EP1456913A1 - Berspannungsableiter - Google Patents

Berspannungsableiter

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Publication number
EP1456913A1
EP1456913A1 EP02796685A EP02796685A EP1456913A1 EP 1456913 A1 EP1456913 A1 EP 1456913A1 EP 02796685 A EP02796685 A EP 02796685A EP 02796685 A EP02796685 A EP 02796685A EP 1456913 A1 EP1456913 A1 EP 1456913A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
surge arrester
varistor
conductor
short
housing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP02796685A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerd Philipp
Wolfgang Beerwerth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telegaertner Karl Gaertner GmbH
Original Assignee
Telegaertner Karl Gaertner GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Telegaertner Karl Gaertner GmbH filed Critical Telegaertner Karl Gaertner GmbH
Publication of EP1456913A1 publication Critical patent/EP1456913A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R24/00—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure
    • H01R24/38—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts
    • H01R24/40—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency
    • H01R24/42—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency comprising impedance matching means or electrical components, e.g. filters or switches
    • H01R24/48—Two-part coupling devices, or either of their cooperating parts, characterised by their overall structure having concentrically or coaxially arranged contacts specially adapted for high frequency comprising impedance matching means or electrical components, e.g. filters or switches comprising protection devices, e.g. overvoltage protection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01C—RESISTORS
    • H01C7/00—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12—Overvoltage protection resistors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2103/00—Two poles

Definitions

  • the invention relates to a surge arrester for high-frequency lines comprising a coaxial line section with an inner conductor and an outer conductor, and a short-circuit conductor branching off the inner conductor and being electrically connected to an outer conductor.
  • Such surge arresters are used, for example, in communication technology and serve to protect electrical devices from electromagnetic interference pulses.
  • Interference pulses can be generated, for example, by motors, switches, clocked power supplies or the like, they are also caused by lightning strikes and, for example, inductively or capacitively coupled to coaxial lines and conducted to the connected devices via them. This can damage or even destroy the device.
  • the European patent application EP 0 855 756 A1 proposes the use of a ⁇ / 4 conductor which is connected to the outer conductor of the coaxial line section via a conductor, for example a gas discharge cell. It forms a high-frequency filter and allows the transmission of electrical signals of a certain frequency band, while interference pulses with frequencies outside the permitted frequency band are reflected or derived.
  • conductor is understood to mean a short-circuit conductor, the electrically effective length of which is matched to the wavelength of the frequency band to be transmitted, in that the electrically effective length is equal to a quarter or a multiple of a quarter of the wavelength of the signal to be transmitted with the useful band center frequency
  • a conductor connected to the outer conductor of the coaxial line section acts as a frequency-selective filter for high-frequency electrical signals present on the inner conductor of the coaxial line section.
  • the length of the short-circuit conductor need not necessarily be matched to a quarter of the wavelength or a multiple of this quarter wavelength of the frequency range to be transmitted; Depending on the length of the short-circuit conductor, which is also referred to as the impedance conductor, a more or less broad frequency band is transmitted, while high-frequency signals lying outside the frequency band are not transmitted.
  • Surge arresters are used, for example, when transmitting a signal from an antenna to a signal receiver. It is desirable to supply a preamplifier arranged on the antenna via the inner conductor of the coaxial line section. This can be a DC voltage or a low-frequency AC voltage. In order to be able to reliably transmit such supply voltages and additionally to ensure reliable protection against electromagnetic interference pulses, the European patent application EP 0 938 166 AI proposes a parallel to the arrester to switch concentrated capacitance that connects the ⁇ / 4 conductor at the base for high-frequency voltages to the outer conductor of the coaxial line section. A varistor that is connected in parallel to the concentrated capacitance can be used as a conductor.
  • the object of the present invention is to develop a surge arrester of the type mentioned at the outset in such a way that it enables the transmission of a supply voltage in a structurally simpler manner and ensures reliable protection against electromagnetic interference pulses.
  • an overvoltage arrester of the generic type in that the short-circuit conductor is connected to the outer conductor only via an arrester designed as a varistor, the varistor forming the only discrete electrically active element between the short-circuit conductor and the outer conductor.
  • a varistor is a voltage-dependent resistor that has an extremely strong decrease in the differential resistance value with increasing voltage. Overvoltage peaks can be reliably derived via the varistor to the outer conductor of the coaxial line section, usually to its housing.
