DE2816138A1

DE2816138A1 - Schutzvorrichtung fuer insbesondere fernmeldeleitungen u.dgl. gegen ueberspannungen

Info

Publication number: DE2816138A1
Application number: DE19782816138
Authority: DE
Inventors: Alexander George Gilberts
Original assignee: Reliable Electric Co
Current assignee: Reliable Electric Co
Priority date: 1977-04-18
Filing date: 1978-04-14
Publication date: 1978-10-26
Also published as: CA1098958A; SE7804308L; US4128855A; GB1596460A; FR2388427A1; AU3518678A; JPS53129840A; BR7802368A

Description

Beschreibung

Die Erfindung beschäftigt sich mit einer Überspannungs-Schutzvorrichtung, die insbesondere eine Funkenstrecke aufweist und zum Schutz für Telefonleitungen und andere Fernmeldeleitungen gegen Oberspannungen verwendet wird.

Bekannte Oberspannungs-Schutzvorrichtungen weisen üblicherweise ein Gehäuse auf, das ein Paar Abstand haltender Kohleelektroden enthält, welche zwischen sich eine Funkenoder Entladungsstrecke definieren und auf der Leitung auftretende Oberspannungen zum Schutz der mit der Leitung verbundenen Anlagen sowie der Leitung selbst an Masse ableiten. Bei wiederholt auftretenden Oberspannungen und Entladungen über die Funkenstrecke besteht die Gefahr, daß Kohleteilchen aus den Elektrodenoberflächen herausgerissen werden. Diese Partikel werden oft zwischen den Elektroden eingefangen und erzeugen ein Leitungsrauschen oder selbst einen vollständigen Masseschluß der Leitung, was dazu führt, daß die Oberspannungs-Schutzvorrichtung nach einer relativ kleinen Anzahl von Entladungen ausfällt und nicht mehr ordnungsgemäß funktioniert.

Bei der Entwicklung von Überspannungs-Schutzvorrichtungen, der vorstehend erläuterten Art ist also ein Kompromiß erforderlich zwischen einer angemessenen Lebensdauer der Schutzvorrichtung (d.h. einer angemessenen Anzahl vanBogenentladungen) und einer annehmbar niedrigen Durchbruchsspannung. So kann die Entladungsstrecke verbreitert werden» um die Möglichkeit des Ausfalls aufgrund vorhandener eingefangener Kohlepartikel zu mindern, die sich während der Entladung aus den Elektroden herauslösen. Das erhöht natürlich die Lebensdauer der Schutzvorrichtung. Jedoch

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erhöht eine Erweiterung des Entladungsspaltes die Durchbruchspannung der Einheit über annehmbare Werte hinaus-

Es ist weiter bekannt, mehrere rechtwinklige Plateaus und Nuten in den Oberflächen der Kohleelektroden zu schaffen, um einen gewissen Sammelraum für die herausgeschleuderten Teilchen zu schaffen, welche aus der Entladungsstrecke herausgeblasen werden. Diese Art Vorrichtung ist beispielsweise aus der US-Patentschrift 571,699 aus dem Jahre 1896 sowie aus der US-Patentschrift 3,703,665 aus dem Jahre 1972 bekannt. Diese Maßnahme erzeugt jedoch mehrere Entladeflächen, während es für eine beherrschbare Funktion der Schutzvorrichtung erforderlich ist, daß nur eine einzige zusammenhängende Fläche zur Bogenentladung zur Verfügung steht. Weiter ist diese sogenannte Nut- und Federanordnung nur in einer der beiden Elektrodenflächen ausgeführt, was zu einer Polaritätsempfindlichkeit der Schutzvorrichtung führt. Das bedeutet, daß der Betrieb der Schutzvorrichtung mit Elektroden, die auf einer Polarität gehalten werden, sich nicht mit der Funktion bei entgegengesetzter Polarität verträgt. Ferner mindert die Nut/Feder-Anordnung in einer Elektrodenfläche allgemein die wirksame Elektrodenfläche, die zur Bildung der Entladungsstrecke zur Verfügung steht. Daher führt ein Abtragen der Federabschnitte der Elektrodenfläche aufgrund während der Entladung herausgerissener Partikel oft zu einer Vergrößerung der Funkenstrecke, was die Durchbruch,-spannung der Schutzvorrichtung über annehmbare Werte hinaus erhöht. Schließlich sind Elektroden von der Plateau/Nut-Art relativ schwer und teuer genau herzustellen.

