DE1951601A1 - Gasentladungs-UEberspannungsableiter - Google Patents

Description

(xasentladungs-Überspannungsableiter

Die Erfindung betrifft einen Gasentladungs-Überspannungsableitcr mit einem gasdichten Gehäuse, vorzugsweise mit Edelgasfüllung, in dem einander Elektroden gegenüberstehen₃ von denen zumindest eine Elektrode auf ihrer Stirnseite eine Alkalimetall enthaltende Schicht hoher thermischer Elcktronenemissionsfähigkeit aufweist.

Aus der DPS 615 506 ist bereits.ein Überspannungsableiter bekannt, bei dem die Oberfläche der Elektroden mit einer zusätzlichen Schicht versehen ist, die die Austrittsarbeit der Elektronen an der als Kathode wirkenden Elektrode und dadurch den Spannungsabfall und die Verlustleistung im Über-' spannungsableiter bei einem gegebenen Entladungsstrom herabsetzt.

Üblicherweise wird bei Übersgannungpableitern zumindest aiii die als kalte Bogenkathode wirkende Elektrode eine zusätzliche Schicht aufgebrachtj die Verbindungen enthält, λ-.'olche thermisch leicht zerfallen» Die eine zusätzliche Schicht aufweisenden Elektroden: werden dann beispielsweise nach Einsetzen in den Isolierkörper zur Formierung durch Hochfrequenz erwärmt. Dabei treten aus der Schicht gasförmige Reaktionsprodukte aus, die über einen Pumpstengel dos Überspannungsablüiters entfernt v/erden müssen,, Das sich bildende Metall kondensiert aiif den Elektrodenoberflächen und gewährleistet dann die gewünschte niedrige Austrlttßarboit.. Zum Abschluß der Herstellung wird der Ableiter mit einem Edolgan gefüllt und am- Pumpstengel abge.schmolzen..

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- 2 -BAO ORIGINAL

Thermisch leicht zerfallende Metallverbindungen, deren gasförmige Reaktionsprodukte aus dem Ableiter entfernt v/erden müssen, sind für die Elektroden eines pumpstengel-Iosen Allleiters ungeeignet _o

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Gasentladungs-Überspannungsablciter mit einer zusätzlichen, zur Herabsetzung der Austrittsarbeit dienenden Schicht auf seinen Elektroden zu schaffen, die aus einer Misclmng von Metallverbindungen besteht, welche weder bei der Herstellung noch im Betrieb gasförmige Reaktionsprodukte in einem die Eigenschaften des Überspannungsabieiters störendem Maß abgeben,, Zu diesem Zv/eck fiird bei einem Gasentladungs-Überspannungsableiter der oben genannten Gattung erfindungsgeraäß vorgeschlagen, daß die' Schicht als zusätzlichen Bestandteil Titan enthält, wobei die Bestandteile der Schicht als pastenförmige Mischung eines Alkalihalogenids mit Titanhydrid auf die Elektroden aufgebracht sindc

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin₃ daß die Verbindungen der vorgeschlagenen Mischungen während des Herstellungsprozesses des Überspannungsableiters noch nicht miteinander reagieren» Erst bei einer Lichtbogenentladung erfolgt eine Formierung und dann auch nur innerhalb des Kathodenflecks; das bedeutet, daß nur ein vernachlässigbar kleiner Teil der zusätzlichen Schicht bei der Entladung sich oberflächlich ehemisch verändert»

Bei einem erfindungsgemäßen Gasentladungs-Überspannungs-■ ableiter zeigt die kalte Bogenkathode vorteilhafterweise eine besonders hohe i'eldelektronenemissionsfähigkeit bei sehr geringer Dissoziation dor Verbindungen., wenn die Schicht als weiteren Bestandteil Magnesiumoxid enthält.

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Me Bestandteile einer pastenfb'rmigen Mischung haften dabei zweckmäßig Gev/ichtsanteile in folgenden Bereichen: Zwischen 25 und 95^ eines Alkalihalogenids mit einer Korngröi3c zwischen 0,2 und 20 /um, zwischen 5 und 75$ Titanhydrid mit einer Korngröße zwischen 0,2 und 20yum und zwischen 0 und 50$ Magnesiumoxid mit einer Korngröße zwischen 0,2 und 1 /unu

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Überspannungsableiter s besteht das Alkalihalogenid aus Kaliumchlorid und die Schicht weist anteilig an Gewichtsprozenten 75$ Kaliumchlorid und 25$ Titanhydrid auf„

Bei einer v/eiteren vorzugsweisen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gasentladungs-tJber spannungsableiter ist das Alkalihalogcnid Kaliumbromid, wobei die Schicht anteilig an Gewichtsprozenten 45$ Kaliumbromid, 5$ Titanhydrid und 50$ Magnesiumoxid aufweist. Bei einigen Anweiidungsfällen kann mit besonderem Vorteil dabei das Alkalihalogenid anstelle von Kaliumbromid Kalium j odid sein,,