  • the varistor When an overvoltage pulse occurs, the varistor abruptly changes its resistance value and then, with a response time in the nanosecond range, forms an extremely low resistance value, for example a few ohms, while in the normal operating state it has a resistance value of several megohms. It has been found that the exclusive connection of a short-circuit conductor to the outer conductor of the coaxial line section via the varistor as the only discrete electrically active element already ensures reliable protection against electromagnetic interference pulses, and at the same time supply voltages, preferably direct voltages, can be transmitted via the inner conductor.
  • the additional use of a discrete electrically active component connected in parallel or in series with the varistor, for example a concentrated capacitance connected in parallel and / or a coil connected in series, can be omitted.
  • the surge arrester according to the invention is consequently distinguished by considerable structural simplification and can be manufactured more cost-effectively.
  • the short-circuit conductor can have a length of a quarter of the wavelength of the signal to be transmitted with the useful band center frequency or a multiple of these quarters of the wave- be matched length.
  • the useful frequency range can be enlarged to wide frequency bands by suitable arrangement of impedances in the coaxial line section.
  • the varistor is designed in the form of a disk. This enables a particularly simple assembly of the varistor on the free end of the short-circuit conductor.
  • the varistor comprises a metal oxide disk which is vapor-coated on its top and on its bottom with metal, for example with silver.
  • the metal oxide is preferably pressed, and the use of pressed zinc oxide has proven to be particularly favorable.
  • a particularly inexpensive installation of the surge arrester can be achieved in that the varistor can be detachably connected to the short-circuit conductor via a plug connection.
  • the varistor bears flat against a contact plate, which on its side facing away from the varistor has a socket which can be detachably connected to the end of the short-circuit conductor facing away from the inner conductor of the coaxial line section.
  • the contact plate is preferably made of metal, for example brass.
  • the surge arrester has a sleeve projecting from the coaxial line section, which surrounds the short-circuit conductor and which carries at its free end a housing which accommodates the varistor.
  • the housing is preferably formed in two parts, the two housing parts being releasably connectable to one another. This enables the surge arrester to be installed in a particularly simple manner, and the varistor can be easily replaced if it is damaged.
  • the housing accommodating the varistor preferably has a first housing part which is connected to the sleeve and which defines a trough-shaped housing, and a second housing part which covers the trough-shaped housing and is detachably connectable, preferably screwable, to the first housing part, the varistor in the trough-shaped receptacle can be used. It is advantageous if the first housing part is connected in one piece to the sleeve.
  • a support plate is held in the housing, which supports the varistor. It is expedient to make the support plate electrically conductive.
  • the support plate can be made of a metal.
  • the support plate is held between the two housing parts of the housing accommodating the varistor.
  • the support plate is preferably braced with the two housing parts.
  • the surge arrester comprises an externally contactable connection element which can be connected to the short-circuit conductor via an electrical connection element.
  • an electrical connection element which can be connected to the short-circuit conductor via an electrical connection element.
  • a voltage preferably a supply or control voltage or a control signal, can be applied to the short-circuit conductor via the connection element.
  • the surge arrester according to the invention can be used, for example, when transmitting a signal from an antenna to a signal receiver.
  • a preamplifier can be arranged on the antenna, and the connection element electrically connected to the short-circuit conductor offers the possibility of leading the supply voltage of the preamplifier to the preamplifier via the short-circuit conductor and the inner conductor of the coaxial line section, or of tapping off an applied supply voltage.
  • connection element can be detachably connected to the short-circuit conductor.
  • the assembly of the surge arrester according to the invention can be simplified as well as a repair of the same.
  • the varistor has a through opening, and the electrical connecting element, which establishes a connection between the connecting element and the short-circuit conductor, is passed through the through opening of the varistor.
  • Figure 1 is a partially broken side view of a surge arrester according to the invention.
  • FIG. 1 an electrical schematic diagram of the surge arrester according to Figure 1.
  • a surge arrester generally designated by the reference numeral 10, which comprises a coaxial line section 12 with a substantially hollow cylindrical metallic outer conductor 14, which is a hollow cylindrical insulator
  • the connecting means 18 and 20 each have a flange 22 or 24, which is fixed on the end face to the coaxial line section 12, a union nut 23 having an internal thread (not shown in the drawing) being held on the flange 22, while the flange 24 has an external thread 25 ,
  • the union nut 23 surrounds a connector 28 which is electrically connected to the inner conductor 16, and in the region of the outer external thread 25 of the flange 24, the inner conductor 16 is electrically connected to a connecting socket 30.
