DE2714122A1

DE2714122A1 - Gasentladungs-ueberspannungsableiter mit konzentrischen elektroden

Info

Publication number: DE2714122A1
Application number: DE19772714122
Authority: DE
Inventors: Klaus-Dietrich Dipl Phy Heinze; Gerhard Lange
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-03-30
Filing date: 1977-03-30
Publication date: 1978-10-05
Also published as: DE2714122B2; US4187526A; FR2386128A1; FR2386128B1; CA1095976A; CH621214A5; SE7803496L; JPS53122745A

Description

AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München · «/· VPA 77 ρ 1 Q 3 5 BRO

Die Erfindtang betrifft einen Gasentladungs-Überspannungsableiter mit mindestens zwei konzentrisch angeordneten und jeweils über einen hohlzylinderförmigen Isolierkörper gegeneinander elektrisch isolierten Elektroden, die mindestens eine Entladungsstrecke begrenzen, wobei der/die Isolierkörper außerhalb der Entladungsstrecke angeordnet ist/sind.

Ein derartiger Überspannungsableiter ist beispielsweise aus der DT-PS 20 12 453 bekannt.

Bei Gasentladungs-Uberspannungsableitern steigt die Ansprechspannung mit zunehmender zeitlicher Spannungssteilheit an. Da die Gasstrecke in ungezündetem Zustand ein hervorragender elektrischer Isolator ist, müssen durch Stoßionisation Ionen gebil- det werden, die den Strom durch das Plasma leiten. Durch die Ionisation der Gasentladungsstrecke kommt ein Zündverzug zustande, bei dem die Ansprechspannung umso höher ansteigt, je steiler der zeitliche Spannungsanstieg ist.

Es ist an sich bekannt, die Ansprechstoßspannung von edelgasgefüllten Uberspannungsableitern durch eine elektrisch leitende Schicht, einen sogenannten Zündstrich, auf der den Entladungsraum begrenzenden isolierenden Wand zu reduzieren (man vergl. z.B. die DT-OS 24 3I 236). Dieses Verfahren ist in idealer Weise

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bei sogenannten Knopfableicern möglich, bei denen sich zwei Elektroden in einem rohrförmigen Isolierkörper symmetrisch gegenüberstehen, der den Entladungsraum eng umschließt. Schwieriger zu lösen ist das Problem bei Gasentladungs-Uberspannungsableitern mit konzentrisch angeordnetem Elektrodenaufbau, bei denen diese Konstruktionsmerkmale nicht zutreffen.

Die Reduzierung der Ansprechstoßspannung kann mit festen oder gasförmigen radioaktiven Substanzen erzielt werden (man vergl.

z.B. die DT-OS 24 16 397). Durch Stoßionisation werden die für die Einleitung einer selbständigen Entladung benötigten Ladungsträger bereitgestellt. Aus fertigungstechnischen Gründen und wegen der höchstzulässigen Freigrenze der Aktivität hat dieses Verfahren Nachteile. Es besteht in zunehmendem Maße der Wunsch beim Anwender, überspannungsableiter ohne oder nur mit geringen radioaktiven Substanzen einzusetzen.

Auf schlecht leitenden Isolatoren bilden sich unbewegliche Wandladungen, die durch Influenzladungen eine Gegenspannung induzieren und damit einer schnellen Zündung entgegenwirken.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Bilden unbeweglicher Wandladungen zu verhindern und einen schnell zündenden Gasentladungsüberspannungsableiter zu schaffen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung bei einem Gasentladungs-Überspannungsableiter der eingangs genannten Art vorgesehen, daß die Innenmantelfläche des Isolierkörpers mit einer elektrisch leitenden Schient in Form eines oder mehrerer Streifen oder eines Flächenbelags versehen ist.

Die elektrisch leitende Schicht besteht dabei vorzugsweise aus ein bis acht, insbesondere vier durchgehenden und parallel verlaufenden Strichen, die durch metallischen Abrieb, Graphitabrieb oder in Form einer Graphitsuspension auf dem Isolierkörper aufge bracht sind. Es kann auch zweckmäßig sein, die parallel verlau fenden Striche, die durch metallischen Abrieb, Graphitabrieb -vorzugsweise durch Abrieb von einer Graphitmine - oder als Graphitsuspension auf dem Innenmantel des Isolierkörpers aufgebracht

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sind, zur Sicherung der isolation vor den Stirnseiten des Isolierkörpers enden zu lassen, so daß eine Restisolationsstrecke von insbesondere 1,2 -0,7 nun gebildet ist.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist die gesamte Innenmantelfläche des Isolierkörpers mit einer leitenden Schicht, vorzugsweise aus kolloidal gelöstem Graphitpulver, bestrichen.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die elektrisch leitende Schicht auf dem Innenmantel des Isolierkörpers als Graphit- oder Metallstrich in Form einer Spirale aufgebracht.

An Hand der Figuren der Zeichnung soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen erläutert werden. Dabei sind einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigt:

Fig.1 im Schnitt einen Einstrecken-Uberspannungsableiter mit konzentrischen Elektroden,

Fig.2 im Schnitt einen Zweistrecken-Uberspannungsableiter mit konzentrischen Elektroden und die

Fig. 3 bis 6 im Schnitt einen Isolierkörper der überspannungsableiter gemäß den Fig.1 und 2 mit bevorzugten Anordnungen der elektrisch leitenden Schicht.

