DE1078669B

DE1078669B - Resistance block for surge arrester

Info

Publication number: DE1078669B
Application number: DEW23717A
Authority: DE
Inventors: Philip W Bogner; Norman K Osmundsen
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: Westinghouse Electric Corp
Priority date: 1957-08-30
Filing date: 1958-07-17
Publication date: 1960-03-31
Also published as: FR1201913A; BE570736A

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung befaßt sich mit einem Widerstandsblock aus einem mit einer Ummantelung versehenen Widerstandsmaterial mit spannungsabhängigem Widerstand, insbesondere mit einem aus Siliziumkarbid bestehenden Widerstandsblock, für Überspannungsableiter. The invention is concerned with a resistor block made of a sheathed resistance material with a voltage-dependent resistance, in particular with a resistor block made of silicon carbide for surge arresters.

Widerstände für Überspannungsableiter bestehen aus einem Widerstandsmaterial, dessen Widerstandswert stark von der angelegten Spannung abhängt, und zwar in dem Sinne, daß sich der Widerstand mit steigender Spannung verringert. Beim Auftreten einer Überspannung können daher große Ströme abgeleitet werden. Wenn die Spannung auf ihren normalen Wert absinkt, erhöht sich der Widerstandswert wiederum und verringert den Strom, so daß nur ein sehr kleiner Reststrom durch den Widerstand fließt.Resistors for surge arresters consist of a resistance material, its resistance value strongly depends on the applied voltage, in the sense that the resistance with with increasing tension. If an overvoltage occurs, therefore, large currents can be diverted will. When the voltage drops to its normal value, the resistance value increases again and reduces the current so that only a very small residual current flows through the resistor.

Widerstandsblöcke für Überspannungsableiter werden gegenwärtig meist aus körnigem Siliziumkarbid hergestellt, dem ein geeignetes Bindemittel, wie z.B. Natriumsilikat, zugesetzt wird. Die Widerstandsblocke erhalten eine geeignete Form und werden danach gebacken, um die überschüssige Feuchtigkeit zu entfernen. Nach diesem ersten Trocknen werden die Seitenflächen der Blöcke mit einem harten Material großen Widerstandes überzogen. Der Überzug, der bisher im allgemeinen verwendet wurde, besteht aus einer wasserlöslichen Mischung aus Talkum und Natriumsilikat. Diese Mischung ist zunächst zähflüssig. In dieser Form wird sie auf die Oberfläche aufgebracht, die ummantelt werden soll, und anschließend erhitzt, um das Wasser zu entfernen. Es ergeben sich dabei jedoch Schwierigkeiten, da durch eine fehlerhafte Ummantelung Ausschuß verursacht wird. Der Talkumüberzug unterliegt nämlich starken Schwankungen seiner physikalischen Eigenschaften, woraus sich Herstellungsschwierigkeiten ergeben. Der Talkumüberzug bildet beim Mischvorgang Kügelchen, so daß es schwierig ist, einen gleichmäßigen Fluß aus der Auslaßöffnung des Mixers zu erhalten. Die Ummantelung trocknet mit einer Vielzahl kleiner, auf der Oberfläche sichtbarer Blasen und ergibt dadurch eine unebene, rauhe Oberfläche. Da die mit dem Überzug versehenen Widerstandsscheiben bei dem üblichen Herstellungsverfahren vielen Hantierungen unterworfen sind, kommt es auch leicht zum Abplatzen der Ummantelung.Resistance blocks for surge arresters are currently mostly made of granular silicon carbide prepared by adding a suitable binder such as sodium silicate. The resistance blocks are given a suitable shape and are then baked to remove the excess moisture remove. After this initial drying, the side faces of the blocks are covered with a hard material covered with great resistance. The coating that has heretofore been generally used is composed of a water-soluble mixture of talc and sodium silicate. This mixture is initially viscous. In this form, it is applied to the surface to be coated and then heated to remove the water. However, difficulties arise because of an incorrect Sheathing reject is caused. This is because the talc coating is subject to strong fluctuations its physical properties, resulting in manufacturing difficulties. The talc coating forms globules in the mixing process, so that it is difficult to flow smoothly the outlet of the mixer. The coating dries with a large number of small, on the Surface of visible bubbles and thus results in an uneven, rough surface. Because the one with the cover provided resistance disks are subjected to a lot of handling in the usual manufacturing process the sheathing is also easy to flake off.

