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EP 0 251 010 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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02.01.1991 Patentblatt 1991/01 |
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Anmeldetag: 15.06.1987 |
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Gasentladungsüberspannungsableiter
Gas-filled surge arrester
Dérivateur de surtension à gaz
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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CH DE GB IT LI |
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Priorität: |
25.06.1986 DE 3621254
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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07.01.1988 Patentblatt 1988/01 |
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Patentinhaber: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT |
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80333 München (DE) |
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Erfinder: |
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- Boy, Jürgen, Dipl.-Ing.
D-1000 Berlin 28 (DE)
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| (56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 229 303 DE-A- 2 417 025 GB-A- 1 389 142 US-A- 4 491 893
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DE-A- 1 944 564 FR-A- 2 430 082 GB-A- 1 455 806
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft einen Gasentladungs Überspannungsableiter nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
[0002] Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Bauelemente und ist bei der konstruktiven
Ausgestaltung eines Gasentladungs-Überspannungsableiters anzuwenden, dessen Elektroden
in vertiefungen ihrer Oberfläche eine Aktivierungsmasse enthalten.
[0003] Bei einem bekannten Gasentladungs-Überspannungsableiter dieser Art besteht das vakuumdichte
Gehäuse aus mindestens einem zylindrischen Isolierstoffring und mindestens einer
ersten und einer zweiten Elektrode. Die beiden Elektroden sind mit wenigstens einem
Paar sich gegenüberliegender, zylindrischer Löcher versehen, die teilweise mit einer
Aktivierungsmasse gefüllt sind. Damit ist erreicht, daß der Abstand der Aktivierungsmasse
der einen Elektrode von der Oberfläche der Gegenelektrode größer ist als die Breite
des Zündspaltes (US-A-4 491 839). Es sind weiterhin Überspannungsableiter bekannt,
die konzentrisch zu zwei sich gegenüberliegenden Elektroden eine weitere Elektrode
aufweisen, wobei diese weitere Elektrode mit jeweils einer der beiden anderen Elektroden
die eigentliche Entladungsstrecke bildet (US-A-3 710 191).
[0004] Zur Ausgestaltung eines unipolar betriebenen Gasentladungs-Überspannungsableiters,
der als Vorfunkenstrecke einer zündkerze dient, ist bereits vorgeschlagen worden,
eine vollzylindrische Elektrode und eine hohlzylindrische Elektrode konzentrisch zueinander
anzuordnen, wodurch sich ein ringförmiger zündspalt ergibt. Die Aktivierungsmasse
soll dabei außerhalb des zündspaltes an der Stirnseite der vollzylindrischen Elektrode
angeordnet sein (EP-A-0 229 303). Diese Druckschrift fällt unter Artikel 54(3) EPÜ.
[0005] Ausgehend von einem Gasentladungs-Überspannungsableiter mit den Merkmalen des Oberbegriffes
des Patentanspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen bipolar betreibbaren
Ableiter zu schaffen, der sich durch eine geringe Streuung der elektrischen Werte,
insbesondere der Ansprechspannung, während der Lebensdauer auszeichnet und der eine
hohe Betriebssicherheit aufweist.
[0006] Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß die erste Elektrode
konzentrisch zur zweiten Elektrode angeordnet ist, daß die die Aktivierungsmasse aufnehmenden
Vertiefungen aus einer oder mehreren Rillen oder Nuten oder aus einer pyramidenförmigen
Waffelung bestehen und daß die Vertiefungen wenigstens der zweiten Elektrode außerhalb
des Zündspaltes angeordnet sind.
