DE2416397B2 - Ueberspannungsableiter - Google Patents

Description

Überspannungsableiter dieser Art gehen beispielsweise aus der deutschen Patentschrift 10 70 733 als bekannt hervor. Diese gasgefüllten Überspannungsableiter bestehen im wesentlichen aus zwei Elektroden, die mit einem dazwischen liegenden Isolierkörper gasdicht verschmolzen sind. Als Atmosphäre werden im Entladungsraum vorzugsweise Edelgaie verwendet, die mit den an der Entladung beteiligten Elektroden nicht reagieren. Zur Erniedrigung der Zündspannung sind bei diesen Überspannungsableiiern innen auf dem rohrförmigen Isolierkörper Streifen aus elektrisch leitfähigem Material, sogenannte Zündstreifen bzw. Zündstriche aufgebracht, die durch Feldverzerrung an den Elektroden die Zündung der Gasentladungsstrecke erleichtern. Die Zündstreifen bestehen dabei aus einem Metall, beispielsweise Aluminium, Tantal, Titan oder Zirkon und einem Binder, beispielsweise einer Natrium- oder Kaliumsilikatlösung.

Die Zündstreifen können aber auch aus einer Graphitsuspension, sogenanntem Hydrokollag, bzw. einer Mischung aus niedrigschmelzendem Glaslot und einer Graphitsuspension bestehen oderdurchAbrieb von einem Körper aus einer festen, elektrisch leitenden Substanz, beispielsweise Graphit, hergestellt sein (deutsche Offenlegungsschrift 22 07 009).

Es ist weiterhin bereits bekannt, im Entladungsraum von Überspannungsableiter!! radioaktive Stoffe zur Verionisation der Gasfüllung zu verwenden, um die Ansprechverzögerung der Funkenstrecke klein zu halten. Bei einem aus der deutschen Auslegeschrift 11 88 708 bekannten Überspannungsableiter ist zu diesem Zweck zwischen den beiden Elektroden auf der Innenseite des Isolierkörpers ein ringförmiges Band aus Nickel 63 oder Krypton 85 vorgesehen.

Bei Stoßspannungsbeanspruchung von Überspannungsableitern beobachtet man mit zunehmender zeitlicher Spannungssteilheit auch ein Anwachsen der Ansprechspannung. Da die Gasstrecke zwischen den Elektroden ein hervorragender Isolator ist, müssen durch freie Elektronen Ionen gebildet werden. Die Elektronen leiten den Strom dann durch das quasineutrale Plasma. Durch die Ionisation des Plasmas kommt ein Zündverzug zustande, in dem die Ansprechspannung um so höher steigt, je steiler der zeitliche Spannungsanstieg ist. Durch radioaktive Präparate läßt sich diese Erscheinung reduzieren. Man kann aber wegen der hochstzulässigen Freigrenze der Radioaktivität meist den gewünschten Schutzpegel nicht erreichen. Im Bereich großer Spannungssteilheiten kann die Ansprechstoßspannung zwar auch durch die bekannten Zündstreifen, die auf den Isolierkörper auf dessen Innenseite aufgebracht werden, reduziert werden. Die Wirksamkeit der Zündstreifen verringert sich jedoch mit abnehmender zeitlicher Spannungssteilheit. Sie hängt außerdem von der Qualität der Zündstreifen ab, die von der Reproduzierbarkeit der Fabrikationseinrichtung beeinflußt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

Überspannungsableiter mit niedriger Ansprechspannung zu schaffen, bei denen eine Reproduzierbarkeit der Ansprechspannung gewährleistet ist. Diese Aufgabe wird bei einem Überspannungsableiter der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Da der Zündstreifen die Ansprechspannung im Bereich kleiner zeitlicher Spannungsanstiege nicht beeinflußt, kann man als radioaktives Präparat vorteilhaft z. B. Promethiumhydroxid gebunden an Magnesiumoxid in die ZUndstreifenmasse einmischen. Prinzipiell eignet sich jeder zugelassene und in der Freigenze liegende radioaktive Stoff zur Dotierung des Zündstriches, sofern er sich mit dem Herstellungsgang des Ableiters verträgt und die Ionisation des Gasraumes

brauchbar hervorruft. Ein erfindungsgemäßer Überspannungsableiter hat den wesentlichen Vorteil, daß der Zündstreifen im Bereich kleiner zeitlicher Spannungsanstiege durch die von der radioaktiven Substanz emittierten Elektronen und im Bereich großer zeitlicher Spannungsanstiege durch die Feldelektronenemission wirkt. Ein erfindungsgemäßer Überspannungsableiter mit radioaktiv dotiertem Zündstreifen hat den weiteren Vorteil, daß ein zusätzliches Einführen einer Radioaktivität neben dem Zündstreifen vermieden wird. Bei den bekannten, sogenannten radioaktiven Punkten werden nähmlich zum Teil alkalihaltige Gläser als Bindemittel verwendet. Alkalihaltiges Glas gibt jedoch im Entladungsraum zu Sekundärzündungen Anlaß. Die Bogen-

entladung zerstört dann an den Fußpunkten der Sekundärzündung den radioaktiven Punkt.