Der in Fig.1 dargestellte Gasentladungs-Überspannungsableiter enthält zwei konzentrisch angeordnete Elektroden 1 und 4. Dabei ist die Elektrode 1 massivzylindrisch ausgebildet und ragt in die hohlzylindrisch ausgebildete Elektrode 4 hinein, mit der sie eine Entladungsstrecke 10 begrenzt. Die Elektroden 1, 4 sind an Metallkappen 2 bzw. 3 befestigt, die gleichzeitig als elektrische Anschlüsse dienen und über einen hohlzylindrischen Isolierkörper 5 gegeneinander elektrisch isoliert sind. Der Isolierkörper 5 ist außerhalb der Entladungsstrecke 10 angeordnet und bildet mit den beiden Metallkappen 2, 3 das gasdichte Gehäuse des Gasentladungs-Uberspannungsableiters. Die gasdichte Verbindung zwischen Isolierkörper 5 und Metallkappen 2, 3 ist beispielsweise durch eine Lötschicht 7 hergestellt. Auf die Innenmantel-

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fläche des Isolierkörpers 5 ist die elektrisch leitende Schicht aufgebracht. Der überspannungsableiter ist mit Gas, vorzugsweise mit Edelgas, gefüllt.

Der in Fig.2 dargestellte Gasentladungs-Überspannungsableiter weist zwei massivzylindrische Elektroden 1 auf, die sich auf einer gemeinsamen Achse mit ebenen Stirnflächen gegenüberstehen, die eine Entladungsstrecke 10 begrenzen. Die beiden massivzylindrischen Elektroden sind von einer hohlzylindrischen Mittelelektrode 8 koaxial umgeben, die mit den beiden Elektroden 1 eine weitere Entladungsstrecke 10 begrenzt. Außerhalb der Entladungsstrecke 10 sind die hohlzylindrischen Isolierkörper 5 angeordnet. Die massivzylindrischen Elektroden 1 sind jeweils an einer metallischen Endkappe 2 und die hohlzylindrische Mittelelektrode 8 ist in einem metallischen Hohlzylinder 9 befestigt. Der metallische Hohlzylinder 9, die beiden Isolierkörper 5 und die zwei Endkappen 2 bilden das gasdichte Gehäuse des Zweistrecken-Überspannungsableiters, der wiederum mit Gas, vorzugsweise Edelgas, gefüllt ist. Auf die Innenmantelfläche der Isolierkörper 5 ist jeweils die elektrisch leitende Schicht 6 aufgebracht, von der in den Figuren 3 bis 6 bevorzugte Ausführungsformen dargestellt sind.

In den Ausführungsbeispielen nach Fig.3 und 4 ist die Schicht 6 streifenförmig ausgebildet,und zwar erstrecken sich vier parallele Streifen axial über den Isolierkörper 5. Im Ausführungsbeispiel nach Fig.4 enden die Streifen 6 in einem Abstand vor den Stirnseiten des Isolierkörpers 5, so daß eine Restisolationsstrecke verbleibt.

In dem in Fig.5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die gesamte Innenmantelfläche des Isolierkörpers 5 mit der elektrisch leitenden Schicht 6 bedeckt und in Fig.6 ist die elektrisch leitende Schicht 6 auf der Innenwand des Isolierkörpers 5 in Gestalt eines spiralenförmigen Streifens aufgebracht.

6 Patentansprüche,
6 Figuren.

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Leerseite

Claims

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Gasentladungs-Überspannungsableiter mit mindestens zwei konzentrisch angeordneten und jeweils über einen hohlzylinderförmigen Isolierkörper gegeneinander elektrisch isolierten Elektroden, die mindestens eine Entladungsstrecke begrenzen, wobei der/die Isolierkörper außerhalb der Entladungsstrecke angeordnet ist/sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenmantelfläche des Isolierkörpers (5) mit einer elektrisch leitenden Schicht (6) in Form eines oder mehrerer Streifen oder eines Flächenbelags versehen ist.

2. Gasentladungs-Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Schicht (6) aus ein bis acht, insbesondere vier parallelen, in axialer Richtung auf dem Innenmantel des Isolierkörpers (5) aufgebrachten Streifen besteht.

3. Gasentladungs-Überspannungsableiter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Streifen auf dem Innenmantel des Isolierkörpers (5) in einem Abstand von insbesondere 1,2 -0,7 mm vor den Stirnseiten des Isolierkörpers (5) enden.

A. Gasentladungs-Überspannungsableiter nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Innenmantelfläche des Isolierkörpers (5) mit einer elektrisch leitenden Schicht (6) versehen ist.

5. Gasentladungs-Uberspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Schicht (6) als ein Streifen in Form einer Spirale auf der Innenmantelfläche des Isolierkörpers (5) vorgesehen ist.

6. Gasentladungs-Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche

1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende Schicht (6) aus metallischem Abrieb, Graphitabrieb oder einer Graphitsuspension besteht.

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ORIGINAL INSPECTED