[0007] Bei einem derart ausgebildeten Überspannungsableiter kann sich bei Erhitzung die
Aktivierungsmasse verformen und beispielsweise Erhebungen oder Kugeln bilden, ohne
daß die Zündspannung beeinflußt oder gar die Isolation des Überspannungsableiters
gefährdet wird. Bei einem solchen Ableiter reicht es aus, im Zündspalt die Entladung
zu zünden. Sobald die mit Aktivierungsmasse versehene Elektrode als Kathode arbeitet,
wandert der Fußpunkt der Entladung bei höheren Strömen zum Übergang zwischen Aktivierungsmasse
und unbedecktem Elektrodenmaterial, auch wenn dieser außerhalb des Zündspaltes angeordnet
ist und der Entladungsweg sich deutlich verlängert. Wegen der größeren Entfernung
der Aktivierungsmasse von jeweiligen Gegenelektrode bleibt daher eine Verformung der
Aktivierungsmasse ohne Einfluß auf die zündspannung.
[0008] Eine vorteilhafte Ausführungsform des neuen Überspannungsableiters besteht darin,
die erste Elektrode mit einer Bohrung zu versehen, in die die zweite Elektrode hineinragt,
wobei zwischen den beiden Elektroden ein ringförmiger Zündspalt und zwischen der Strinfläche
der zweiten Elektrode und dem Boden der Bohrung der ersten Elektrode ein Isolationsspalt
freibleibt und der zündspalt schmaler ist als der Isolationsspalt, und auf der ringförmigen
Stirnfläche sowohl der ersten als auch der zweiten Elektrode Vertiefungen zur Aufnahme
der Aktivierungsmasse vorzusehen, wobei diese Vertiefungen nicht bis an den inneren
Rand der Stirnflächen heranreichen.
[0009] Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform, bei der die Bohrung in der ersten Elektrode
durch eine kegelstumpfförmige Wand, die in eine Zylinderwand mit geringerem Durchmesser
übergeht, begrenzt ist und bei der die zweite Elektrode einen kegelstumpfförmigen
Teil aufweist, dessen Kegelmantelfläche mit dem kegelstumpfförmigen Teil der Bohrung
einen Spalt konstanter Breite bildet und bei der die Stirnfläche des kegelstumpfförmigen
Teiles mit einer Aktivierungsschicht versehen ist, welche nicht bis an den Rand der
Stirnfläche heranreicht. Diese Ausführungsform läßt sich einfach herstellen, ermöglicht
wegen der kegelstumpfförmigen Spaltbegrenzungen eine relativ geringe Toleranz der
Spaltabmessung in axialer Richtung und gewährleistet die Abstandsforderungen für
die Aktivierungsschicht auf der Stirnfläche der zweiten Elektrode.
[0010] Die Erfindung wirkt sich besonders vorteilhaft aus, wenn durch höhere Strombelastungen
die Aktivierungsmasse so stark erhitzt wird, daß die Gefahr der Bildung von Kugeln
oder Tropfen besonders groß ist. Derartige Betriebsfälle treten häufig bei sogenannten
Dreielektrodenableitern auf, d.h. bei Überspannungsableitern, bei denen eine zweite
und eind dritte Elektrode zueinander koaxial angeordnet sind und je einen zylinderförmigen
Teil aufweisen, wobei die Stirnflächen der zylinderförmigen Teile einander gegenüberliegen
und einen Nebenentladungsspalt bilden, und bei denen eine erste Elektrode eine Zylinderbohrung
enthält, deren Begrenzung konzentrisch zu den sylinderförmigen Teilen der zweiten
und der dritten electrode sowie den Nebenentladungsspalt umschließend angeordnet ist;
in Ausgestaltun der Erfindung ist bei einem solchen Dreielektrodenableiter jede
Stirnfläche der ersten Elektrode mit zumindest einer ringförmigen Vertiefung zur Aufnahme
der Aktivierungsmasse versehen. Gleichzeitig weisen dabei auch die Stirnflächen der
zweiten und der dritten Elektrode Vertiefungen zur Aufnahme von Aktivierungsmasse
auf. Die Aktivierungsmasse besteht dabei vorteilhaft im wesentlichen aus Natriumsilikat
und ist in Nuten, Waffelpyramiden, Bohrungen usw. untergebracht und aufgeschmolzen.
Natriumsilikat ergibt günstige Kennwerte des Überspannungsableiters und haftet in
aufgeschmolzenem zustand gut am Untergrund, neigt aber auch relativ stark zur Bildung
von Kugeln oder Tropfen. In einem erfindungsgemäßen Überberspannungsableiter kann
sie besonders vorteilhaft eingesetzt werden.
