WO2013014167A1 - Elektrischer drei-elektroden-überspannungsableiter - Google Patents

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WO2013014167A1
WO2013014167A1 PCT/EP2012/064521 EP2012064521W WO2013014167A1 WO 2013014167 A1 WO2013014167 A1 WO 2013014167A1 EP 2012064521 W EP2012064521 W EP 2012064521W WO 2013014167 A1 WO2013014167 A1 WO 2013014167A1
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WO
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electrode
surge arrester
outer electrode
arrester according
center electrode
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PCT/EP2012/064521
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Inventor
Winfried VÖLKNER
Gero Zimmermann
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TDK Electronics AG
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Epcos AG
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Publication date
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    • 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
    • H01T4/16—Overvoltage arresters using spark gaps having a plurality of gaps arranged in series
    • 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
    • H01T2/00—Spark gaps comprising auxiliary triggering means
    • H01T2/02—Spark gaps comprising auxiliary triggering means comprising a trigger electrode or an auxiliary spark gap

Definitions

  • the invention relates to a three-electrode surge arrester.
  • the threshold voltage is increased under static or static load with a rise in the voltage of
  • a problem to be solved is to provide an improved concept for Kon ⁇ a three-electrode surge arrester.
  • Surge arresters has a first outer electrode, a second external electrode and a center electrode ⁇ jointly define a first and a second cavity ge, which are arranged on both sides of the center electrode.
  • the first and the second outer electrode are in this case arranged with unsymmetri ⁇ rule intervals with respect to the center electrode. Since ⁇ by arise differently long distances between the outer electrode and the center electrode, leading to different lengths in the ignition spark gaps ⁇ case. This will for example be achieved in that the respective static ignition voltage between the first outer electrode and the center electrode and between the second outer electrode and the center electrode are different or have the Ab ⁇ stands according unbalanced distribution. As ⁇ by a low ignition delay between the sections can be achieved.
  • the surge arrester be ⁇ adjoin the first outer electrode and the center electrode ei ⁇ NEN first cavity while the second outer electrode and the center electrode define a second cavity.
  • the first cavity and the second cavity are disposed on both sides of the center electrode.
  • a first spark gap Zvi ⁇ rule of the first outer electrode and the center electrode is shorter than a second spark gap between the second Au ⁇ texelektrode and the center electrode. It can thereby be achieved that an ignition voltage for the first spark gap is smaller than the corresponding ignition voltage of the second
  • Radio link The ratio between the lengths of the two spark gaps and the ratio between the resulting ignition voltages has a non-linear dependence voneinan ⁇ on.
  • the first spark gap is at least a factor of 2, in particular at least a factor of 5, shorter than the second spark gap.
  • a length of the first spark gap is a maximum of 1 mm.
  • Ge ⁇ Mäss further embodiments, a length of the second spark gap is at least 5 mm.
  • the first spark gap and the second spark gap are so dimensioned di ⁇ with respect to their length that an ignition voltage between the adoptedelekt ⁇ rode and the center electrode is smaller, and in particular we ⁇ iquess is smaller by a factor of 5, than the firing voltage between the second Outer electrode and the center electrode.
  • the ignition voltages are in particular static Zündspannun ⁇ conditions.
  • the length of the first spark gap can be adjusted so that a static ignition voltage of 300 V between the first outer electrode and the center electrode results, while the second spark gap is dimensioned so that a static Zünd ⁇ voltage between the second outer electrode and the center electrode is 1500V.
  • a voltage in the Wertebe results as ignition voltage between the first outer electrode and the second external electrode ⁇ range between 1300 V and 2000 V.
  • the center electrode in an exporting ⁇ approximate shape to the side of the first outer electrode in the form of a Pot electrode on.
  • a distance to the first outer electrode can be reduced.
  • the center electrode to the side of the second outer electrode in the form of a flat electrode.
  • the center electrode to the side of the first outer electrode has a greater expression than to the side of the second Au ⁇ .elektrode.
  • the first outer electrode alternatively or additionally on the shape of a pot electrode. This further supports the formation of a first spark gap of short length, in particular in conjunction with egg ⁇ ner corresponding shaping of the center electrode also as a pot electrode.
  • the secondröelekt ⁇ rode on the shape of a flat electrode. This allows as ⁇ derum a greater distance from the center electrode upright sustainer ⁇ th to maintain a suitably long second spark gap to be expected.
  • the electrodes may have a waffled surface in various embodiments.
  • ⁇ ips one of the outer electrodes or at least one side of the center electrode in such a surface of embossed.
  • an electrode activation compound can be applied to the electrodes in the area of the waffled surface be.
  • the surfaces may be pasted with an activating compound.
  • the interior of the surge arrester is gas-tight against the environment. Inside the surge arrester there is a gas. This results in the parameter of the surge arrester, in particular in loading ⁇ train to the ignition voltage advantageous in a reproducible manner.