  • connecting means 18 and 20 can also be adapted to the latter in accordance with the requirements of other connector systems (standards). Such configurations are known to the person skilled in the art and are therefore not shown in more detail in the drawing.
  • a short-circuit conductor 32 branches off from the inner conductor 16 in the center in the longitudinal direction and is surrounded by an insulator 33 and a metallic sleeve 34, which widens in stages at its free end and has a widening 36.
  • a metallic end housing 38 is held at the free end of the sleeve 34, a first housing part 40 of the end housing 38 defining a trough-shaped receptacle 42 and being fixed to the sleeve 34.
  • an internal thread 44 is attached to the first housing part 40, which cooperates with a corresponding external thread 45 of a second housing part 47 of the end housing 38, so that the second housing part 47 can be screwed into the first housing part 40 in the longitudinal direction of the short-circuit conductor 32 and thereby covers the trough-shaped receptacle 42.
  • a sealing ring 49 is held between the first and the second housing part 40 and 47, which rests on the inside of the trough-shaped receptacle 42 and surrounds the second housing part 47 in the circumferential direction.
  • the trough-shaped receptacle 42 receives a disk-shaped varistor 50, which is separated from a metallic support plate 52. is supported, which is clamped within the receptacle 42 between the first housing part 40 and the second housing part 47.
  • the varistor 50 With its upper side facing away from the support plate 52, the varistor 50 lies flat against a contact plate 56 made of brass, which, facing away from the varistor 50, carries a plug socket 58 which plunges into the expansion 36 of the sleeve 34.
  • the varistor 50 is designed as a pressed zinc oxide disk, which is vapor-coated with silver on its underside facing the support plate 52 and on its top side facing the contact plate 56.
  • the varistor 50 like the support plate 52, has a through opening 60 or 62 in the middle, through which a connecting line 64 contacting the contact plate 56 is passed, which carries on its end side facing away from the contact plate 56 a socket 66, via which the connecting line 64 connects with a Electrical connection element 68 is connected, which passes through a centrally arranged through hole 70 of the second housing part 47 and can be contacted externally.
  • the connecting element 68 is held in the through bore 70 in an electrically insulated manner by means of insulating sleeves 72 and 73, and a sealing ring 71 inserted into the through bore 70 prevents the penetration of moisture.
  • connection element 68 offers the possibility of connecting to the short-circuit conductor To tap 32 applied voltage, for example for measuring, testing and power supply purposes.
  • the short-circuit conductor 32 branching off from the inner conductor 16 is only connected via the varistor 50 and otherwise only via the sleeve 34 connected in series with this and the one not shown in FIG. 2 also in series with the varistor 50 switched contact and support plates 56 and 52 connected to the outer conductor 14 of the coaxial line section.
  • the varistor thus forms the only discrete electrical active element between the short-circuit conductor 32 and the outer conductor 14. It has been shown that the combined use of the short-circuit conductor with the varistor 50 ensures reliable protection of a device, for example connected to the connecting socket 30, against electromagnetic interference pulses. which rest on the inner conductor 16 in the area of the connector 28.
  • the use of the varistor 50 enables the transmission of a low-frequency or DC voltage supply voltage via the inner conductor 16.
  • the supply voltage can, for example, be supplied to a preamplifier which is fixed in an exposed position on an antenna which is connected to the inner conductor 16 via the connector 28 is.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter für Hochfrequenzleitungen umfassend einen Koaxialleitungsabschnitt mit einem Innenleiter und einem Aussenleiter, sowie einen vom Innenleiter abzweigenden Kurzschlussleiter, der mit dem Aussenleiter elektrisch verbunden ist. Um den Überspannungsableiter derart auszubilden, dass er auf konstruktiv einfache Weise die Übertragung einer Speisespannung ermöglicht und einen zuverlässigen Schutz vor elektromagnetischen Störimpulsen sicherstellt, wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass der Kurzschlussleiter ausschliesslich über einen als Varistor ausgebildeten Ableiter mit dem Aussenleiter verbunden ist, wobei der Varistor das einzige diskrete elektrisch aktive Element zwischen dem Kurzschlussleiter und dem Aussenleiter ausbildet.

