindrical and each with a hole for Mount an alkaline earth metal rod. It is the case with both known surge arresters however, they are not about button holders of small dimensions so that with these arresters known per se the

der'vorliegenden Erfindung zugrunde hegende Problem dort nicht bestehtthe problem underlying the present invention does not exist there

Fin wesentlicher Vorteil eines erfindungsgemaßen Gasentladungs-Überspannungsknopfableiters bssteht darin daß er im Vergleich zu einem bekannten Knopf-There is an essential advantage of a gas discharge surge arrester according to the invention in that compared to a well-known button

ableiter mit dem gleichen gegenseitigen Abstand der aktiven Elektrodenoberflächen und dementsprechend gleicher Ansprechspannung ein wesentlich vergrößertes Arbeitsvolumen aufweist Ein solcher Uberspannungsknopfableiter kann deshalb wesentlich höherearrester with the same mutual spacing of the active electrode surfaces and accordingly The same response voltage has a significantly larger working volume can therefore be much higher

is Stoßbelastungen aufnehmen, ohne daß dabei die Gefahr einer zu hohen Belastung des Isolierkörpers durch zu starke Ausdehnung des Gases im Arbeitsspalt besteht Darüber hinaus hat die Erfindung den Vorteil, daß nach den bekannten Eigenschaften einer Hohlka-is able to absorb shock loads without the danger there is too high a load on the insulating body due to excessive expansion of the gas in the working gap In addition, the invention has the advantage that according to the known properties of a hollow cable

thode der Brennfleck sich mit der Zeit stets in das Innere der Hohlelektroden zurückzieht, so daß die Isolierkörper-Metall-Verbindungen eines erfindungsgemaßen Überspannungsknopfableiters auch bei einer Aktivierung der aktiven Elektrodenoberflächen nicht gefahr det istmethod, the focal point always retreats into the interior of the hollow electrodes over time, so that the insulator-metal connections of a surge arrester according to the invention are not in danger even when the active electrode surfaces are activated

Mit besonderem Vorteil kann ein erfindungsgemäßer Gasentladungs-Überspannungsknopfableiter so ausgebildet sein, daß die innerhalb der Ringflächen liegenden Elektrodenteile der Hohlelektroden bis über die EndenA gas discharge overvoltage button arrester according to the invention can be designed in this way with particular advantage be that the electrode parts of the hollow electrodes lying within the ring surfaces up to the ends

des rohrförmigen Isolierkörpers hinaus kuppelartig nach außen gewölbt sind. Auf diese Weise können die nach außen gewölbten Elektrodenteile als die elektrischen Anschlüsse des Überspannungsknopfableiters dienen, wobei die über diese Anschlüsse fließendenof the tubular insulating body are also arched outwards like a dome. In this way, the outwardly curved electrode parts as the electrical connections of the surge arrester serve, the flowing through these connections

Ströme in keinem Fall die Isolierkörper-Metall-Verbmdung des Knopfabieiters thermisch belasten. Es ist dadurch möglich, die bei bekannten Überspannungsknopfableitern üblichen, gesondert anzuschweißenden Stromzuführungen zu vermeiden. Diese VereinfachungUnder no circumstances should the insulator-metal connection flow thermally stress the button connector. It is thereby possible to use the known surge arresters to avoid the usual power supply lines that have to be welded on separately. This simplification

ist abgesehen davon, daß das Anschweißen auf den Elektroden zusätzliche Arbeitsgänge erfordert, deshalb von Bedeutung, weil bei den entsprechenden Schweißvorgängen die elektrischen Werte des Überspannungsknopfableiters, insbesondere dann, wenn zusätzlicheis apart from the fact that welding onto the electrodes requires additional operations, therefore important because the electrical values of the surge arrester during the corresponding welding processes, especially if additional

Aktivierungsschichten auf den Elektroden vorhanden sind, verändert werden können.Activation layers on the electrodes can be changed.

An Hand der Figuren der Zeichnung soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen näher erläutert werden. Dabei zeigen die F i g. 1 und 2 jeweils im Längsschnitt zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen Überspannungsknopfableiters; einander entsprechende Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.With reference to the figures of the drawing, the invention is explained in more detail below with further features will. The F i g. 1 and 2, each in longitudinal section, two exemplary embodiments of an inventive Surge arrester; Corresponding parts are given the same reference numerals Mistake.

