EP2229716A1 - Überspannungsableiter mit niedriger ansprechstossspannung - Google Patents

Überspannungsableiter mit niedriger ansprechstossspannung

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Publication number
EP2229716A1
EP2229716A1 EP08868256A EP08868256A EP2229716A1 EP 2229716 A1 EP2229716 A1 EP 2229716A1 EP 08868256 A EP08868256 A EP 08868256A EP 08868256 A EP08868256 A EP 08868256A EP 2229716 A1 EP2229716 A1 EP 2229716A1
Authority
EP
European Patent Office
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surge arrester
side electrodes
electrode
center electrode
arrester according
Prior art date
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EP08868256A
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English (en)
French (fr)
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EP2229716B1 (de
Inventor
Jürgen Boy
Wolfgang DÄUMER
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TDK Electronics AG
Original Assignee
Epcos AG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP2229716A1 publication Critical patent/EP2229716A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2229716B1 publication Critical patent/EP2229716B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/10—Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel
    • H01T4/12—Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel hermetically sealed

Definitions

  • the invention relates to a surge arrester with low Anschpictant and its use.
  • the ignition voltage In the interior of the surge arrester, when a certain limit voltage, the ignition voltage, is exceeded, an arc flashover occurs between two or the three electrodes.
  • the threshold voltage is referred to as static or steady state stress with a rise of the voltage of 100 V / s as An MaschinenmaschineScience Uag and dynamic load with an increase of the voltage of 1 kV / ⁇ s as An Maschinenmonyschreib uas.
  • the arc is maintained by the feeding current as long as the electrical conditions for the arc are met.
  • One task to be solved is to specify a surge arrester, which has a low
  • the surge arrester has an inner space which is formed by means of at least one insulating body, a center electrode and two side electrodes.
  • the surge arrester is a three-electrode surge arrester. The electrodes of the
  • Ubernapsableiters are connected in particular by means of at least one rohrformigen insulator, preferably at least one ceramic cylinder to the surge arrester.
  • the surge arrester is with its extending in the region of the center electrode
  • Side electrodes are arranged so that in the inner space, the distance between the side electrodes is greater than the distances between each of a side electrode and the center electrode, but smaller than between the end portions of the center electrode and a base of the side electrodes.
  • the surge arrester is arranged so that the response surge voltage at a voltage increase of 1 kV / ⁇ s is less than 2.2 times the nominal DC response voltage and predetermined parameters of the center electrode and one of the side electrodes are the same.
  • the surge arrester is cylindrical with an outer diameter of less than 8 mm.
  • the surge arrester has a
  • the surge arrester is advantageously characterized in that at a nominal DC voltage of 230 V, the Anschschhard is lower than 500 V and the Parameters for the nominal alternating current and the rated impulse current between each side electrode with respect to the center electrode are symmetrical and equal. Even if the nominal DC bias voltage varies by +/- 20%, the surge arrester will advantageously draw a threshold surge voltage lower than 500V.
  • Surge arrester advantageously allows a 10-fold repetition of the load with the nominal alternating current.
  • Jerk half-life of 20 ⁇ s this means a current of +/- 5 kA, which flows from each of the side electrodes to the center electrode.
  • the surge arrester advantageously allows a 10-fold repetition of the load with the rated surge current.
  • the surge arrester advantageously allows a 300-fold repetition of the load with this surge current characterizing the service life and load capacity.
  • the interior of the Ubernapssableiters is sealed against the environment gas-tight. In the interior of the surge arrester there is a gas. This results the parameters of the surge arrester advantageously in a reproducible manner.
  • the surge arrester in a telecommunication device, for example a
  • Telecommunications network used; but it is not limited to telecommunications networks and can also be used in any other electrical circuit in which high voltages must be dissipated by means of a surge arrester.
  • the surge arrester used in any other electrical circuit in which high voltages must be dissipated by means of a surge arrester.
