DE2207009A1

DE2207009A1 - Ueberspannungsableiter

Info

Publication number: DE2207009A1
Application number: DE2207009A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Lange; Gerhard Dr Ing Peche
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-02-15
Filing date: 1972-02-15
Publication date: 1973-08-23
Also published as: DE2207009B2; US3959696A; US3959696B1; GB1386946A; DE2207009C3

Description

SIEMENS AKTIENGSSSLL?CHH.FJ? München 2, 72/1022

Berlin und München "Wittelsbacherplatz; 2

^VPA UFEB. 197 2 2207009

Überspannungsableiter

Me Erfindung bezieht sich auf einen Überspannungsableiter mit einem gasdichten Gehäuse, in dem Elektroden einander gegenüberstehen, die in.die Enden eines rohrförmigen Isolierkörpers eingesetzt sind und von denen mindestens eine uiit einem Streifen aus elektrisch leitfähigea Material (Zündstreifen) versehen ist," der sich vornehmlich auf der Innenseit.e über einen Teil der Rohrlänge des Isolierkörpers in Richtung auf die andere Elektrode erstreckt.

Um die Zündspannung bei GasentladungsgefaJSen zu erni:- riireii, v/erden auf den rohrförmigen Isolierkörper von Ga sent! ac" urg ε-gefäßen vornehmlich innen Streifen aus elektrisch leitfr.h:U;e:i Material, sogenannte Zündstreifen, angebracht, die durch Feldverzerrung an den Elektroden die Zündung der Gasentladungsstrecke erleichtern. Derartige Überspannungsableiter sind auf dem Markt erhältlich. Bei solchen überspannungsableitern wird die Füllung des Ableiters mit radioaktiven Präparaten vermieden oder mindestens stark vermindert. Die Zündstreifen sind vvie bei der. Leuchtstoffröhren vornehmlich auf der Innenseite des Isolators angebracht und jeweils mit einer !Elektrode verbunden.

Überspannungsableiter sollen bei schnell ansteigenden Überspannungen (Stoßspannung) möglichst früh zünden. Bei den auf dem Markt erhältlichen Überspannungsableiter wird die Ansprechstoßspannung durch .Anbringen von sogenannten Zünästrichen auf den Isolator bei Keramikabieitern redusie-rt, die als Verbindungselement zur Elektrode ein metallisches lot haben. Ütoei* diese

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Lotverbindung wird das Elektrodenpotential den Zündstrichen tibertragen. Bisher ist es nicht gelungen, Zündstriche bei pumpstengellosen Überspannungsableitern mit Glasisplator oder angeglasten Keramiken zu benutzen, da die Kontaktierang der Zündstriche mit den Elektroden bisher nicht möglich war.

Zündstriche in Überspannungsableitern erniedrigen die Ansprechstoßspannung radikal, wenn ihr Eigenwiderstand über 5 kil liegt und sie zuverlässig mit den zugehörigen Elektroden elektrisch verbunden sind. Bei den auf dem Markt erhältlichen Überspannungableitern ist die Kontaktierung der Zündstriche mit den Elektroden problemlos, da die Elektroden auf den Keramikieolator hart aufgelötet werden. Der Zündstrich hat den notwendigen Konfekt von vornherein mit der Metallisierung der Keramik. Da Überspannungsableiter, insbesondere im Gebiet niedriger Ansprechspannungen, mit stark reduziertem Gasdruck arbeiten, muß beim Verschließen der Ableiter durch die Hartlotverbindung darauf geachtet werden, daß der Isolationswiderstand nicht durch kondensierte Bestandteile des Lotes in unzulässiger Weise verringert wird. Its ist bekannt, daß der Dampfdruck des Silbers von eutektischem Lot bei diesen niedrigen Drucken des Filigases so groß ist, daß der Isolierwiderstand der Keramik bei Knopf-

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ableitern unter 10 ^ nach der Hartlötung liegt. Den bekannten Nachteil kann man nur durch einen sehr aufwendigen Fabrikationsvorgang verhindern, indem entweder Hartlote mit sehr niedrigem Dampfdruck verwendet werden (z.B. reines Gold) oder die Ableiter zunächst mit einem Überdruck in Wasserstoffgap gelötet werden, so daß die leichtflüchtigen Bestandteile der Hartlotverbindungen nicht abdampfen. In einem weiteren Fabrikationsvorgang kann dann den Ableitern im Hochvakuum bei sehr viel niedrigerer Temperatur das überschüssige Wasserstoffgas durch Diffusionen durch die Platinenwand entzogen werden und so der richtige Arbeitsdruck im Ableiter eingestellt werden, ohne daß sich die Isolation der Keramik verschlechtert.

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Aufgabe 6er vorliegenden Erfindung ist es, Überspannungsableiter mit einem sogenannten Zündstrich so auszugestalten, daß eine störende Metallötung zwischen dem Isolierkörper einerseits und den Elektroden andererseits nicht erforderlich ist.