Description

Überspannungsabieiter
Die Erfindung betrifft einen Überspannungsabieiter für Hochfrequenzleitungen umfassend einen Koaxialleitungsabschnitt mit einem Innenleiter und einem Außenleiter, sowie einen vom Innenleiter abzweigenden Kurzschlußleiter, der mit einem Außenleiter elektrisch verbunden ist.
Derartige Überspannungsabieiter kommen beispielsweise in der Kommunikationstechnik zum Einsatz und dienen dem Schutz elektrischer Geräte vor elektromagnetischen Störimpulsen. Störimpulse können beispielsweise von Motoren, Schaltern, getakteten Netzteilen oder dergleichen erzeugt werden, sie werden auch durch Blitzschläge hervorgerufen und beispielsweise induktiv oder kapazitiv an koaxiale Leitungen gekoppelt und über diese an die angeschlossene Geräte geführt. Dies kann eine Beschädigung oder gar eine Zerstörung des Gerätes zur Folge haben.
Zum Schutz derartiger elektromagnetischer Störimpulse wird in der europäischen Offenleg ungsschrift EP 0 855 756 AI der Einsatz eines λ/4-Leiters vorgeschlagen, der über einen Abieiter, beispielsweise eine Gasentladungszelle, mit dem Außenleiter des Koaxialleitungsabschnit- tes verbunden ist. Er bildet ein Hochfrequenzfilter aus und erlaubt die Übertragung von elektrischen Signalen eines bestimmten Frequenzbandes, während Störimpulse mit Frequenzen außerhalb des erlaubten Frequenzbandes reflektiert oder abgeleitet werden. Unter einem "λ/4- Leiter" wird vorliegend ein Kurzschlußleiter verstanden, dessen elektrisch wirksame Länge auf die Wellenlänge des zu übertragenden Frequenzbandes abgestimmt ist, indem die elektrisch wirksame Länge gleich einem Viertel oder einem Vielfachen eines Viertels der Wellenlänge des zu übertragenden Signales mit der Nutzbandmittenfrequenz ist. Eine derartige, über einen Abieiter mit dem Außenleiter des Ko- axialleitungsabschnitt verbundene λ/4-Leitung wirkt als frequenzselektives Filter für am Innenleiter des Koaxialleitungsabschnittes anliegende hochfrequente elektrische Signale. Durch Ausgestaltung von Impedanzen am Koaxialleitungsabschnitt kann eine zusätzliche Breitbandig- keit oder sogar eine Aufweitung auf mehrere Übertragungsbereiche erreicht werden. Hierbei braucht dann der Kurzschlußleiter in der Länge nicht unbedingt auf ein Viertel der Wellenlänge oder ein Vielfaches dieser Viertel-Wellenlänge des zu übertragenden Frequenzbereiches abgestimmt sein, vielmehr wird je nach Länge des Kurzschlußleiters, der auch als Impedanzleiter bezeichnet wird, ein mehr oder weniger breites Frequenzband übertragen, während außerhalb des Frequenzbandes liegende hochfrequente Signale nicht übertragen werden.
Überspannungsabieiter kommen beispielsweise bei der Übertragung eines Signales von einer Antenne zu einem Signalempfänger zum Einsatz. Es ist wünschenswert, einem an der Antenne exponiert angeordneten Vorverstärker über den Innenleiter des Koaxialleitungsabschnittes eine Speisespannung zuzuführen. Hierbei kann es sich um eine Gleichspannung oder um eine niederfrequente Wechselspannung handeln. Um derartige Speisespannungen zuverlässig übertragen zu können und zusätzlich einen zuverlässigen Schutz vor elektromagnetischen Störimpulsen sicherzustellen, wird in der europäischen Offenle- gungsschrift EP 0 938 166 AI vorgeschlagen, parallel zum Abieiter eine konzentrierte Kapazität zu schalten, die den λ/4-Leiter am Fußpunkt für hochfrequente Spannungen mit dem Außenleiter des Koaxiallei- tungsabschnittes verbindet. Als Abieiter kann hierbei beispielsweise ein Varistor zum Einsatz kommen, der parallel zu der konzentrierten Kapazität geschaltet ist.
Der kombinierte Einsatz eines Abieiters und einer parallel geschalteten konzentrierten Kapazität in Verbindung mit dem λ/4-Leiter ermöglicht die Übertragung einer Speisespannung und bildet einen Überspannungsschutz, er ist allerdings mit einem nicht unbeträchtlichen konstruktiven Aufwand und mit entsprechenden Herstellungskosten verbunden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Überspannungsablei- ter der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß er auf konstruktiv einfachere Weise die Übertragung einer Speisespannung ermöglicht und einen zuverlässigen Schutz vor elektromagnetischen Störimpulsen sicherstellt.