  • Surge arrester suitable for lightning protection applications, in which the surge arrester is at least temporarily at symmetrical voltages to earth, or may be.
  • the center electrode is composed of a tube part, in particular of copper, and a ring part, in particular of iron-nickel.
  • the pipe part either has a constant wall thickness or contains a bead in the region of the ring part.
  • Surge arrester contains an addition of hydrogen.
  • the proportion of hydrogen may be between 5% and 30%; however, about 20% hydrogen is typical. As a result, the build-up time for a discharge when the surge arrester responds is shortened and the surge voltage decreases.
  • the interior contains on the inner wall of the insulating several Zundstriche.
  • the fuses are either electrically connected to one of the side electrodes and extend into the discharge back space behind the center electrode, but not deep into the back space of the other side electrode. This will be
  • the pin-shaped side electrodes have a waffling of the surface on the front side in order to receive an activation mass in the depressions.
  • the activation mass has a positive effect on a discharge structure and its reproducibility.
  • FIG. 1 shows a sketch of a surge arrester in partial cross-section with side electrodes and a center electrode
  • Figure 2 shows a side electrode of a
  • FIG. 3 shows a schematic sketch of a
  • FIG. 4 shows a sketch of a surge arrester in the partial cross section with side electrodes and a center electrode for an SMD assembly
  • FIG. 5 shows a schematic sketch of an SMD-mountable surge arrester with short-circuiting ball
  • FIG. 6 shows a schematic sketch of a
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a surge arrester 1 in the (partial) cross section.
  • the surge arrester has two side electrodes composed of two parts 2a, 2b and 3a, 3b.
  • Surge arrester is sealed gas-tight and contains a gas which has a hydrogen content of between 5% and 30%, but in particular a proportion of 20%.
  • the side electrodes have on the outside a FeNi disc 2a, 3a, which is copper-plated.
  • the discs are stampings or Kaltf facilitatorpressmaschine.
  • the disks With a solder joint 9 by means of a SCP or AgCu solder or with a welded joint, the disks are each composed of an electrode 2b, 3b protruding into the interior from copper.
  • Each electrode 2b, 3b is a rotary part or a cold extruded part and has a napfformigen electrode foot soldered to the disc 2a, 3a and a pin-shaped part, the front side has a waffle 8 for receiving an activation mass.
  • the diameter of the electrode foot is selected to drive the electrode in the ceramic tube 4.
  • the pin-shaped part of each side electrode 2, 3 projects into the tubular region of the center electrode 5.
  • the distance of the end faces of the side electrodes is A.
  • the electrode base has in the embodiment of Figure 1 has a diameter Dl of 2.8 mm, while the pin-shaped Part has a diameter D2 of 1, 6 mm, see Figure 2.
  • the inner diameter of the insulating body 4 amounts to 2.8 mm.
  • the center electrode 5 is assembled according to FIG. 3 from a tube part 5b with a small wall thickness and a ring part 5a.
  • the tube part 5b is made of copper or an iron-nickel alloy, which is preferably copper-plated.
  • the length of the pipe part is such as to shade the insulating bodies 4a, 4b in the event of a discharge and prevent a discharge of a discharge into the region of the insulating body.
  • the distance B of the edge of the pipe part 5b from the foot of the side electrode 2b, 3b is larger than the inner electrode gap C in the radial direction. This safely prevents a side discharge.
  • the pipe part is pasted in a particularly advantageous execution with an activation mass.
  • the distance A in the longitudinal direction is greater than the distance C in the radial direction, but smaller than the distance B.
  • A 0.56 mm
  • B 0.68 mm
  • C 0.4 mm.
  • the outer diameter of the tube part 5b is about 2.8 mm, but in any case is slightly smaller than the inner diameter of the insulator.
  • the tube part 5b is enclosed by a ring part 5a, preferably of an iron-nickel alloy.
  • the ring part can be coppered. With the ring member let the center electrode lead symmetrically to the insulators.