  • the surge arrester in various embodiments, has a common gas space formed by the first cavity and the second cavity. Accordingly, there is a gas-permeable connection between the first and second cavities.
  • the first cavity and the second cavity are beispielswei ⁇ se limited by a respective cylindrical ceramic body.
  • several ignition strips are integrally ⁇ arranged on the inside of such a ceramic body. This measure supports the build-up of a discharge when the surge arrester responds.
  • the ignition strips are either electrically connected to one of the side electrodes and extend into the discharge rear space behind the center electrode, but not deep into the rear space of the respective other side electrode. As a result, wall discharges are avoided. Alternatively, the ignition strips are not connected to any of the electrodes. In a further embodiment, both alternatives of the Zündstrichan extract are advantageously used.
  • the activation mass has a positive effect on a discharge build-up and its reproducibility.
  • the second cavity is in particular characterized by a cylindrical ceramic body. borders, which comprises two composite, in particular soldered, cylindrical Operakeramikève.
  • the larger electrode distance between the Mittelelekt ⁇ rode and the second external electrode can be achieved advantageous ⁇ way.
  • two similar cylindrical ceramic body can be used, so that can be dispensed with the production of a separate ceramic body with a larger cylinder height. Since ⁇ through can be kept low production costs.
  • the outer electrodes and the center electrode have electrical connection contacts in various embodiments. Via the connection contacts a contact to a board can be made.
  • the distance of the terminals between the first outer electrode and the center electrode is smaller than the distance between the on ⁇ connection contacts between the second outer electrode and the center electrode.
  • FIG. 1 shows a sketch of an embodiment of a surge arrester in partial cross-section with side electrodes and a center electrode
  • Figure 2 is a perspective view of an embodiment of a surge arrester
  • Figure 3 is a side view of an embodiment of a
  • Figure 4 is another side view of an embodiment of a surge arrester.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a three-electrode surge arrester 1 in a sectional view.
  • the surge arrester 1 has a first outer electrode 2, a second outer electrode 3 and a center electrode 4.
  • a first cylindrical insulating body 5 is provided between the first outer electrode 2 and the center electrode 4, which is designed in particular as a ceramic body.
  • a second cylindrical insulating body 6 is arranged, which is also designed as a ceramic body.
  • the second ceramic body 6 is composed of two cylindrical partial ceramic bodies 16, 16 '.
  • the ceramic bodies 5, 6 form respective cavities 7, 8.
  • the ceramic bodies 5, 6, 16, 16 'and the electrodes 2, 3, 4 are fixedly connected to each other, in particular by soldering, so that in the interior of the cylindrical ceramic body 5, 6 a common Gas space is formed.
  • the thus formed interior or gas space 7.8 of the Surge arrester 1 is sealed gas-tight and ent ⁇ holding a gas having a hydrogen content of between 5% and 30%, but in particular has a proportion of about 20%.
  • At the electrodes 2, 3, 4 respective terminal contacts 12, 13, 14 are attached. Due to the common gas space 7, 8 results in a low ignition delay between the individual spark gaps dl, d2.
  • the electrodes 2, 3, 4 are preferably formed from copper or have a copper content.
  • the first outer electrode 2 has the shape of a pot electrode, the pot shape being directed in the direction of the center electrode 4.
  • the center ⁇ electrode 4 has on the side facing the first Jardinelektro ⁇ de, also a shape of a pot electrode, while the second outer electrode 3 facing Sei te ⁇ formed as a flat electrode.
  • the second relieelekt ⁇ rode 3 is also designed as a flat electrode itself.
  • a length of the first spark gap is at most 1 mm, while a length of the second spark gap is at least 5 mm. Due to the common gas space 7, 8 results in a low ignition delay between the individual spark gaps dl, d2.
  • a length of 0.4 mm is selected, for example, for the first spark gap dl, while the second Funkenstre ⁇ blocks d2 has a length of 9.5 mm. This results in a static ignition voltage of about 300 V for the first spark gap dl, while the static ignition voltage for the second spark gap d2 is 1500 V.
  • the size of the ignition ⁇ voltages depends on the spacing of the electrodes or the length of the spark gap, said ⁇ together menhang has a non-linear course.
  • a static ignition voltage of about 1300 V to
  • FIG. 1 shows a perspective view of an embodiment ⁇ form of a three-electrode surge arrester 1, which is formed in ⁇ example, according to the embodiment shown in Figure 1.
  • the ceramic body 6 is in turn composed of two partial ceramic bodies 16, 16 ', wherein the connection of the partial ceramic body 16, 16' is made by a soldering.
  • the electrodes 2, 3, 4 each have an outwardly guided metallic ring, which are electrically connected to the electrode surfaces not visible here. Attached to the rings of the electrodes 2, 3, 4 are pin-shaped connection contacts 12, 13, 14, which are respectively bent at the end, which is fastened to the electrodes 2, 3, 4.