Obwohl der Reaktionsablauf im Kathodenfleck bei Lichtbogenentladungen nicht sicher bekannt ist, kann er beispielsweise bei einer aus Kaliumchlorid und Titanhydrid gebildeten Schicht auf folgende Weise erklärt werden: Bei der Formierung reagiert im Kathodenfleck unter Einwirkung des Lichtbogens TiH^ mit KCl, indem KGl aufgespalten und das Cl vom H. des TiH, gebunden wird, so daß freies K entsteht; dabei stellt sich dann die endgültige Brennspannung des Lichtbogens ein,, .:■

Mit den Mischungen der zusätzlichen Schicht erreicht man vo3?teilhafterv7eise auf einfache Art niedrige Austrittsarbeiten für die Elektroden pumpstengelloser Ableiter,, V/eiterhiii v/eisen Kathoden mit einer zusätzlichen Schicht vorteilhafterweise einen niedrigen Lichtbogenübergang auf_o

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Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeisplcls wird die Erfindung nachstehend näher erläutert_o

Die Zeichnung zeigt einen Knopfableiter mit kegelstumpfformigen Elektroden 2 und 3, die mit einander zugekehrten Auswölbungen. in einen rohrförmigen Isolierkörper 1 gasdicht eingesetzt sind. Als Werkstoff für den Isolierkörper dient vorzugsweise G-las oder Keramik, während die Elektroden. und 3 aus einer Ni-Fe- bzw„ NI-Fe-Go-I/egierung bestehen,, Auf die einander gegenüberliegenden Elektroden 2 und 5 ist gevieils eine Schicht 4 in einer pastenförmlgen Mischung₅ ■bestehend aus einem Alkalihalogenide Titanhydrid und Magnesiumoxid, aufgetragen;," Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel der Schicht 4 ist das AlkaÜhalogenid Kaliumbromid und die Korngröße- beträgt für Kaliumbromid 1 bis 10/um, für Titanhydrid 1 bis 10 mm und für Magnesiumoxid , <1 /

7 Patentansprüche
1 Figur

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1 D 9 8 1 7 / 0 9 8

Claims (1)

1. Patentansprüche

   J Gasentladungs-Überspannungsableiter mit einem gasdichten Gehäuse, vorzugsweise mit Edelgasfüllung, in dem einander Elektroden gegenüberstehen, von denen zumindest eine Elektrode auf ihrer Stirnseite eine Alkalimetall enthaltende Schicht hoher thermischer Elektronenemissionsfähigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet ,daß die Schicht (4) als zusätzlichen Bestandteil Titan enthält, wobei die Bestandteile der Schicht als pastenförmige Mischung eines Alkalihalogenide mit Titanhydrid auf die Elektroden (2,3) aufgebracht sindο

   2c Gasontladungs-Überspanmingsableiter nach Anspruch 1, da durchgekennz e i chnet ,daß die Schicht (4) als weiteren Bestandteil Magnesiumoxid enthält»

   3-, Gasentladungs-Überspanmingsableiter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (4) anteilig an Gewichtsprozenten ein Alkalihalogenid zwischen 25$ und 95$₃ Titanhydrid zwischen 5$ und 75$ und Magnesiumoxid zwischen 0$ und 50$ enthält α

   4_u Gasentladungs-Überspannungsableiter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,daß das Alkalihalogenid als Pulver eine Korngröße zwischen 0,2 und 20 /umj das Titanhydrid als Pulver eine Korngröße tischen 0,2 und 20 /um und das Magnesiumoxid als Pulver eine Korngröße zwischen 0,2 und 1/um hat_o

   5ν ünr;eittladungs-Überspanmmgsableiter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalihaloßenid Kaliumchlorid ist und daß die Schicht anteilig an Gericht spr ο zentcm 75$ Kaliumchlorid und 2^lj';'· Ti tauhydrid" au-rwoifii

   1^JA Ί/'\')'//·(Vf , - 6 -

   1 09 817/0984

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   Gasentladungs-ÜberspannungsablGitcr nach Anspruch 4> dadurch gekennzeichnet ,daß das Allcalihalogenid Kaliumbromid

   Gasontladungs-ÜberspannungsablGitGr nach Anspruch 4, dadurch g g Ic e η η ζ e i c h η e t ,daß das Alkalihalogenid KaliumJodid ist und daß die Schicht anteilig an Gev/ichtsprozenten 45$ Kaliumbromid, 55^ iEitanhydrid und 50$Magneoiumoxid aufweist»

   PA 9/492/717

   . gAO ORIGINAL

   10 98 17/0984 : ■ ί