DE3118137C2

DE3118137C2 - Gasentladungs-Überspannungsableiter mit parallel geschalteter Luftfunkenstrecke

Info

Publication number: DE3118137C2
Application number: DE3118137A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Ing.(grad.) Boy; Ernst-Ludwig Dipl.-Phys. Dr. Hoene; Gerhard Ing.(Grad.) Lange; Oskar 1000 Berlin Sippekamp
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-05-07
Filing date: 1981-05-07
Publication date: 1986-04-24
Also published as: DE3118137A1; US4493006A; CA1182858A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Überspannungsableiter mit einem gasgefüllten Gehäuse, in dem durch einen rohrförmigen Isolierkörper (4) voneinander beabstandet Elektroden (1, 6) einander gegenüberstehen, bei dem ein mit einer der Elektroden verbundener Flanschring die erste Elektrode (1) einer Luftfunkenstrecke (3) und ein darüber angeordnetes Metallteil die zweite Elektrode (2) der Luftfunkenstrecke (3) bildet, wobei die zweite Elektrode (2) der Luftfunkenstrecke (3) über Kontaktfedern (5) mit der anderen Elektrode (6) des Überspannungsableiters verbunden ist. Es soll eine Luftfunkenstrecke geschaffen werden, die in Kombination mit einem Überspannungsableiter in eine vorhandene Fassung einsetzbar ist und die sich durch eine niedrige Ansprechstoßspannung auszeichnet. Die Erfindung sieht hierzu vor, daß das die zweite Elektrode der Luftfunkenstrecke (3) bildende Metallteil eine ringförmige Kappe (2) ist, die in einer solchen Tiefe auf den rohrförmigen Isolierkörper (4) aufgepreßt ist, daß die beiden Elektroden (1, 2) eine Luftfunkenstrecke (3) mit definiertem Abstand bilden. Ein erfindungsgemäßer Überspannungsableiter mit Luftfunkenstrecke wird zum Schutz von Fernmeldeeinrichtungen verwendet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Überspannungsableiter mit einem gasgefüllten Gehäuse, in dem durch einen rohrförmigen Isolierkörper voneinander beabstandet Elektroden einander gegenüberstehen, bei dem ein mit einer der Elektroden verbundener Flanschring die erste Elektrode einer Luftfunkenstrecke und ein darüber angeordnetes ringförmiges Metallteil die zweite Elektrode der Luftfunkenstrecke bilden und die zweite Elektrode der Luftfunkenstrecke über Kontaktfedern mit der anderen Elektrode des Überspannungsabieiters verbunden ist, wobei das die zweite Elektrode der Luftfunkenstrecke bildende Metallteil eine ringförmige Kappe ist, die in einer solchen Tiefe auf den rohrförmigen Isolierkörper aufgepreßt ist, daß die beiden Elektroden eine Luftfunkenstrecke mit definiertem Abstand bilden.

Ein solcher Überspannungsableiter mit Luftfunken

strecke ist aus der DE-OS 27 40 695 bekannt

Aus der US-PS 41 58 869 ist weiterhin ein Überspannungsableiter mit einer Luftfunkenstrecke bekannt die einen definierten Abstand zwischen zwei Elektrodenvorsprüngen aufweist Derartige Vorsprünge sind bei der Luftfunkenstrecke nach der DE-OS 27 40 695 nicht vorhanden, dort entspricht der Elektrodenabstand der Isolierscheibendicke.

Es handelt sich bei diesen bekannten Überspannungsableitern mit Luftfunkenstrecke um eine Kombination zweier Schutzeinrichtungen, wie sie beispielsweise zum Schutz für Fernsprecheinrichtungen gegen Überspannungen verwendet werden, bei denen insbesondere ein Gasentladungs-Überspannungsableiter den eigentlichen Schutz übernimmt und eine parallel dazu geschaltete Luftfunkenstrecke einen Grobschutz darstellt Es kann vorkommen, daß die Ansprechgleichspannang des Gasentladungs Überspannungsabieiters erhöht wird. Dann übernimmt die Luftfunkenstrecke mit eingestellter höherer Ansprechspannung den Grobschutz.

