DE2416397A1

DE2416397A1 - Ueberspannungsableiter

Info

Publication number: DE2416397A1
Application number: DE2416397A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Lange; Gerhard Dr Ing Peche
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1974-04-04
Filing date: 1974-04-04
Publication date: 1975-10-09
Also published as: DE2416397B2; JPS50135549A; SE7503911L; CH581394A5; GB1457723A

Description

Überspannungsableiter·

Die Erfindung bezieht sich auf einen Überspannungsableitermit einem gasdichten Gehäuse, in dem Elektroden einander gegenüberstehen, die in die Enden eines rohrförmigen Isolierkörpers eingesetzt sind, auf dessen Innenseite sich mindestens ein Streifen aus elektrisch leitfähigem Material (Zündstreifen) zumindest über einen Teil der Rohrlänge in Richtung von der einen zur anderen Elektrode erstreckt.

Überspannungsableiter dieser Art gehen beispielsweise aus der deutschen Patentschrift '\ 070 733 als bekannt hervor. Diese gasgefüllten Überspannungsableiter bestehen im wesentlichen aus zwei Elektroden, die mit. einem dazwischen liegenden Isolierkörper gasdicht verschmolzen sind. Als Atmosphäre werden im Entladungsraum vorzugsweise Edelgase verwendet, die mit den an der Entladung beteiligten Elektroden nicht reagieren. Zur Erniedrigung der Zündspannung sind bei diese³α überspannungsableiter!'·, innen auf dem rohrförmigen Isolierkörper Streifen'aus elektrisch leitfähigem Material, sogenannte Zündstreifen bzw. Zündstriche aufgebracht, die durch Feldverzerrung an den Elektroden die Zündung der Gasentladungsstrecke erleichtern. Die Zündstreifen bestehen dabei aus einem Metall, beispielsweise Aluminium, Tante"! ^, Titan oder Zirkon und einem Binder, beispielsweise einer Natrium- oder Kaliumsilikatlösung.

Die Zündstreifen können aber auch aus einer Graphitsuspension, sogenanntem Hydrokollag, bzw. einer Mischung aus niedrig

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schmelzendem Glaslot und einer Graphitsuspension bestehen oder durch Abrieb von einem Körper aus einer festen, elektrisch leitenden Substanz, beispielsweise Graphit, hergestellt sein (man vergleiche die deutsche Offenlegungsschrift 2 207 009).

Es ist weiterhin bereits bekannt, im Entladungsrauin von Überspannungsableitern radioaktive Stoffe zur Vorionisation der Gasfüllung zu verwenden, um die Ansprechverzögerung der Funkenstrecke klein zu halten. Bei einem aus der deutschen Auslegeschrift 1 188 708 bekannten Überspannungsableiter ist zu diesem Zweck zwischen den beiden Elektroden auf der Innenseite des Isolierkörpers ein ringförmiges Band aus Nickel 63 oder Krypton 85 vorgesehen.

Bei Stoß Spannungsbeanspruchung von Überspannungsableitrrn beobachtet man mit zunehmender zeitlicher Spannungssteilheit auch ein Anwachsen der Ansprechspannung. Da die Gasstrecke zwischen den Elektroden ein hervorragender Isolator ist, müesen durch freie Elektronen Ionen gebildet werden. Die Elektronen leiten den Strom dann durch das quasineutrale Plasma. Durch die Ionisation des Plasmas kommt ein Zündverzug zustande, in dem die Ansprechspannimg Uin so' höher steigt, je steiler der zeitliche Spannungsanstieg ist. Durch radioaktive Präparate läßt sich diese Erscheinung reduzieren. Man kann aber wegen der hochstzulässigen Freigrenze der Radioaktivität meist den gewünschten Schutzpegel nicht erreichen. Im Bereich großer Spannungssteilheiten kann die Ansprechstoßspannung zwar auch durch die bekannten Zündstreifen, die auf den Isolierkörper auf dessen Innenseite aufgebracht v/erden, reduziert werden. Die Wirksamkeit der Zündstreifen verringert sich jedoch mit abnehmender zeitlicher Spannungssteilheit. Sie hangt außerdem von der Qualität der Zündstreifen ab, die von der Reproduzierbarkeit der Fabrikationseinrichtung beeinflußt wird.