Diese Aufgabe wird bei einem Überspannungsabieiter der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Kurzschlußleiter ausschließlich über einen als Varistor ausgebildeten Abieiter mit dem Außenleiter verbunden ist, wobei der Varistor das einzige diskrete elektrisch aktive Element zwischen dem Kurzschlußleiter und dem Außenleiter ausbildet.
Es hat sich gezeigt, daß der alleinige Einsatz eines Varistors als diskretes elektrisch aktives Element zur Verbindung des Kurzschlußleiters mit dem Außenleiter des Koaxialleitungsabschnittes sowohl einen zu- verlässigen Schutz vor elektromagnetischen Störimpulsen sicherstellt als auch die Übertragung einer niederfrequenten oder als Gleichspannung ausgebildeten Speisespannung ermöglicht. Als Varistor wird hierbei ein spannungsabhängiger Widerstand bezeichnet, der mit steigender Spannung eine extrem starke Abnahme des differentiellen Widerstandswertes aufweist. Überspannungsspitzen können über den Varistor zuverlässig an den Außenleiter des Koaxialleitungsabschnittes, üblicherweise an dessen Gehäuse, abgeleitet werden. Der Varistor ändert beim Auftreten eines Überspannungsimpulses schlagartig seinen Widerstandswert und bildet dann, bei einer Ansprechzeit im Nanosekun- denbereich, einen extrem niederen Widerstandswert, beispielsweise einige Ohm, während er im normalen Betriebszustand einen Widerstandswert von mehreren Megohm aufweist. Es wurde festgestellt, daß die auschließliche Verbindung eines Kurzschlußleiters mit dem Außenleiter des Koaxialleitungsabschnittes über den Varistor als einzigem diskreten elektrisch aktiven Element bereits einen zuverlässigen Schutz vor elektromagnetischen Störimpulsen sicherstellt, wobei gleichzeitig über den Innenleiter Speisespannungen, vorzugsweise Gleichspannungen, übertragen werden können. Der zusätzliche Einsatz eines parallel oder in Reihe zum Varistor geschalteten diskreten elektrisch aktiven Bauteiles, beispielsweise einer parallel geschalteten konzentrierten Kapazität und/oder einer in Reihe geschalteten Spule kann entfallen. Der erfindungsgemäße Überspannungsabieiter zeichnet sich folglich durch eine beträchtliche konstruktive Vereinfachung aus und ist kostengünstiger herstellbar.
Wie bereits eingangs erläutert, kann der Kurzschlußleiter in der Länge auf ein Viertel der Wellenlänge des zu übertragenden Signales mit der Nutzbandmittenfrequenz oder auf ein Vielfaches dieser Viertel Wellen- länge abgestimmt sein. Außerdem kann durch geeignete Anordnung von Impedanzen im Koaxialleitungsabschnitt^wie eingangs erwähnt, der Nutzfrequenzbereich auf weite Frequenzbänder vergrößert werden.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Varistor scheibenförmig ausgestaltet ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache Montage des Varistors am freien Ende des Kurzschlußleiters. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß der Varistor eine Metalloxidscheibe umfaßt, die auf ihrer Oberseite und auf ihrer Unterseite mit Metall, beispielsweise mit Silber bedampft ist. Das Metalloxid ist vorzugsweise gepresst, als besonders günstig hat sich der Einsatz von gepresstem Zinkoxid erwiesen.
Eine besonders kostengünstige Montage des Überspannungsabieiters kann dadurch erzielt werden, daß der Varistor über eine Steckverbindung mit dem Kurzschlußleiter lösbar verbindbar ist. So kann beispielsweise vorgesehen sein, daß der Varistor flächig an einer Kontaktplatte anliegt, die auf ihrer dem Varistor abgewandten Seite eine Steckbuchse trägt, die mit dem dem Innenleiter des Koaxialleitungsabschnittes abgewandten Ende des Kurzschlußleiters lösbar verbindbar ist. Die Kontaktplatte ist vorzugsweise aus Metall gefertigt, beispielsweise aus Messing.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters ist vorgesehen, daß der Überspannungsabieiter eine vom Koaxialleitungsabschnitt abstehende Hülse aufweist, die den Kurzschlußleiter umgibt und die an ihrem freien Ende ein Gehäuse trägt, das den Varistor aufnimmt. Das Gehäuse ist vorzugsweise zweiteilig ausgebildet, wobei die beiden Gehäuseteile lösbar miteinander verbindbar sind. Dies ermöglicht eine besonders einfache Montage des Überspannungsabieiters, und bei einer Beschädigung kann der Varistor auf einfache Weise ausgetauscht werden.
