DE3100924A1 - "gasentladungs-ueberspannungsableiter" - Google Patents
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Description
Gasentladungs-Übersgannungsableiter
Die Erfindung betrifft einen Gasentladungs-Überspannungsableiter
mit zwei axial sich gegenüberstehenden Hauptelektroden und einer den Entladungsspalt koaxial ringförmig
umgebenden Mittelelektrode, die mit den Hauptelektroden jeweils über ein rohrförmiges Isoliergehäuse
verbunden ist, auf dessen Innenseite sich mindestens ein Strich aus elektrisch leitfähigem Material als Zündstrich
über einen Teil der Rohrlänge erstreckt.
Ein derartiger Gasentladungs-Überspannungsableiter, der
auch Zweistreckenableiter genannt wird, ist aus der US-PS 4 187 526 bekannt.
Für den Doppeladerschutz von Fernsprecheinrichtungen gegen Überspannungen weisen Zweistreckenableiter mit
einem eng gekoppelten Entladungsraum gegenüber zwei Einzelableitern den Vorteil auf, daß beim Ansprechen
einer Entladungsstrecke der gemeinsame Entladungsraum ionisiert wird und dadurch auch die zweite Entladungsstrecke ohne zeitliche Verzögerung anspricht. In den
USA werden diese Ableiter z.B. zum Schutz von gemeinsam in ein Hochhaus einmündende Nachrichtenleitungen
(central building) eingesetzt.
Zweistreckenabieiter sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Neben dem eingangs erwähnten gibt es z.B. auch
noch eine kompakte Ausführung (man vergl. DE-OS 28 28409, insbesondere Fig. 3)·
Eine Ausführungsform mit bedampfungsarmen Hinterraum ist in der US-PS 3 775 642 beschrieben.
Eine Ausführungsform mit bedampfungsarmen Hinterraum ist in der US-PS 3 775 642 beschrieben.
Rb 1 Pj
13.01.1981
13.01.1981
VPA δ\Ρ ί 0 0 3 OE
Keine dieser Ausführungen ist jedoch geeignet, um die Summe aller Forderungen einzuhalten, die insbesondere
in den USA als sogenannte heavy duty-Vorschriften von ZweiStreckenableitern verlangt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Zweistrecken-Gasentladungs-Überspannungsableiter
zu schaffen, der während und nach Stoßstrom-, Wechselstrom- und Lebensdauerbelastung eine hohe Konstanz
seiner elektrischen Daten besitzt. Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Gasentladungs-Überspannungsableiter
der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß die eine Entladungsstrecke bildenden
Hauptelektroden doppelzylinderförmig nach innen abgestuft sind und einen elastischen Übergang auf die
Isoliergehäuseenden aufweisen, daß die mit den beiden Hauptelektroden je eine Hauptentladungsstrecke bildende
Mittelelektrode als Hohlzylinder mit auslaufendem Kegelprofil ausgebildet ist und daß die Elektroden in ihrem
Überlappungsbereich mit einer Elektrodenaktivierungsmasse versehen sind.
Die Elektroden bestehen dabei vorzugsweise aus Kupfer.
Die Elektroden bestehen dabei vorzugsweise aus Kupfer.
Als Elektrodenaktivierungsmasse werden Metalloxide, vorzugsweise Magnesiumoxid, verwendet.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein Zündstrich mit einer Hauptelektrode
und mindestens ein Zündstrich mit der Mittelelektrode je Isoliergehäuse elektrisch leitend verbunden. Als
besonders vorteilhaft hat sich das Anbringen von jeweils zwei Zündstrichen erwiesen.
Der erfindungsgemäße Gasentladungs-Überspannungsableiter weist folgende Vorteile auf:
•J- VPA 81 P 1 0 0 3 DE
Die Elektroden können aufgrund der elastischen Übergangszonen aus Kupfer bestehen, das in seinem Ausdehnungskoeffizienten
nicht an den des zweckmäßig aus Keramik bestehenden Isoliergehäuses angepaßt ist. Mit
Kupfer werden durch geringe Kathodenzerstäubung die besten Lebensdauerergebnisse erzielt. Die Elektrodenform
gestattet eine wirtschaftliche Herstellung, nämlich vorzugsweise in Fließpreßtechnik. Die Materialkosten
von Kupfer sind wesentlich geringer gegenüber den auch verwendbaren Ni-Co-Fe-Legierungen. Zweistrekkenableiter
werden häufig in Fassungen eingesetzt, die durch eng parallel geführte Zuleitungen Stromschleifen
aufweisen. Dadurch brennt der Lichtbogen durch einseitige Ablenkung bevorzugt an einem eng begrenzten Be-
reich der Mittelelektrodenkante. Diese schmilzt auf und reduziert den Elektrodenabstand, so daß eine unzulässige
Verringerung der Ansprechgleichspannung eintritt. Durch kegelförmigen Auslauf des Mittelelektrodeninnendurchmessers
wird dieser Nachteil vermieden. Das Isoliergehäuse mit seinen Zündstrichen ist in einem
bedampfungsarmen Hinterraum angeordnet, so daß auch im Lebensdauerbetrieb trotz einsetzender Kathodenzerstäubung
sowohl die guten Ansprechstoßspannungswerte als auch die gute Isolation bei geringer Restisolationsstrecke
erhalten bleibt. Jeder Keramikisolierkörper erhält vorzugsweise zwei Zündstriche, die an der Hauptelektrode
(Aderelektrode) und zwei Zündstriche, die an der Mittelelektrode angeschlossen sind.