In F i g. 1 ist ein Überspannungsknopfableiter darge-In Fig. 1 shows a button surge arrester.

stellt, dessen Elektroden als Hohleiektroden 2 und 3 ausgebildet sind, deren Ränder die aktiven Elektrodenoberflächen des Knopfabieiters in Form zweier Ringflächen 4 und 5 bilden. Die innerhalb der Ringflächen 4 und 5 liegenden Elektrodenteile sind kuppelartig nachrepresents, the electrodes of which are designed as hollow electrodes 2 and 3, the edges of which are the active electrode surfaces of the button maker in the form of two ring surfaces 4 and 5. The inside of the ring surfaces 4 and 5 lying electrode parts are dome-like according to

außen gewölbt, während die gegenüber den Ringflächen hochgezogenen Seitenwandteile in die Enden eines rohrförmigen Isolierkörpers 1 gasdicht eingesetzt sind. Als Werkstoff für den Isolierkörper 1 dient vorzugsweise Keramik oder Glas, während die Elektrodenarched on the outside, while the side wall parts raised in relation to the annular surfaces into the ends a tubular insulating body 1 are inserted gas-tight. The material for the insulating body 1 is preferably used Ceramic or glass while the electrodes

2 und 3 aus einer Ni-Fe- oder Ni-Fe-Co-Legierung bestehen. Die kuppelartig nach außen gewölbten Elektrodenmittelteile können gleichzeitig als elektrische Anschlüsse der Elektroden dienen, die beispielsweise bei2 and 3 consist of a Ni-Fe or Ni-Fe-Co alloy. The dome-like, outwardly curved electrode middle parts can also serve as electrical connections for the electrodes, for example at

Einsetzen in entsprechende Halterungen direkt mit den Zuleitungen verbunden werden. Wandert bei einer Lichtbogenentladung der ICathodenfleck in die Mitte der Hohlkathode, dann wird die erzeugte Wärme praktisch ausschließlich über die Zuleitungen abgeführt Die Verbindungsstellen zwischen den Elektroden 2 und 3 und dem Isolierkörper t sind dabei gegen eine übermäßige Erwärmung weitgehend abgeschirmt Mit 8 ist eine Aktivierungsschicht bezeichnet, die jeweils auf den aktiven Elektrodenoberflächen aufgebracht istInsertion in appropriate brackets can be connected directly to the supply lines. Wander with one Arc discharge the cathode spot into the center of the hollow cathode, then the generated heat becomes practical discharged exclusively via the supply lines The connection points between electrodes 2 and 3 and the insulating body t are largely shielded against excessive heating denotes an activation layer which is applied in each case to the active electrode surfaces

Für die Erfindung ist es nicht unbedingt erforderlich, daß die mittleren Elektrodenteile der Hohlelektroden bis über die Enden des Isolierkörpers hinaus nach außen gewölbt sind. Die F i g. 2 zeigt ein entsprechendes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gasentladungs-Überspannungsknopfableiters, das in Form und Aufbau weitgehend einem herkömmlichen Knopfableiter mit dem Unterschied gleicht, daß die einander zugekehrten Elektiodenflächen als Hohlelektroden 2 und 3 ausgebildet sind. Gegenüber einem herkömmlichen Knopfabieiter ist damit der Fortschritt erzielt, daß das aktive Gasvolumen des Knopfabieiters wesentlich vergrößert ist und dadurch die auftretende Gaserwärmung sich nicht störend auf den Isolierkörper 1 auswirkt Mit 6 und 7 sind elektrische Anschlüsse bezeichnet die auf den Innenboden der die Hohlelektroden 2 und 3 tragenden Elektrodenteile aufgeschweißt sind. Da die aktiven Ringflächen 4 und 5 der Hohlelektroden 2 und 3 von den Schweißstellen einen größeren räumlichen Abstand haben, können die Ringflächen 4 und 5 zusätzliche Aktivierungsschichten tragen, ohne daß die Gefahr besteht daß diese beim Anschweißen in ihren elektrischen Werten geändert werden.For the invention it is not absolutely necessary for the central electrode parts of the hollow electrodes to be curved outward beyond the ends of the insulating body. The F i g. 2 shows a corresponding embodiment of a gas discharge overvoltage button arrester according to the invention, which is largely similar in shape and structure to a conventional button arrester with the difference that the electrode surfaces facing one another are designed as hollow electrodes 2 and 3. Compared to a conventional Knopfabieiter so that the progress is achieved in that the active gas volume of the Knopfabieiters is significantly increased and thereby the occurring gas heating does not interfere with the insulator 1 affects With 6 and 7 are electrical connections referred to the to the inner bottom of the hollow electrodes 2 and 3 supporting electrode parts are welded. Since the active ring surfaces 4 and 5 of the hollow electrodes 2 and 3 are at a greater spatial distance from the welding points, the ring surfaces 4 and 5 can carry additional activation layers without the risk of their electrical values being changed during welding.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Pump stem-less, symmetrical gas discharge ^ ung high-voltage button arrester with a gas-tight Housing, preferably with a noble gas filling, in which electrodes are facing each other, which are opposite their active electrode surfaces have raised side wall parts and with these in «Lie ends of a tubular insulating body are inserted gas-tight, characterized in that that the electrodes in the interior of the gas-tight housing are designed as cup-like hollow electrodes (2, 3) the edges of which are two ring surfaces representing the active electrode surfaces (4, $) face.

2. Pump stem-less, symmetrical gas discharge «overvoltage button arrester according to claim I, characterized in that the electrode parts lying within the annular surfaces (4, 5) of the Hollow electrodes (2, 3) to over the ends of the tubular Insulating body (1) are also curved outwards like a dome.