Es ist daher ein Anliegen der Erfindung, eine Spannungs-Schutzvorrichtung zu schaffen, die eine längere und gleichbleibende Lebensdauer a,!s bekannte Geräte ähnlichen

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Typs haben. Ferner soll die zu schaffende Spannungs-Schutzvorrichtung das Einfangen von aus den Elektrodenflächen herausgerissenen Teilchen zwischen den Elektroden mindern und einen Zwischenraum für die auf einer Elektrode gesammelten Teilchen schaffen, wodurch Störungen oder vorzeiger Ausfall oder auch ein Masseschluß vermieden werden sollen. Weiter soll die zu schaffende Überspannungs-Schutzvorrichtung gleichbleibendes Betriebsverhalten unabhängig von der Polarität der Elektroden zeigen. Ferner soll die Möglichkeit, daß die Durchbruchspannung über annehmbare Standartdwerte hinaus ansteigt, weil die Entladungsstrecke weiter wird, beseitigt oder wenigstens gemindert werden.

Dazu weist die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung ein Gehäuse, zwei mit Abstand angeordnete Elektroden mit quer liegenden Enden auf, wobei eine Funkenstrecke zwischen den Elektroden vorgesehen ist und eine Isoliereinrichtung die Funkenstrecke umgibt und die Elektroden in dem Gehäuse auf Abstand hält.

Ein Teil der Isoliereinrichtung ist von dem quer liegenden Ende jeder Elektrode radial entfernt. Jede Elektrode weist aufeinander zuweisende Einsenkungen an den quer liegenden Enden auf, wobei jede Einsenkung von einer ringförmigen Rippe umgeben ist und die konzentrischen ringförmigen Rippen zur Bildung der Entlac|ungsstrecke aufeinander zuweisen. Die radiale Abmessung der Rippen ist ein kleiner Bruchteil des Durchmessers des quer liegenden Endes der zugehörigen Elektrode. Die Jeoliereinrichtung und die · Elektroden bilden einen Ringraum, der sich in axialer Richtung über einen Teil der Länge jeder Elektrode er- ' streckt und die .Rippen in unmittelbarer Nachbarschaft=/' umgibt. Die Einsenkungen und die Ringräume bilden einen' Sammelraum für aus den Elektroden während der Entladung herausgerissene Partikel und Elektrodenmaterial auf den

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Rippen, unabhängig von der Polarität der Elektroden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines Axialschnittes

einer mit den Merkmalen der Erfindung ausgestatteten Überspannungs-Schutzvorrichtung mit einer Entladungsstrecke;

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines auseinandergezogenen Teiles der Überspannungs-Schutzvorrichtung aus Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 aus Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 aus Fig. 1;

Fig. 5 die Ansicht eines Axialschnittes eines weggebrochenen Teiles der mit den Merkmalen der Erfindung ausgestatteten Funkenstrecke;

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines ausexnandergezogenen Teiles der Entladungsstrecke aus Fig. 5;

Fig. 7 eine teilweise im Axialschnitt aufgebrochene Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform, einer mit den Merkmalen der Erfindung ausgestatteten Entladungsstrecke;

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung einer

auseinandergezogenen Ansicht der Entladungastrecke nach Fig. 7;

Fig. 9 einen AxialschnjLtt einer teilweise weggeschnittenen weiteren Ausfuhrungsform einer mit den Merkmaien der Erfindung ausgestatteten Entladungsstrecke; und

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung der Entladungsstrecke gemäß Fig. 9.

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Gemäß Fig. 1 bis 3 enthält eine Schutzvorrichtung 12 eine Ableitvorrichtung 14, die mit den Merkmalen der Erfindung ausgestattet ist. Die Vorrichtung 12 enthält ein Metallblechgehäuse oder eine Kappe 16 mit einem radial abstehenden Ringflansch 18, der von der begrenzenden Stirnwand 20 der Kappe 16 axialen Abstand hat. Die Kappe 16 weist ferner einenmit Gewinde versehenen zylindrischen Wandabschnitt 22 auf, von dem eine zylindrische Schürze axial herabreicht. Die Schürze 24 endet mit einem offenen Ende der Kappe 16.

