NO115476B - - Google Patents

Description

Overspenningsbeskyttelse med utladning i en lavtrykksatmosfære.

Nærværende oppfinnelse vedrører en

overspenningsbeskyttelse omfattende en

beholder med en lavtrykksatmosfære av en

gassblanding, i hvilken der ved inntredende

overspenning oppstår en utladning mellom

to elektroder, hvor i det minste den ene av

elektrodene i overspenningsbeskyttelsen

omfatter en bimetalldel, som, når den ved

utladningen er blitt tilstrekkelig varm,

bringer et første kontaktstykke, som er

forbundet med den av elektrodene i overspenningsbeskyttelsen som omfatter den

nevnte bimetalldel, og et annet kontaktstykke, som er forbundet med en annen

elektrode i overspenningsbeskyttelsen, til å

berøre hverandre. Anordningen kjenne-tegnes ved at i det øyemed å gi kontaktene

under bruk en fremskridende tilbøyelighet

til å klebe sammen, kombineres følgende

tre trekk: a: disse to kontaktstykker er av

jern eller av nikkel eller av en legering omfattende stort sett disse metaller, b: den

indre atmosfære i overspenningsbeskyttelsen er en edel gass med en tilsetning av

kvelstoff av størrelsesorden 0.5%, c: de to

nevnte kontaktstykker har en slik form og

en slik beliggenhet at deres kontaktflate er

meget liten.

De tre ovenfor nevnte hovedtrekk for

overspenningsbeskyttelsen ifølge oppfinnelsen har tidligere hvert især individuelt

vært foreslått i forbindelse med tennbrytere

for lysrør. Det skal bemerkes at slike tennbrytere arbeider under helt andre forhold

enn lynnedslagsbeskyttelser. Spesielt pas-seres de av meget svakere strømstyrker, og

man må unngå at deres kontakter forblir

sammenkoblet, idet dette ville sette dem

ut av brukbar stand. Ved foreliggende oppfinnelse tilstrebes derimot at en overspen-ningsbeskyttelses elektroder skal klebes sammen etter et visst antall funksjoner.

Det er kjent at det å forsyne en ut-ladningsbeskyttelse for overspenning med en bilamell som kortslutter dens elektroder, når en tilstrekkelig betydelig overspenning skal avledes, minsker den varmemengde som frigjøres i dette apparat ved en slik av-ledning. Overspenningsbeskyttelsen ifølge oppfinnelsen frembyr ytterligere en fordel ved å tillate at man kan oppnå den ovenfor angitte hensikt at omhandlende kontakter gis en tilbøyelighet til å hefte ved hverandre (sammensmeltning) når overspenningsbeskyttelsen virker, hvilken tilbøye-lighet i begynnelsen er så svak at den kan sees helt bort ifra, men blir mer og mer ut-preget i den utstrekning antallet funksjoneringer av apparatet vokser. Vedheftingen av kontaktene setter overspenningsbeskyttelsen ut av bruk ved å opprette en perma-nent kortslutning mellom to av dens ende-kontakter. Etter at funksjoneringen av overspenningsbeskyttelsen har fremkalt denne vedhefting, smelter ved utskifting av den smeltesikring som er innkoblet over linjen og som mater anlegget som skal beskyttes, den nye smeltesikring umiddelbart; man legger således nødvendigvis merke til at overspenningsbeskyttelsen er ute av bruk. I hele denne tid fortsetter anlegget som skal beskyttes, å være sikret, da brud-det av smeltesikringen isolerer det fra den linje som mater anlegget.

Hvis derimot overspenningsbeskyttelsen ødelegges, enten ved endring av dets gassatmosfære, f. eks. på grunn av ab-sorbsjon av en del av denne atmosfære ved virkningen av utladningene eller ved man-gel på tetthet på grunn av sprekker i kolben, f. eks. i nærheten av en strømleder, hvorved kolben vil bli fylt med luft, varierer tennspenningen. Hvis denne synker for meget, kan overspenningsbeskyttelsen virke feilaktig, hvilket fremkaller ubeføyet driftsstopp. Hvis tennspenningen stiger meget på grunn av at luft er kommet inn, virker overspenningsbeskyttelsen da bare for overspenninger som skader anlegget som skal beskyttes, hvorved dette altså ikke lenger er beskyttet.

Sannsynligheten for at overspenningsbeskyttelsen blir dårligere, vokser med det antall funksjoneringer som den under-kastes. Sikkerheten for beskyttelsesanord-ningen økes altså betydelig ved at vedheftingen av elektrodene begrenser antallet funksjoneringer av overspenningsbeskyttelsen.

Benyttelsen av en bilamell-overspenningsbeskyttelse av bare de to første hovedtrekk, de som vedrører sammensetningen av kontaktstykkene og sammensetningen av atmosfæren, tillater vanligvis å oppnå vedheftingen av elektrodene etter flere tusen funksjoneringer under den maksimal-overspenning, for hvilken overspenningsbeskyttelsen er beregnet, dette antall funksjoneringer før vedhefting gir dette apparat en levetid som i praksis er helt tilstrekkelig, men som imidlertid ligger under den, med hvilken en feil er sannsynlig.

Anvendelsen av det ytterligere hovedtrekk, nemlig anvendelsen av en meget liten kontaktflate, gjør det mulig med så godt som full sikkerhet å få denne vedhefting etter et visst antall funksjoneringer.

For bedre å forstå oppfinnelsen skal et utførelseseksempel beskrives nedenfor, idet det vises skjematisk på vedføyede tegning.

Fig. 1 er et vertikalt oppriss, og

fig. 2 er et tverrsnitt etter planet II—II i fig. 1.

