DE2714248A1 - Gasentladungs-ueberspannungsableiter - Google Patents

Description

• Gasentladungs-Überspannungsableiter
• Zusatz zu Patent 73/1217 (Pat. Anm. P 23 55 426.5) Das Hauptpatent betrifft einen tfberspannungsableiter mit einem rohrförmigen Gehäuse, in dem Elektroden einander gegenüberstehen, die in die Enden des Gehäuses gasdicht eingesetzt sind, und bei dem das Gehäuse (Isolierkörper) aus Halbleitermaterial besteht.
• Bekannte gasgefüllte Uberspannungsableiter bestehen im wesentlichen aus zwei Elektroden, die mit einem dazwisdenliegenden Isolierkörper gasdicht verschmolzen sind. Als Atmosphäre wird im Entladungsraum vorteilhaft ein Edelgas(z.B. Argon, Neon oder Mischungen beider Gase) verwendet, das mit den an der Entladung beteiligten Elektroden nicht reagiert (DT-PS 1 089 482). Bei Stoßspannungsbeanspruchung beobachtet man mit zunehmender zeitlicher Spannungssteilheit auch ein Anwachsen der Ansprechspannung. Bei linearem Anstieg ergibt sich also mit zunehmender Ansprechspannung proportional eine entsprechende Ansprechverzögerung. Da die Gas strecke zwischen den Elektroden ein hervorragender Isolator ist, müssen durch freie Elektronen bei steilem zeitlichen Stoßspannungsanstieg durch Stoßionisation zunächst Ladungsträger gebildet werden, die den Strom transportieren.
• Dieser ZUndver-zug~wird ganz wesentlich von dem Vorhandensein freier Elektronen beeinflußt. Bei genügend freien Elektronen kann daher der Zündverzug sehr stark reduziert werden Gibt man radioaktive Präparate in den Entladungsraum, die primär oder sekundär Elektronen auslösen, so werden die Zündverzögerung und damit die Ansprechstoßspannung reduziert. Die Wirkung dieser radioaktiven Präparate läßt Jedoch als Funktion der Halbwertszeit nach. Die Zuverlässigkeit niedriger Erstztindspannungswerte nimmt also mit der Lebensdauer der Gasentladungs-0berspannungsableiter stark ab.
• Im Bereich großer Spannungssteilheiten kann die Ansprechstoßspannung aber auch durch Streifen aus elektrisch leitfähigem Material, sogenannte Zündstreifen bzw. Zündstriche, erniedrigt werden, die auf den Isolierkörper vornehmlich auf dessen Innenseite aufgebracht sind und sich in Richtung von der einen Elektrode zur anderen erstrecken (z.B. DT-PS 1 070 733).
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasentladungs-Uberspannungsableiter gemäß dem Hauptpatent weiter zu verbessern.
• In vorteilhafter Ausgestaltung des Hauptpatents wird deshalb bei einem Gasentladungs-Uberspannungsableiter der eingangs genannten Art nach der Erfindung vorgeschlagen, daß das Halbleitermaterial Metalloxidvaristormaterial ist.
• Hierzu ist es besonders vorteilhaft, an sich bekannte scheibenförmige Metalloxidvaristoren zu verwenden und mit einem Mittelloch zu versehen, in die dann vorzugsweise napfförmige ausgebildete Elektroden gasdicht eingesetzt sind.
• Sollte das gewählte Metalloxidvaristormaterial nicht ausreichend vakuumdicht sein, ist es zweckmäßig, auf die Mantelfläche des Mittellochs eine Glasur aufzubringen.
• Zum Herstellen des Gasentladungs-Uberspannungsableiters werden auf die Stirnseiten der Metalloxidvaristorscheibe geeignete napfförmige Elektroden, zweckmäßig bei vermindertem Druck und in inerter Atmosphäre (z.B. Argonatmosphäre), hart aufgelötet, so daß die Metallelektroden der Metalloxidvaristorscheibe im Innern des Lochs einen knopfförmigen tYberspannungsli tilden. Die gegebenenfalls vorgesehene Glasur der Lochmantelfläche sorgt für gleichbleibende elektrische Werte des Gasentladungs-Uberspannungsableiters, da die beim Ansprechen der Gasentladungsstrecke erzeugten Verdampfungsprodukte die Werte des Varistormaterials nicht verändern können. Ohne Innenglasur kann die unterschiedliche Leitfähigkeit des Metalloxidmaterials sehr gut zur Befreiung von Feldelektronen beitragen, da z.B. bei Verwendung von mit Wismutoxid dotiertem Zinkoxid als Metalloxidvaristormaterial die Zinkoxidkörner hohe Leitfähigkeit und die Wismutoxidzwischenschichten sehr geringer Dicke schlechte Leitfähigkeit haben, so daß an ihnen die Feldelektronen emittiert werden können.
• An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Aus fUhrungsb eispiels soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen näher erläutert werden.
• Die Figur zeigt im Schnitt einen erfindungsgemäßen Gasentladungs-Überspannungsableiter. Die Elektroden 1 und 2, die mit den Anschlußdrähten 5 bzw. 6 versehen sind, sind an die Enden eines scheibenförmigen Isolierkörpers 3, der erfindungsgemäß aus Metalloxidvaristormaterial besteht, gasdicht angesetzt. Der gasdichte uebergang von dem Metall der Elektroden 1, 2 zu den Enden des Isolierkörpers 3 wird dabei vorzugsweise durch eine Hartlotverbindung 7 realisiert. Zu diesem Zweck ist der scheibenförmige Isolierkörper 3 auf seinen Stirnflächen mit einer Metallisierung 4 versehen. Die Elektroden 1, 2 des Gasentladungs-Uberspannungsableiters sind in diesem Ausführungsbeispiel kegelstumpfförmig ausgebildet. Derartige Uberspannungsableiter werden auch Knopfableiter genannt und zeichnen sich insbesondere durch ihre geringen Abmessungen aus.
• 4 Patentansprüche, 1 Figur.

Claims (4)

1. Patentan^rüche 1. Gasentladungs-Überspannungsableiter mit einem rohrförmigen Gehäuse, in dem Elektroden einander gegenüberstehen, die in die Enden des Gehäuses gasdicht eingesetzt sind, und bei dem das Gehäuse (Isolierkörper) aus Halbleitermaterial besteht, nach Patent .... (Pat. Anmeldung P 23 55 426.5) d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Halbleitermaterial Metalloxidvaristormaterial ist.
2. 2. Gasentladungs-Uberspannungsableiter nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t durch die Verwendung einer Metalloxidvaristorscheibe, die mit einem Mittelloch versehen ist, in die napfförmig ausgebildete Elektroden gasdicht eingesetzt sind.
3. 3. Gasentladunga-Uberspannungsableiter nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Mantelfläche des Mittellochs mit einer Glasur versehen ist.
4. 4. Verfahren zum Herstellen eines Gasentladungs-Uberspannungsablei ters nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß eine Metalloxidvaristorscheibe mit einem Mittelloch versehen wird und daß auf die metallisierten Stirnseiten der Metalloxidvaristorscheibe napfförmige Elektroden aufgesetzt werden und bei vermindertem Druck in inerter Atmosphäre aufgelötet werden.