Eine schmelzbare Lotpille 26 in der Form einer zylindrischen Metallscheibe liegt gegen eine ebene Basis 28 der Ableitvorrichtung 14 an. Die Pille 26 und die Schutzvorrichtung 14 sind in der Kappe 16 durch einen elastischen, becherförmigen Käfig 30 in der Nähe der Schürze 24 der Kappe 16 sowie einen ähnlichen becherartig geformten Ausrichtkörper 32 gehalten, wobei der Ausrichtkörper 32 zwischen Käfig 30 und Schutzvorrichtung 14 befestigt ist. Der Käfig 30 weist mehrere am Umfang angeordnete mit Abstand versehene Federfinger 34 auf, die radial nach einwärts gedrückt werden, wenn der Käfig 30 in die rohrförmige Schürze 24 eingesetzt wird. Das untere Ende jedes Fingers 34 besitzt eine einwärts einspringende Spitze 36, so daß die Spitzen 36 das Ausrichtteil 32 _t die Lotpille 26 und die Schutzvorrichtung 14 im Käfig 3Q halten.

Das Ausrichtteil 32 besteht aus einem Becher, der die Lotpille 26 und die Schutzvorrichtung 14 in richtiger Ausrichtung und mit Abstand im Käfig 30 hält. Somit können die Lotpille 26 und die Schutzvorrichtung 14 in das Ausrichtteil 32 eingesetzt werden und das Ausrichtteil 32 kann in den Käfig 30 eingesetzt werden, wonach der Käfig und die mit ihm zusammengesetzten Teile axial als Einheit

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in die Schürze 24 eingeführt werden können. Eine Spiraldruckfeder 40 belastet ein Ende der Stirnwand 20 der Kappe 16 und liegt am gegenüberliegenden Ende gegen das ebene Ende des Käfigs 30 an.

Die Schutzvorrichtung 12 kann in einen Schacht 42 eines dielektrischen Blocks 44 eingesetzt werden. Am oberen Ende des Schachtes 42 befindet sich eine metallische Kontaktplatte 46 mit einem Ringflansch 48, in dessen Innengewinde das Kappengewinde 22 eingeschraubt werden kann. Das Material des Blockes 44 unter dem Flansch 48 ist über eine gewisse Strecke ebenfalls mit Gewinde versehen, so daß die Kappe in den Schacht 48 so weit eingeschraubt werden kann, bis der Flansch 18 gegen die Kontaktplatte 46 anliegt. An Boden des Schachtes 42 befindet sich ein Kontaktknopf 50, der das Ende der Überspannungs-Ableitvorrichtung 14 kontaktiert. Die Kraft der zusammengedrückten Feder hält die Ableitvorrichtung 14 fest gegen den Kontaktknopf 50. Die Kontaktplatte 46 und der Kontaktknopf 50 können in geeigneter Weise elektrisch mit Anschlußklemmen_f Drahtklemmen oder anderen nicht dargestellten Anschlüssen verbunden sein, so daß die Platte 46 mit Masse verbunden sein kann und der Kontaktknopf 50 mit einer Telefonleitung o. dgl. verbunden sein kann, die geschützt werden sol}., und umgekehrt. Der in Fig. 1 dargestellte SchutzblQck. kann beliebige Ausrichtungen haben. So kann die Ableitvorrichtung 14 entweder horizontal oder vertikal oder irgendwie zwischen diesen beiden Richtungen ausgerichtet sein. Außerdem kann die Ableitvorrichtung 14 in anderen· Arten von Schutzvorrichtungen eingebaut sein, beispielsweise in Vermittlungsstellen befindlichen Anlagen-Schutzvorrichtungen etwa der Art, wie sie in der US-Patentschrift 3,794,947 beschrieben sind.