Vorzugsweise weist das den Varistor aufnehmende Gehäuse ein erstes, mit der Hülse verbundenes Gehäuseteil auf, das eine wannenförmige Aufnahme definiert, sowie ein zweites, die wannenförmige Aufnahme abdeckendes Gehäuseteil, das mit dem ersten Gehäuseteil lösbar verbindbar, vorzugsweise verschraubbar, ist, wobei der Varistor in die wannenförmige Aufnahme einsetzbar ist. Günstig ist es, wenn das erste Gehäuseteil einstückig mit der Hülse verbunden ist.
Zur Festlegung des Varistors innerhalb des Gehäuses ist es von Vorteil, wenn im Gehäuse eine Tragplatte gehalten ist, die den Varistor abstützt. Günstig ist es, die Tragplatte elektrisch leitfähig auszubilden. Sie kann beispielsweise aus einem Metall gefertigt sein.
Es kann vorgesehen sein, daß die Tragplatte zwischen den beiden Gehäuseteilen des den Varistor aufnehmenden Gehäuses gehalten ist. Vorzugsweise ist die Tragplatte mit den beiden Gehäuseteilen verspannt.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Überspannungsabieiter ein extern kontaktierbares Anschlußelement umfaßt, das über ein elektrisches Verbindungselement mit dem Kurzschlußleiter verbindbar ist. Dies gibt die Möglichkeit, beispielsweise zu Prüf- und Meßzwecken, am Anschlußelement die elektrische Spannung abzugreifen, die am Kurzschlußleiter anliegt. Außerdem kann über das Anschlußelement eine Spannung, vorzugsweise eine Versorgungs- oder Steuerspannung bzw. ein Steuersignal, an den Kurzschlußleiter angelegt werden. Wie eingangs erläutert, kann der erfindungsgemäße Überspannungsabieiter beispielsweise bei der Übertragung eines Signales von einer Antenne zu einem Signalempfänger zum Einsatz kommen. An der Antenne kann ein Vorverstärker angeordnet sein, und das mit dem Kurzschlußleiter elektrisch verbundene Anschlußelement bietet die Möglichkeit, die Versorgungsspannung des Vorverstärkers über den Kurzschlußleiter und den Innenleiter des Koaxialleitungsabschnittes an den Vorverstärker zu führen bzw. eine anliegende Versorgungsspannung abzugreifen.
Günstig ist es, wenn das Anschlußelement mit dem Kurzschlußleiter lösbar verbindbar ist. Dadurch kann die Montage des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters ebenso vereinfacht werden wie eine Reparatur desselben.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters weist der Varistor eine Durchgangsöffnung auf, und das elektrische Verbindungselement, das eine Verbindung herstellt zwischen dem Anschlußelement und dem Kurzschlußleiter, ist durch die Durchgangsöffnung des Varistors hindurchgeführt. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Ausgestaltung des Über- spannungsableiters, wobei dieser eine besonders schmal bauende Bauweise aufweisen kann. Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:
Figur 1: eine teilweise aufgetrennt dargestellte Seitenansicht eines Überspannungsabieiters gemäß der Erfindung und
Figur 2: ein elektrisches Prinzipschema des Überspannungsabieiters gemäß Figur 1.
In der Zeichnung ist ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 belegter Überspannungsabieiter dargestellt, der einen Koaxialleitungsabschnitt 12 umfaßt mit einem im wesentlichen hohlzylinderförmig ausgestalteten, metallischen Außenleiter 14, den ein hohlzylinderförmiger Isolator
15 durchgreift, der wiederum einen koaxial ausgerichteten Innenleiter
16 aufnimmt. Der Koaxialleitungsabschnitt 12 trägt endseitig jeweils Verbindungsmittel 18 bzw. 20, über die der Koaxialleitungsabschnitt 12 an weitere Koaxialleiter oder an elektrische Geräte anschließbar ist. So kann beispielsweise vorgesehen sein, den Koaxialleitungsabschnitt 12 in die Verbindung zwischen einer Antenne und einem zugeordneten Empfangsgerät zu schalten.