[0011] Zur Absicherung von Leitungen ist eine Ausführungsform eines Dreielektrodenableiters
besonders geeignet, bei der eine zweite und eine dritte Elektrode zueinander koaxial
angeordnet sind und je einen zylinderförmigen Teil aufweisen, wobei die Stirnflächen
der zylinderförmigen Teile einander gegenüber liegen und einen Nebenentladungsspalt
bilden, bei der eine erste Elektrode eine Zylinderbohrung enthält welche konzentrisch
zu den zylinderförmigen Teilen der zweiten und der dritten Elektrode angeordnet ist
und den Zündspalt umschließt, bei der die Bohrung in der ersten Elektrode mit einer
Vertiefung in Form eines Trapez-Gewindes versehen und die Gewindegänge mit Aktivierungsmasse
derart teilweise gefüllt sind, daß die Aktivierungsmasse nicht bis an die Wand der
Zylinderbohrung reicht, und bei der die Stirnflächen der zweiten und der dritten Elektrode
mit Aktivierungsmasse gefüllte Vertiefungen aufweisen. Ein Hauptentladungsspalt ist
hier durch den im Trapezgewinde liegenden Rand der Aktivierungsmasse definiert. Er
ist breiter als der zündspalt, der durch die zwischen den Gewindegängen des Trapezgewindes
verbliebenen Teile der zylinderwand bestimmt ist. Dadurch ergibt sich eine geringe
Streuung der zündspannungswerte dieser speziellen Ausführungsform. Bei der wendelförmigen
Ausbildung der Vertiefung ist außerdem sichergestellt, daß auf einem Teil des Umfanges
von der Aktivierungsmasse auf der zweiten bzw. dritten Elektrode ausgehend auf em
kürzesten Wege eine metallische Oberfläche auf der ersten Elektrode erreicht wird,
wenn die Elektroden als Kathoden wirken. Da die Aktivierungsmasse in Trapezgewinde
nicht bis an den rand des Gewindeprofils reicht, liegt bei einer Kathodenfunktion
der ersten Elektrode der kathodenfußpunkt im Trapezgewinde, eine Verformung der Elektrode
bzw. der Aktivierungsmasse ergibt keine Veränderung des Zündspaltes und damit keine
Beeinflußung des Zündverhaltens des Ableiters.
[0012] Die beschriebenen Dreielektrodenüberspannungsableiter dienen hauptsächlich zur Absicherung
von zwei Adern, die in erster Näherung auf gleichem Potential liegen und an die erste
und die dritte Elektrode geschaltet sind, gegenüber Erde, die an die zweite Elektrode
gelegt ist. Demgemäß treten zwischen der zweiten und dritte Elektrode nur relativ
kleine Spannungsunterschiede auf, die zwischen diesen Elektroden liegende Nebenentladungsstrecke
braucht keinen hohen Anforderungen zu genügen. Die vorliegende Erfindung wird daher
nur im Bezug auf die Hauptentladungsstrecke zwischen der zweiten bzw. dritten Elektrode
einerseits und der ersten Elektrode andererseits eingesetzt. Sobald zwischen der zweiten
oder dritten und der ersten Elektrode eine Entladung stattfindet, wird auch der Hauptentladungsspalt
zwischen der noch nicht gezündeten zweiten bzw. dritten Elektrode und der ersten elektrode
ionisiert, so daß auch deren Spannung herabgesetzt wird. So wird eine nennenswerte
Entladung zwischen der zweiten und dritten Elektrode vermieden, die Nebenentladungsstrecke
zwischen den Stirnflächen dieser beiden Elektroden kann keine hohen Stromwerte annehmen.
[0013] Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren 1 bis 4 darestellt. Dabei
zeigen die
Fig. 1 und 2 zwei Beispiele von Zweielektroden-Ableitern und die
Fig. 3 und 4 zwei Beispiele von Dreielektroden-Ableitern,
jeweils in geschnittener Ansicht.