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Wenn eine Spannung gegen Masse auf der zu schützenden Leitung auftritt, die die Durchbruchspannung der Einheit überschreitet, dann sieht man, daß die Schutzvorrichtung aufgrund der Wirkung der noch im einzelnen weiter unten zu beschreibenden Ableitvorrichtung 14 einen Stromfluß von der Leitung zur Masse veranlassen wird. Die Schutzvorrichtung ist unter diesen Bedingungen selbsterholend, so daß nichts weiter unternommen werden muß, um sie instandzusetzen, die Leitung wiederholt an Masse zu legen, wie das bei danach auftretenden Überspannungen notwendig werden kann.

Wenn andererseits auf der Leitung ein Überstrom aufgrund einer langer anhaltenden Spannung über der Entladungsspannung der Ableitvorrichtung 14 auftritt, tritt ein anderer Schutzmechanismus der Vorrichtung in Aktion. Der Strom durch die Schutzvorrichtung bringt die Lotpille zu Schmelzen, wodurch die Feder imstande ist, den Käfig 30 auf den Knopf 50 zu zu schieben. Die Enden 36 der Pinger 34 kommen dann in Kontakt mit dem Knopf 50 und schaffen einen Stromweg vom Knopf 50 zur Kontaktplatte 46. Somit wird ein Überstrom zur Masse abgeleitet. In dieser Betriebsphase ist die Schutzvorrichtung natürlich nicht selbsterholend. Wiederholte Überspannungen der vorstehend erwähnten Art jedoch neigen dazu, die Lebensdauer der Ableitvorrichtung 14 zu reduzieren. Daher schafft die Erfindung eine wesentliche Verbesserung an der Ableitvorrichtung 14.

Wie man am besten aus den Fig, 1 bis 6 erkennt, definieren in der Ableitvorrichtung 14 eine erste und eine zweite'im wesentlichen zylindrische Kohleelektrode 52, 54 eine Entladungsstrecke 56 zwischen ituren quer liegenden Enden. Eine Isolier- und Abstandseinrichtung wie beispielsweise das Isolierteil 70 aus Keramik od, dgl. umgibt die Elektrode und die Entladungsstrecke 56 und hält die Elektroden 52,

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auseinander, wobei ein Teil der Isolier- und Abstandseinrichtung, etwa in Form des Bauteils 70, von dem quer liegenden Ende jeder Elektrode radialen Abstand aufweist. Jede Elektrode 52, 54 besitzt Einsenkungen 60, 62 an ihrem quer liegenden Ende, und jede Einsenkung ist von einer Ringrippe 64, 66 umgeben, wobei die Ringrippen konzentrisch sind und aufeinanderzuweisen und zwischen sich die Entladungsstrecke 56 bilden. Die Rippen 64, 66 haben jeweils eine radiale Abmessung, die ein kleiner Bruchteil des Durchmessers des quer liegenden Endes der zugehörigen Elektroden 52, 54 ist.

Die Isolier- und Abstandseinrichtung in Form des Bauteils 70 und die Elektroden 52, 54 und speziell die Ringrippen 64, 66 bilden einen Ringraum 68 zwischen sich, der sich axial längs eines Teiles der Länge jeder Elektrode erstreckt und die Rippen 64, 66 unmittelbar benachbart umgibt. Die Einsenkungen 60, 62 und der Ringraum 68 bilden Sammelräume für Elektrodenmaterial auf den Rippen 64, 66 und für aus den Elektroden 52, 54 während der Bogenladung herausgerissene Partikel unabhängig von der Polarität der Elektroden 52, 54. Die Elektrode 54 ist mit dem Isolator 70 aus Keramik o. dgl. verbunden und von diesem umgeben, welcher die Isolier- und Abstandseinrichtung aus Fig. 1 big '6 bildet. Der Isolator 70 weist eine obere ebene Stirnfläche 72 auf, die vom querliegenden Ende 74 der Elektrode 54 Abstand aufweist, wodurch dag Ende 54 in dem Isolator 7Q eingefangen ist. Man sieht, daß die Elektrode 54 mit einem geeigneten Kleber längs eines Abschnittes 76 am Isolator befestigt ist, so daß die Elektrode 54 über das Ende 78 · des Isolators 70 hinaus vorsteht. Ferner ist der Durchmesser der Elektrode 54 kleiner als 4er Innendurchmesser des Isolators 70 entfernt vom Ende 76, wodurch ein Ringraum zwischen ihnen ausgebildet wird, der einen Teil des Ringrauines aus Fig. 1 bis 6 bildet.