Die bekannte Kombination eines Gasentladungs-Überspannungsableiters mit einer Luftfunkenstrecke weist den Nachteil auf, daß der Luftspalt von etwa 0,1 mm gleichzeitig auch die Isolationsstrecke darstellt Das bedeutet daß Entladungen bevorzugt am Rande der Aussparungen in der Isolator-Ringscheibe brennen, dort leitende Beläge und damit Isolationsfehler hervorrufen. Die Belastungsfähigkeit und dann auch die Funktionsfähigkeit der Anordnung sind damit in Frage gestellt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine geeignete Luftfunkenstrecke zu schaffen, die in Kombination mit einem gasgefüllten Überspannungsableiter in eine bereits vorhandene Fassung einsetzbar ist und die sich durch eine niedrige Ansprechstoßspannung auszeichnet

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Überspannungsableiter mit Luftfunkenstreckt der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß die ringförmige Kappe im Bereich der Lufttunkenstrecke nach innen gewölbt ist. Vorzugsweise besteht dabei die Kappe aus Messing.

Dadurch, daß die ringförmige Kappe im Bereich der Luftfunkenstrecke nach innen gewölbt ist, wird vermieden. daß der Lichtbogen völlig Undefiniert brennt

Durch Aufpressen der vorzugsweise aus Messing bestehenden Kappe auf den Isolierkörper entsteht ein Luftspalt zwischen Messingkappe und erster Elektrode (Aderelektrode) von ca. 0,09 mm. Die Kappe berührt die Kontaktfeder und liegt daher auf Erdpotential. Es entsteht so eine zum gasgefüllten Überspannungsableiter, mit einer Ansprechgleichspannung von ca. 4C0 V, parallel angeordnete Luftfunkenstrecke, die eine abgestuft höhere Ansprechgleichspannung von ca. 600 V als Grobschutz aufweist. Die dickwandige Kappe ist stabil und besitzt vorzugsweise vier ausgeformte Flächen, die gleichmäßig am Umfang verteilt sind und ein Aufpressen auf den Isolierkörper ermöglichen. Die äußere Mantelfläche des zweckmäßig aus Keramik bestehenden Isolierkörpers läuft kegelig aus und begünstigt so das Aufpressen der Kappe.

Zur Herabsetzung der Ansprechstoßspannung ist es vorteilhaft, die Kappe und/oder die dieser gegenüber liegende Oberfläche der ersten Elektrode (Aderelektrode) beispielsweise durch Sandstrahlen aufzurauhen. Die dabei entstehenden Spitzen erhöhen die Feldstärke.

Vorteilhafterweise wird die AnsprechstoiBspannung zusätzlich herabgesetzt, wenn z. B. durch Abrieb eine

dünne Graphitschicht auf der Innenseite der Kappe und/oder auf der dieser gegenüber liegenden Oberfläche der ersten Elektrode (Aderelektrode) aufgebracht ist

Zum Aufpressen der Metallkappe auf den Isolierkörper zu einem definierten Abstand von vorzugsweise 0,09 mm benötigt man einen gewissen meßtechnischen Aufwand. Dieser Aufwand ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung geringer, wenn eine abgestufte Metallkappe verwendet wird, so daß der Abstand von 0,09 mm durch eine ■>■ der Dicke maßgenaue Isolierfolie, zweckmäßig Kunststoffolie, begrenzt ist

Die Kontaktfedern können auf ihrer Außenseite zur Zentrierung in einem als Fassung ausgebildeten rohrförmigen Teil dienen.

Anhand der in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausfßhrungsbeispiele soll die Erfindung weiter erläutert werden.

In den Figuren sind einander entsprechende Teile mit gleichem Bezugszeichen versehen. Es zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Überspannungsableiter mit Luftfunkenstrecke im Längsschnitt,

Fi g. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II nach Fi g. 1 und

F i g. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Überspannungsableiter mit Luftfunkenstrecke.