Eine wesentliche Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine feste, harte Ummantelung für beispielsweise scheibenförmige Widerstandsblöcke von Überspannungsableitern oder Überspannungseinrichtungen zu schaffen, die verbesserte Isoliereigenschaften besitzt. Weiterhin soll eine feste, harte und stoßfeste Ummantelung für einen Widerstandsblock eines Überspannungsableiters geschaffen werden, die äußerlich Widerstandsblock für überspannungsableiter An essential object of the invention is to provide a strong, hard casing for, for example Disk-shaped resistor blocks for surge arresters or surge devices to create that has improved insulating properties. Furthermore, it should be firm, hard and shock-resistant Sheathing for a resistance block of a surge arrester can be created, which is externally Resistance block for surge arresters

Anmelder:Applicant:

Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. P. Ohrt, Patentanwalt,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Representative: Dr.-Ing. P. Ohrt, patent attorney,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 30. August 1957Claimed priority:
V. St. v. America August 30, 1957

Norman K. Osmundsen und Philip W. Bogner,
Wilkins Township, Pa. (V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt wordenNorman K. Osmundsen and Philip W. Bogner,
Wilkins Township, Pa. (V. St. Α.),
have been named as inventors

glatt ist sowie frei von Klümpchen und Luftblasen. Schließlich soll eine verbesserte Ummantelung für Widerstandsblöcke von Überspannungsableitern dadurch geschaffen werden, daß ein Füllmaterial verwendet wird, das eine nadlige Struktur besitzt. Dadurch ergibt sich eine sehr feste innere Bindung der Ummantelung und auch eine verbesserte dielektrische Festigkeit sowie eine große Zerreißfestigkeit bei Überschlägen.is smooth and free of lumps and air bubbles. Finally, an improved sheathing for Resistance blocks of surge arresters are created by using a filler material which has a needle-like structure. This creates a very strong internal bond between the Sheathing and also an improved dielectric strength as well as a high tensile strength Rollover.

Diese Aufgaben werden gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ummantelung Wollastonit (Kalziummetasilikat) enthält.These objects are achieved according to the invention in that the coating is wollastonite (calcium metasilicate) contains.

Die Erfindung sei an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtThe invention will be explained in more detail with reference to the drawings. It shows

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Widerstandsblock für einen Überspannungsableiter gemäß der Erfindung undFig. 1 is a plan view of a resistor block for a surge arrester according to the invention and

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der Fig. 1.FIG. 2 shows a section along the line H-II in FIG. 1.

In der Darstellung wurde die Stärke der verschiedenen Ummantelungen der besseren Übersichtlichkeit wegen beträchtlich übertrieben. Der gezeichnete Widerstandsblock besteht aus spannungsabhängigem Widerstandsmaterial 1. Der dargestellte Block ist etwa zylindrisch. Die Erfindung ist aber nicht auf irgendeine Größe oder Form des Blockes beschränkt. Das Widerstandsmaterial 1 besteht vorzugsweise aus körnigem Siliziumkarbid, das mit einem Bindemittel aus Natriumsilikat und, falls erforderlich, einer geringen Menge Wasser gemischt ist. Natriumsilikat ist als Bindemittel zu bevorzugen, jedoch können auch andere wasserlösliche Silikate oder ähnliche StoffeIn the illustration, the thickness of the various sheaths has been shown for the sake of clarity because of considerably exaggerated. The drawn resistor block consists of voltage-dependent Resistance material 1. The block shown is approximately cylindrical. The invention is not up restricted to any size or shape of the block. The resistance material 1 is preferably made of granular silicon carbide, which with a binder of sodium silicate and, if necessary, a small Amount of water is mixed. Sodium silicate is the preferred binder, but can also be used other water-soluble silicates or similar substances

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verwendet werden. Die Mischung· wird" dann in die gewünschte Form und Größe gebracht und'-gebacken, um das Wasser auszutreiben. Auf diese Weise ergibt sich ein festes Widerstandsmaterial, das, wie oben erklärt wurde, für die Verwendung als Überspannungsschutzeinrichtung sehr geeignet ist. Um den elektrischen Anschluß des Blockes zu erleichtern, können Zinküberzüge 2 auf die gegenüberliegenden Endflächen des Blockes aufgebracht werden. Vorzugsweise wird Zink direkt auf den Block aufgespritzt.be used. The mixture is then "brought into the desired shape and size and baked, to drive out the water. In this way, a solid resistor material results which, as explained above is very suitable for use as a surge protection device. To the electric To facilitate connection of the block, zinc coatings 2 can be applied to the opposite end faces of the block are applied. Preferably zinc is sprayed directly onto the block.