Zur Lösung der Aufgabe wird bei einem Überspannungsableiter der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, dsß die Elektroden in an sich bekannter Weise an die Enden des rohrförmigen Isolierkörpers angeglast sind und im Bereich der Anglasungsstelle der Streifen aus elektrisch leitfähigem Material unmittelbar mit der Elektrode in Verbindung steht.

Der Streifen aus elektrisch leitfähigem Material, der sogenannte Zündstreifen, besteht vorzugsweise aus einer Mischur.gaus niedrigschmelzendem Glaslot und einer Graphitsuspension, sog. Hydrokollag.

Die Verwendung einer an sich bekannten Anglasung zum Verbinden der Elektroden eines Überspannungsabieiters mit dem- Isolierkörper steht zunächst dem Anbringen eines Zündstriches entgegen, da zum Verbinden an eine metallische Lötbrücke zu denken ist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß beim Herstellen von erfindungsgemäßen Überspannungsableitern die Zündstriehe auch bei der Verwendung von Glas als Einschmelzmaterial mit den Elektroden ausreichend kontaktiert werden können.

Beim Herstellen der erfindungsgemäßen Überspannungsableiter werden zweckmäßig während der Anglasung der Elektroden an den rohrförmigen Isolierkörper die Elektroden gegen den Isolierkörper an der Stelle, auf" der zuvor der Streifen aus elektrisch leitfähigem Material (Zündstreifen) aufgebracht

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worden ist, so gestaucht, daß im Bereich der Anglasungsstelle der Streifen aus elektrisch leitfähigem Material unmittelbar mit der Elektrode in Verbindung steht.

Anhand der Figuren der Zeichnung soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen näher erläutert v/erden. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt eines vereinfacht dargestellten

Überspannungsabieiters gemäß der Erfindung, Fig. 2 einen Teilschnitt einer anderen Ausführungsform

eines Überspannungsableiter3 gemäß der Erfindung und Fig. 3 einen Teilschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Überspannungsabieiters gemäß der Erfindung.

In dem in Fig. 1 dargestellten Überspannungsableiter ist ein (im folgenden stets zur besseren Übersicht getrichelt dargestellter) Zündstrich 5 aus einer Graphitsuspension (Hydrokollag) auf das Innere und die Stirnfläche des rohrförmigen Isolierkörpers 3 aufgebracht. Während des Einschmelzvorganges muß dann die mit Glas angeschmolzene Elektrode 1 bzw. Elektrode direkt zur Kontaktgabe im Bereich der Anglasungsstelle 4 auf den Zündstrich 5 gepreßt v/erden. Die vakuumdichte Ver-Schmelzung der Elektroden 1, 2 mit dem rohrförmigen Isolierkörper 3 wird auf der Außenseite des Isolierkörpers 3 garantiert. Die Sicherheit der Kontaktgabe des Zündstrichs 5 und die richtige Einstellung eines inneren Widerstandes größer als 5 ki2 kann stark verbessert werden, wenn als Zündstrich eine Mischung aus Glaslotpulver und Graphitsuspension benutzt wird. Da das Glaslot eine niedrigere Schmelztemperatur als das Einschmelzglas hat, stellt sich während des Einschiielzvorganges die richtige Leitfähigkeit des Zündstrichs 5 und die ausreichende Kontaktgabe mit der Elektrode 1 bzw. der Elektrode 2 ein, wenn man zweckmäßig mindestens drei Teile Glaslotpulver mit einem Teil Hydrokollag vermischt. Im vorliegenden Aus-

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führungsbeistäel wird der aus Keramik bestehende rohrförmige Isolierkörper 3 mit den vorbereiteten Zündstrich 5 während des Eiiischmelzvorgangs in das vorhier in die Elektroden 1,2 eingesinterte Glas gedrückt. Die Brauchbarkeit des Zündstrichs ist dadurch gewährleistet, daß er eine Kontaktfläche *auf der Stirnseite des rohrförmigen Isolierkörpers 3 hat, die während des Einschmelzvorganges im Bereich der Anglasungsstellen 4 auf die"'Elektroden 1, 2 gepreßt wird.

Die Fig. 2 zeigt die Lage des (wieder gestrichelt dargestellten) Zündctrichs 5 bei einen erfindungsgeisäßen Überspannungsableiter in einem Ausführungsbeispiel, bei dem der Einschmelzvorgang zwischen Elektrode 1 und rohrförmigem Isolierkörper 3» der in diesen Ausführungsbeispiel aus beglaster Keramik besteht, vorgenommen ist. Dabei wird der Zündstrich 5 ebenfalls aus einer Mischung aus niedrigschiaelzendem Glaslot und Hydrokollag auf den beglasten rohrförmigen Isolierkörper 3 aufgebracht. Während des Einschnelzürozesses durchschneidet die rohrförmige Elektrode 1 den Zündstrich 5 und kommt dadurch im Bereich der Anglasungsstelle 4 in Eontakt mit dem innen liegenden Teil des Zündstrichs 5. Seine Brauchbarkeit ist dadurch gewährleistet, daß durch den spitzen Winkel zwischen 2Jündstrich 5 und Elektrode ein Kontakt während des Einschmelzvorganges zustande kommt.