Der Überspannungsableiter der F i g. 1 besteht aus einem gasgefüllten Gehäuse, vorzugsweise mit Edelgasfüllung, in dem durch einen rohrförmigen Isolierkörper 4, vorzugsweise aus Keramik, voneinander beabstandet Elektroden 1, 6 einander gegenüberstehen. Die erste E'ektrode 1 und eine als zweite Elektrode darüber angeordnete, aus Metall, vorzugsweise Messing bestehende, ringförmige Kappe 2 bilden die Luftfunkenstrecke 3. Die ringförmige Kappe 2 der Luftfunkenstrecke 3 ist über Kontaktfedern 5 mit der anderen Elektrode 6 des Überspannungsabieiters über eine Weichlotpille 7 verbunden. Die Kontaktfedern 5 sind in Form eines Korbes ausgebildet, auf dessen Boden die Weichlotpille 7 sitzt Mit nicht dargestellter Federkraft wird der Kontaktfederkorb 5 in Richtung auf das äußere Kontaktstück 9 gedrückt und damit der Überspannungsableiter und die Weichlotpille 7 gut kontaktiert. Die Weichlotpille 7 in Verbindung mit den Kontaktfedern 5 sorgen für ein sogenanntes fail-safe-Verhalten. Wird beim Ableiten einer Überspannung über die Verlustleistung des Überspannungsableiter die Weichlotpille bis zum Schmelzpunkt erhitzt, dann drückt die äußere Federkraft die Kontaktfedern 5 auf des Kontaktstück 9. Mit der Berührung der Kontaktfedern 5 und des Kontaktstückes 9 entsteht ein sicherer Kurzschluß, durch den das Kontaktstück 9 auf Erdpotential gelegt wird. Die Kontaktfedern 5 dienen auf ihrer Außenseite zur Zentrierung in einem als Fassung ausgebildeten rohrförmigen Teil 8.

Die Kappe 2 ist in einer solchen Tiefe auf den rohrförmigen Isolierkörper 4 aufgepreßt, daß die beiden Elektroden 1, 2 eine Luftfunkenstrecke 3 mit definiertem Abstand bilden.

Auf der Innenwand des rohrförmigen Isolierkörpers 4 erstreckt sich mindestens ein Strich aus elektrisch leitfä- eo higem Material als Zündstrich 10 von der ersten Elektrode 1 in Richtung zur gegenüberstehenden Elektrode 6 des Ableiters.

F i g. 2 zeigt die bevorzugte Ausbildung der Kappe 2. Die Kappe 2 weist \ier ausgeformte Flächen auf, die gleichmäßig an deren Umfang verteilt sind.

In dem in F i g. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Überspannungsableiter mit seinen Elektroden 1 und 6 rein schematisch angedeutet Geschnitten dargestellt sind die Kappe 2 und eine Isolierfolie 11. Die Kappe 2 in in diesem Ausführungsbeispiel abgestuft. Der Abstand der Luftfunkenstrecke 3 zwischen erster Elektrode 1 des Überspannungsabieiters und der Kappe 2 ist beim Aufpressen der Kappe 2 mittels der zwischen diesen beiden Elektroden 1, 2 außerhalb der Funkenstrecke 3 zentral angeordnet, vorzugsweise aus Kunststoff bestehenden Isolierfolie 11 eingehalten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Überspannungsableiter mit einem gasgefüllten Gehäuse, in dem durch einen rohrförmigen Isolierkörper voneinander beabstandet Elektroden einander gegenüberstehen, bei dem ein mit einer der Elektroden verbundener Flanschring die erste Elektrode einer Luftfunkenstrecke und ein darüber angeordnetes ringförmiges Metallteil die zweite Elektrode der Luftfunkenstrecke bilden und die zweite Elektrode der Luftfunkenstrecke über Kontaktfedern mit der anderen Elektrode des Überspannungsabieiters verbunden ist, wobei das die zweite Elektrode der Luftfunkenstrecke bildende Metallteil eine ringförmige Kappe ist, die in einer solchen Tiefe auf den rohrförmigen Isolierkörper aufgepreßt ist daß die beiden Elektroden eine Luftfunkenstreckc mit definiervem Abstand biiijn, dadurch gekennzeichnet, daß die rir.giörmige Kappe (2) im Bereich der Luftfunkenstrecke (3) nach innen gewölbt ist

2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Kappe (2) aus Messing besteht

3. Überspannungsableiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Luftfunkenstrecke (3) mittels einer zwischen beiden Elektroden (1,2) außerhalb der Funkenstrecke zentral angeordneten Isolierfolie (11) eingehalten ist.

4. Überspa· nungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß die Kappe (2) vier ausgeformte Flächen aufweist die gleichmäßig an deren Umfang verteile sind

5. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Kappe (2) und/oder die dieser gegenüberliegende Oberfläche der ersten Elektrode (1) aufgeraut ist.

6. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite der Kappe (2) und/oder auf der dieser gegenüberliegenden Oberfläche der ersten Elektrode (1) eine dünne Graphitschicht aufgebracht ist.

7. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß die Kontaktfedern (5) auf ihrer Außenseite zur Zentrierung in einem als Fassung ausgebildeten rohrförmigen Teil (8) dienen.