  • the connection contacts 12, 13, 14 are soldered or welded, for example, to the rings of the electrodes 2, 3, 4. With the connection contacts 12, 13, 14 of the surge arrester 1 can be mounted for example on a circuit board.
  • FIG. 3 shows a side view of an embodiment of the surge arrester 1 in accordance with one of the previously illustrated embodiments.
  • FIG. 4 shows a plan view of an embodiment of a surge arrester 1 along the cylinder axis of the ceramic body of the surge arrester.
  • the first outer electrode 2 and the ring of the center electrode 4 can be seen.
  • the curved Closing contact 12 can be seen, which is attached to the first outer electrode 2.
  • the gas-tight and filled with a gas interior 7, 8 of the surge arrester 1 contains an addition of hydrogen.
  • the proportion of hydrogen may be between 5% and 30%; however, about 20% hydrogen is typical.
  • the surge arrester 1 is formed cylindrically with an outer diameter of less than 8 mm.
  • the surge arrester has an outer diameter of at most 5 mm.
  • the surge arrester 1 is preferred munikations adopted in a telecom, for example, used a Telecommunicati ⁇ onsnetztechnik; but is not limited to Telecommunicati ⁇ onsnetztechnike and can be used in any other electrical circuit in which high voltages gene must be removed by means of a surge arrester.
  • the surge arrester 1 is suitable for lightning protection applications in which the surge arrester is or can be at least temporarily at symmetrical voltages relative to ground.

Landscapes

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

Abstract

Ein elektrischer gasgefüllter Drei-Elektroden-Überspannungsableiter weist eine erste Außenelektrode (2), eine zweite Außenelektrode (3) und eine Mittelelektrode (4) auf. Die erste Außenelektrode (2) und die Mittelelektrode (4) begrenzen einen ersten Hohlraum (7). Die zweite Außenelektrode (3) und die Mittelelektrode (4) begrenzen einen zweiten Hohlraum (8). Der erste (7) und der zweite (8) Hohlraum sind zu beiden Seiten der Mittelelektrode (4) angeordnet. Eine erste Funkenstrecke (d1) zwischen der ersten Außenelektrode (2) und der Mittelelektrode (4) ist kürzer als eine zweite Funkenstrecke (d2) zwischen der zweiten Außenelektrode (3) und der Mittelelektrode (4).

Description

Beschreibung
Elektrischer Drei-Elektroden-Überspannungsableiter Die Erfindung betrifft einen Drei-Elektroden- Überspannungsableiter .
Aus der Druckschrift DE 4330178 B4 ist ein Überspannungs¬ abieiter bekannt.
Im Inneren des Überspannungsabieiters kommt es bei Über¬ schreiten einer bestimmten Grenzspannung, der Zündspannung, zu einem Lichtbogenüberschlag zwischen zwei bzw. den drei Elektroden. Die Grenzspannung wird bei statischer oder stati- onärer 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/ys als Ansprechstoßspannung Uas bezeichnet. Der Lichtbogen wird durch den speisenden Strom aufrecht erhalten, solange die elektri- sehen Bedingungen für den Lichtbogen gegeben sind.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein verbessertes Kon¬ zept für einen Drei-Elektroden-Überspannungsableiter anzugeben .
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand des unabhängigen An¬ spruchs gelöst. Ausgestaltungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Ein elektrischer gasgefüllter Drei-Elektroden-
Überspannungsableiter weist eine erste Außenelektrode, eine zweite Außenelektrode und eine Mittelelektrode auf, die ge¬ meinsam einen ersten und einen zweiten Hohlraum begrenzen, die beidseitig der Mittelelektrode angeordnet sind. Die erste und die zweite Außenelektrode werden hierbei mit unsymmetri¬ schen Abständen bezüglich der Mittelelektrode angeordnet. Da¬ durch ergeben sich unterschiedlich lange Abstände zwischen den Außenelektroden und der Mittelelektrode, welche im Zünd¬ fall zu unterschiedlich langen Funkenstrecken führen. Dadurch wird beispielsweise erreicht, dass die jeweiligen statischen Zündspannungen zwischen erster Außenelektrode und Mittelelektrode sowie zwischen zweiter Außenelektrode und Mittel- elektrode unterschiedlich sind beziehungsweise eine den Ab¬ ständen entsprechend unsymmetrische Verteilung aufweisen. Da¬ durch kann ein geringer Zündverzug zwischen den Teilstrecken erreicht werden. Gemäß einer Ausführungsform des Überspannungsabieiters be¬ grenzen die erste Außenelektrode und die Mittelelektrode ei¬ nen ersten Hohlraum, während die zweite Außenelektrode und die Mittelelektrode einen zweiten Hohlraum begrenzen. Der erste Hohlraum und der zweite Hohlraum sind zu beiden Seiten der Mittelelektrode angeordnet. Eine erste Funkenstrecke zwi¬ schen der ersten Außenelektrode und der Mittelelektrode ist kürzer als eine zweite Funkenstrecke zwischen der zweiten Au¬ ßenelektrode und der Mittelelektrode. Dadurch kann erreicht werden, dass eine Zündspannung für die erste Funkenstrecke kleiner ist als die entsprechende Zündspannung der zweiten
Funkenstrecke. Das Verhältnis zwischen den Längen der beiden Funkenstrecken und das Verhältnis zwischen den resultierenden Zündspannungen weist eine nichtlineare Abhängigkeit voneinan¬ der auf.