Eine harte, feste Ummantelung 3 hohen Widerstandes wird insbesondere auf die Seitenflächen des Blockes aufgebracht, um Überschläge außen entlang des Blockes zu vermeiden sowie eine große Festigkeit gegen Abplatzen und überhaupt eine große mechanische Festigkeit des Blockes zu erreichen. Die Ummantelung 3 enthält erfindungsgemäß Wollastonit. Der Überzug kann in Ausbildung der Erfindung auch aus einer Mischung aus Wollastonit und in an sich bekannter Weise aus einem wasserlöslichen Silikat, insbesondere Natriumsilikat, bestehen. Eine besonders günstige Mischung für diesen Überzug besteht aus annähernd 49 Gewichtsprozent Wollastonit und 51 Gewichtsprozent wasserlöslichem Silikat, vorzugsweise Natriumsilikat. Das Mischungsverhältnis kann zwisehen 35 und 65 Gewichtsprozent Wollastonit schwanken. Der Rest ist Natriumsilikat oder ein anderes wasserlösliches Silikat. Das Wollastonit und Natriumsilikat werden in wäßriger Lösung zu einem zähflüssigen Stoff gemischt. Diese Paste wird auf die Seitenflächen des Widerstandsblockes aufgebracht. Der überzogene Block wird dann gebacken, um die Flüssigkeit aus dem Überzug 3 auszutreiben und den Überzug in eine harte, mechanisch feste Ummantelung umzuwandeln, die einen sehr großen elektrischen Widerstand hat, verglichen mit dem des Widerstandsmaterials 1. Die nadelähnliche Struktur des Wollastonits ergibt eine feste, verfilzte Bindung und eine in dielektrischer Hinsicht überlegene Ummantelung mit einer vergrößerten Festigkeit gegen Oberflächenüberschlage. Die Ummantelung ist wesentlich glatter, weißer und gleichmäßiger und besser zur Ummantelung geeignet als die bisher für diesen Zweck bekannten Überzüge. Sie besitzt keine Blasen oder Löcher, wie sie in den bekannten Überzügen häufig gefunden werden. Die Ummantelung 3 gibt dem Widerstandsmaterial! zusätzliche mechanische Festigkeit und schützt gegen die bei abzuleitenden Strömen im Block auftretenden Beanspruchungen. Außerdem verhindert sie das Abplatzen, beim Hantieren während der Herstellung. Das Wollastonitfüllmittel vergrößert die Isolationsfestigkeit des Überzuges gegenüber Überzügen mit einem Talkumfüllmittel, wodurch Überschläge außen am Block entlang vermieden werden.A hard, solid sheath 3 high resistance is particularly on the side surfaces of the Block applied to avoid flashovers along the outside of the block as well as great strength against chipping and generally to achieve a high mechanical strength of the block. The sheath According to the invention, 3 contains wollastonite. The coating can also be used in an embodiment of the invention from a mixture of wollastonite and in a known manner from a water-soluble silicate, especially sodium silicate. A particularly favorable mixture for this coating consists of approximately 49 weight percent wollastonite and 51 weight percent water soluble silicate, preferably Sodium silicate. The mixing ratio can vary between 35 and 65 percent by weight wollastonite. The remainder is sodium silicate or some other water-soluble silicate. The wollastonite and sodium silicate are mixed in an aqueous solution to form a viscous substance. This paste is applied to the Side surfaces of the resistance block applied. The coated block is then baked to the To expel liquid from the coating 3 and the coating in a hard, mechanically strong sheath which has a very large electrical resistance compared to that of the resistance material 1. The needle-like structure of wollastonite results in a firm, matted bond and an in Dielectric superior coating with increased resistance to surface flashover. The sheathing is much smoother, whiter, and more even, and better for sheathing suitable than the coatings known hitherto for this purpose. It has no bubbles or holes as they are often found in the known coatings. The sheath 3 gives the resistance material! additional mechanical strength and protects against the currents to be diverted in the block occurring stresses. It also prevents flaking when handled during manufacture. The wollastonite filler increases the insulation strength of the coating compared to coatings with a talc filler, which prevents flashovers along the outside of the block.

Die Erfindung ergibt eine Verringerung der Fehler bei Widerstandsblöcken für -Überspannungsableiter, ohne die Einsatzspannung oder die Schließspannung der Widerstandsblöcke zu beeinträchtigen. Die Einsatzspannung ist dabei diejenige Spannung, bei der der Widerstandsblock leitend wird und bei einer ansteigenden Spannung als Ableiter wirkt. Die Schließspannung ist diejenige Spannung, bei der der Widerstand den Ableiterstrom im Rücken einer Überspannungswelle unterbricht. The invention results in a reduction in errors in resistor blocks for surge arresters, without affecting the threshold voltage or the closing voltage of the resistor blocks. The threshold voltage is the voltage at which the resistor block becomes conductive and at a rising voltage Voltage acts as an arrester. The closing voltage is the voltage at which the resistance interrupts the arrester current in the back of an overvoltage wave.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Resistance block made of a resistive material provided with a jacket voltage-dependent resistor, in particular resistor block made of silicon carbide, for surge arresters, characterized in that the sheathing is wollastonite (calcium metasilicate) contains.

2. Resistance block according to claim 1, characterized in that the sheathing is made of Wollastonite and, in a manner known per se, from a water-soluble silicate, in particular sodium silicate, consists.

3. Resistance block according to claim 1, characterized in that the sheathing consists of a Mixture of 35 to 65 percent by weight, preferably 49 percent by weight, consists of wollastonite, while the remainder is essentially a water soluble silicate.

1 sheet of drawings