[0014] Der Überspannungsableiter gemäß Fig. 1 ist aus einer ersten Elektrode 1, einer zweiten
Elektrode 2 und einem Isolierstoffring 3, der vorzugsweise aus Keramik besteht, zusammengesetzt
und vakuumdicht verlötet. Die erste Elektrode 1 weist eine Bohrung 4 auf, in die ein
zylinderförmiger Teil 5 der zweiten Elektrode 2 hineinreicht. Zwischen der Innenwand
11 des durch die Bohrung 4 gebildeten hohlzylinderförmigen Teiles 12 der Elektrode
1 und der Mantelfläche des zylinderförmigen Teiles 5 der Elektrode 2 ist ein Zündspalt
7 gebildet, in dessen Bereich auf die Elektroden keine Aktivierungsschicht aufgebracht
ist. Zwischen der Bodenfläche 8 der Bohrung 4 und der Stirnfläche 13 der Elektrode
2 und zwischen der Stirnfläche 14 der ersten Elektrode 1 und den benachbarten Teilen
der zweiten Elektrode 2 liegt je ein Isolationsspalt 6, der deutlich breiter ist als
der Zündspalt 7.
[0015] Die Stirnfläche 14 des hohlzylinderförmigen Teiles 12 der ersten Elektrode 1 und
die Stirnfläche 13 des zylinderförmigen Teiles 5 der Elektrode 2 sind jeweils mit
ringförmigen Rillen 10 bzw. 9 versehen, welche mit einer Aktivierungsmasse ausgefüllt
sind. Im gezeigten Beispiel sind je zwei Ringe 10 bzw. 9 in den Stirnflächen 14 bzw.
13 angebracht. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich nach der Zündung im Spalt 7
eine Gasentladung von den achsnahen Rändern der Vertiefungen 10 bzw. 9 über den Zündspalt
7 hinweg, wobei jeweils der Fußpunkt an der Grenze zwischen Aktivierungsschicht und
Metall der Elektrode ansetzt und auf der Anodenseite ein relativ großer Bereich für
den Stromeintritt in die Gegenelektrode zur Verfügung steht. Anstelle der Rillen können
auch andere Vertiefungen, z.B. kleine Waffelpyramiden in die Stirnflächen 14 und
13 eingeprägt werden, die mit Aktivierungsmasse gefüllt werden.
[0016] Nach dem Zündvorgang kann die Entladung auch über den Isolationsspalt 6 hinweg erfolgen,
eine Verformung der Aktivierungsmasse in den Rillen 9 gibt keine Änderung der Zündspannung.
Dadurch ist diese Ausführungsform für hohe Stromwerte besonders geeignet.
[0017] Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem Toleranzen in Achsrichtun auf die
Spaltbreite und damit Zündspannungen wenig Einfluß haben. Dort ist der Zündspalt 7
zwischen einem kegelstumpfförmigen Teil 15 einer zweiten Elektrode 20 und einer kegelstumpförmigen
Bohrung 18 einer ersten Elektrode 19 angeordnet. Der zylinderförmige Teil 16 der
ersten Elektrode 19 weist außerdem eine zur Bohrung 18 koaxiale Bohrung 17 auf, die
in die kegelstumpfförmige Bohrung 18 an deren kleinerer Begrenzungsebene übergeht.
In der Bohrung 17 ist auch bei sehr kleinen Spaltbreiten des Zündspaltes 7 von 0,5mm
oder weniger ausreichend Platz für eine Verformung der Aktivierungsmasse in der ringförmigen
Rille 9. Gleiches gilt für eine Verformung der Aktivierungsmasse in der Rille 10
der Elektrode 19 in den Hinterraum von Elektrode 20 hinein.