Beispielsweise ist die erste Funkenstrecke wenigstens um den Faktor 2, insbesondere wenigstens um den Faktor 5, kürzer als die zweite Funkenstrecke. In verschiedenen Ausführungsformen beträgt eine Länge der ersten Funkenstrecke maximal 1 mm. Ge¬ mäß weiteren Ausführungsformen beträgt eine Länge der zweiten Funkenstrecke mindestens 5 mm. In verschiedenen Ausführungsformen sind die erste Funkenstrecke und die zweite Funkenstrecke bezüglich ihrer Länge so di¬ mensioniert, dass eine Zündspannung zwischen der Außenelekt¬ rode und der Mittelelektrode kleiner ist, insbesondere we¬ nigstens um den Faktor 5 kleiner ist, als die Zündspannung zwischen der zweiten Außenelektrode und der Mittelelektrode. Die Zündspannungen sind insbesondere statische Zündspannun¬ gen .
In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Länge der ersten Funkenstrecke so eingestellt werden, dass sich eine statische Zündspannung von 300 V zwischen der ersten Außenelektrode und der Mittelelektrode ergibt, während die zweite Funkenstrecke so dimensioniert ist, dass eine statische Zünd¬ spannung zwischen der zweiten Außenelektrode und der Mittel- elektrode 1500 V beträgt. Bei einer solchen Dimensionierung ergibt sich als Zündspannung zwischen der ersten Außenelektrode und der zweiten Außenelektrode eine Spannung im Wertebe¬ reich zwischen 1300 V und 2000 V. Die stark unterschiedlichen Abstände der Elektroden beziehungsweise Längen der Funkenstrecken werden beispielsweise durch eine unsymmetrische Ausgestaltung, insbesondere eine hochunsymmetrische Ausgestaltung der Mittelelektrode er¬ reicht .
Dementsprechend weist die Mittelelektrode in einer Ausfüh¬ rungsform zur Seite der ersten Außenelektrode die Form einer Topfelektrode auf. Dadurch kann beispielsweise ein Abstand zur ersten Außenelektrode hin verringert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Mittelelektro- de zur Seite der zweiten Außenelektrode die Form einer Flachelektrode auf. Dadurch kann ein hoher Abstand zur zweiten Außenelektrode erreicht werden.
Vorteilhaft weist somit in verschiedenen Ausführungsformen die Mittelelektrode zu der Seite der ersten Außenelektrode eine größere Ausprägung auf als zu der Seite der zweiten Au¬ ßenelektrode .
In weiteren Ausführungsformen weist die erste Außenelektrode alternativ oder zusätzlich die Form einer Topfelektrode auf. Diese unterstützt weiterhin die Ausbildung einer ersten Funkenstrecke geringer Länge, insbesondere in Verbindung mit ei¬ ner entsprechenden Ausformung der Mittelelektrode ebenfalls als Topfelektrode .
Gemäß weiteren Ausführungsformen weist die zweite Außenelekt¬ rode die Form einer Flachelektrode auf. Damit lässt sich wie¬ derum ein größerer Abstand zur Mittelelektrode aufrechterhal¬ ten, um eine entsprechend lange zweite Funkenstrecke zu er- halten.
Die Elektroden können in verschiedenen Ausführungsformen eine gewaffelte Oberfläche aufweisen. Beispielsweise weisen we¬ nigstens eine der Außenelektroden oder wenigstens eine Seite der Mittelelektrode eine solche gewaffelte Oberfläche auf.
Auf die Elektroden kann im Bereich der gewaffelten Oberfläche insbesondere eine Elektrodenaktivierungsmasse aufgebracht sein. Insbesondere können die Oberflächen mit einer Aktivierungsmasse bepastet sein.
