DE2207009C3

DE2207009C3 - Überspannungsableiter

Info

Publication number: DE2207009C3
Application number: DE2207009A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Lange; Gerhard Dr.-Ing. Peche
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-02-15
Filing date: 1972-02-15
Publication date: 1979-03-22
Also published as: DE2207009A1; GB1386946A; US3959696B1; DE2207009B2; US3959696A

Description

Die Verwendung einer an sich bekannten Anglasung zum Verbinden der Elektroden eines Überspannungsabieiters mit dem Isolierkörper steht zunächst dem Anbringen eines Zündstriches entgegen, da zum Verbinden an eine metallische Lötbrücke zu denken ist. Es hat sich jedoch gezeigt, daß beim Herstellen von erfindungsgemäßen Überspannungsableitern die Zündstriche auch bei der Verwendung von Glas als Einschmelzmaisrial mit den Elektroden ausreichend kontaktiert werden können.

Beim Herstellen der erfindungsgemäßen Überspannungsableiter werden zweckmäßig während der Anglasung der Elektroden an den rohrförmigen Isolierkörper die Elektroden gegen den Isolierkörper an der Stelle, auf der zuvor der Zündstrich aus elektrisch leitfähigem Material aufgebracht worden ist, so gestaucht, daß im Bereich der Anglasungsstelle der Zündstrich aus elektrisch leitfähigem Material unmittelbar mit der Elektrode in Verbindung steht.

Anhand der Figuren der Zeichnung soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt eines vereinfacht dargestellten Überspannungsabieiters gemäß der Erfindung,

Fig.2 einen Teilschnitt einer anderen Ausführungsform eines Überspannungsabieiters gemäß der Erfindung und

F i g. 3 einen Teilschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Überspannungsabieiters gemäß der Erfindung.

In dem in Fig. 1 dargestellten überspannungsableiter ist ein (gestrichelt dargestellter) Zündstrich 5 aus einer Graphitsuspension auf das Innere und die Stirnfläche des rohrförmigen Isolierkörpers 3 aufgebracht. Während des Einschmelzvorganges muß dann die mit Glas angeschmolzene Elektrode 1, 2 direkt zur Kontaktgabe im Bereich der Anglasungsstelle 4 auf den Zündstrich 5 gepreßt werden. Die vakuumdichte Verschmelzung der Elektroden I₁ 2 mit dem rohrförmigen Isolierkörper 3 wird auf der Außenseite des rohrförmigen Isolierkörpers 3 garantiert. Die Sicherheit der Kontaktgabe des Zündstrichs 5 und die richtige Einstellung eines inneren Widerstandes größer als 5 k Ω kann stark verbessert werden, wenn als Zündstrich eine Mischung aus Glaslotpulver und Graphitsuspension benutzt wird. Da das Glaslot eine niedrigere Schmelztemperatur als das Einschmelzglas hat, stellt sich während des Einschmelzvorganges die richtige Leitfähigkeit des Zündstrichs 5 und die ausreichende Kontaktgabe mit der Elektrode 1, 2 ein, wenn man zweckmäßig mindestens drei Teile Glaslotpulver mit einem Teil Graphitsuspension vermischt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der aus Keramik bestehende rohrförmige Isolierkörper 3 mit dem vorbereiteten Zündstrich 5 während des Einschmelzvorgangs in das vorher in die Elektroden 1, 2 eingesinterte Glas gedrückt. Die Brauchbarkeit des Zündstrichs S ist dadurch gewährleistet, daß er eine Kontaktfläche auf der Stirnseite des rohrförmigen Isolierkörpers 3 hat, die während des Einschmelzvorganges im Bereich der Anglasungsstellen 4 auf die Elektroden 1, 2 gepreßt wird.

Die Fig.2 zeigt die Lage des Zündstriches 5 bei einem erfindungsgemäßen Überspannungsableiter in einem Ausführungsbeispiel, bei dem der Einschmelzvorgang zwischen Elektrode 1 und rohrförmigen! Isolierkörper 3, der in diesem Ausführungsbeispiel aus beglaster Keramik besteht, vorgenommen ist. Dabei wird der Zündstrich 5 ebenfalls aus einer Mischung aus niedrigschmelzendem Glaslot und Graphitsuspension auf den begiasten rohrförmigen Isolierkörper 3 aufgebracht. Während des Einschmelzprozesses durchschneidet die rohrförmige Elektrode 1 den Zündstrich 5 und kommt dadurch im Bereich der Anglasungsstelle 4 in Kontakt mit dem innenliegenden Teil des Zündstrichs 5. Durch den spitzen Winke! zwischen Zündstrich 5 und Elektrode 1 kommt ein Kont?'. >. während des Einschmeizvorganges zustande.