[0018] Die Elektroden der Figur 1 und die zylinderförmigen Teile der Elektroden von Figur
2 bestehen vorteilhaft aus Kupfer. Die Ausführungsform der Figur 2 ermöglicht den
Einsatz einer solchen Legierung für die tassenförmigen Befestigungsteile 21 der Elektroden
19 bzw. 20, deren Temperaturkoeffizient in an sich bekannter Weise an den Temperaturkoeffizienten
des Isolierstoffringes, der vorzugsweise aus Keramik besteht, angepaßt ist.
[0019] Figur 3 zeigt einen Dreielektrodenüberspannungsableiter, der insbesondere zur Absicherung
von zwei mit Impulsen belasteten Leitungen gegenüber dem an die zweite, konzentrisch
angeordnete Elektrode gelegten Massepotential geeignet ist. Zylinderförmige Teile
25 und 26 der Elektroden 22 und 23 reichen in eine Bohrung der ersten Elektrode 24
hinein. Die Stirnflächen der zweiten Elektrode 22 und der dritten Elektrode 23 bilden
eine Nebenentladungsstrecke 27. Die Hauptentladungsstrecke 28 (Zündspalt) verläuft
im Ringspalt zwischen den zylinderförmigen Teilen 25 und 26 und der zylindrischen
Innenwand 29 der zweiten Elektrode 24. Die Stirnflächen der zylinderförmigen Teile
25 und 26 enthalten je eine mit Aktivierungsmasse gefüllte Rille 9. Die Innenwand
29 der zweiten Elektrode 24 ist mit einem Trapezgewinde 30 versehen, welches mit Aktivierungsmasse
gefüllt ist. Der zündspalt ist durch die zwischen dem Trapezgewinde verbliebenen Teile
der Innenwand 29 definiert und erstreckt sich zum entsprechenden zylinderförmigen
Teil 25 bzw. 26. Durch diese Konstruktion ist gewährleistet, daß eine Entladung mit
einem Kathodenfußpunkt in einer der Rillen 9 der zweiten oder dritten Elektrode 22
oder 23 unabhängig von Toleranzen der Abmessungen in axialer Richtung auf dem kürzesten
Wege in radialer Richtung auf eine metallische Oberfläche der Innenwand der zweiten
Elektrode 24 trifft. Andererseits ist für, die Entladungen mit einem Kathodenfußpunkt
auf der zweiten Elektrode 24 reichlich Aktivierungsmasse vorhanden, so daß diese Entladungsrichtung
schnell und mit besonders geriner Bogenbrennspannung erfolgen kann. In dieser Ausführungsform
sind die Vorteile der Erfindung für eneriereiche Entladungen mit den Vorteilen konventioneller
Technik, nämlich sehr geringe Lichtbogenbrennspannung vorteilhaft kombiniert. Anstelle
der Rille 9 in den Stirnflächen der Elektroden 22, 23 können auch andere Vertiefungen,
z.B. Waffelpyramiden verwendet werden.
[0020] Figur 4 zeigt einen Dreielektrodenableiter bei dem auch die erste Elektrode 24 je
eine ringförmige Rille 31 auf ihren Stirnseiten besitzt. Bei dieser Ausführungsform
ist die Aktivierungsmasse für alle Elektroden (22, 23, 24) konsequent außerhalb des
eigentlichen Entladungsspaltes (28) angeordnet.
[0021] In den Figuren 3 und 4 ist im Nebenentladungsspalt 27 keine energiereiche Entladung
zu.erwarten, da Überspannungen bestimmungsgemäß bei derartigen Ableitern gegen Massepotential
abgeführt werden sollen und daher schon bei relativ geringen Spannungsunterschieden
eine Entladung im Hauptentladungsspalt 28 bzw. entlang den Hauptentladungsstrecken
32 oder 33 auftritt.