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Die zweite Elektrode 52 besitzt ein querliegendes Ende und weist eine im ganzen ringförmige Rippe 80 auf, welche eine geeignete Unterstützung für die Elektrode 52 auf der Stirnfläche 72 des Isolators 70 abgibt. Man sieht, daß die Ringrippe 80 und die Stirnfläche 72 des Isolators 70 im wesentlichen konzentrisch und symmetrisch sind. Die Ringrippe 80 sitz auf dem Isolator 70, der die Isolier- und Abstandseinrichtung aus Fig. 1 bis 6 bildet. Die Elektrode 52 besitzt eine querliegende Endfläche 82, die mit den gegen die Isolatorfläche 72 anliegenden Endflächen der Rippe 80 in einer Ebene liegt. Folglich bildet das Aufsetzen der Rippe 80 auf der Stirnfläche 72 des Isolators eine Funkenstrecke 56 gemäß Fig. 5, deren Breite durch das Ausmaß der Einsenkung der Elektrode 54 im Isolator 70 bestimmt ist.

Die Einsenkung 60 der Elektrode 54 öffnet sich am querliegenden Ende 74 und hat eine solche radiale Ausdehnung, daß eine radiale Rippe 84 stehenbleibt, deren axiale Länge das querliegende Ende 74 der Elektrode 54 definiert VWd₁ radial zwischen der Einsenkung 60 und dem Ringraum 68 liegt. In ähnlicher Weise weist die Elektrode 52 eine Einsenkung 62 auf, die sich innerhalb dee querliegenden Endes 82.der Elektrode 52 erstreckt und in wesentlichen konzentrisch", mit der Einsenkung 60 so verläuft, daß die beiden Einsenkungen 60, 62 an der Entladungsstrecke 56 aufeinanderzuweisen. Die Elektrode 52 bildet ferner einen zur Einsenkung 62 radial äußeren Abstand aufweisenden Ringraum 86, der im wesentlichen die gleiche radiale Abmessung hat wie und einen Teil des Ringraumes 68 bildet. Somit ist zwischen der _Einsenkung 62 und dem Ringraum 86 eine Ringrippe 88 auf der Elektrode 52 ausgebildet, die konzentrisch gegen die Ringrippe 84 auf der Elektrode 54 weist und mit ihr"' die Entladungsstrecke 56 bildet. Man sieht, daß diese 'T Anordnung Einsenkungen 62 und $0 sowie einen Ringraum 68

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als Sammelraum für Elektrodenmaterial auf den Rippen 84,88 wie etwa Bruchstücke ihrer Kanten und Seiten bildet, welcher außerdem aus den Elektroden 52 und 54 während der Bogenentladung herausgerissene Teilchen aufsammelt, unabhängig von der Polarität der Elektroden 52 und 54.

Fig. 7 und 8 zeigen eine zweite Ausführungsform der Überspannungs-Ableitvorrichtung 14 in zusätzlichen Einzelheiten. Zur einfacheren Übersicht sind in Fig. 7 und 8 an den gleichgebliebenen Bauteilen Bezugszeichen mit angehängtem a. angebracht. Die Überspannungs-Ableitvorrichtung 14a weist zwei im wesentlichen identische Teile mit Kohleelektroden 52a und 54a auf. Es wird daher nur die Elektrode 54a mit den ihr zugeordneten Teilen beschrieben. Es versteht sich daher, daß die Elektrode 52a und die ihr zugeordneten Bauteile im wesentlichen identisch sind. Elektroden 52a und 54a weisen aufeinander zu und bilden zwischen sich eine Funkenstrecke 56. Eine Isolier- und Abstandeinrichtung enthaltend einen Abstandshalter 90 und einen Isolator 70a umgeben die Funkenstrecke 56a und haltend die Elektroden 52a und 54a auf Abstand. Der Abstandshalter 90 ist im wesentlichen ein Abstandsring. Die Elektrode 54a ist von dem Isolator 70a aus Keramik o. dgl. umgeben un,d mit diesem verbunden/ eier eine Endfläche 72a hat, die mit dem querliegenden En4e 74a der Elektrode 54a im wesentlichen auf einer Ebene liegt, Man sieht, daß die Endfläche ?2a des Isolators 70a eine mit dem Abstandshalter 90 im wesentlichen konzentrische und wesentlich gleichdimensioftierte Ringfläche bildet. D'.e Endfläche 72a des Isolators 7Qa ist mit geeignetem Kleber am Abstandshalter 90 befestigt. Der Isolator 70 ist mit geeignetem Klebstoff auch mit der Elektrode 54a verbunden, und zwar an einem Abschnitt 76a, so daß die Elektrode 54a über das Ende 78a des Isolators 70a nach außen vorstehtt Der Durchmesser der Elektrode 54a ist kleiner als der