In dem in Fig. 3 teilweise dargestellten Überspannungsableiter gemäß der Erfindung wird als. rohrförmiger Isolierkörper 3 ein reiner Glasisolator verwendet. Auf der Innenseite des Glasrohres 3 wird der Zündstrich 5 aus einer Mischung aus Glaslot und Hydrokollag oder reinem Hydrokollag aufgebracht. Die Brauchbarkeit des Zündstrichs 5 ist dadurch gewährleistet, daß der Einschmelzvorgang so geführt wird, daß durch den Anstauchprozeß des Glasrohres 3 der Zündstrich 5 im Bereich der

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Anglasungsstelle 4 sicheren Kontakt rait dem konischen Teil der Elektrode 1 hat. Diese Sicherheit· wird durch die spezielle konische Form der Elektrode 1 des Überspannungsableiter s gewährleistet. Bei der Verwendung eines reinen Glasisolators als Isolierkörper 3 muß wegen des Stauchprozesses auf eine besonders gute Haftung des Zündstrichs 5 geachtet werden. Zündstriche mit Glaslotpulver sind dann während des Einschmelzprozesses am Glasisolator fest und können daher nicht abblättern. Verwendet nan reinen Hydrokollag als Zündstrich, so muß die Innenwand des Glasisolators zur besseren Haftung der Granhitsuspension durch Ätzung aufgerauht werden.

Im Fall der Verwendung von Keramik als rolzförnigen Isolierkörper 3, der sich währeiid des Einschnelzvorganges nicht verändert, wie z.B. ein in Figur 1 dargestellter Keramikkörper, ist es vorteilhaft, den Streifen 5 aus elektrisch leitfähigem Material (Zündstrich) durch Abrieb von einem Körper aus einer festen,elektrisch leitenden Substanz.,vorzugsweise einer Graphitmine,herzustellen. Die Reibwirkung wird von der Keramik durch die rauhe Oberfläche erzeugt. So können für die Herstellung des Zündstriches mit bestimmten elektrischem Widerstand Bleistifte mit entsprechender Härte oder abriebfähige Metalle verwendet werden.

8 Patentansprüche
3 Figuren

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Claims

t e η t a η s t>r^tt ο he

1.!überspannungsableiter mit einem gasdichten Gehäuse, in aera Elektroden einander gegenüberstehen, die in die Enden eines rohrförmigen Isolierkörpers eingesetzt sind, und von denen mindestens eine mit einem Streifen aus elektrisch leitfähigem Material (Zündstreifen) versehen ist, der sich vornehinlicn. suf der Innenseite über einen Teil cer Roiirlänge des Isolierkörpers in Richtung euf die andere Elektrode erstreckt, d 2 d u r c h gekennzeichnet, daß die FlektrrdenO ,2) in an sich bekannter Weise an die Enden des rohrförmigen Isolierkörpers (3) angeglast sind und in Bere" -i der Anglasungsstelle (4) der Streifen (5) aus elektrisch leit— fähigem Material unnittelbar mit der Elektrode (1,2) in Verbindung steht.

2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekenn se i chnet, daß der Streifen (5) aus elektrisch leitfähigem Material aus einer Graphitsuspension (Hydrokollag) besteht,

3. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennze i chnet, daß der Streifen (5) aus elektrisch leitfähigem Material aus einer Mischung aus niedrigscbTnelzendein Glaslot und einer Graphitsuspension (Hydrokollag) besteht,

4. Überspannungsableiter nach Anspruch 3₅ ä a d u r c h gekennzeichnet, daß der Streifen (5) aus elektrisch leitfähigem Materiel aus mindestens drei Teilen Glaslotpulver mia 1 Seil Graphitsuspension (Hydrokollag) besteht,

5. ÜberfipRnnungs^c;bleiter nach eine-:: der Ansprüche 1 "bis d a d u r c }i ς e- ic e η η ζ e i c Ii η s t, daß der rohrförnifie Isolierkörper (3) r::is Glas Destelit»

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6. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß im Pail der Verwendung von Keramik als rohrförmigen Isolierkörper (3) der Streifen (5) aus elektrisch leitfähigem Material durch Abrieb von einem Körper aus einer festen,elektrisch leitenden Substanz hergestellt ist.

7. überspannungsableiter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus einer festen, elektrisch leitenden Substanz eine Graphitmine ist.

8. Verfahren zum Herstellen eines Überspannungsableite'rs

nach einen der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß während der Anglasung der Elektroden (1,2) an den rohrförmigen Isolierkörper (3) die Elektroden gegen den Isolierkörper an der Stelle, auf der zuvor der Streifen (5) aus elektrisch leitfähigem Material aufgebracht worden ist, so gestaucht werden, daß im Bereich der Anglasungsstelle (4) der Streifen (5) aus elektrisch leitfähigem Material unmittelbar mit der Elektrode (1,2) in Verbindung steht.

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