Bezugszeichenliste
[0022]
1 = Erste Elektrode
2 = zweite Elektrode
3 = Isolierstoffring
4 = Bohrung
5 = zylinderförmiger Teil
6 = Isolationsspalt
7 = Zündspalt
8 = Bodenfläche
9, 10 = ringförmige Rillen
11 = Innenwand
12 = hohlzylinderförmiger Teil
13, 14 = Stirnfläche
15 = kegelstumpfförmiger Teil
16 = zylinderförmiger Teil
17, 18 = Bohrung
19, 20 = Elektrode
21 = Befestigungsteil
22 = zweite Elektrode
23 = dritte Elektrode
24 = erste Elektrode
25, 26 = zylinderförmiger Teil
27 = Nebenentladungsspalt
28 = Hauptentladungsstrecke (Zündspalt)
29 = Innenwand
30 = Trapezgewinde
31 = ringförmige Rille
32, 33 = Hauptentladungsstrecke
34 = Aktivierungsmasse
35 = Aufweitung
36 = Stirnfläche
1. Gasentladungs-Überspannungsableiter mit einem vakuumdichten Gehäuse, das aus mindestens
einem zylindrischen Isolierstoffring (3) und mindestens einer ersten Elektrode (1,
24) und einer zweiten Elektrode (2, 22) besteht, wobei zwischen den beiden Elektroden
ein Zündspalt gelegen ist und jede Elektrode in Vertiefungen ihrer Oberfläche eine
Aktivierungsmasse aufweist, deren Abstand von der jeweiligen Gegenelektrode größer
ist als die Breite des zündspaltes (7, 28)
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Elektrode (1, 24) konzentrisch zur zweiten Elektrode (2, 22) angeordnet
ist,
daß die die Aktivierungsmasse aufnehmenden Vertiefungen (9, 10, 30) aus einer oder
mehreren Rillen oder Nuten oder aus einer pyramidenförmigen Waffelung bestehen
und daß die Vertiefungen (9) wenigstens der zweiten Elektrode (2) außerhalb des Zündspaltes
(7, 28) angeordnet sind.
2. Gasentladungs-Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen der ersten Elektrode (1) ebenfalls außerhalb des Zündspaltes
(7) angeordnet sind.
3. Gasentladungs-Überspannungsableiter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (1) eine Bohrung (11) aufweist, in die die zweite Elektrode
(2) hineinragt,
daß zwischen den Elektroden (1,2) ein ringförmiger Zündspalt (7) und zwischen der
Stirnfläche (13) der zweiten Elektrode (2) und der Bodenfläche (8) der Bohrung (4)
in der ersten Elektrode (1) sowie zwischen der Stirnfläche (14) der ersten Elektrode
(1) und den benachbarten Teilen der zweiten Elektrode (2) Isolationsspalte (6) freigelassen
sind, wobei der Zündspalt (7) schmaler als die Isolationsspalte (6) ist, und daß die
Vertiefungen (10) zur Aufnahme der Aktivierungs masse auf der ringförmigen Stirnfläche
(14) der ersten Elektrode (1) und auf der Stirnfläche (13) der zweiten Elektrode
angeordnet sind und nicht bis an den inneren Rand der Stirnflächen heranreichen.
4. Gasentladungs-Überspannungsableiter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (22) und eine dritte Elektrode (23, Figur 4) zueinander
koaxial angeordnet sind und je einen zylinderförmigen Teil aufweisen, wobei die Stirnflächen
der zylinderförmigen Teile einander gegenüberliegen und einen Nebenentladungsspalt
(27) bilden,
daß die erste Elektrode (24) eine zylindrische Bohrung enthält, welche konzentrisch
zu den zylinderförmigen Teilen der zweiten und der dritten Elektrode (22,23) angeordnet
ist und den Nebenentladungsspalt (27) umschließt, daß jede Stirnfläche der ersten
Elektrode (24) mit zumindest einer ringförmigen Vertiefung (31) zur Aufnahme der Aktivierungsmasse
versehen ist
und daß die Stirnflächen der zweiten und der dritten Elektrode (22,23) mit Vertiefungen
(9) zur Aufnahme von Aktivierungsmasse versehen sind.
