DE1098088B

DE1098088B - UEberspannungsableiter mit Niederdruckatmosphaere

Info

Publication number: DE1098088B
Application number: DES41761A
Authority: DE
Inventors: Pierre Lemaigre-Voreaux
Original assignee: Societe Anonyme pour les Applications de lElectricite et des Gaz Rares Etablissement Claude Paz et Silva
Current assignee: Claude Paz et Visseaux SA
Priority date: 1953-12-02
Filing date: 1954-11-30
Publication date: 1961-01-26
Also published as: US2741680A; BE533748A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter mit einer Entladung in einer Niederdruckatmosphäre aus Gas, Dampf oder einem Gas- und Dampfgemisch, bei welchem mindestens eine Elektrode einen Bimetallteil aufweist, der bei genügender Erwärmung einen ersten mit der den Bimetallteil aufweisenden Elektrode des Überspannungsabieiters verbundenen Kontaktteil mit einem mit einer anderen Elektrode des Überspannungsabieiters verbundenen zweiten Kontaktteil in Berührung bringt.

Nach der Erfindung bestehen diese beiden Kontaktteile aus Eisen oder Nickel oder einer hauptsächlich diese beiden Metalle enthaltenden Legierung, während die Innenatmosphäre des Überspannungsabieiters ein Edelgas mit einem Stickstoffgehalt in der Größenordnung von 0,5 % ist.

Wenn ein Entladungsüberspannungsableiter mit einem Bimetallstreifen versehen ist, der die Elektroden kurzschließt, wenn eine entsprechend große Überspannung abzuleiten ist, wird hierdurch bekanntlich die in dem Gerät bei einer derartigen Ableitung entwickelte Wärmemenge verringert. Demgegenüber weist der Überspannungsableiter nach der Erfindung einen erheblichen Vorteil auf. Wenn nämlich bei einem Überspannungsableiter mit Bimetallstreifen die beiden obigen Kennzeichen der Erfindung benutzt werden, die die Zusammensetzung der Kontaktteile und der Atmosphäre betreffen, hat der Erfinder gefunden, daß die Kontakte die Neigung haben, beim Ansprechen des Überspannnungsableiters miteinander zu verschweißen. Diese Neigung ist zunächst so gering, daß sie vernachlässigt werden kann, aber sie erhöht sich in dem Maß, wie oft die Vorrichtung angesprochen hat. Man stellt im allgemeinen das Verschweißen fest, nachdem die Vorrichtung mehrere tausendmal unter der höchsten Überspannung, für die sie vorgesehen ist, angesprochen hat. Die Verschweißung der Kontakte setzt den Überspannungsableiter durch Herstellung eines dauernden Kurzschlusses zwischen seinen beiden Klemmen außer Betrieb. Wenn dann nach dem Ansprechen des Überspannungsabieiters, das die Verschweißung erwirkt hat, die Sicherung in der die zu schützende Anlage speisenden Leitung ersetzt wird, schmilzt die neue Sicherung sofort durch, wodurch man darauf aufmerksam gemacht wird, daß der Überspannungsableiter außer Betrieb ist. Während dieser ganzen Zeit bleibt die Anlage weiter geschützt, da ja die Unterbrechung der Sicherung die Speiseleitung abtrennt.

Wenn dagegen der Überspannungsableiter durch die Veränderung seiner Gasatmosphäre, z. B. infolge der Absorption eines Teiles derselben, durch die Wirkung der Entladungen oder durch mangelnde Dichtigkeit durch Springen seiner Hülle z. B. in der Nähe üb er sp annungs ableiter
mit Niederdruckatmosphäre

Anmelder:
Societe Anonyme pour les Applications

de l'Electricite et des Gaz Rares,

Etablissements Claude-Paz et Silva,

Paris

Vertreter: Dr. H.-H. Willrath, Patentanwalt,
Wiesbaden, Hüdastr. 32

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 2. Dezember 1953

Pierre Lemaigre-Voreaux, Paris,
ist als Erfinder genannt worden

einer Stromeinführung, wodurch er sich mit Luft füllt, zerstört wird, ändert er seine Zündspannung. Wenn diese zu stark sinkt, kann der Überspannungsableiter unzeitig ansprechen, was unberechtigte Betriebsunterbrechungen bewirkt. Nimmt dagegen die Zündspannung infolge eines Lufteintrittes stark zu, so spricht der Überspannungsableiter nicht mehr bei solchen Überspannungen an, die bereits die zu schützende Anlage beschädigen, so daß diese nicht mehr geschützt ist.

Die Wahrscheinlichkeit einer solchen ungewollten Zerstörung des Überspannungsabieiters nimmt mit der Zahl der Ansprechvorgänge zu. Die Sicherheit der Schutzwirkung des Überspannungsabieiters wird dato her beträchtlich erhöht, wenn man nach der Erfindung durch die Verschweißung der Elektroden die Zahl der Ansprechvorgänge des Überspannungsableiter 'begrenzt und dadurch erzwingt, daß der Überspannungsableiter ausgewechselt werden muß, bevor seine schädlichen Alterungsvorgänge eintreten.

Die durch die Erfindung erzielte Anzahl von einigen tausend Ansprechvorgängen vor der Verschweißung der Elektroden gibt dem Überspannungsableiter eine praktisch durchaus ausreichende Lebensdauer, die jedoch kleiner als die Betriebsdauer ist, bei der eine Zerstörung auftreten könnte.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Kontaktteile so geformt und angeordnet, daß ihre Kontaktflächen sehr klein sind. Der Er-

109 507/396

109808a

finder hat gefunden, daß. ,.man bei. Vorhandensein dieses zusätzlichen Kennzeichens zu den beiden obigen das Verschweißen der Kontakte nach einer.bestimmten Anzahl von Anspreehvorgängen mit noch größerer Sicherheit erhält.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Überspannungsabieiters;

Fig. 2 ist ein Schnitt der Fig. 1 längs der Ebene H-II.

