DE2160115C3 - Gasgefüllter Ableiter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen gasgefüllten Ableiter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches I.

Es sind gasgefüllte Ableiter bekannt, die einen Kolben enthalten, der ein Metallgehäuse und einen als Kegelstumpf ausgebildeten Isolator hat, der innerhalb des Metallgehäuses untergebracht ist und zusammen mit diesem einen gasgefüllten Hohlraum bildet, in dem mit Herausführungen oder Anschlüssen versehene Elektroden angeordnet sind, von denen eine elektrisch mit dem Metallgehäuse verbunden ist (z. B. SU-Katalog T 00 392 vom 23.1967 »Ableiter und ihre Anwendung«, Druckerei WDNCH).

In den angegebenen Ableitern dient der als ein Kegelstumpf ausgebildete und innerhalb des Metallgehäuses angeordnete Isolator zur Ausbildung einer vakuumdichten Sintermetallverbindung, gewährleistet jedoch nicht die erforderliche mechanische Festigkeit beim Auffüllen des Hohlraumes mit Betriebsgas bis zu hohen Drücken, z.B. von 40—150at, was den Anwendungsbereich von derartigen Konstruktionen wesentlich vermindert

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beseitigung des angegebenen Nachteils einen gasgefüllten Ableiter zu entwickeln, der mit Gas bei einem Höchstdruck in der Größenordnung von 40—150 at unter Beibehaltung seiner minimalen Abmessungen füllbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem gasgefüllten Ableiter nach dem Oberbegriff de* Anspruches I erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Isolator mit seiner Mantelfläche so dem gasgefüllten Hohlraum zugekehrt ist, daß seine Mantelfläche den Arbeitsdruck des angegebenen Gases aufnimmt, während seine größere Grundfläche sich auf eine U.nbördelung des Metallgehäuses stützt.

Zweckmäßigerweise wird der gasgefüllte Ableiter so ausgebildet, daß das Verhältnis des Abstandes der Elektroden zu der Entfernung zwischen dem Metallgehäuse und der elektrisch mit diesem nicht verbundenen Herausführung höchstens 0,3 beträgt.

Der erfindungsgemäße gasgefüllte Ableiter ist zum Schalten von Hochspannungsimpulsen in der Größenordnung von 150 — 200 kV mit einer Dauer von einigen ns bestimmt Der Ableiter zeichnet sich durch hohe zeitliche Ansprechgenauigkeit aus, ist konstruktiv einfach, leicht und raumsparend ausgeführt
Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel des gasgefüllten Ableiters anhand der Zeichnung näher erläutert, in der ein Längsschnitt durch das Ausführungsbeispiel gezeigt ist

Ein Metallgehäuse t des gasgefüllten Ableiters ist als

ίο ein Zylinder ausgebildet der hermetisch mit einem Keramikisolator 2 verbunden ist, der einen Kegelstumpf darstellt Die kleinere Grundfläche und die Mantelfläche des Keramikisolators 2 sind dem Inneren des Metallgehäuses I zugekehrt und bilden mit diesem einen

is gemeinsamen Hohlraum 3. Innerhalb des Hohlraumes 3 ist eine Elektrode 4 angeordnet, die hermetisch mit der kleineren Grundfläche des Keramikisolators 2 verbunden und mit einer Herausführung 5 versehen ist die mit dem Metallgehäuse 1 elektrisch nicht verbunden ist und gleichzeitig eine Ausführung des gasgefüllten Ableiters darstellt Die größere Grundfläche des Keramikisolators 2 stützt sich auf eine Umbördelung 6 des Metallgehäuses 1.
Das Metallgehäuse I ist starr mit einem Deckel 7 verbunden, an dessen Innenseite eine Elektrode 8 befestigt ist, die mit dem letzteren ein geschlossenes Ganzes darstellt. Das Entlüften und das Auffüllen des Hohlraums 3 mit Wasserstoff bis auf 40 at wird durch ein Metallröhrchen 9 vorgenommen, das in der Mitte

JO des Deckels 7 an der Achse des Ableiters angeordnet und gegen mechanische Beschädigungen durch eine Kappe 10 geschützt ist.

Zur Vorbeugung eines äußeren Überschlages und zur Erhöhung der elektrischen Festigkeit des gasgefüllten

J5 Ableiters bei seinen geringen Abmessungen ist das Verhältnis des Abstandes der Elektroden zu der Entfernung zwischen dem Metallgehäuse I und der

\ lerausführung 5 gleich 0,25 gewählt.

Die Verbindung von Metallgehäusen I des Ablcitcrs

und Keramikisolators 2 kann auf beliebige Weise vorgenommen werden. Dabei muß lediglich die Luftdichtheit bei Höchstdrücken gewährleistet sein.

Die Wirkungsweise des gasgefüllten Ableiters besteht im folgenden: An die Elektroden 4 (bzw. die Herausführung 5) und 8 wird eine Spannung mit einer großen Anstiegsgeschwindigkeit in der Größenordnung von 100 kV/ angelegt. Beim Erreichen einer Spannungsgröße, die gleich der dynamischen, durch die Konstruktion des Ableiters bedingten Durchschlagsspannung ist,

so erfolgt der Durchschlag des Ableiters. Je nach der Größe und Art der Belastung entstehen Spannungsimpulse mit vorgegebener Form und Dauer.

Die mechanische Festigkeit und die Zuverlässigkeit der Verbindung des Metallgehäuses mit dem Isolator werden dadurch erreicht, daß der letztere sich auf die Umbördelung des Metallgehäuses stützt. Ein Kegelstumpf ist eine der möglichen Varianten eines solchen Isolators.

Die erfindungsgemäße Konstruktion des Isolators hat

bo einen weiteren Vorteil. Bei einer zufälligen Zerstörung des Isolators sind die Risse senkrecht zu seiner Oberfläche gerichtet, und der Gasdruck kann die abgesplitterten Teile nicht aus dem Ableiter herauswerfen. Das erhöht wesentlich die Unfallsicherheit bei der

ti". Herstellung und dein Betrieb des Ableiters.

Ein gleichartiges Verhalten kann auch bei Isolatoren mit parabolischer, kugelförmiger bzw. einer entsprechenden Form erzielt werden.

Der erfindungsgemäße gasgefüllte Ableiter ermöglicht die Gewinnung von Hochspannungsimpulsen mit einer Dauer von einigen ns, deren Ausnutzung in der Funkmeßtechnik das Auüösungsvermögen der Einrichtungen verbessert. Die Anwendung des Gasgefüllten Ableiters als ein Bauelement des Röntgenapparates ermöglicht bei Beibehaltung von hohen technischen Kennwerten die Herstellung eines tragbaren Apparates mit getrennter Speisung.

Außerdem wird der gasgelullte Ableiter in der Beschleunigungstechnik sowie bei physikalischen Untersuchungen von hauptsächlich Nicht- und Halbleitern angewendet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Gasgefüllter Ableiter mit einem Kolben, der ein Metallgehäuse und einen als Kegelstumpf ausgebildeten Isolator hat, der innerhalb des Metallgehäuses untergebracht ist und zusammen mit diesem einen gasgefüllten Hohlraum bildet, in dem mit Herausführungen versehene Elektroden angeordnet sind, von denen eine elektrisch mit dem Metallgehäuse verbunden ist. dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (Keramikisolator 2) mit seiner Mantelfläche so dem gasgefüllten Hohlraum (3) zugekehrt ist, daß seine Mantelfläche den Arbeitsdruck des angegebenen Gases aufnimmt, während seine größere Grundfläche sich auf eine Umbördelung (6) des Metallgehäuses (1) stützt

2. Gasgefüllter Ableiter nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Abstandes der Elektroden zu der Entfernung zwischen dem Metallgehäuse (1) und der elektrisch mit diesem nicht verbundenen Herausführung (5) höchstens 0,3 beträgt.