5. Gasentladungs-Überspannungsableiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (22) und eine dritte Elektrode (23, Figur 3) zueinander
koaxial angeordnet sind und je einen zylinderförmigen Teil aufweisen, wobei die Stirnflächen
der zylinderförmigen Teile in axialer Richtung einander gegenüberliegen und einen
Nebenentladungsspalt (27) bilden,
daß die erste Elektrode (24) eine zylindrische Bohrung (29) enthält, welche konzentrisch
zu den zylinderförmigen Teilen der zweiten und dritten Elektrode (22,23) angeordnet
ist und den Nebenentladungsspalt umschließt,
daß zwischen den zylinderförmigen Teilen und der Bohrung (29) der ersten Elektrode
(24) der zündspalt (28) liegt, der schmaler ist als der Nebenentladungsspalt,
daß die Bohrung (29) in der ersten Elektrode (24) mit einem Trapezgewinde versehen
ist, dessen Gewindegänge (30) die Aktivierungsmasse enthalten
und daß die Stirnflächen der zweiten und der dritten Elektrode (22,23) mit Aktivierungsmasse
gefüllte Vertiefungen (9) aufweisen.
1. Gas-discharge surge arrester with a vacuumtight housing which consists of at least
one cylindrical insulating material ring (3) and at least a first electrode (1, 24)
and a second electrode (2, 22), whereby an ignition gap is placed between the two
electrodes and each electrode in depressions of its surface has an activating substance,
the distance of which from the respective counter electrode is greater than the width
of the ignition gap (7, 28)
characterized in that
the first electrode (1, 24) is arranged concentrically to the second electrode (2,
22),
in that the depressions (9, 10, 30) incorporating the activating substance consist
of one or several grooves or slots or of a pyramid-shaped waffle structure and in
that the depressions (9) at least of the second electrode (2) are arranged outside
the ignition gap (7, 28).
2. Gas-discharge surge arrester according to claim 1, characterized in that the depressions
of the first electrode (1) are arranged likewise outside the ignition gap (7).
3. Gas-discharge surge arrester according to claim 2, characterized in that the first
electrode (1) has a bore hole (11), into which the second electrode (2) projects,
in that between the electrodes (1, 2) an annular ignition gap (7) is left free and
between the front surface (13) of the second electrode (2) and the floor surface (8)
of the bore hole (4) in the first electrode (1) and between the front surface (14)
of the first electrode (1) and the adjacent parts of the second electrode (2) insulation
gaps (6) are left free, whereby the ignition gap (7) is narrower than the insulation
gaps (6), and in that the depressions (10) for the incorporation of the activating
substance are arranged on the annular front surface (14) of the first electrode (1)
and on the front surface (13) of the second electrode and do not reach up to the inner
edge of the front surfaces.
4. Gas-discharge surge arrester according to claim 2, characterized in that the second
electrode (22) and a third electrode (23, Figure 4) are arranged coaxially to one
another and each have a cylindrical part, whereby the front surfaces of the cylindrical
parts are opposite one another and form a secondary discharge gap (27),
in that the first electrode (24) contains a cylindrical bore hole, which is arranged
concentrically to the cylindrical parts of the second and the third electrode (22,
23) and surrounds the secondary discharge gap (27),
in that each front surface of the first electrode (24) is provided with at least one
ring-shaped depression (31) for the incorporation of the activating substance and
in that the front surfaces of the second and the third electrode (22, 23) are provided
with depressions (9) for the incorporation of activating substance.
5. Gas-discharge surge arrester according to claim 1, characterized in that the second
electrode (22) and a third electrode (23, Figure 3) are arranged coaxially to one
another and each have a cylindrical part, whereby the front surfaces of the cylindrical
parts in the axial direction are opposite one another and form a secondary discharge
gap (27),
in that the first electrode (24) contains a cylindrical bore hole (29) which is arranged
concentrically to the cylindrical parts of the second and third electrode (22, 23)
and surrounds the secondary discharge gap, in that the ignition gap (28) lies between
the cylindrical parts and the bore hole (29) of the first electrode (24), the ignition
gap (28) being narrower than the secondary discharge gap,
in that the bore hole (29) in the first electrode (24) is provided with a trapezoidal
thread, the turns (30) of which contain the activating substance
and in that the front surfaces of the second and the third electrode (22, 23) have
depressions (9) filled with activating substance.