  • the center electrode is produced in accordance with FIG. 3 by means of a soldering 11 or by a matching internal meshing or by spot welding with the aid of a laser produced.
  • the pipe 5b is positioned concentrically in the ring 5a during pre-assembly and firmly dotted at least one side by one or more welds in the gap between the tube 5b and the ring 5a.
  • An electrically reliable contact between the tube 5b and the ring 5a is then ensured in the case of the sealing soldering, for example by means of a resting solder foil.
  • the Elektrodenbowung the center electrode on the inner wall of the insulating 4 is carried out expediently during the sealing of the Uberschreibsableiters on the higher thermal expansion coefficient of the metallic center electrode 5 relative to the insulating body 4 made of ceramic. Also, the side electrodes are guided during the Ver gleichlotung on the inner diameter of Keramikisolierkorpers.
  • the surge arrester has on the inner wall of the insulating body 4 Zundstriche 6.
  • the fuses 6a are connected to a side electrode and do not extend beyond the middle of the surge arrester.
  • Fuses 6b protrude into the discharge space, but are not connected to any electrode.
  • FIG. 4 differs from FIG. 3 in that the surge arrester is SMD-capable. This has the
  • Outer disk 3c of the side electrode 3 has an approximately square shape.
  • the tube part 5c of the center electrode has a bead in the region of the ring part.
  • FIG. 5 shows a surge arrester according to FIG. 4, whose center electrode has a welded-on shorting bar 12, which is insulated from the side electrodes by means of a foil 13.
  • the shorting ball is made of CuBe, the film of Hostaphan or polypropylene.
  • FIG. 6 shows a surge arrester according to FIG. 1 with shorting bar 12 and threefold external wiring 14, 15 and 16 of the three electrodes.
  • Impact current i S N 10 kA at 8/20 ⁇ s, and 10x repetition, each with the amount of 5kA between a side electrode and the center electrode and
  • LD 200A at 10/1000 ⁇ s and 30Ox surge currents at 100A each between a side electrode and the center electrode.

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)

Description

Beschreibung
Uberspannungsableiter mit niedriger Ansprechstoßspannung
Die Erfindung betrifft einen Uberspannungsableiter mit niedriger Ansprechstoßspannung sowie dessen Verwendung.
Aus der Druckschrift DE 4330178 B4 ist ein Uberspannungs- ableiter bekannt.
Im Inneren des Uberspannungsableiter kommt es bei Überschreiten einer bestimmten Grenzspannung, der Zündspannung, zu einem Lichtbogenuberschlag zwischen zwei bzw. den drei Elektroden. Die Grenzspannung wird bei statischer oder stationärer Beanspruchung mit einem Anstieg der Spannung von 100 V/s als Ansprechgleichspannung Uag und bei dynamischer Belastung mit einem Anstieg der Spannung von 1 kV/μs als Ansprechstoßspannung uas bezeichnet. Der Lichtbogen wird durch den speisenden Strom aufrecht erhalten, solange die elektrischen Bedingungen für den Lichtbogen gegeben sind.
Eine zu losende Aufgabe besteht darin, einen Uberspannungsableiter anzugeben, der eine niedrige
Ansprechstoßspannung aufweist, sowie eine Verwendung dafür.
Diese Aufgabe wird durch einen Uberspannungsableiter gemäß Anspruch 1 gelost.