In dem in Fig.3 teilweise dargestellten Überspannungsableiter gemäß der Erfindung wird als rohrförmiger Isolierkörper 3 ein reiner Glasisolator verwendet. Auf der Innenseite des Glasrohres als Isolierkörper 3, wird der Zündstrich 5 aus einer Mischung aus Glaslot und Graphitsuspension oder reiner Graphitsuspension aufgebracht. Die Brauchbarkeit des Zündstrichs 5 ist dadurch gewährleistet, daß der Einschiaelzvorgang so geführt wird, daß durch den Anstauchprozeß des Glasrohres als Isolierkörper 3 der Zündstrich 5 im Bereich der Anglasungsstelle 4 sicheren Kontakt mit dem konischen Teil der Elektrode 1 hat. Diese Sicherheit wird durch die spezielle konische Form der Elektrode 1 des Überspannungsabieiters gewährleistet. Bei der Verwendung eines reinen Glasisolators als Isolierkörper 3 muß wegen des Stauchprozesses auf eine besondere gute Haftung des Zündstrichj 5 geachtet werden. Zündstriche mit Glaslotpulver sind dann während des Einschmelzprozesses am Glasisolator fest und können daher nicht abblättern. Verwendet man reine Graphitsuspension als Zündstrich, so muß die Innenwand des Glasisolators zur besseren haftung der Graphitsuspension durch Ätzung aufgerauht werden.

Im Fall der Verwendung von Keramik als rohrförmigem Isolierkörper 3, der sich während des Einschmelzvorganges nicht verändert, wie z. B. einem in F i g. 1 dargestelltem Keramikkörper, ist es vorteilhaft, den Zündstrich 5 aus elektrisch leitfähigem Material durch Abrieb von einem Körper aus einer festen, elektrisch leitenden Substanz, vorzugsweise einer Graphitmine, herzustellen. Die Reibwirkung wird von der Keramik durch -.!it; rauhe Oberfläche erzeugt. So können für die Herstellung des Zündstriches mit bestimmten elektrischem Widerstand Bleistifte mit entsprechender Härte oder abriebfähige Metalle verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Überspannungsableiter mit einem gasdichten Gehäuse, in dem Elektroden einander gegenüberstehen, die in die Enden eines rohrförmigen Isolierkörpers eingesetzt sind, und von denen mindestens eine mit einem Streifen aus elektrisch leitfähigem Material als Zündstrich verbunden ist, der sich auf der Innenseite des rohrförmigen Isolierkörpers über einen Teil der Rohrlänge in Richtung auf die andere Elektrode erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (1, 2) an die Enden des rohrförmigen Isolierkörpers (3) angeglast sind und im Bereich der Anglasungsstelle (4) der Zündstrich (5) aus elektrisch leitfähigem Material unmittelbar mit der Elektrode (I₁ 2) in Verbindung steht

2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündstrich (5) aus elektrisch leitfähigem Material aus einer Graphitsuspension besteht.

3. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündstrich (5) aus elektrisch leitfähigem Material aus einer Mischung aus niedrigschmelzendem Glaslot und einer Graphitsuspension besteht.

4. Überspannungsableiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündstrich (5) aus elektrisch leitfähigem Material aus mindestens drei Teilen Glaslo-pulver und I Teil Graphitsuspension besteht.

5. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Isolierkörper (3) aus Glas besteht.

6. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall der Verwendung von Keramik als rohrförmigen Isolierkörper (3) der Zündstrich (5) aus elektrisch leitfähigem Material durch Abrieb von einem Körper aus einer festen elektrisch leitenden Substanz hergestellt ist

7. Überspannungsableiter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus einer festen elektrisch leitenden Substanz eine Graphitminc ist.

8. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von einer Graphitsuspension als Zündstrichmaterial die Innenwand des aus Glas so bestehenden rohrförmigen Isolierkörpers (3) zur besseren Haftung der Graphitsuspension durch Ätzung aufgerauht ist.