Die Verbindungsmittel 18 und 20 weisen in der dargestellten Ausführungsform jeweils einen stirnseitig am Koaxialleitungsabschnitt 12 festgelegten Flansch 22 bzw. 24 auf, wobei am Flansch 22 eine Überwurfmutter 23 mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Innengewinde gehalten ist, während der Flansch 24 ein Außengewinde 25 trägt. Die Überwurfmutter 23 umgibt einen mit dem Innenleiter 16 elektrisch verbundenen Anschlußstecker 28, und im Bereich des Au- ßengewindes 25 des Flansches 24 ist der Innenleiter 16 elektrisch mit einer Anschlußbuchse 30 verbunden.
Die Ausgestaltung der Verbindungsmittel 18 und 20 kann gemäß den Anforderungen anderer Steckverbindersysteme (Normen) auch an letztere angepaßt sein. Derartige Ausgestaltungen sind dem Fachmann bekannt und deshalb in der Zeichnung nicht näher dargestellt.
In Längsrichtung mittig zweigt vom Innenleiter 16 ein Kurzschlußleiter 32 ab, der von einem Isolator 33 und einer metallischen Hülse 34 umgeben ist, die sich an ihrem freien Ende stufig erweitert und eine Aufweitung 36 aufweist.
Am freien Ende der Hülse 34 ist ein metallisches Abschlußgehäuse 38 gehalten, wobei ein erstes Gehäuseteil 40 des Abschlußgehäuses 38 einen wannenförmige Aufnahme 42 begrenzt und an der Hülse 34 fixiert ist. Der Hülse 34 abgewandt ist an das erste Gehäuseteil 40 ein Innengewinde 44 angebracht, das mit einem entsprechenden Außengewinde 45 eines zweiten Gehäuseteiles 47 des Abschlußgehäuses 38 zusammenwirkt, so daß das zweite Gehäuseteil 47 in Längsrichtung des Kurzschlußleiters 32 in das erste Gehäuseteil 40 einschraubbar ist und hierbei die wannenförmige Aufnahme 42 abdeckt. Zur Erzielung einer flüssigkeitsdichten Verbindung ist zwischen dem ersten und dem zweiten Gehäuseteil 40 bzw. 47 ein Dichtring 49 gehalten, der an der Innenseite der wannenförmige Aufnahme 42 anliegt und das zweite Gehäuseteil 47 in Umfangsrichtung umgibt.
Die wannenförmige Aufnahme 42 nimmt einen scheibenförmig ausgestalteten Varistor 50 auf, der von einer metallischen Tragplatte 52 ab- gestützt ist, die innerhalb der Aufnahme 42 zwischen dem ersten Gehäuseteil 40 und dem zweiten Gehäuseteil 47 eingespannt ist.
Mit seiner der Tragplatte 52 abgewandten Oberseite liegt der Varistor 50 flächig an einer aus Messing gefertigten Kontaktplatte 56 an, die dem Varistor 50 abgewandt eine in die Aufweitung 36 der Hülse 34 eintauchende Steckbuchse 58 trägt.
Der Varistor 50 ist als gepresste Zinkoxidscheibe ausgebildet, die auf ihrer der Tragplatte 52 zugewandten Unterseite sowie auf ihrer der Kontaktplatte 56 zugewandten Oberseite mit Silber bedampft ist.
Der Varistor 50 weist ebenso wie die Tragplatte 52 mittig eine Durchgangsöffnung 60 bzw. 62 auf, durch die eine die Kontaktplatte 56 kontaktierende Verbindungsleitung 64 hindurchgeführt ist, die auf ihrer der Kontaktplatte 56 abgewandten Endseite eine Steckbuchse 66 trägt, über die die Verbindungsleitung 64 mit einem elektrischen Anschlußelement 68 verbunden ist, das eine mittig angeordnete Durchgangsbohrung 70 des zweiten Gehäuseteils 47 durchgreift und extern kon- taktierbar ist. Das Anschlußelement 68 ist mittels Isolierhülsen 72 und 73 elektrisch isoliert in der Durchgangsbohrung 70 gehalten, und ein in die Durchgangsbohrung 70 eingesetzter Dichtring 71 verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit.