Des weiteren wird die Aufgabe gemäß einer Verwendung nach Anspruch 12 gelost. Der Uberspannungsableiter weist einen Innenraum auf, der mittels wenigstens eines Isolierkörpers, einer Mittelelektrode und zweier Seitenelektroden gebildet ist. Bei dem Uberspannungsableiter handelt es sich um einen Dreielektrodenuberspannungsableiter . Die Elektroden des
Uberspannungsableiters sind insbesondere mittels wenigstens eines rohrformigen Isolierkörpers, vorzugsweise wenigstens eines Keramikzylinders, zu dem Uberspannungsableiter verbunden. Der Uberspannungsableiter ist mit seinen sich in den Bereich der Mittelelektrode erstreckenden
Seitenelektroden so eingerichtet, dass in dem Innenraum der Abstand zwischen den Seitenelektroden großer als die Abstande zwischen jeweils einer Seitenelektrode und der Mittelelektrode, aber kleiner als zwischen den Endbereichen der Mittelelektrode und einer Basis der Seitenelektroden ist. Der Uberspannungsableiter ist eingerichtet, dass die Ansprechstoßspannung bei einem Spannungsanstieg von 1 kV/μs geringer als das 2,2-fache der nominalen Ansprechgleichspannung ist und vorgegebene Parameter der Mittelelektrode und einer der Seitenelektroden gleich sind.
Besonders vorteilhaft ist der Uberspannungsableiter zylindrisch mit einem Außendurchmesser von weniger als 8 mm ausgebildet. In einer ganz besonders bevorzugten Ausfuhrungsform hat der Uberspannungsableiter einen
Außendurchmesser von höchstens 5 mm. Durch die besonders kleine Bauform und die hervorragenden elektrischen Werte ergeben sich vielfaltige Einsatzmoglichkeiten, insbesondere zum Schutz kleiner elektronischer Gerate.
Der Uberspannungsableiter zeichnet sich vorteilhaft dadurch aus, dass bei einer nominalen Ansprechgleichspannung von 230 V die Ansprechstoßspannung niedriger als 500 V ist und die Parameter für den Nennwechselstrom und den Nennstoßstrom zwischen jeweils einer Seitenelektrode bezuglich der Mittelelektrode symmetrisch und gleich sind. Selbst wenn die nominale Ansprechgleichspannung um +/-20% schwankt, zeichnet den Uberspannungsableiter in vorteilhafter Weise eine Ansprechstoßspannung niedriger als 500 V aus.
Bei einem Nennwechselstrom von 10 A wahrend der Dauer von 1 s bedeutet das jeweils einen Strom von 5 A, der von jeder der Seitenelektroden zur Mittelelektrode fließt. Der
Uberspannungsableiter erlaubt vorteilhaft eine 10-fache Wiederholung der Belastung mit dem Nennwechselstrom.
Bei einem Nennstoßstrom von 10 kA der normierten Form 8/20, d.h. einer Anstiegszeit von 8 μs und einer
Ruckenhalbwertszeit von 20 μs, bedeutet das jeweils einen Strom von +/-5 kA, der von jeder der Seitenelektroden zur Mittelelektrode fließt. Der Uberspannungsableiter erlaubt vorteilhaft eine 10-fache Wiederholung der Belastung mit dem Nennstoßstrom.
Bei einem Stoßstrom von 200 A der normierten Form 10/1000, d.h. einer Anstiegszeit von 10 μs und einer Ruckenhalbwertszeit von 1000 μs, bedeutet das jeweils einen Strom von 100 A, der von jeder der Seitenelektroden zur
Mittelelektrode fließt. Der Uberspannungsableiter erlaubt vorteilhaft eine 300-fache Wiederholung der Belastung mit diesem die Lebensdauer und Belastbarkeit charakterisierenden Stoßstrom.
Der Innenraum des Uberspannungsableiters ist gegenüber der Umgebung gasdicht verschlossen. Im Innenraum des Uberspannungsableiters befindet sich ein Gas. Dadurch ergeben sich die Parameter des Uberspannungsableiters vorteilhaft in reproduzierbarer Weise.
Bevorzugt wird der Uberspannungsableiter in einer Telekommunikationseinrichtung, beispielsweise einem
Telekommunikationsnetzwerk verwendet; er ist aber nicht auf Telekommunikationsnetzwerke eingeschränkt und kann auch in jeder anderen elektrischen Schaltung verwendet werden, in der hohe Spannungen mittels eines Uberspannungsableiters abgeführt werden müssen. Insbesondere ist der
Uberspannungsableiter für Blitzschutzanwendungen geeignet, bei denen der Uberspannungsableiter zumindest zeitweise an symmetrischen Spannungen gegen Erde liegt, bzw. liegen kann.