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Innendurchmesser des Isolators 70a an dem vom Abschnitt 76a entfernten Teil, so daß sich ein Ringraum 68a zwischen Elektrode 54a und der Innenwand des Isolators 70a ergibt. Die Elektrode 54a besitzt eine Einsenkung 60a an ihrem querliegenden Ende, und die Einsenkung 60a ist so dimensioniert, daß sie mit dem Ringraum 68a eine Ringrippe 84a in dem querliegenden Ende 74a der Elektrode 52a definiert.

Aus dem Vorstehenden sieht man, daß die Elektroden 52a und 54a an ihren querliegenden Enden jeweils aufeinanderzuweisende Einsenkungen besitzen, wobei jede Einsenkung von einer Ringrippe umgeben ist und die Ringrippen konzentrisch zueinander sind und aufeinanderzuweisen und zwischen sich die Entladungsstrecke 56a definieren. Ferner definieren die Isolatoren und Elektroden 52a und 54a zwischen sich einen Ringraum 68a, der sich axial längs eines Teiles der Länge jeder Elektrode erstreckt und die Rippen so umgibt, daß die Einsenkungen und der Ringraum Bereiche ergeben, in denen aus den Elektroden während der Bogenentladung herausgerissene Teilchen gesammelt werden können, und zwar unabhängig von der Polarität der Elektroden 52a, 54a.

In den Fig. 9 und 10 ist eine weitere Ausführungsfarm erfindungsgemäßen Überspannungs-Ableitvorrichtung dargestellt. Zur Vereinfachung der Beschreibung sind für gleiche Teile wieder gleiche Bezugszeichen in Fig. 9 und 10 verwendet, jedoch dann für gleiche Teile aus den vorher beschriebenen Ausführungsformen mit dem Anhang b versehen. Die Elektroden 52b und 54b der Fig. 9 und 10 sind im. wesentlichen identisch und weisen über eine Entladungsstrecke 56b aufeinander zu, deren Breite durch einen im wesentlichen tubusförmigen oder zylindrischen Abstandshalter 92 bestimmt ist. Die Elektrode 54b besitzt einen Außenabschnitt 94 von im wesentlichen dem gleichen Durchmesser wie der Abstandshalter 92. Der Abstandshalter 92 liegt über eine Ringfläche

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gegen die Elektroden an. Die Elektrode 54b besitzt weiter einen zweiten inneren Abschnitt 96 kleineren Durchmessers als der Abstandshalter 92, wodurch der Abschnitt 96 der Elektrode 54b und der Abstandshalter 92 zwischen sich einen Ringraum 68b definieren. Die Elektrode 54b besitzt ferner eine Einsenkung 62b in ihrem querliegenden Ende 74b. Die Einsenkung 62b besitzt solche Abmessung, daß sie eine ringförmige Rippe 94b in dem querliegenden Ende 74b der Elektrode 54b definiert, die eine Seite der Entladungsstrecke 56b bildet. Man sieht dann, daß die Elektroden 52b und 54b identisch sind, aufeinanderzuweisende Einsenkungen an ihren querliegenden Enden haben und daß jede Einsenkung von einer Ringrippe umgeben ist, daß ferner die Ringrippen konzentrisch zueinander sind und längs einer Entladungsstrecke 56b aufeinanderzuweisen. Weiter bilden die Elektroden 52b und 54b sowie der isolierende Abstandshalter 92 zwischeinander einen Ringraum 68b, der sich in axialer Richtung längs eines Teiles der Länge jeder Elektrode 52b, 54b erstreckt und die Ringrippen umgibt, so daß die Einsenkungen und der Ringraum 68b Sammelräume für Elektrodenmaterial auf den Rippen und für aus den Elektroden während der Bogenentladung herausgerissene Teilchen bilden, unabhängig von der Polarität der Elektroden 52b, 54b.