Ein weiteres bevorzugt geeignetes Zündstreifenmaterial ist eine radioaktiv dotierte Paste aus Palladium, Palladiumoxid und Silber. Als Bindemittel bzw. Träger des radioaktiven Präparates sind neben kolloidal gelöstem Graphitpulver oder Metallpulver aus Palladium, Silber bzw. Aluminium auch Silikate bevorzugt geeignet. Der Vorteil der Verwendung eines Silikates (Glasmehl) besteht insbesondere darin, da3 man z. B. radioaktives Promethium mit dem Silikat vermischt auf den Isolierkörper des Überspannungsabieiters aufsintern kann und somit staubförmige radioaktive Teile fest gebunden sind.

Der radioaktive Zündstreifen läßt sich aber auch vorteilhaft durch Abrieb von einem Körper aus einer festen, elektrisch leitfähigen, radioaktiv dotierten Substanz, vorzugsweise einer radioaktiv dotierten Graphitmine herstellen. Hierzu wird beisp^;elsweise in das Graphit- und/oder Tonmateria] der Mine Promethium 147 oder eine Promethiumverbindung eingemischt und verpreßt.

Anhand der Figuren der Zeichnung soll die Erfindung nachstehend näher erläutert werden. Dabei zeigt

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

F i g. 2 eine weitere Ausführungsform eines Überspannungsableiter gemäß der Erfindung.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Überspannungsableiter sind zwei Elektroden 1, 2 als kegelstumpfförmiger Napf ausgebildet und mit der Außenseite der Deckfläche ihrer Kegelstumpfform einander zugekehrt in die Enden eines rohrförmigen Isolierkörpers 3 gasdicht eingesetzt. Die gasdichte Verbindung zwischen den Elektroden 1, 2 und dem rohrförmigen Isolierkörper 3 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel über eine Glaseinbettung 5. Der Isolierkörper 3 besteht beispielsweise aus Glas oder Keramik. Auf der Innenseite des Isolierkörpers 3 sind radioaktive Zündstreifen 4 aufgebracht, die sich in diesem Ausführungsbeispiel bis über die Mitte der Rohrlänge des Isolierkörpers 3 in Richtung von der einen zur anderen Elektrode 1 bzw. 2 erstrecken. Die Zündstreifen 4 sind in beiden Figuren zur besseren Übersicht gestrichelt dargestellt. Für den Fall, daß der Isolierkörper 3 aus Glas besteht, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Isoüerkörpir 3 vor dem Aufbringen des bzw. der Zündstreifen 4 durch einen Ätzprozeß aufzurauhen. Dadurch wird das Aufbringen des Zündstreifens 4 insbesondere dann erleichtert sowie dessen Haftfestigkeit erhöht, wenn der Zündstreifen 4 durch Abrieb von einem Körper aus einer radioaktiv dotierten, festen elektrisch leitenden Substanz auf den Isolierkörper 3 aufgebracht wird.

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Überspannungsableiter sind die Elektroden 1, 2 wiederum kegelstumpfförmig ausgebildet. Der rohrförmige Isolierkörper 3 weist in diesem Ausführungsbeispiel an den Außenseiten der Enden einen Absatz auf, über den die Außenseiten der Elektroden 1, 2 nicht hinausragen. Eine solche Formgebung des Überspannungsableiter hat den Vorteil, daß der Ableiter elektrisch isoliert in metallische Rohrfassungen eingebaut werden kann. Die gasdichte Verbindung des Isolierkörpers 3 mit den Elektroden 1 und 2 erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel über eine Glas-Metall- bzw. Metall-Keramik-Verbindung 5. In diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich der radioaktive Zündstreifen 4 nur über einen Teil der Rohrlänge des Isolierkörpers 3 in Richtung von der einen zur anderen Elektrode 1 bzw. 2. Der Kontakt mit den Elektroden 1, 2 wird auf beiden Seiten durch einen kleinen Spalt vermieden, der auch den großen Isolierwiderstand des Ableiters garantiert. Die für die Zündhilfe notwendige Feldverzerrung an den Elektroden 1, 2 wird auch erreicht, wenn der Zünstreifen 4 isoliert auf der Innenwand des Isolierkörpers 3 angebracht ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   J. Überspannungsableiter mit einem gasdichten, ein radioaktives Präparat enthaltenden Gehäuse, in dem Elektroden einander gegenüberstehen, die in die Enden eines rohrförmigen Isolierkörpers eingesetzt sind, auf dessen Innenseite sich mindestens ein Streifen aus elektrisch leitfähigem Material (Zündstreifen) zumindest über einen Teil der Rohrlänge in Richtung von der einen zur anderen Elektrode erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (Zündstreifen 4) aus elektrisch leitfähigem Material das radioaktive Präparat enthält.
2. 2. Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (Zündstreifen 4) aus elektrisch leitfähigem Material aus dem radioaktiven Präparat und einem Bindemittel besteht.
3. 3. Überspannungsableiter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein Silikat ist.
4. 4. Überspannungsableiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das radioaktive Präparat Promethium 147 ist.
5. 5. Überspannungsableiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (Zündstreifen 4) aus elektrisch leitfähigem Material aus Promethiumhydroxid gebunden an Magnesiumoxid besteht.
6. 6. Überspannungsableiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (Zündstreifen 4) aus elektrisch leitfähigem Material aus einer radioaktiv dotierten Paste aus Palladium-Palladiumoxid und Silber besteht.
7. 7. Überspannungsableiter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen (Zündstreifen 4) aus elektrisch leitfähigem Material durch Abrieb von einem Körper aus einer festen, elektrisch leitfähigen, radioaktiv dotierten Substanz hergestellt ist.
8. 8. Überspannungsableiter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper aus einer festen, elektrisch leitenden Substanz eine radioaktiv dotierte Graphitmine ist.