Beide Hauptelektroden (Aderelektroden) stehen sich in engem Abstand gegenüber, so daß eine niedrige Ansprechspannung
zwischen den Aderpotentialen herstellbar ist. Damit sind auch Systeme schützbar, die hohe Überspannungen
zwischen den beeinflußten Leitungen als Quer-
- (ο —
-A- VPA st P 1 0 0 3 DE
spannung aufweisen, ohne daß unzulässig hohe Längsspannungen gegen Erde auftreten. Treten Überspannungen
gegen Erde (Längsspannungen) auf, zündet die erste Strecke und die zweite wird bei dieser engen Kopplung
mit nur geringer zeitlicher Verzögerung ansprechen.
An Hand eines in der Figur der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung weiter erläutert
werden:
Der in der Figur dargestellte Gasentladungs-Überspannungsableiter weist zwei axial sich gegenüberstehende
Häuptelektröden 1, 2 und eine den Entladungsspalt koaxial
ringförmig umgebende Mittelelektrode 3 auf. Die Mittelelektrode 3 ist mit beiden Hauptelektroden 1, 2 jeweils
über ein ringförmiges Isoliergehäuse 4 verbunden. Das Isoliergehäuse 4 besteht vorzugsweise aus Keramik. Auf
der Innenseite der Isoliergehäuse 4 sind jeweils zwei Zündstriche 6 angebracht. Dabei sind zwei Zündstriche 6
mit der Hauptelektrode 1 und zwei Zündstriche 6 auf der
20· der Hauptelektrode 1 abgewandten Seite mit der Mittelelektrode
3 elektrisch leitend verbunden. Die Zündstriche bestehen vorzugsweise aus Graphit. Die eine Entladungsstrecke
bildenden Hauptelektroden 1, 2 sind in Form eines Doppelzylinders nach innen abgestuft. Die
mit den beiden Hauptelektroden 1, 2 je eine Hauptentladungsstrecke
bildende Mittelelektrode 3 ist als Hohlzylinder ausgebildet. Der Innendurchmesser der Mittelelektrode
3 weist einen kegelförmigen Auslauf auf. Durch diese spezielle Formgebung der Elektroden 1, 2, 3 sind
die bedampfungsarmen (abgeschatteten) Hinterräume 9 geschaffen. Durch diese spezielle' Formgebung werden die
bereits aufgezeigten Vorteile erzielt. Außerdem besitzen die beiden Hauptelektroden 1, 2 elastische Übergänge 7,
8 auf die Enden der Isoliergehäuse 4, wodurch die beson-
31QQ92A
-Z- VPA 81 P 1 O O 3 DE
ders vorteilhafte Verwendung von Kupfer als Elektroden
material ermöglicht wird. Im Überlappungsbereich der Elektroden 1,2,3 sind diese mit einer Elektrodenakti
vierungsmasse 5 versehen, mit der die Elektronenaustrittsarbeit
herabgesetzt wird. Als Elektrodenaktivierungsmasse 5 werden Metalloxide, vorzugsweise Magnesiumoxid
(MgO), verwendet.
5 Patentansprüche,
1 Figur.
1 Figur.
Leerseite
Claims (5)
- -Si- VPA 81 P 1 0 0 3 DE( 1.jGasentladungs-Überspannungsableiter mit zwei axial Ssich gegenüberstehenden Hauptelektroden und einer den Entladungsspalt koaxial ringförmig umgebenden Mittelelektrode, die mit den Hauptelektroden jeweils über ein ringförmiges Isoliergehäuse verbunden ist, auf dessen Innenseite sich mindestens ein Strich aus elektrisch leitfähigem Material als Zündstrich über einen Teil der Rohrlänge erstreckt, dadurch gekennzeichnet , daß die eine Entladungsstrecke bildenden Hauptelektroden (1, 2) doppelzylinderförmig nach innen abgestuft sind und einen elastischen Übergang (7, 8) auf die Enden der Isoliergehäuse (4) aufweisen, daß die mit den beiden Hauptelektroden (1, 2) je eine Hauptentladungsstrecke bildende Mittelelektrode (3) als Hohlzylinder mit auslaufendem Kegelprofil ausgebildet ist und daß die Elektroden (1, 2, 3) in ihrem Überlappungsbereich mit einer Elektrodenaktivierungsmasse (5) versehen sind.
- 2. Gasentladungs-Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (1, 2, 3) aus Kupfer bestehen.
- 3. Gasentladungs-Überspannungsableiter nach Anspruch1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenaktivierungsmasse (5) aus Metalloxiden, vorzugsweise aus Magnesiumoxid, besteht.
- 4. Gasentladungs-Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens ein Zündstrich (6) mit7 VPA 81 P 1 0 Q 3 DEeiner Hauptelektrode (1, 2) und mindestens ein Zündstrich (6) mit der Mittelelektrode (3) elektrisch leitend verbunden ist.
- 5. Gasentladungs-Überspannungsableiter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Zündstriche (6) vorgesehen sind.
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