CH621651A5 - Gas-discharge overvoltage arrester - Google Patents

Description

25 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gasentla- dungs-Überspannungsableiter mit sehr geringer Zündverzögerung und damit niedriger Ansprechspannung zu schaffen, bei dem eine Verstäubung des radioaktiven Präparates vermieden

Die Erfindung betrifft einen Gasentladungs-Überspan- ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Gasentladungs-

nungsableiter mit einem gasgefüllten Gehäuse, das zur Vorioni- 30 Überspannungsabieiter der eingangs genannten Art erfin-sation seiner Gasfüllung einen radioaktiven Stoff enthält und in dungsgemäss vorgeschlagen, dass der radioaktive Stoff in Was-welchem Gehäuse zumindest teilweise mit einer Elektrodenak- serglas enthalten entweder auf einem Innenwandteil des rohr-tivierungsmasse bedeckte Elektroden durch einen rohrförmi- förmigen Isolierkörpers oder auf einer oder mehrerer Elektro-gen Isolierkörper beabstandet einander gegenüberstehen. den und/oder als Elektrodenaktivierungsmasse oder als deren

Gasgefüllte Überspannungsabieiter sind Gasentladungs- 35 Bestandteil auf den Elektroden angebracht ist. Der radioaktive bauelemente, die nach Überschreiten einer Zündspannung leit- Stoff ist dabei vorzugsweise Promethiumchlorid.

fähig werden und den aus der Überspannung resultierenden Unter Wasserglas versteht man alle Alkalisilikate in wässri-

Strom ableiten. Für den Spannungsschutzpegel der zu schüt- ger Lösung. Als Wasserglas werden Natriumsilikat oder Kali-zenden Geräte ist die Ansprechspannung der Überspannungs- umsilikat bevorzugt verwendet. Natriumsilikat ist wasserlöslich ableiter massgebend. 40 und nimmt eine wässrige Lösung von Promethiumchlorid auf.

Der Zündvorgang von Überspannungsableitern unterliegt Da die Radioaktivität von Promethiumchlorid ausserordentlich nach Überschreiten der Zündspannung stets einer Zündverzö- hoch ist, 1 mg entspricht ungefähr 1 Ci, ist der Zusatz von Progerung, die durch die Befreiung von Ladungsträgern und die methiumchloird zur wässrigen Natriumsilikatlösung so klein, Ionisation der Gasentladungsstrecke hervorgerufen wird. Bei dass das sich bildende Promethiumsilikat nicht ausfällt. Über zeitabhängiger Spannung am Überspannungsabieiter und dem 45 eine geeignete Dosiereinrichtung werden im allgemeinen die zu schützenden Gerät bedeutet aber eine Zündverzögerung Isolierkörper oder die Elektroden der Gasentladungs-Über-gleichzeitig eine höhere Ansprechspannung, die eine Gefähr- spannungsableiter mit einem dotierten Wasserglaspunkt von dung des zu schützenden Gerätes mit sich bringen kann. Mit ungefähr 1 bis 7 jxCi Aktivität versehen. Mit den festhaftenden zunehmender zeitlicher Änderung der an der Gasentladungs- Wasserglaspunkten ist die Verarbeitung der Isolierkörper bzw. strecke liegenden Spannung nimmt im allgemeinen die 50 der Elektroden zu fertigen Überspannungsableitern möglich,

Ansprechspannung der Überspannungsabieiter zu. ohne dass Radioaktivität im Fabrikationsgang die Isolierkörper

Es ist bekannt, die Elektronenkonzentration in der Gasent- verlässt. Die bei der Dotierung mit Glaspulver beobachtete ladungsstrecke durch ein ß-Strahlen emittierendes, radioakti- unangenehme Kontamination der Arbeitsplätze wird also ves Präparat so stark zu erhöhen, dass die Zündverzögerung zuverlässig vermieden. Während des Einschmelzprozesses der durch Befreien von Ladungsträgern aus den Elektroden nahezu 55 Elektroden gibt das vorgetrocknete Wasserglas seinen restli-verschwindet (man vergleiche beispielsweise die DT-OS chen Bestand an Wasser ab und verklebt sich mit dem Isolier-

2 445 063). Bei der Messung der Ansprechgleichspannung wird körper- und Elektroden-Innenwandteil.