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, überspannungsableiter mit niedriger Ansprechspannung zu schaffen, bei denen eine Reproduzierbarkeit der Ansprechspannung gewährleistet ist. Zur Lösung der Aufgabe wird bei einem Überspannungsableiter der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Streifen aus elektrisch leitfähigem Material ein radioaktiver Streifen ist.

Da der Zündstreifen die Ansprechspannung im Bereich kleiner zeitlicher Spannungsanstiege nicht beeinflußt, kann man als radioaktives Präparat vorteilhaft z.3. Promethiumhyclroxid gebunden an Magnesiumoxid in die Zündstreifenmasse einmischen. Prinzipiell eignet sich jeder zugelassene und. in der Freigrenze liegende radioaktive Stoff zur Dotierung des Zündstriches, Fofern sr sich mit dem Herstellungsgang des Ableiters vert-rägt und die Ionisation des Gabraumes brauchbar hervorruft. Ein erfindungsgemäßer Überspannungsableiter hat den wesentlichen Vorteil, daß der Zündstreifen im Bereich kleiner zeitlicher Spannungsanstiege durch die von der radioaktiven Substanz emittierten Elektronen und im Bereich großer zeitlicher Spannungsanstiege durch die B'eldelektronenemission wirkt. Ein erfindungsgemäßer überspannungsableiter mit radioaktiv dotiertem Zündstreifen hat den weiteren Vorteil, daß ein zusätzliches Einführen r_;iner Radioaktivität neben dem Zündstreifen vermieden wird. Bei den bekannten, sogenannten radioaktiven Punkten werden nämlich zum Teil alkalihaltige Gläser als Bindemittel verwendet. Alkalihaltiges Glas gibt jedoch im Entladungsraum zu Sekundärzündungen Anlaß. Die Bogenentladung zerstört dann an den Fußpunkten der Sekundärzündung den radioaktiven Punkt.

Ein weiteres bevorzugt geeignetes Zündstreifenmaterial ist eine radioaktiv dotierte Paste aus Palladium- Palladiumr oxid und Silber. Als Bindemittel bzw. Träger des radio-

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aktiven Präparates sind neben kolloidal gelöstem Graphitpulver oder Metallpulver aus Palladium, Silber bzw. Aluminium auch Silikate bevorzugt geeignet. Der Vorteil der Verwendung eines Silikates (Glasmehl) besteht insbesondere darin, daß man z.B. radioaktives Promethium mit dem Silikat vermischt auf den Isolierkörper des Überspannungsableiters aufsintern kann und somit staubförmige radioaktive Teile fest gebunden sind. Der radioaktive Zündstreifen läßt sich aber auch vorteilhaft durch Abrieb von einem Körper aus einer festen, elektrisch leitfähigen, radioaktiv dotierten Substanz, vorzugsweise einer radioaktiv dotierten Graphitmine herstellen. Hierzu wird beispielsweise in das Graphit- und/ oder Tonmaterial der Mine Promethium 147 oder eine Promethiumverbindung eingemischt und verpreßt.·

Anhand der Figuren der Zeichnung soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen näher erläutert werden. Dabei zeigt
Figur 1 einen Längsschnitt eines vereinfacht dargestellten

Überspannungsableiters gemäß der Erfindung und Figur 2 eine weitere Ausführungsform eines Überspannungsableiters gemäß der Erfindung.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Überspannungsableiter sind zwei Elektroden 1, 2 als kegelstumpfförmiger Napf ausgebildet und mit der Außenseite der Deckfläche ihrer Kegelstumpfform einander zugekehrt in die Enden eines rohrförmigen Isolierkörpers 3 gasdicht eingesetzt. Die gasdichte Verbindung zwischen den Elektroden 1, 2 und dem rohrförmigen Isolierkörper 3 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel über eine Glaseinbettung 5. Der Isolierkörper 3 besteht beispielsweise aus Glas oder Keramik. Auf der Innenseite des Isolierkörpers 3 sind die radioaktiven Zündstreifen 4 aufgebracht,