9. Verfahren zum Herstellen eines Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche I bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß während der Anglasung der Elektroden (1, 2) an den rohrförmigen Isolierkörper (3) die Elektroden gegen den Isolierkörper an der Stelle, auf der zuvor der Zündstrich (5) aus elektrisch leitfähigem Material aufgebracht Worden ist, so gestaucht werden, daß im Bereich der Anglasungsstelle (4) der Zündstrich (5) aus elektrisch leitfähigem Material unmittelbar mit der Elektrode (1,2) in Verbindung steht.

65 Die Erfindung bezieht sich auf einen Überspannungsableiter mit einem gasdichten Gehäuse, in dem Elektroden einander gegenüberstehen, die in die Enden eines rohrförmigen Isolierkörpers eingesetzt sind und von denen mindestens eine mit einem Streifen aus elektrisch leitfähigem Material als Zündsürich verbunden ist, der sich auf der Innenseite des rohrförmigen Isolierkörpers über einen Teil der Rohrlä^ge in Richtung auf die andere Elektrode erstreckt Solche Überspannungsableiter sind z. B. durch die DE-OS 20 32 899 bekannt

Zündstriche in Überspannungsableitern erniedrigen die Ansprechstoßspannung radikal, wenn ihr Eigenwiderstand über 5 1<Ω liegt und sie zuverlässig mit den zugehörigen Elektroden elektrisch verbunden sind. Bei diesen bekannten Überspannungsableitern ist die Kontaktierung der Zündstriche mit den Elektroden problemlos, da die Elektroden auf den Keramikisolator hart aufgelötet werden. Der Zündstrich hat den notwendigen Kontakt von vornherein mit der Metallisierung der Keramik. Da Überspannungsableiter, insbesondere im Gebiet niedriger Ansprechspannungen, mit stark reduziertem Gasdruck arbeiten, muß beim Verschließen der Ableiter durch die Hartlotverbindung darauf geachtet werden, daß der Isolationswiderstand nicht durch kondensierte Bestandteile des Lotes in unzulässiger Weise verringert wird. Es ist bekannt, daß der Dampfdruck des Silbers von eutektischem Lot bei diesen niedrigen Drücken des Füllgases so groß ist, daß der Isolationswideistand der Keramik bei Knopfableitern unter 10⁸ Ω nach der Hartlötung liegt Den bekannten Nachteil kann man nur durch einen sehr aufwendigen Fabrikationsvorgang verhindern, indem entweder Hartlote, z. B. reines Gold, mit sehr niedrigem Dampfdruck verwendet oder die Ableiter zunächst mit einem Überdruck in Wasserstoffgas gelötet werden, so daß die leichtflüchtigen Bestandteile der Hartlotverbindungen nicht abdampfen In einem weiteren Fabrikationsvorgang kann dann den Ableitern im Hochvakuum bei sehr viel niedrigerer Temperatur das überschüssige Wasserstoffgas durch Diffusion durch die Platinenwand entzogen werden und so der richtige Arbeitsdruck im Ableiter eingestellt werden, ohne daß sich die Isolation der Keramik verschlechtert.

Die Übertragung des Elektrodenpotentials zu den Zündstrichen erfolgt bei den bekannten Ableitern über die Lotverbindung der Elektroden mit dem Gehäuse. Bisher ist es nicht gelungen, innere Zündstriche bei pumpstengellosen Überspannungsableitern mit Glasisolator oder angeglasten Keramiken zu benutzen, da die unmittelbare Kontaktierung der Zündstriche mit den Elektroden bisher nicht möglich war.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Überspannungsableiter mit einem Zündstrich auf der Innenseite des Gehäuses so auszugestalten, daß eine störende Metsillötung zwischen dem Isolierkörper einerseits und den Elektroden andererseits nicht erforderlich ist.

Zur Lösung der Aufgabe wird bei einem Überspannungsableiter der eingangs genannten Art erfindungs· gemäß vorgeschlagen daß die Elektroden an die Enden des rohrförmigen Isolierkörpers angeglast sind und im Bereich der Anglasungsstelle der Zündstrich aus elektrisch leitfähigem Material unmittelbar mit der Elektrode in Verbindung steht

Der Streifen aus elektrisch leitfähigem Material, der sogenannte Zündstrich, besteht vorzugsweise aus einer Mischung aus niedrigschmelzendem Glaslot und dner Graphitsuspension.