die am Überspannungsabieiter liegende Gleichspannung mit Da Natrium- und Kaliumsilikat auch als Elektrodenaktivie-

etwa 100 V/s vergrössert, bis der Überspannungsabieiter zün- rung, d. h. zur Herabsetzung der Elektronenaustrittsarbeit ver-det. Bei ausreichender Vorionisation der Gasfüllung tritt also 60 wendet werden kann, ist gemäss einer Weiterbildung der Erfin-keine Streuung der Elektronenbefreiung aus der Kathode auf, dung vorgesehen, die radioaktive Dotierung der Elektrodenak-so dass die Ansprechgleichspannung bei gleichbleibender Fer- tivierung beizugeben, wobei vorzugsweise Kaliumsilikat ver-tigung reproduzierbare Werte hat, wenn die anderen Ferti- wendet wird und der Wasseranteil vor dem Einschmelzprozess gungsparameter eingehalten werden. Der Reproduzierbarkeit gründlich entfernt wird. Die Verankerung des Kaliumsilikats der Ansprechgleichspannung kommt wegen der Einhaltung 65 wird zweckmässig durch eine Profilierung oder Waffelung der der unteren Schutzpegelgrenze wegen der Zuverlässigkeit des aktiven Elektrodenoberflächen sichergestellt. Schliesslich kann Geräteschutzes besondere Bedeutung zu. eine promethiumchloriddotierte Elektrodenaktivierungsmasse

Es ist bei Gasentladungs-Überspannungsableitern weiter- vorteilhafterweise bei Hohlkathoden, insbesondere bei Über-

j 621651

spannungsknopfableitern verwendet werden, bei der die Fixie- spiel sind die Elektroden 2,3 auf ihren einander zugekehrten rung der Elektrodenaktivierungsmasse auf dem Boden der Oberflächen mit einem metallischen Ring 5 versehen, der die hohlkathodenförmigen Elektroden durch die zylindrische Elektroden 2,3 zu Hohlelektroden macht. Auf den Elektro-

Fläche eines aufgeschweissten Kathodenringes sichergestellt den 2,3 mit dem vorzugsweise aufgeschweissten und aus Eisen ist. 5 bestehenden Ring 5 ist eine Schicht 4 aus einem Material hoher

Anhand der Figuren der Zeichnung soll die Erfindung nach- Elektronenemissionsfähigkeit in der Hohlkehle zwischen Elek-stehend mit weiteren Merkmalen an Beispielen näher erläutert trodenoberfläche und metallischem Ring 5 aufgebracht Die werden. Dabei zeigen: Aktivierungsschicht 4 kann aufgrund des innerhalb des metalli-

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Gasentladungs-Über- sehen Ringes 5 gebildeten Hohlraumes in grosser Menge bei spannungsableiter, io zugleich guter Haftung aufgetragen werden. Man erreicht

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Gasentladungs-Über- damit eine Vorratskathodeneigenschaft der beiden mit dem spannungsableiter mit hohlkathodenförmigen Elektroden und Ring 5 versehenen Elektroden 2,3. Der in Wasserglas enthal-

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Überspannungsablei- tene radioaktive Stoff ist wiederum in Form eines Punktes 9 auf ter mit konzentrischen Elektroden. einem Innenwandteil des Isolierkörpers 1 angebracht. Er kann

Der in Fig. 1 dargestellte Gasentladungs-Überspannungs- 15 aber vorteilhafterweise auch in der Aktivierungsschicht 4 ent-ableiter wird aufgrund seiner Form, die besonders kleine Abmes- halten sein oder diese Schicht 4 selbst bilden. Das gilt auch für sungen des Abieiters ermöglicht, auch Knopfabieiter genannt. den in Fig. 3 dargestellten Gasentladungs-Überspannungsablei-Dieser Knopfabieiter weist zwei kegelstumpfförmige Elektro- ter.

den 2,3 auf, die mit einander zugekehrten Auswölbungen in einen rohrförmigen Isolierkörper 1 gasdicht eingesetzt sind. 20 Der in Fig. 3 dargestellte Gasentladungs-Überspannungs-Auf die einander gegenüberliegenden aktiven Oberflächen der ableiter enthält zwei konzentrisch angeordnete Elektroden 2 Elektroden 2,3 ist jeweils eine Schicht 4 aus einer Masse hoher und 3. Dabei ist die Elektrode 2 massivzylindrisch ausgebildet thermischer Elektronenemissionsfähigkeit aufgebracht und in und ragt in die hohlzylindrisch ausgebildete Elektrode 3 hinein. Vertiefungen 7 in den aktiven Oberflächen der Elektroden 2,3 Die Elektroden 2,3 sind an Metallkappen 11 bzw. 10 befestigt, verankert. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein Streifen 8 aus 25 die gleichzeitig als elektrische Anschlüsse dienen und über elektrisch leitfähigem Material, ein sogenannter Zündstreifen einen hohlzylindrischen Isolierkörper 1 gegeneinander elek-bzw. Zündstrich vorgesehen, der sich auf der Innenwand des trisch isoliert sind. Der Isolierkörper 1 bildet mit den beiden Isolierkörpers 1 in Richtung von der einen Elektrode zur ande- Metallkappen 10,11 das gasdichte Gehäuse des Gasentlaren erstreckt. Der Wasserglaspunkt 9, der den radioaktiven dungs-Überspannungsableiters, der vorzugsweise mit Edelgas Stoff enthält, ist auf der Innenwand des Isolierkörpers 1 in der 30 gefüllt ist. Die gasdichte Verbindung zwischen Isolierkörper 1 Höhe der von den Elektroden begrenzten Entladungsstrecke und Metallkappen 10,11 ist beispielsweise durch eine Löt> angebracht. schicht 6 hergestellt. Auf die Innenmantelfläche des Isolierkör-