1. Parasurtension à décharge dans un gaz avec un boîtier étanche au vide, qui est
constitué par au moins un anneau cylindrique en une matière isolante (3) et par au
moins une première électrode (1, 24) et par une seconde électrode (2, 22), du type
comportant une fente d'allumage située
entre les deux électrodes, alors que chaque électrode comporte, dans une cuvette
de sa surface, une masse d'activation dont la distance à la contre-électrode concernée
est supérieure à la largeur de la fente d'allumage (7, 28).
caractérisé par le fait
que la première électrode (1, 24) est disposée concentriquement par rapport à la
seconde électrode (2, 22),
que les cuvettes (9, 30) qui reçoivent la masse d'activation sont constituées par
un ou par plusieurs sillons ou par un gaufrage pyramidal
et que les cuvettes (9) de la seconde électrode (2), au moins, sont situées à l'extérieur
de la fente d'allumage (7, 28).
2. Parasurtension à décharge dans un gaz selon la revendication 1, caractérisé par
le fait que les cuvettes de la première électrode (1) sont également disposées à l'extérieur
de la fente d'allumage (7).
3. Parasurtension à décharge dans un gaz selon la revendication 2, caractérisé par
le fait que la première électrode (1) comporte un perçage (11) dans lequel pénètre
la seconde électrode (2), qu'entre les électrodes (1,2) est dégagée une fente d'allumage
annulaire (7),
et qu'entre la surface frontale (13) de la seconde électrode (2) et la surface de
fond (8) du perçage (4) ménagé dans la première électrode (1), ainsi qu'entre la surface
frontale (14) de la première électrode (1) et les parties voisines de la seconde électrode
(2), sont dégagées des fentes d'isolation (6), la fente d'allumage (7) étant plus
étroite que les fentes d'isolation (6), et que les cuvettes (10) destinées à recevoir
la masse d'activation, sont disposées sur la surface frontale annulaire (14) de la
première électrode (1) et sur la surface frontale (13) de la seconde électrode et
ne s'étendent pas jusqu'au bord intérieur des surfaces frontales.
4. Parasurtention à décharge dans un gaz selon la revendication 2, caractérisé par
le fait que la seconde électrode (22) et une troisième électrode (23, Fig.4) sont
disposées coaxialement entre elles et chacune d'elle comporte une partie cylindrique,
les surfaces frontales des parties cylindriques se faisant face et forment une fente
de décharge auxiliaire (27),
que la première électrode (24) comporte un perçage cylindrique agencé concentriquement
par rapport aux parties cylindriques de la seconde et de la troisième électrode (22,
23), et entoure la fente de décharge auxiliaire (27), que chaque surface frontale
de la première électrode (24) est pourvue d'au moins une cuvette (31) pour recevoir
la masse d'activation,
et que les surfaces frontales de la seconde et de la troisième électrode (22, 23)
sont pourvues de cuvettes pour recevoir la masse d'activation.
5. Parasurtention à décharge dans un gaz selon la revendication 1, caractérisé par
le fait que la seconde électrode (22) et une troisième électrode (23, Fig.3) sont
disposées coaxialement entre elles et comporte chacune une partie de forme cylindrique,
les surfaces frontales des parties de forme cylindrique se faisant face dans la direction
axiale et forment une fente de décharge auxiliaire (27), que la première électrode
(24) comporte un perçage cylindrique (29) qui est agencé concentriquement par rapport
aux parties de forme cylindrique de la seconde et de la troisième électrode (22, 23)
et entoure la fente de décharge auxiliaire, qu'entre les parties de forme cylindrique
et le perçage (29) de la première électrode (24), se situe la fente d'allumage (28)
qui est plus étroite que la fente de décharge auxiliaire que le perçage (29) ménagé
dans la première électrode (24) est pourvu d'un filetage trapézoïdal dont les filets
(30) contiennent la masse d'activation
et que les surfaces frontales de la seconde et de la troisième électrode (22, 23)
comportent des cuvettes (9) remplies avec la masse d'activation.