Der Innenraum des Überspannungsabieiters ist gegenüber der Umgebung gasdicht verschlossen. Im Innenraum des Überspannungsabieiters befindet sich ein Gas. Dadurch ergeben sich die Parameter des Überspannungsabieiters, insbesondere in Be¬ zug auf die Zündspannung vorteilhaft in reproduzierbarer Weise. Der Überspannungsabieiter weist in verschiedenen Ausfüh- rungsformen einen gemeinsamen Gasraum auf, der durch den ersten Hohlraum und den zweiten Hohlraum gebildet ist. Dementsprechend besteht zwischen dem ersten und dem zweiten Hohlraum eine gasdurchlässige Verbindung. Der erste Hohlraum und der zweite Hohlraum sind beispielswei¬ se durch einen jeweiligen zylindrischen Keramikkörper begrenzt. In verschiedenen Ausführungsformen sind an der Innenseite eines solchen Keramikkörpers mehrere Zündstriche ange¬ ordnet. Diese Maßnahme unterstützt den Aufbau einer Entladung beim Ansprechen des Überspannungsabieiters. Die Zündstriche sind entweder mit einer der Seitenelektroden elektrisch verbunden und erstrecken sich bis in den Entladungshinterraum hinter die Mittelelektrode, jedoch nicht bis tief in den Hin¬ terraum der jeweils anderen Seitenelektrode. Dadurch werden Wandentladungen vermieden. Alternativ sind die Zündstriche mit keiner der Elektroden verbunden. In einer weiteren Ausführungsform werden mit Vorteil beide Alternativen der Zündstrichanordnung eingesetzt. Die Aktivierungsmasse wirkt sich positiv auf einen Entladungsaufbau und deren Reproduzierbar- keit aus.
In verschiedenen Ausführungsformen ist der zweite Hohlraum insbesondere durch einen zylindrischen Keramikkörper be- grenzt, der zwei zusammengesetzte, insbesondere verlötete, zylindrische Teilkeramikkörper umfasst. Dadurch kann vorteil¬ haft der größere Elektrodenabstand zwischen der Mittelelekt¬ rode und der zweiten Außenelektrode erreicht werden. Zudem können zwei gleichartige zylindrische Keramikkörper verwendet werden, sodass auf die Produktion eines eigenen Keramikkörpers mit größerer Zylinderhöhe verzichtet werden kann. Da¬ durch lassen sich die Produktionskosten niedrig halten. Die Außenelektroden und die Mittelelektrode weisen in verschiedenen Ausführungsformen elektrische Anschlusskontakte auf. Über die Anschlusskontakte kann ein Kontakt zu einer Platine hergestellt werden. Vorzugsweise ist der Abstand der Anschlusskontakte zwischen der ersten Außenelektrode und der Mittelelektrode kleiner als der Abstand zwischen der An¬ schlusskontakten zwischen der zweiten Außenelektrode und der Mittelelektrode .
Der Überspannungsabieiter wird im Folgenden anhand von Aus- führungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert .
Die nachfolgend beschriebenen Zeichnungen sind nicht als ma߬ stabsgetreu aufzufassen. Vielmehr können zur besseren Dar- Stellung einzelne Dimensionen vergrößert, verkleinert oder auch verzerrt dargestellt sein.
Gleiche Elemente oder Elemente mit gleichen Funktionen sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen:
Figur 1 eine Skizze einer Ausführungsform eines Überspannungsabieiters im Teilquerschnitt mit Seitenelekt- roden und einer Mittelelektrode,
Figur 2 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Überspannungsabieiters, Figur 3 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines
Überspannungsabieiters, und
Figur 4 eine weitere Seitenansicht einer Ausführungsform eines Überspannungsabieiters.
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform eines Drei-Elektroden- Überspannungsableiters 1 in einer Schnittansicht. Der Über- spannungsableiter 1 weist eine erste Außenelektrode 2, eine zweite Außenelektrode 3 sowie eine Mittelelektrode 4 auf. Zwischen der ersten Außenelektrode 2 und der Mittelelektrode 4 ist ein erster zylindrischer Isolierkörper 5 vorgesehen, welcher insbesondere als Keramikkörper ausgeführt ist. In ähnlicher Weise ist zwischen der zweiten Außenelektrode 3 und der Mittelelektrode 4 auf der gegenüberliegenden Seite ein zweiter zylindrischer Isolierkörper 6 angeordnet, welcher ebenfalls als Keramikkörper ausgeführt ist. Insbesondere ist der zweite Keramikkörper 6 aus zwei zylindrischen Teilkeramikkörpern 16, 16' zusammengesetzt. Die Keramikkörper 5, 6 bilden jeweilige Hohlräume 7, 8. Die Keramikkörper 5, 6, 16, 16' und die Elektroden 2, 3, 4 sind fest miteinander verbunden, insbesondere durch Verlöten, sodass im Inneren der zylindrischen Keramikkörper 5, 6 ein gemeinsamer Gasraum gebildet ist. Der so gebildete Innenraum bzw. Gasraum 7,8 des Überspannungsabieiters 1 ist gasdicht verschlossen und ent¬ hält ein Gas, das einen Wasserstoffanteil zwischen 5% und 30%, insbesondere jedoch einen Anteil von etwa 20% hat. An den Elektroden 2, 3, 4 sind jeweilige Anschlusskontakte 12, 13, 14 angebracht. Durch den gemeinsamen Gasraum 7, 8 ergibt sich ein geringer Zündverzug zwischen den einzelnen Funkenstrecken dl, d2.