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Gasentladungs-Überspan- pers 1 ist ein Streifen 8 aus elektrisch leitfähigem Material, ein nungsableiter sind wiederum kegelstumpfförmig ausgebildete sogenannter Zündstreifen bzw. Zündstrich aufgebracht. Die Elektroden 2,3 mit ihren einander zugekehrten Stirnflächen in 35 Elektroden 2,3 sind an ihren aktiven Oberflächen mit einer die Enden eines rohrförmigen Isolierkörpers 1, und zwar über Schicht 4 einer Elektrodenaktivierungsmasse versehen. Der in eine Glaseinbettung 6, gasdicht eingesetzt. Das von den Elek- Wasserglas enthaltene radioaktive Stoff ist in Form eines Punktroden 2,3 und dem Isolierkörper 1 gebildete Gehäuse ist mit tes 9 auf dem Isolierkörper 1 oder auf der Elektrode 10 ange-Gas, vorzugsweise Edelgas gefüllt. Bei diesem Ausführungsbei- bracht.

G

1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

621651 2 PATENTANSPRÜCHE hin bekannt, im Gebiet grosser zeitlicher Spannungsänderun-

1. Gasentladungs-Überspannungsableiter mit einem gasge- gen die Zündverzögerung und damit die Ansprechstossspan-füllten Gehäuse, das zur Vorionisation seiner Gasfüllung einen nung durch auf die Isolierkörperinnenwand angebrachte Strei-radioaktiven Stoff enthält und in welchem Gehäuse zumindest fen aus elektrisch leitfähigem Material, sogenannte Zündstrei-teilweise mit einer Elektrodenaktivierungsmasse bedeckte 5 fen bzw. Zündstriche, zu reduzieren, aus denen die hohe Kon-Elektroden durch einen rohrförmigen Isolierkörper beabstan- zentration von Elektronen durch Feldelektronenemission unter det einander gegenüberstehen, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirkung der Spannungsänderung befreit wird (man ver-der radioaktive Stoff in Wasserglas enthalten entweder auf gleiche beispielsweise die DT-AS 2 346 174).

einem Innenwandteil des rohrförmigen Isolierkörpers ( 1 ) oder Für die die Ansprechgleichspannung stark beeinflussende auf einer oder mehrerer Elektroden (2,3) und/oder als Elektro- io radioaktive Dotierung des Entladungsraumes eines Gasentla-denaktivierungsmasse oder deren Bestandteil auf den Elektro- dungs-Überspannungsableiters wurde bisher Glaspulver mit den (2,3) angebracht ist. niedrigem Schmelzpunkt, auf dessen Oberfläche Promethi-

2. Gasentladungs-Überspannungsableiter nach Anspruch 1, umchlorid oder Promethiumhydroxid durch Adhäsion gebun-dadurch gekennzeichnet, dass das Wasserglas aus Natrium- den war, verwendet Dabei wird das aktivierte Glaspulver in oder Kaliumsilikat besteht 15 einer alkoholischen Lösung aufgeschlemmt und die flüssig

3. Gasentladungs-Überspannungsableiter nach Anspruch 1 abgesetzten Glaspulverpunkte eingebrannt Da das durch oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der radioaktive Stoff Pro- Adhäsion gebundene Promethiumchlorid oder -hydroxid sich methiumchlorid ist. auch nach dem Aufschmelzprozess des Glaspulvers nicht fest

4. Gasentladungs-Überspannungsableiter nach einem der mit dem Glaspulver verbunden hat, musste stets eine Verstäu-Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Isolierkör-20 bung des radioaktiven Präparates in Kauf genommen werden, per (1) mit einem Streifen (8) aus elektrisch leitfähigem Mate- Die Abarbeitung dieses Verfahrens erforderte daher einen rial versehen ist, der sich zumindest über einen Teil der Innen- grossen Aufwand an Schutzeinrichtungen wie Unterdruckbo-wand des Isolierkörpers (1 ) erstreckt. xen, Absaugeinrichtungen, komplett eingerichtete radioaktive

Arbeitsräume usw.