Bei Überspannungs-Ableitvorrichtungen, die gemäß vorstehender Beschreibung ausgebildet sind, schaffen die Sammelbereiche für herausgerissene ISlektrodenpartikel eine wesentliche Erhöhung der Lebensdauer der Ableitvorrichtung sowie einen gleichmäßigeren und zuverlässigeren Betrieb während derselben. Weiter vermindern äie Sammelräume für Elektrodenmaterial das Aufweiten der Entladungsstrecke durch Erosion und ermöglichen bei Ausfall der Ableitvorrichtung einen Masseschluß,statt einen offenen Stromkreis oder eine unannehmbar hohe Durchbruchspannung zu schaffen. Die beschriebenen Ableitvorrichtungen sind ferner relativ einfach und preiswert herzustellen.

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Die Erfindung ist auf Einzelheiten der beschriebenen Ausführungsformen nicht beschränkt, vielmehr sind dem Fachmann Änderungen an diesen geläufig, ohne daß dadurch vom Erfindungsgedanken abgewichen wird.

Insgesamt wurde eine Überspannungs-Ableitvorrichtung zum Überspannungsschutz von Telefon- oder dgl. Übertragungsleitungen beschrieben, welche zwei Elektroden mit aufeinander zuweis enden Stirnflächen aufweist, zwischen denen eine Entladungsstrecke gebildet ist. Die aufeinanderzuweisenden Flächen besitzen zwei konzentrische aufeinanderzuweisende Ringrippen und eine radial innerhalb der Ringrippen angeordnete axiale Einsenkung sowie einen radial außerhalb der Ringrippen angeordneten Ringraum. Die Öffnungen der Einsenkung und des Ringraumes erstrecken sich axial zu den Rippen und bilden einen Sammelraum für Teilchen, die während einer Entladung aus den Elektroden herausgerissen werden könnten, unabhängig von der Polarität der Elektroden. Der Ringraum dient zum Wegblasen herausgerissener Partikel aus der Entladungsstrecke.

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Claims

Reliable Electric Company, eine Gesellschaft nach den Gesetzen des Staates Delaware, Π333 Addison Street, Franklin Parkf Illinois 60131 (V.St.A.) Schutzvorrichtung für insbesondere Fernmeldeleitungen u. dgl. gegen Überspannungen Ansprüche

1. \ Überspannungs-Ableitvorrichtung als Überspannungs-

tz für eine Telefon— o. dgl. Übertragungsleitung, mit zwei Elektroden, zwischen deren querliegenden Enden eine Entladungsstrecke ausgebildet ist, gekennzeichnet durch eine isolierende Äbstandseinrichtung (70;70a, 90; 92), die die Entladungsstrecke (56) umgibt und die Elektroden (52, 54? 52a, 54a? 52b, 54b) auf Abstand hält, wobei ein Abschnitt der isolierenden Äbstandseinrichtung radialen Abstand von dem querliegenden Ende (74, 82? 74a, 82a; 74b, 82b) jeder Elektrode aufweist, wobei ferner jede Elektrode an ihrem querliegenden Ende eine Einsenkung (60, 62? 60a, 62b) aufweist, die von einer Ringrippe