Die Elektroden 2, 3, 4 sind vorzugsweise aus Kupfer gebildet oder weisen einen Kupferanteil auf. Die erste Außenelektrode 2 weist die Form einer Topfelektrode auf, wobei die Topfform in Richtung der Mittelelektrode 4 gerichtet ist. Die Mittel¬ elektrode 4 weist auf der Seite, die der ersten Außenelektro¬ de zugewandt ist, ebenfalls eine Form einer Topfelektrode auf, während die der zweiten Außenelektrode 3 zugewandte Sei¬ te als Flachelektrode ausgebildet ist. Die zweite Außenelekt¬ rode 3 ist selbst ebenfalls als Flachelektrode ausgeführt.
In den Hohlräumen 7, 8 zwischen den Elektroden 2, 3, 4 sind jeweils an der Innenseite der Keramikkörper 5, 6 Zündstriche 11, 11' vorgesehen. Durch die Zündstriche 11, 11' wird beim Ansprechen des Überspannungsabieiters 1 der Aufbau einer Ent¬ ladung unterstützt. Durch die Form der Elektroden 2, 3, 4 ergibt sich ein stark unsymmetrischer Aufbau des Überspannungsabieiters 1, insbe¬ sondere bezüglich der jeweiligen Abstände zwischen den Außenelektroden 2, 3 und der Mittelelektrode 4. Insbesondere ist die Mittelelektrode 4 deutlich unsymmetrisch aufgebaut. Vor- liegend ergibt sich durch die beidseitige topfförmige Gestal¬ tung der ersten Außenelektrode der entsprechenden Seite der Mittelelektrode 4 ein geringer Elektrodenabstand beziehungs¬ weise eine geringe erste Funkenstrecke dl. Zwischen der zwei- ten Außenelektrode 3 und der entsprechend zugewandten Seite der Mittelelektrode 4 ergibt sich ein größerer Elektrodenab¬ stand beziehungsweise eine größere zweite Funkenstrecke d2. Beispielsweise beträgt eine Länge der ersten Funkenstrecke maximal 1 mm, während eine Länge der zweiten Funkenstrecke mindestens 5 mm beträgt. Durch den gemeinsamen Gasraum 7, 8 ergibt sich ein geringer Zündverzug zwischen den einzelnen Funkenstrecken dl, d2. Vorliegend ist beispielsweise für die erste Funkenstrecke dl eine Länge von 0,4 mm gewählt, während die zweite Funkenstre¬ cke d2 eine Länge von 9,5 mm aufweist. Dadurch ergibt sich für die erste Funkenstrecke dl eine statische Zündspannung von etwa 300 V, während die statische Zündspannung für die zweite Funkenstrecke d2 1500 V beträgt. Die Größe der Zünd¬ spannungen hängt vom jeweiligen Abstand der Elektroden beziehungsweise der Länge der Funkenstrecke ab, wobei der Zusam¬ menhang einen nichtlinearen Verlauf aufweist. Zwischen der ersten Außenelektrode 2 und der zweiten Außenelektrode 3 er- gibt sich eine statische Zündspannung von etwa 1300 V bis
2000 V. Durch die asymmetrische Anordnung wird ein Zündspannungsverhältnis zwischen der ersten und der zweiten Funkenstrecke von etwa 1:5 erreicht. Die Oberflächen 9, 9' sind bei der vorliegenden Ausführungs¬ form insbesondere gewaffelt ausgeführt, wobei in den Vertie¬ fungen der Waffelung eine Elektrodenaktivierungsmasse vorge¬ sehen ist, welche einen Entladungsaufbau unterstützt und re¬ produzierbare statische Zündspannungen sowie einen stabilen Zündspannungspegel gewährleistet. In verschiedenen Ausfüh¬ rungsformen wird auch die Mittelelektrode 4 auf einer oder beiden Seiten bepastet. Figur 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungs¬ form eines Drei-Elektroden-Überspannungsableiters 1, der bei¬ spielsweise gemäß der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform ausgebildet ist. Hierbei ist der Aufbau des Überspannungsab- leiters 1 mit den Außenelektroden 2, 3 und der Mittelelektro¬ de 4 sowie den dazwischen angeordneten Keramikkörpern 5, 6 zu erkennen. Der Keramikkörper 6 ist wiederum aus zwei Teilkeramikkörpern 16, 16' zusammengesetzt, wobei die Verbindung der Teilkeramikkörper 16, 16' durch eine Verlötung hergestellt ist. Die Elektroden 2, 3, 4 weisen jeweils einen nach außen geführten metallischen Ring auf, der elektrisch mit den hier nicht sichtbaren Elektrodenoberflächen verbunden sind. An die Ringe der Elektroden 2, 3, 4 sind stiftförmige Anschlusskontakte 12, 13, 14 angebracht, welche jeweils an dem Ende, wel- ches an den Elektroden 2, 3, 4 befestigt ist, gebogen sind. Die Anschlusskontakte 12, 13, 14 sind beispielsweise an die Ringe der Elektroden 2, 3, 4 gelötet oder verschweißt. Mit den Anschlusskontakten 12, 13, 14 kann der Überspannungsabieiter 1 beispielsweise auf einer Platine angebracht werden.
