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 The object of the invention is to create a gas discharge surge arrester with a very low ignition delay and thus a low response voltage, in which dusting of the radioactive preparation is avoided

Die Erfindung betrifft einen Gasentladungs-Überspan- ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Gasentladungs- The invention relates to a gas discharge span. To solve this problem, a gas discharge

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 voltage arrester with a gas-filled housing, which contains a radioactive substance for the pre-ion surge arrester of the type mentioned in the introduction, and proposed in accordance with the invention that the radioactive substance in what housing contain at least partially with an electrode glass either on a The inner wall part of the tube-activating compound covered electrodes are spaced from one another by a tubular insulating body or on one or more electrical gene insulating bodies. the and / or as an electrode activation compound or as its

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. Gas-filled surge arresters are a gas discharge component that is attached to the electrodes. The radioactive component that is conductive after an ignition voltage is exceeded is preferably promethium chloride.

fähig werden und den aus der Überspannung resultierenden Unter Wasserglas versteht man alle Alkalisilikate in wässri- become capable and the resulting from the overvoltage under water glass means all alkali silicates in aqueous

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. Derive electricity. For the voltage protection level of the solution to be poured. Sodium silicate or calcining devices are preferred as the water glass, the response voltage of the overvoltage silicate is preferably used. Sodium silicate is the most important water-soluble drain. 40 and takes up an aqueous solution of promethium chloride.

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, The ignition process of surge arresters is subject to Since the radioactivity of promethium chloride is always an ignition delay after exceeding the ignition voltage, 1 mg corresponds to approximately 1 Ci, the addition of progression, which is so small due to the release of charge carriers and the methium chloride to the aqueous sodium silicate solution, Ionization of the gas discharge path is caused. The promethium silicate that forms does not fail. Using a time-dependent voltage on the surge arrester and the 45 suitable metering device, the devices to be protected generally mean a delay in ignition of the insulating body or the electrodes of the gas discharge, and at the same time a higher response voltage, which is a voltage surge arrester with a doped water glass point Device can bring. Provided with approximately 1 to 7 jxCi activity. With the steadily increasing change in time of the points at the gas discharge water glass, the processing of the insulating bodies or the stretching voltage is generally possible, the 50 of the electrodes become finished surge arresters,

Ansprechspannung der Überspannungsabieiter zu. ohne dass Radioaktivität im Fabrikationsgang die Isolierkörper Response voltage of the surge arrester too. without radioactivity in the manufacturing aisle

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- It is known to leave the electron concentration in the gas. The amount of charge observed in the doping with glass powder due to a ß-radiation-emitting, radioactively unpleasant contamination of the workplaces will be increased so much that the ignition delay is reliably avoided. During the melting process of almost 55 electrodes due to the release of charge carriers from the electrodes, the pre-dried water glass will disappear completely (compare, for example, the DT-OS inventory of water and stick to the insulation

2 445 063). Bei der Messung der Ansprechgleichspannung wird körper- und Elektroden-Innenwandteil. 2 445 063). When measuring the response DC voltage, the body and electrode inner wall part.

die am Überspannungsabieiter liegende Gleichspannung mit Da Natrium- und Kaliumsilikat auch als Elektrodenaktivie- the direct voltage on the surge arrester with Da sodium and potassium silicate also as electrode activation

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 increased by about 100 V / s until the surge arrester fired, i. H. to reduce the electron work function. If sufficient pre-ionization of the gas filling occurs, 60 can be used, according to a further development of the invention, there is no scattering of the release of electrons from the cathode, and the radioactive doping of the electrodes is provided, so that the DC response voltage is added with the same level of activation, preferably Potassium silicate verification has reproducible values if the other manufacture is used and the water content is adhered to before the melting process. The reproducibility is removed thoroughly. The anchoring of the potassium silicate of the DC response voltage is due to compliance with 65 is suitably ensured by profiling or waffling the lower protection level limit because of the reliability of the active electrode surfaces. Finally, device protection can be of particular importance. a promethium chloride-doped electrode activation compound

Es ist bei Gasentladungs-Überspannungsableitern weiter- vorteilhafterweise bei Hohlkathoden, insbesondere bei Über- In the case of gas discharge surge arresters, it is also advantageous in the case of hollow cathodes, in particular in the case of overvoltage

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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- voltage button arresters are used, in which the fixation, the electrodes 2, 3 are provided on their mutually facing tion of the electrode activation composition on the bottom of the surfaces with a metallic ring 5, which makes the hollow cathode electrodes through the cylindrical electrodes 2, 3 hollow electrodes. On the electrical

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 Surface of a welded cathode ring ensures the 2,3 with the preferably welded and is made of iron. 5 existing ring 5 is a layer 4 made of a high material

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- Based on the figures of the drawing, the invention is to be applied to the electron-emissivity in the fillet between electr. Show: Activation layer 4 can be due to the inside of the metallic