In einer vorteilhaften Ausfuhrungsform sind die
Seitenelektroden und die Mittelelektrode zusammengesetzt ausgeführt. Die Ausfuhrungsform ermöglicht es, durch Verwendung unterschiedlicher Metalle bzw. Legierungen optimierte Ableiterbedingungen für den Innenraum zu schaffen und gleichzeitig sehr gute Lot- oder Schweißeigenschaften für die externen Anschlüsse der Elektroden zu bieten.
Es erweist sich als vorteilhaft, für die Elektroden im Innenraum des Uberspannungsableiters Kupfer zu verwenden und die äußeren Anschlüsse aus einer Eisen-Nickel-Legierung vorzusehen. Besonders vorteilhaft ist die Eisen-Nickel- Legierung, z.B. Fe5sNi/j2, verkupfert. Dadurch lassen sich optimale Eigenschaften im Innenraum und bei der Verschlusslotung des Uberspannungsableiters erreichen.
In einer bevorzugten Ausfuhrungen ist die Mittelelektrode aus einem Rohrteil, insbesondere aus Kupfer, und einem Ringteil, insbesondere aus Eisen-Nickel, zusammengesetzt. Das Rohrteil hat entweder eine gleich bleibende Wandstarke oder enthalt im Bereich des Ringteils einen Wulst.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausfuhrungsform, bei der der gasdichte und mit einem Gas gefüllte Innenraum des
Uberspannungsableiters einen Zusatz von Wasserstoff enthalt. Der Anteil an Wasserstoff darf zwischen 5% und 30% betragen; typisch sind jedoch etwa 20% Wasserstoffzusatz . Dadurch wird die Aufbauzeit für eine Entladung beim Ansprechen des Uberspannungsableiters verkürzt und die Ansprechstoßspannung verringert sich.
Zur Unterstützung des Aufbaus einer Entladung beim Ansprechen des Uberspannungsableiters erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Innenraum an der Innenwand des Isolierkörpers mehrere Zundstriche enthalt. Die Zundstriche sind entweder mit einer der Seitenelektroden elektrisch verbunden und erstrecken sich bis in den Entladungshinterraum hinter die Mittelelektrode, jedoch nicht bis tief in den Hinterraum der jeweils anderen Seitenelektrode. Dadurch werden
Wandentladungen vermieden. Alternativ sind die Zundstriche mit keiner der Elektroden verbunden. In einer weiteren Ausfuhrungsform werden mit Vorteil beide Alternativen der Zundstrichanordnung eingesetzt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausfuhrungsform haben die stiftformigen Seitenelektroden stirnseitig eine Waffelung der Oberflache, um in den Vertiefungen eine Aktivierungsmasse aufzunehmen. Die Aktivierungsmasse wirkt sich positiv auf einen Entladungsaufbau und deren Reproduzierbarkeit aus. Der Uberspannungsableiter wird im Folgenden anhand von Ausfuhrungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren naher erläutert .
Die nachfolgend beschriebenen Zeichnungen sind nicht als maßstabsgetreu aufzufassen. Vielmehr können zur besseren Darstellung einzelne Dimensionen vergrößert, verkleinert oder auch verzerrt dargestellt sein.