Figur 3 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform des Überspannungsabieiters 1 in entsprechend einer der zuvor ge¬ zeigten Ausführungsformen. Hierbei ist wieder der zusammengesetzte Aufbau des Überspannungsabieiters 1 aus Außenelektro- den 2, 3, Mittelelektrode 4 und Keramikkörpern 5, 6 zu erken¬ nen .
Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführungsform eines Überspannungsabieiters 1 entlang der Zylinderachse der Kera- mikkörper des Überspannungsabieiters. In dieser Ansicht sind insbesondere die erste Außenelektrode 2 sowie der Ring der Mittelelektrode 4 zu erkennen. Zudem ist der gebogene An- Schlusskontakt 12 zu sehen, der an der ersten Außenelektrode 2 befestigt ist.
Es erweist sich als vorteilhaft, für die Elektroden im Innen- räum des Überspannungsabieiters Kupfer zu verwenden und die äußeren Anschlüsse aus einer Eisen-Nickel-Legierung vorzusehen. Besonders vorteilhaft ist die Eisen-Nickel-Legierung, z. B . Fe58Ni42, verkupfert. Dadurch lassen sich optimale Eigen¬ schaften im Innenraum und bei der Verschlusslötung des Über- spannungsableiters erreichen.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der der gasdichte und mit einem Gas gefüllte Innenraum 7, 8 des Über- spannungsableiters 1 einen Zusatz von Wasserstoff enthält. 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 Über- spannungsableiters 1 verkürzt und die Ansprechstoßspannung verringert sich.
Beispielsweise ist der Überspannungsabieiter 1 zylindrisch mit einem Außendurchmesser von weniger als 8 mm ausgebildet. In einer bevorzugten Ausführungsform hat der Überspannungsabieiter einen Außendurchmesser von höchstens 5 mm. Durch die besonders kleine Bauform und die hervorragenden elektrischen Werte ergeben sich vielfältige Einsatzmöglichkeiten, insbesondere zum Schutz kleiner elektronischer Geräte.
Bevorzugt wird der Überspannungsabieiter 1 in einer Telekom- munikationseinrichtung, beispielsweise einem Telekommunikati¬ onsnetzwerk verwendet; er ist aber nicht auf Telekommunikati¬ onsnetzwerke eingeschränkt und kann auch in jeder anderen elektrischen Schaltung verwendet werden, in der hohe Spannun- gen mittels eines Überspannungsabieiters abgeführt werden müssen. Insbesondere ist der Überspannungsabieiter 1 für Blitzschutzanwendungen geeignet, bei denen der Überspannungsabieiter zumindest zeitweise an symmetrischen Spannungen ge- gen Erde liegt, bzw. liegen kann.
Der Einsatz eines unsymmetrischen Drei-Elektroden- Überspannungsableiters erlaubt die Auslegung eines Trigger¬ kreises so, dass Ausfälle eines hochohmigen und nur wenig strombelasteten Transformators vermieden werden können.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrischer gasgefüllter Drei-Elektroden- Überspannungsableiter aufweisend eine erste Außenelektrode (2), eine zweite Außenelektrode (3) und eine Mittelelektrode ( 4 ) , wobei
die erste Außenelektrode (2) und die Mittelelektrode (4) einen ersten Hohlraum (7) begrenzen,
die zweite Außenelektrode (3) und die Mittelelektrode (4) einen zweiten Hohlraum (8) begrenzen,
der erste (7) und der zweite (8) Hohlraum zu beiden Sei¬ ten der Mittelelektrode (4) angeordnet sind, und
eine erste Funkenstrecke (dl) zwischen der ersten Außen¬ elektrode (2) und der Mittelelektrode (4) kürzer ist als eine zweite Funkenstrecke (d2) zwischen der zweiten Außenelektrode (3) und der Mittelelektrode (4) .
2. Überspannungsabieiter nach Anspruch 1, bei dem die erste Funkenstrecke (dl) wenigstens um den Faktor 2, insbesondere wenigstens um den Faktor 5, kürzer ist als die zweite Fun¬ kenstrecke (d2 ) .