HZ/il

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(64, 66; 84, 88; 84a, 84b) umgeben ist, wobei ferner die Einsenkungen der Elektroden aufeinanderzuweisen, und die konzentrischen, aufexnanderzuweisenden Rippen eine radiale Abmessung haben, die ein kleiner Bruchteil des Durchmessers des querliegenden Endes der zugehörigen Elektrode ist, wobei die isolierende Abstandseinrichtung und die Elektrode einen axial sich längs eines Teiles der LÄnge jeder Elektrode erstreckenden Ringraum (68; 68a; 68b) bilden, der die Rippen in unmittelbarer Nachbarschaft umgibt und einen Sammelraum für Elektrodenmaterial auf den Rippen sowie für aus den Elektroden während der Bogenentladung herausgerissene Teilchen unabhängig von der Polarität der Elektroden bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Abstandseinrichtung Isolatoren (70a) aufweist, die die Elektroden (52a, 54a) umgeben und mit jeder Elektrode (52a, 54a) verbunden sind, wobei ein Abstandsring (90) an den Isolatoren (70a) anliegt und die querliegenden Enden (74a) der Elektroden zusammen mit den Isolatoren entsprechend der Breite des Abstandsringes (90) auf Abstand hält. <

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode (54) mit der isolierenden Abstandseinrichtung (70) verbunden ist und die andere Elektrode (52) eine Scheibe ist, die einen Abschnitt (86) des flingraumes (68) enthält.

4. Vorrichtung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet» daß die Elektroden axial entfernt von den Rippen (84b) aufexnanderzuwexsende in axialer Richtung ausgebildete Schultern (98) aμfweisen, die gegen gegenüberliegende Enden der isolierenden Abstandseinrichtung (92) anliegen.

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5. Oberspannungs-Ableitvorrichtung als Überspannungsschutz für eine Telefon- ο. dgl. Übertragungsleitung mit einem Gehäuse, zwei Abstand aufweisenden Elektroden, einem die erste Elektrode umgebenden Isolator, wobei ein querliegendes Ende der Elektrode in dem Isolator eine Ausnehmung aufweist und ein Endabschnitt des Isolators von einem Endabschnitt der ersten Elektrode radialen Abstand aufweist, wobei der Elektrodenendabschnitt das querliegende Ende umfaßt und die Endabschnitte einen am querliegenden Ende sich öffnenden und sich axial über einen Bruchteil der LÄnge der zusammengebauten aus Isolator und erster Elektrode bestehenden Einheit erstreckt, und ferner dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (52) ein auf dem Endabschnitt des Isolators (70) sitzendes querliegendes Ende (72) aufweist, das gegen den Endabschnitt (74) der ersten Elektrode (54) weist, so daß eine Entladungsstrecke (56) geschaffen ist, deren Abmessung durch die Größe der Ausnehmung der ersten Elektrode (54) in dem Isolator (70) bestimmt ist; 4aß Halteteile (30, 32) für die Elektroden (52, 54) und den Isolator (70) in dem Gehäuse (16) vorgesehen sind; ,daß die erste Elektrode (54) eine Ausnehmung (60) an querliegenden Ende (74) besitzt, wobei das d

Ende (60) eine solche radiale Abmessung hat, daß eine Ringrippe (64) stehenbleibt, die das querliegende Ende (74) der ersten Elektrode bestimmt und radial zwischen der Einsenkung (60) und einem Ringraum (68) liegt; daß die zweite Elektrode eine an ihrem querliegenden Ende (82) sich öffnende Einsenkung (62) besitzt, die mit der Einsenkung (60) in der ersten Elektrode (54) im wesentlichen konzentrisch ist, so daß dia beiden Einsenkungen (60,62) über die Entladungsstrecke (56) aufeinanderzuweisen; daß die zweite Elektrode (52) einen weiteren Ringraum (86) besitzt, der radial außerhalb der Einsenkung (62) der

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zweiten Elektrode liegt und konzentrisch zum ersten Ringraum (68) angeordnet ist und im wesentlichen gleiche radiale Abmessung wie der erste Ringraum (68) hat, so daß sich auf der zweiten Elektrode (52) eine Ringrippe (66) ergibt, die der Ringrippe (64) der ersten Elektrode (54) konzentrisch gegenüberliegt, und eine Entladungsstrecke (56) gebildet ist, wobei die Einsenkungen (60,62) und die Ringräume (68, 86) als Sammelräume für Elektrodenmaterial auf den Rippen (64, 66) während Bogenentladungen und für aus den Elektroden (52, 54) herausgerissene Teilchen wirken, unabhängig von der Polarität der Elektroden.

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