Gleiche Elemente oder Elemente mit gleichen Funktionen sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Figur 1 zeigt eine Skizze eines Uberspannungsableiters im Teilquerschnitt mit Seitenelektroden und einer Mittelelektrode,
Figur 2 zeigt eine Seitenelektrode eines
Uberspannungsableiters mit einer Abdeckscheibe,
Figur 3 zeigt eine schematische Skizze einer
Mittelelektrode eines Uberspannungsableiters,
Figur 4 zeigt eine Skizze eines Uberspannungsableiters im Teilquerschnitt mit Seitenelektroden und einer Mittelelektrode für eine SMD-Montage,
Figur 5 zeigt eine schematische Skizze eines SMD- montierbaren Uberspannungsableiters mit Kurzschlussbugel und
Figur 6 zeigt eine schematische Skizze eines
Uberspannungsableiters mit Kurzschlussbugel und Außenverdrahtung . In der Figur 1 ist eine erste Ausfuhrungsform eines Uberspannungsableiters 1 im (Teil-) Querschnitt dargestellt. Der Uberspannungsableiter hat zwei aus jeweils zwei Teilen 2a, 2b und 3a, 3b zusammengesetzte Seitenelektroden. Die
Seitenelektroden schließen mittels einer Verschlusslotung 7 zwei Isolierkörper 4a, 4b seitlich ab. Mittig zwischen den Isolierkörpern, die rohrformig und aus Keramik sind, ist eine Mittelelektrode 5a, 5b angeordnet, die ebenfalls zusammengesetzt ist. Der so gebildete Innenraum des
Uberspannungsableiters ist gasdicht verschlossen und enthalt ein Gas, das einen Wasserstoffanteil zwischen 5% und 30%, insbesondere jedoch einen Anteil von 20% hat.
Die Seitenelektroden haben außen eine je FeNi-Scheibe 2a, 3a, die verkupfert ist. Die Scheiben sind Stanzteile oder Kaltfließpressteile. Mit einer Lotverbindung 9 mittels eines SCP- oder AgCu-Lots oder mit einer Schweißverbindung sind die Scheiben mit je einer in den Innenraum hineinragenden Elektrode 2b, 3b aus Kupfer zusammengesetzt. Jede Elektrode 2b, 3b ist ein Drehteil oder ein Kaltfließpressteil und hat einen mit der Scheibe 2a, 3a verloteten napfformigen Elektrodenfuß und einen stiftformigen Teil, der stirnseitig eine Waffelung 8 zur Aufnahme einer Aktivierungsmasse aufweist. Der Durchmesser des Elektrodenfußes ist gewählt, um die Elektrode in dem Keramikrohr 4 zu fuhren. Der stiftförmige Teil jeder Seitenelektrode 2, 3 ragt in den rohrformigen Bereich der Mittelelektrode 5 hinein. Der Abstand der Stirnseiten der Seitenelektroden ist A.
Der Elektrodenfuß hat im Ausführungsbeispiel der Figur 1 einen Durchmesser Dl von 2,8 mm, wahrend der stiftförmige Teil einen Durchmesser D2 von 1, 6 mm hat, siehe Figur 2. Der Innendurchmesser des Isolierkörpers 4 betragt 2,8 mm.
Die Mittelelektrode 5 wird gemäß Figur 3 aus einem Rohrteil 5b mit geringer Wandstarke und einem Ringteil 5a zusammengesetzt. Der Rohrteil 5b ist aus Kupfer oder einer Eisen-Nickel-Legierung, die vorzugsweise verkupfert ist. Die Lange des Rohrteils ist so beschaffen, dass es die Isolierkörper 4a, 4b bei einer Entladung abschattet und ein Vordringen einer Entladung in den Bereich des Isolierkörpers verhindert. Zugleich ist der Abstand B des Randes des Rohrteils 5b vom Fuß der Seitenelektrode 2b, 3b großer als der innere Elektrodenabstand C in radialer Richtung. Damit wird eine Nebenentladung sicher verhindert. Der Rohrteil ist in einer besonders vorteilhaften Ausfuhrung mit einer Aktivierungsmasse bepastet.
Der Abstand A in Längsrichtung ist großer als der Abstand C in radialer Richtung, aber kleiner als der Abstand B.