3. Überspannungsabieiter nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die erste Funkenstrecke (dl) und die zweite Fun- kenstrecke (d2) bezüglich ihrer Länge so dimensioniert sind, dass eine Zündspannung zwischen der ersten Außenelektrode (2) und der Mittelelektrode (4) kleiner ist, insbesondere um den Faktor fünf kleiner ist, als die Zündspannung zwischen der zweiten Außenelektrode (3) und der Mittelelektrode (4).
4. Überspannungsabieiter nach einem der vorherigen Ansprüche, bei sich dem die Mittelelektrode (4) zur Seite der ers¬ ten Außenelektrode (2) die Form einer Topfelektrode aufweist.
5. Überspannungsabieiter nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Mittelelektrode (4) zur Seite der zweiten Außenelektrode (3) die Form einer Flachelektrode aufweist.
6. Überspannungsabieiter nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die erste Außenelektrode (2) die Form einer Topfelektrode aufweist.
7. Überspannungsabieiter nach einem der vorherigen Ansprü- che, bei dem die zweite Außenelektrode (3) die Form einer
Flachelektrode aufweist.
8. Überspannungsabieiter nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Mittelelektrode (4) zu der Seite der ersten Außenelektrode (2) eine größere Ausprägung aufweist als zu der Seite der zweiten Außenelektrode (3) .
9. Überspannungsabieiter nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem eine Länge der ersten Funkenstrecke (dl) maximal 1 mm beträgt.
10. Überspannungsabieiter nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem eine Länge der zweiten Funkenstrecke (d2) min¬ destens 5 mm beträgt.
11. Überspannungsabieiter nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem wenigsten eine der Außenelektroden (2, 3) oder wenigstens eine Seite der Mittelelektrode (4) eine gewaffelte Oberfläche (9, 9') aufweist.
12. Überspannungsabieiter nach dem vorherigen Anspruch, bei dem im Bereich der gewaffelten Oberfläche (9, 9') eine Elekt¬ rodenaktivierungsmasse (10) aufgebracht ist.
13. Überspannungsabieiter nach einem der vorherigen Ansprüche, der einen durch den ersten Hohlraum (7) und den zweiten Hohlraum (8) gebildeten gemeinsamen Gasraum aufweist.
14. Überspannungsabieiter nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der erste Hohlraum (7) und/oder der zweite Hohlraum (8) durch einen jeweiligen zylindrischen Keramikkörper (5, 6) begrenzt ist, an dessen Innseite mehrere Zündstriche (11, 11') angeordnet sind.
15. Überspannungsabieiter nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem der zweite Hohlraum (8) durch einen zylindrischen Keramikkörper (6) begrenzt ist, der zwei zusammenge¬ setzte, insbesondere verlötete, zylindrische Teil- Keramikkörper (16, 16') umfasst.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10211603B2 (en) 2014-02-25 2019-02-19 Epcos Ag Surge protection element

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013216960B4 (de) 2013-08-26 2023-04-27 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Funkenstrecke mit Alterungsdetektor und Verfahren zur Messung der Alterung einer Funkenstrecke

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004185982A (ja) * 2002-12-03 2004-07-02 Otowa Denki Kogyo Kk サージ吸収装置およびサージ吸収回路
EP1458072A1 (de) * 2003-03-11 2004-09-15 Dehn + Söhne Gmbh + Co Kg Kurzschliesseinrichtung für den Einsatz- in Nieder- und Mittelspannungsanlagen
DE4330178B4 (de) 1993-08-31 2005-01-20 Epcos Ag Gasgefüllter Überspannungsableiter mit Kupferelektroden
US20070064372A1 (en) * 2005-09-14 2007-03-22 Littelfuse, Inc. Gas-filled surge arrester, activating compound, ignition stripes and method therefore

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007063316A1 (de) * 2007-12-28 2009-07-02 Epcos Ag Überspannungsableiter mit niedriger Ansprechstoßspannung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4330178B4 (de) 1993-08-31 2005-01-20 Epcos Ag Gasgefüllter Überspannungsableiter mit Kupferelektroden
JP2004185982A (ja) * 2002-12-03 2004-07-02 Otowa Denki Kogyo Kk サージ吸収装置およびサージ吸収回路
EP1458072A1 (de) * 2003-03-11 2004-09-15 Dehn + Söhne Gmbh + Co Kg Kurzschliesseinrichtung für den Einsatz- in Nieder- und Mittelspannungsanlagen
US20070064372A1 (en) * 2005-09-14 2007-03-22 Littelfuse, Inc. Gas-filled surge arrester, activating compound, ignition stripes and method therefore

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10211603B2 (en) 2014-02-25 2019-02-19 Epcos Ag Surge protection element

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