Den på tegningen viste overspenningsbeskyttelse omfatter en kolbe 3 av glass som er lukket oventil ved en spiss del 1, stammende fra det utpumpingsrør, ved hjelp av hvilket man har tilveiebrakt va-kuum i overspenningsbeskyttelsen og derpå innført i denne en hensiktsmessig atmosfære, kolben 3 er lukket ved den nedre del av et press-stykke 7, i hvilket er tett inne-sluttet strømledere 6 og 9 for de to elektroder 2 og 10, 11, 12 i overspenningsbeskyttelsen.

Strømlederen er sveiset eller fastloddet til enden av en første elektrode 2 som be-

står av f. eks. en nikkelstav. Et glassrør 4, som er fastsmeltet ved den nedre ende til pressdelen 7, omslutter den del av lederen 6, som ligger ovenfor pressdelen 7, liksom den undre del av elektroden 2.

Røret 4 er blitt oppvarmet helt til bløt-gjøring. Denne behandling har brakt det til å smelte fast til tråden 6, idet denne med hensyn til sin tette inneslutning i pressdelen 7 er av metall, som lett smelter fast til glass, f. eks. en legert tråd som i handelen kalles «Dumet». På grunn av denne fastsmelting forblir røret 4 på plass til og med om det går i stykker, f. eks. i tilfelle av et støt mot overspenningsbeskyttelsen. Røret 4 er vanligvis ikke fastsmeltet til elektroden 2, idet dennes metall ikke er valgt spesielt med hensyn til fastsmelting til glass.

Strømlederen 9 er fastsmeltet til enden av en nikkelstav 10, som strekker seg nes-ten parallelt med elektroden 2. Det sted hvor trådene 9 og 10 er fastsmeltet til hverandre, ligger i pressdelen 7. Staven 10 som er av nikkel, er ikke tett innsmeltet i pressdelen, men lederen 10 er av «Dumet», og dens tette innsmeltning i pressdelen 7 sik-rer tetning av gjennomføringen av trådene 9 og 10.

En bilamell 11 er i den nedre del fastsmeltet til staven 10. I den øvre del er til denne festet ved fastsmelting et noen mm langt stykke 12 av en nikkelstav, hvis aksel står stort sett perpendikulært på elektro-dens 2 og som danner kontaktstykke. Når bilamellen 11, oppvarmet ved en utladning i overspenningsbeskyttelsen, deformeres og bringer kontaktstykket 12 mot elektroden 2, er kontaktflaten mellom disse to sist-nevnte stykker meget liten, hvilket bidrar til deres vedhefting ved smelting, slik som vist ved forsøk. Den omstendighet at kontaktstykket 12 og stangen 2, som likeledes danner et kontaktstykke, er av nikkel, be-gunstiger likeledes fastsmeltingen av disse stykker. Dette har likeledes vist seg ved forsøk, likeens oppnåelsen av lignende re-sultater med kontaktstykkene, utført av metaller, inneholdende i det vesentlige jern og nikkel. Ikke alle metaller med jern eller nikkel eller jern og nikkel som grunn-metall frembyr denne fordel, men erfaring viser lett om et par kontaktstykker er egnet eller ikke.

Den andre elektroden i overspenningsbeskyttelsen består av tråden 10, bilamellen 11 og stykket 12.

Atmosfæren i overspenningsbeskyttelsen omfatter 99,4 % argon og 0,6 % kvelstoff under et trykk av 40 mm kvikksølv. Når avstanden mellom stykket 12 og elektroden 2, når overspenningsbeskyttelsen er kold, er 0,5 mm, er en slik overspennings-<1>

beskyttelsestennspenning ca. 225 volt like-strøm. Andre kombinasjoner av avstand

mellom elektrodene og beskaffenheten og

trykket av atmosfæren kan benyttes for

å gi enten samme tennspenning eller for-skjellige tennspenninger, men i alle de fore-kommende tilfeller skal atmosfæren være

sammensatt av en edelgass og en liten del

kvelstoff, hvis man vil oppnå vedhefting

av elektrodene ved slutten av et ikke altfor

stort antall funksjoneringer.

Av 20 overspenningsbeskyttelser av den

ovenfor beskrevne type har seks fått sine

elektroder vedheftet mellom 2500 og 10,000

funksjoneringer, og hele antallet har vist

vedhefting mellom 2,500 og 50,000 funksjoneringer fremkalt av den maksimalover-spenning, for hvilken de er anordnet. Ingen

har vist noen forringelse, som hindret en

normal virkemåte.

Claims (1)

1. Overspenningsbeskyttelse omfattende

   en beholder med en lavtrykksatmosfære av en gassblanding, i hvilken der ved inntredende overspenning oppstår en utladning mellom to elektroder, hvor i det minste den ene av elektrodene i overspenningsbeskyttelsen omfatter en bimetalldel, som når den ved utladningen er blitt tilstrekkelig varm, bringer et første kontaktstykke, som er forbundet med den av elektrodene i overspenningsbeskyttelsen som omfatter den nevnte bimetalldel, og et annet kontaktstykke, som er forbundet med en annen elektrode i overspenningsbeskyttelsen, til å berøre hverandre, karakterisert ved at i det øyemed å gi kontaktene under bruk en fremskridende tilbøyelighet til å klebe sammen, kombineres følgende tre trekk: a: disse to kontaktstykker er av jern eller av nikkel eller av en legering omfattende stort sett disse metaller, b: den indre atmosfære i overspenningsbeskyttelsen er en edel gass med en tilsetning av kvelstoff av størrelsesorden 0,5 %, c: de to nevnte kontaktstykker har en slik form og en slik beliggenhet at deres kontaktflate er meget liten.