Im Ausfuhrungsbeispiel betragt A = 0,56 mm, B = 0,68 mm und C = 0,4 mm. Der Außendurchmesser des Rohrteils 5b betragt etwa 2,8 mm, ist in jedem Fall aber geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Isolierkörpers.
Mittig wird der Rohrteil 5b von einem Ringteil 5a aus vorzugsweise einer Eisen-Nickel-Legierung umschlossen. Der Ringteil kann verkupfert sein. Mit dem Ringteil lasst sich die Mittelelektrode symmetrisch zu den Isolierkörpern fuhren.
Die Mittelelektrode wird gemäß Figur 3 durch eine Lotung 11 hergestellt oder durch eine passgerechte Inemanderfugung oder durch Punktschweißung mit Hilfe eines Lasers hergestellt. Bei letzterer Methode wird wahrend der Vormontage das Rohr 5b im Ring 5a konzentrisch positioniert und zumindest einseitig durch einen oder mehrere Schweißpunkte im Spalt zwischen dem Rohr 5b und dem Ring 5a fest gepunktet. Eine elektrisch zuverlässige Kontaktierung zwischen dem Rohr 5b und dem Ring 5a wird dann bei der Verschlusslotung beispielsweise durch eine aufliegende Lotfolie gewahrleistet. Die Elektrodenfuhrung der Mittelelektrode an der Innenwand der Isolierkörper 4 erfolgt zweckmaßigerweise wahrend der Verschlusslotung des Uberspannungsableiters über den höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten der metallischen Mittelelektrode 5 gegenüber den Isolierkörpern 4 aus Keramik. Auch die Seitenelektroden werden wahrend der Verschlusslotung am Innendurchmesser des Keramikisolierkorpers gefuhrt.
Der Uberspannungsableiter weist an der Innenwand der Isolierkörper 4 Zundstriche 6 auf. Die Zundstriche 6a sind mit einer Seitenelektrode verbunden und erstrecken sich nicht bis über die Mitte des Uberspannungsableiters hinaus. Die
Zundstriche 6b ragen in den Entladungsraum hinein, aber sind mit keiner Elektrode verbunden.
Figur 4 unterscheidet sich von Figur 3 dadurch, dass der Uberspannungsableiter SMD-fahig ist. Dazu hat die
Außenscheibe 3c der Seitenelektrode 3 eine annähernd quadratische Form. Der Rohrteil 5c der Mittelelektrode hat einen Wulst im Bereich des Ringteils.
Figur 5 zeigt einen Uberspannungsableiter gemäß Figur 4, dessen Mittelelektrode einen aufgeschweißten Kurzschlussbugel 12 hat, der mittels einer Folie 13 von den Seitenelektroden isoliert ist. Dadurch wird der Uberspannungsableiter mit Hilfe des Bugeis 12 kurzgeschlossen, wenn die thermische Belastung so groß wird, dass die Folie 13 schmilzt. Der Kurzschlussbugel ist aus CuBe, die Folie aus Hostaphan oder Polypropylen .
Figur 6 zeigt einen Uberspannungsableiter gemäß Figur 1 mir Kurzschlussbugel 12 und dreifacher äußerer Bedrahtung 14, 15 und 16 der drei Elektroden.
Der Uberspannungsableiter gemäß den Ausfuhrungsbeispielen hat einen Außendurchmesser D von 5mm und eine Lange von 7,8 mm. Er weist folgende Leistungsmerkmale auf: Ansprechgleichspannung Uag = 230V +/- 20%, Ansprechstoßspannung uas kleiner 500 V bei einer Spannungsanstieg von 1 kV/μs,
Wechselnennstrom IWN = 10 A bei Is und 10x Wiederholung, mit jeweils 5A zwischen einer Seitenelektrode und der
Mittelelektrode,
Stoßnennstrom iSN = 10 kA bei 8/20 μs, und 10x Wiederholung, mit jeweils dem Betrag von 5kA zwischen einer Seitenelektrode und der Mittelelektrode und
LD = 200A bei einem Stoßstrom der Form 10/1000 μs und 30Ox mit jeweils 100A zwischen einer Seitenelektrode und der Mittelelektrode .