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. 1 shows a longitudinal section through a gas discharge overlap ring 5 formed cavity in large quantities with voltage arrester, at the same time good adhesion. You get there

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- 2 shows a longitudinal section through a gas discharge over and thus a supply cathode property of the two electrodes 2, 3 provided with the voltage arrester with hollow cathode-shaped electrodes and ring 5. The contained in water glass

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 Fig. 3 is a longitudinal section through a surge-derived radioactive material is again in the form of a point 9 on ter with concentric electrodes. an inner wall part of the insulating body 1 attached. He can

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. The gas discharge overvoltage 15 shown in FIG. 1, but also advantageously in the activation layer 4, is discharged due to its shape, which can be particularly small or form this layer 4 itself. This also applies to the operator's solutions, also known as button operators. the gas discharge surge arrester shown in FIG. 3. This button arrester has two frusto-conical electrodes.

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- 2, 3, which are inserted gas-tight with mutually facing bulges in a tubular insulating body 1. The gas discharge overvoltage depicted in FIG. 3 on the mutually opposite active surfaces of the arrester contains two concentrically arranged electrodes 2 electrodes 2, 3, each has a layer 4 made of a mass of high and 3. Thereby, the electrode 2 has a solid cylindrical thermal electron emission capability applied and in and protrudes into the hollow cylindrical electrode 3. Indentations 7 in the active surfaces of the electrodes 2, 3. The electrodes 2, 3 are attached to metal caps 11 and 10, respectively, anchored. In this exemplary embodiment there is a strip 8 from 25 which simultaneously serve as electrical connections and which is electrically or mutually electrically insulating a hollow cylindrical insulating body 1 via electrically conductive material, a so-called ignition strip. Ignition mark provided, which are insulated on the inner wall of the trisch. The insulating body 1 forms with the two insulating bodies 1 in the direction from the one electrode to the other metal caps 10, 11 the gas-tight housing of the gas outlet. The water glass point 9, which contains the radioactive manure surge arrester, which preferably contains substance with noble gas, is filled on the inner wall of the insulating body 1 in FIG. 30. The gas-tight connection between the insulating body 1 height of the discharge gap delimited by the electrodes and metal caps 10, 11 is attached, for example, by soldering. layer 6 made. On the inner surface of the insulating body

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. In the gas discharge spanner 1 shown in FIG. 2, there is a strip 8 made of electrically conductive material, and a so-called ignition strip or ignition line, in turn, is applied in the form of a truncated cone. The electrodes 2, 3 with their mutually facing end faces in 35 electrodes 2, 3 are provided on their active surfaces with the ends of a tubular insulating body 1, specifically via layer 4 of an electrode activation compound. The used in a glass embedding 6, gas-tight. The radioactive material contained by the electrohydraulic glass is in the form of a point electrode 2, 3 and the insulating body 1 is filled with gas 9, preferably noble gas, on the insulating body 1 or on the electrode 10. In this execution teaches.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims (4)

621651 2 PATENTANSPRÜCHE hin bekannt, im Gebiet grosser zeitlicher Spannungsänderun-621651 2 PATENT CLAIMS known in the area of large temporal changes in tension 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). 1. Gas discharge surge arrester with a gas counter to the ignition delay and thus the response voltage-filled housing which contains a solution for the pre-ionization of its gas filling by means of stray radioactive material attached to the inner wall of the insulating body and in which housing at least fen made of electrically conductive material, so-called ignition strip - to partially reduce 5 openings or ignition lines, which are covered with an electrode activation compound, from which the high Kon electrodes are opposed to each other by a tubular insulating body because electrons are separated from one another by field electron emission, characterized in that the effect of the voltage change is liberated (man Various radioactive substances in water glass either contain the same, for example, 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- an inner wall part of the tubular insulating body (1) or for those that have a strong influence on the direct response voltage on one or more electrodes (2, 3) and / or as electro-radioactive doping of the discharge space of a gas discharge activating compound or its component on the electrode surge arrester So far, glass powder with the (2,3) has been attached. low melting point, on the surface of which 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 2. Gas discharge surge arrester according to claim 1, umchloride or promethium hydroxide by adhesion - characterized in that the water glass was made of sodium - used. The activated glass powder or potassium silicate consists of 15 an alcoholic solution and the liquid 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 3. Gas discharge surge arrester branded glass powder dots burned Since that by or 2, characterized in that the radioactive pro-adhesion bound promethium chloride or hydroxide is methium chloride. even after the glass powder has melted 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 4. Gas discharge surge arrester according to one that has connected to the glass powder always had a stowage claim 1 to 3, characterized in that the insulating body of the radioactive preparation is accepted by (1) with a strip (8 ) made of electrically conductive mate- The processing of this method therefore required a rial that extends at least over part of the interior effort of protective devices such as vacuum wall of the insulating body (1). xen, suction devices, fully equipped radioactive Arbeitsräume usw. Workspaces etc.