Über das Anschlußelement 68 und die Verbindungsleitung 64 kann an den Kurzschlußleiter 32 eine elektrische Spannung, beispielsweise eine Versorgungs- oder Steuerspannung, angeschlossen werden. Außerdem bietet das Anschlußelement 68 die Möglichkeit, die am Kurzschlußleiter 32 anliegende Spannung abzugreifen, beispielsweise zu Meß-, Prüf- und Stromversorgungszwecken.
Wie insbesondere aus dem in Figur 2 dargestellten Prinzipschema deutlich wird, ist der vom Innenleiter 16 abzweigende Kurzschlußleiter 32 ausschließlich über den Varistor 50 und ansonsten lediglich über die in Reihe zu diesem geschaltete Hülse 34 und die in Figur 2 nicht dargestellten ebenfalls in Reihe zum Varistor 50 geschalteten Kontakt- und Tragplatten 56 bzw. 52 mit dem Außenleiter 14 des Koaxialleitungsabschnittes verbunden. Der Varistor bildet also das einzige diskrete elektrische aktive Element zwischen dem Kurzschlußleiter 32 und dem Außenleiter 14. Es hat sich gezeigt, daß der kombinierte Einsatz des Kurzschlußleiters mit dem Varistor 50 einen zuverlässigen Schutz eines beispielsweise an die Anschlußbuchse 30 angeschlossenen Gerätes vor elektromagnetischen Störimpulsen sicherstellt, die im Bereich des An- schlußsteckers 28 am Innenleiter 16 anliegen. Zusätzlich ermöglicht der Einsatz des Varistors 50 die Übertragung einer niederfrequenten oder als Gleichspannung ausgebildeten Speisespannung über den Innenleiter 16. Die Speisespannung kann beispielsweise einem Vorverstärker zugeführt werden, der in exponierter Lage an einer Antenne fixiert ist, die über den Anschlußstecker 28 mit dem Innenleiter 16 verbunden ist.

Claims

PATENTANSPRUCHE
1. Uberspannungsableiter für Hochfrequenzleitungen umfassend einen Koaxialleitungsabschnitt mit einem Innenleiter und einem Außenleiter, sowie einen vom Innenleiter abzweigenden Kurzschlußleiter, der mit dem Außenleiter elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurzschlußleiter (32) ausschließlich über einen als Varistor (50) ausgebildeten Abieiter mit dem Außenleiter (14) verbunden ist, wobei der Varistor (50) das einzige diskrete elektrisch aktive Element zwischen dem Kurzschlußleiter (32) und dem Außenleiter (14) ausbildet.
2. Uberspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Varistor (50) scheibenförmig ausgestaltet ist.
3. Uberspannungsableiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Varistor (50) über eine Steckverbindung (58) mit dem Kurzschlußleiter (32) lösbar verbindbar ist.
4. Uberspannungsableiter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Uberspannungsableiter (10) eine vom Koaxialleitungsabschnitt (12) abstehende Hülse (34) aufweist, die den Kurzschlußleiter (32) umgibt und die an ihrem freien Ende ein Gehäuse (38) trägt, das den Varistor (50) aufnimmt.
5. Uberspannungsableiter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (38) zweiteilig ausgestaltet ist, wobei die beiden Gehäuseteile (40, 47) lösbar miteinander verbindbar sind.
6. Uberspannungsableiter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (38) ein erstes, mit der Hülse (34) verbundenes Gehäuseteil (40) aufweist, das eine wannenförmige Aufnahme (42) definiert, sowie ein zweites, die wannenförmige Aufnahme (42) abdeckendes Gehäuseteil (47), das mit dem ersten Gehäuseteil (40) lösbar verbindbar ist, wobei der Varistor (50) in die wannenförmige Aufnahme (42) einsetzbar ist.
7. Uberspannungsableiter nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (38) eine Tragplatte (52) gehalten ist, die den Varistor (50) abstützt.
8. Uberspannungsableiter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatte (52) zwischen den beiden Gehäuseteilen (40, 47) verspannt ist.
9. Uberspannungsableiter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Uberspannungsableiter (10) ein extern kontaktierbares Anschlußelement (68) umfaßt, das über ein elektrisches Verbindungselement (64) mit dem Kurzschlußleiter (32) verbindbar ist.
10. Uberspannungsableiter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement (68) mit dem Kurzschlußleiter (32) lösbar verbindbar ist.
1. Uberspannungsableiter nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Varistor (50) eine Durchgangsöffnung (62) aufweist, durch die das elektrische Verbindungselement (64) hindurchgeführt ist.
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