CTl
Be zugs zeichenl i s te
1, 10 Uberspannungsableiter
2 Seitenelektrode
3 Seltenelektrode
4 Isolierkörper
5 Mittelelektrode
6 Zundstrich
7 Verschlusslotung
8 Waffeiung
Elektrodenlotung
11 Lotring
12 Kurzschlussbugel
13 Folie
14 Anschlussdraht
15 Anschlussdraht
16 Anschlussdraht

Claims

Patentansprüche
1. Überspannungsabieiter, aufweisend zwei Seitenelektroden (2) , die sich in einen mittels wenigstens eines Isolierkörpers (4) und einer
Mittelelektrode (5) gebildeten Innenraum erstrecken, wobei der stirnseitige Abstand (A) zwischen den Seitenelektroden größer als die Abstände (C) zwischen jeweils einer Seitenelektrode und der Mittelelektrode ist und der Abstand (A) zwischen den Seitenelektroden kleiner als der Abstand (B) zwischen den Endbereichen der Mittelelektrode und einer Basis der Seitenelektroden ist.
2. Überspannungsabieiter nach Anspruch 1, der so eingerichtet ist, dass die Ansprechstoßspannung bei einem Spannungsanstieg von 1 kV/μs geringer als das 2,2- fache der nominalen Ansprechgleichspannung ist und vorgegebene Parameter der Mittelelektrode und einer der Seitenelektroden gleich sind.
3. Überspannungsabieiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer zylindrischen Form und mit einem Außendurchmesser von weniger als 8 mm.
4. Überspannungsabieiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Seitenelektroden und/oder die Mittelelektrode aus jeweils zwei Elektrodenteilen zusammengesetzt sind.
5. Überspannungsabieiter nach Anspruch 4, wobei die Elektrodenteile im Innenraum des Überspannungsabieiters Kupfer und die von außen zuganglichen Elektrodenteile eine Eisen-Nickel-Legierung enthalten.
6. Uberspannungsableiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Mittelelektrode aus einem Rohrteil (5b) und aus einem Ringteil (5a) zusammengesetzt ist.
7. Uberspannungsableiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die von außen zuganglichen Elektrodenteile (2, 3) der Seitenelektroden rund oder quadratisch sind.
8. Uberspannungsableiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Seitenelektroden im Innenraum stiftformig ausgeführt sind und konzentrisch zu der Mittelelektrode in der Bereich der Mittelelektrode hineinragen .
9. Uberspannungsableiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Innenraum ein Gas mit einem Wasserstoffzusatz enthalt.
10. Uberspannungsableiter nach Anspruch 9, bei dem die Stirnflachen der Seitenelektroden eine Waffelung aufweisen .
11. Uberspannungsableiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in dem Innenraum Zundstriche (6) vorgesehen sind, die bei einer Kontaktierung mit einer der Seitenelektroden kurzer als die jeweilige Seitenelektrode ist.
12. Verwendung eines Überspannungsabieiters nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem elektronischen Gerät oder in einem elektrischen Netz.
EP08868256A 2007-12-28 2008-12-22 Überspannungsableiter mit niedriger ansprechstossspannung Active EP2229716B1 (de)

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DE102007063316A DE102007063316A1 (de) 2007-12-28 2007-12-28 Überspannungsableiter mit niedriger Ansprechstoßspannung
PCT/EP2008/011094 WO2009083239A1 (de) 2007-12-28 2008-12-22 Überspannungsableiter mit niedriger ansprechstossspannung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP2229716A1 true EP2229716A1 (de) 2010-09-22
EP2229716B1 EP2229716B1 (de) 2012-04-04

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ID=40404253

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