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die sich in diesem Ausführungsbeispiel bis über die Mitte der Rohrlänge des Isolierkörpers 3 in Richtung von der einen zur anderen Elektrode 1 bzw. 2 erstrecken. Die Zündstreifen 4 sind in beiden Figuren zur besseren Übersicht gestrichelt dargestellt. Für den Fall, daß der Isolierkörper 3 aus Glas besteht, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Isolierkörper 3 vor dem Aufbringen des bzw. der Zündstreifen 4 durch einen Ätzprozeß aufzurauhen. Dadurch wird das Aufbringen des Zündstreifens 4 insbesondere dann erleichtert sowie dessen Haftfestigkeit erhöht, wenn der Zündstreifen 4 durch Abrieb von einem Körper aus einer radioaktiv dotierten, festen elektrisch leitenden Substanz auf den Isolierkörper 3 aufgebracht . wird.

Bei dem in Figur 2 dargestellten Überspannungsableiter sind die Elektroden 1, 2 wiederum kegelstumpfförmig ausgebildet. Der rohrförmige Isolierkörper 3 weist in diesem Ausführungebeispiel' an den Außenseiten der Enden einen Absatz auf, über-den die Außenseiten der Elektroden 1, 2 nicht hinausragen. Eine solche Formgebung des Überspannungsabieiters hat den Vorteil, daß der Ableiter elektrisch isoliert in metallische Rohrfassungen eingebaut werden kann. Die gasdichte Verbindung des Isolierkörpers 3 mit den Elektroden 1 und 2 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel über eine Glas- Metall- bzw. Metall- Keramik-Verbindung In C'iesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich der radioaktive Zündstreifen 4 nur über einen Teil der Rohrlänge des Isolierkörpers 3 in Richtung von der einen zur anderen · Elektrode 1 bzw. 2. Der Kontakt mit den Elektroden 1, 2 wird auf beiden Seiten durch einen kleinen Spalt vermieden, der auch den großen Isolierwiderstand des Ableiters garantiert. Die für die Zündhilfe notwendige Feldverzerrung an den Elektroden 1, 2 wird auch erreicht, wenn der Zündstrich 4 isoliert auf der. Innenwand des Isolierkörpers 3 angebracht ist.

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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Elektroden brauchen nicht kegelstumpfförmig ausgebildet zu sein, sie können beispielsweise auch kappenförmig oder zylindrisch sein. Ein erfindungsgemäßer radioaktiver- Zündstreifen läßt sich auch vorteilhaft bei Überspannungsableitern mit mehr als zwei Elektroden, sogenannten Mehrstreckenableitern, verwenden.

6 Patentansprüche
2 Figuren .

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Claims

Patentans'prüche

Überspannungsableiter mit einem gasdichten Gehäuse, in dem Elektroden einander gegenüberstehen, die in die Enden eines rohrförmigen Isolierkörpers eingesetzt sind, auf dessen Innenseite sich mindestens ein Streifen aus elektrisch leitfälligem Material (Zündstreifen) zumindest über einen Teil der Rohrlänge in Richtung von der ein^n zur anderen Elektrode erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (4) aus elektrisch leitfähigem Material ein radioaktiver Streifen ist.
2. tiberspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dai3 der Streifen (4) aus elektrisch !erbfähigem Material aus einem radioaktiven Präparat und einem Bindemittel besteht.
3. überspannungsableiter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Bindemittel ein Silikat ist.
4. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet, daß das radioaktive Präparat Promethium 147 ist.
5. tiberspannungsableiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (4) aus elektrisch leitfähigem Material aus Fromethiumhydroxid gebunden an Magnesiumoxid besteht.

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6. Überspannungsableiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dai3 der Streifen (4-) aus elektrisch leitfähigem Material aus einer radioaktiv dotierten Paste aus Palladium-Palladiumoxid und Silber besteht.
7. Überspannungsableiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (4) aus elektrisch leitfähigem Material durch Abrieb von einem Körper aus einer festen, elektrisch

- leitfähigen, radioaktiv dotierten Substanz hergestellt ist.
8. Übersijannungsableiter nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß der Körper aus einer festen, elektrisch leitenden Substanz eine radioaktiv dotierte Graphitmine ist.

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