Der dargestellte Überspannungsableiter besitzt in an sich bekannter Weise eine Hülle 3 aus einem Glasrohr, welches oben durch einen spitzen Teil 1 abgeschlossen wird, welcher von dem Pumpstutzen her- ¹^ rührt, durch welchen der Überspannungsableiter ausgepumpt und anschließend mit einer geeigneten Atmosphäre gefüllt wurde. Die Hülle 3 wird an ihrem unteren Teil durch einen Quetschfuß 7 abgeschlossen, in welchen die Stromzuführungen 6 und 9 der beiden Elektroden 2 und (10, 11, 12) des Überspannungsableiters eingeschmolzen sind. Die Stromzuführungen 6 und 9 bestehen aus einem Draht, der eine Eisen-Nickel-Seele aufweist und mit einem Kupferüberzug versehen ist.

Die Stromzuführung 6 ist an das Ende einer ersten Elektrode 2 angeschweißt, welche z. B. durch einen Nickelstab gebildet wird. Ein mit seinem unteren Ende an den Quetschfuß 7 angeschmolzenes Glasröhrchen 4 umgibt den über dem Quetschfuß 7 liegenden Teil der Stromzuführung 6 sowie den unteren Teil der Elektrode 2.

Die zweite Elektrode des Überspannungsabieiters wird durch den Draht 10, den Bimetallstreifen 11 und den Teil 12 gebildet.

Die Stromzuführung 9 ist an das Ende eines Nikkeistabes 10 angeschweißt, welcher etwa parallel zu der Elektrode 2 verläuft. Die Verschweißungsstelle der Drähte9 und 10 liegt in dem Quetschfuß 7. Der aus Nickel bestehende Stab 10 ist in den Quetschfuß nicht dicht einschmelzbar, dicht an das Glas des Fußes 7 zur Sicherung der Dichtigkeit eingeschmolzen ist jedoch die Stromführung 9.

Ein Bimetallstreifen 11 ist mit seinem unteren Teil an den Stab 10 angeschweißt. An seinen oberen Teil ist ein einige Millimeter langes Stück 12 eines Nikkeistabes angeschweißt, welches eine etwa senkrecht zu der Achse der Elektrode 2 liegende Achse besitzt und einen Kontaktteil bildet. Wenn sich der Bimetallstreifen Il bei einer Beheizung durch eine Entladung in dem Überspannungsableiter verformt und den Kontaktteil 12 gegen die Elektrode 2 drückt, ist die Kontaktfläche zwischen diesen beiden Teilen sehr klein, was, wie die Versuche gezeigt haben, ihre Verschweißung 'begünstigt. Die Tatsache, daß der Kontaktteil 12 und der ebenfalls einen Kontaktteil bildende Stab 2 aus Nickel sind, begünstigt ebenfalls die Verschweißung dieser Teile. Dies wurde ebenfalls durch Versuche nachgewiesen sowie die Tatsache, daß entsprechende Ergebnisse mit Kontaktteilen aus Metallen erhalten werden können, welche in der Hauptsache Eisen und Nickel enthalten. Nicht alle Metalle auf der Basis von Eisen oder Nickel oder Eisen und Nikkei weisen diesen Vorteil auf, die Erfahrung zeigt jedoch leicht, ob ein Paar von Kontaktteilen brauchbar ist oder nicht.

Die Atmosphäre des Überspannungsabieiters enthält 99,5 % Argon und 0,5 °/o Stickstoff unter einem Druck von 40 mm Hg. Wenn der Überspannungsableiter kalt ist und der Abstand zwischen dem Teil 12 und der Elektrode 2 0,5 mm beträgt, hat ein derartiger Überspannungsableiter eine Zündspannung von etwa 225 V bei Gleichstrom. Man kann andere Kombinationen von Elektrodenabstand und Art und Druck der Atmosphäre benutzen, um entweder die gleiche Zündspannung oder andere Zündspannungen zu erhalten. In allen Fällen muß jedoch die Atmosphäre aus einem Edelgas und etwas Stickstoff bestehen, wenn die Verschweißung der Elektroden nach einer nicht zu großen Zahl von Anspreehvorgängen erzielt werden soll.

Bei zwanzig Überspannungsableitern der obigen Bauart verschweißten bei sechs ihre Elektroden zwischen 2500 und 10 000 Anspreehvorgängen und bei allen zwischen 2500 und 50 000 Anspreehvorgängen mit der höchsten Überspannung, für welche sie vorgesehen waren. Keiner von ihnen zeigte eine sein normales Arbeiten verhindernde Zerstörung.

Claims

Patentansprüche:

1. Überspannungsableiter mit einer Niederdruckatmosphäre aus Gas, Dampf oder Gas und Dampf, bei welchem wenigstens eine Elektrode einen Bimetallteil aufweist, welcher bei genügender Erwärmung einen ersten mit dieser Elektrode verbundenen Kontaktteil mit einem zweiten mit einer anderen Elektrode des Überspannungsabieiters verbundenen Kontaktteil in Berührung bringt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontaktteile (2, 12) aus Eisen oder Nickel oder einer hauptsächlich diese beiden Metalle enthaltenden Legierung sind und daß die Innenatmosphäre des Überspannungsabieiters ein Edelgas ist, welches etwa 0,5 %>■ Stickstoff enthält.

2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kontaktteile (2, 12) so geformt und angeordnet sind, daß ihre Kontaktflächen sehr klein sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen