EP3111521B1 - Überspannungsschutzelement - Google Patents

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EP3111521B1
EP3111521B1 EP15703057.8A EP15703057A EP3111521B1 EP 3111521 B1 EP3111521 B1 EP 3111521B1 EP 15703057 A EP15703057 A EP 15703057A EP 3111521 B1 EP3111521 B1 EP 3111521B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electrode
protection element
surge protection
overvoltage protection
inter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP15703057.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3111521A1 (de
Inventor
Eduard DORSCH
Frank Werner
Peter Bobert
Thomas Westebbe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Electronics AG
Original Assignee
TDK Electronics AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Electronics AG filed Critical TDK Electronics AG
Publication of EP3111521A1 publication Critical patent/EP3111521A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3111521B1 publication Critical patent/EP3111521B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/16—Overvoltage arresters using spark gaps having a plurality of gaps arranged in series
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T1/00—Details of spark gaps
    • H01T1/20—Means for starting arc or facilitating ignition of spark gap

Definitions

  • the present invention relates to an overvoltage protection element.
  • the DE 20 2008 016 322 U1 discloses a known overvoltage protection element according to the preamble of claim 1.
  • the problem to be solved is to specify an improved overvoltage protection element.
  • a proposed overvoltage protection element preferably a surge arrester, for example a gas arrester, comprises a first electrode, a second electrode and a gas discharge space, which is arranged between the first electrode and the second electrode, wherein the overvoltage protection element
  • the gas discharge space is preferably a contiguous gas discharge space.
  • the overvoltage protection element is furthermore preferably designed to discharge a gas in the gas discharge space and thus to produce an electrically conductive connection between the first electrode and the second electrode.
  • the gas discharge and / or the gas discharge space for discharging a gas for example a noble gas, provided for reducing an overvoltage.
  • the overvoltage protection element is expediently provided to protect a further component, for example an electronic component, from said overvoltage.
  • the overvoltage preferably designates voltages above an operating or threshold voltage beyond which said component can be damaged or destroyed.
  • the overvoltage protection element is preferably designed such that a arc voltage of the overvoltage protection element, which is formed, for example, as a result of an overvoltage protection element applied overvoltage, compared to a conventional overvoltage protection element and / or overvoltage protection element of the prior art, increased or dimensioned particularly large.
  • a follow current or tracking current may denote a current between the first electrode and the second electrode which adjusts after ignition of a gas in the gas discharge space or after formation of an arc between said electrodes.
  • the follow-on current can cause damage in particular in the electronic component or other electrical networks or networks, in particular if they have a particularly low internal electrical resistance.
  • a follow - on current can be set in that, after the decay of one of the electrodes of the Overvoltage protection component applied overvoltage forms an arc and this light floor is maintained for a certain time. If, for example, a mains or operating voltage of the electronic component is smaller than the arc firing voltage, the overvoltage protection element automatically extinguishes the arc. For this reason, a high arc firing voltage is desired.
  • the overvoltage protection element is set up to protect an electronic component from overvoltages.
  • the intermediate electrode structure revolves around the first electrode in a plan view of the overvoltage protection element at a constant distance.
  • the arc voltage of the overvoltage protection element for example, compared to a conventional overvoltage protection element can be increased, since the electrical resistance between the first electrode and the second electrode by the coaxial or concentric geometry of the first and the second electrode and the provision of the intermediate electrode structure For example, during the formation of an arc or a gas discharge between the electrodes, can be increased.
  • the second electrode and / or the intermediate electrode structure is designed like a ring.
  • the second electrode and the intermediate electrode structure may be arranged concentrically with the first electrode.
  • This concentricity preferably designates the arrangement of said components in or along a common center, wherein the individual components may have different distances or radii from the center.
  • the center for example, when viewed in plan view of the overvoltage protection element designates a center of gravity or center of mass thereof.
  • the electrical resistance between the first electrode and the second electrode can be increased, in view of a multiplicity of possible ignition points or ignition locations between the intermediate electrode structure and the electrodes, such that the arc voltage of the arc Overvoltage protection element also increased.
  • current flow in at least part of the gas discharge space for example between the first electrode and the interelectrode structure, may flow at a large angle, for example 90 °, relative to a current flow between the interelectrode structure and the second electrode, as a whole the electrical resistance is increased.
  • the overvoltage protection element has a main axis.
  • the major axis preferably passes through the center described above.
  • the first electrode is a central electrode of the overvoltage protection element, wherein the second electrode and the inter-electrode structure are disposed adjacent to the first electrode.
  • the second electrode and the intermediate electrode structure are preferably, viewed in plan view of the overvoltage protection element, the first electrode disposed circumferentially.
  • the first electrode and the second electrode are preferably main electrodes of the overvoltage protection element.
  • the first electrode is expediently arranged in the main axis of the overvoltage protection element according to this embodiment.
  • the intermediate electrode structure divides the gas discharge space into a plurality of gas-permeable interconnected partial spaces.
  • gas-permeable in this context means that the gas discharge space is a continuous gas discharge space despite the arrangement of the intermediate electrode structure.
  • a gas interaction in particular via pressure and temperature changes between the different subspaces take place.
  • the different subspaces are not gas-tight.
  • this configuration can be achieved with advantage that, for example, in contrast to a series connection of hermetically separated, individual gas discharge, pressure, temperature or discharge states of the arranged in the gas discharge space gas from one subspace to the next subspace can affect and / or that the subspaces over pressure, temperature or interact with the ionization state of the gas.
  • This embodiment can also improve the follow current quenching behavior of the overvoltage element by an increased arc firing voltage.
  • the arrangement of the intermediate electrode structure can also be associated with an increase in the ignition voltage of the overvoltage protection element in conjunction with a desired higher arc voltage, since the electrical resistance of the ignition path increases as a result of the division into subspaces or partial discharges.
  • the ignition voltage preferably does not increase as much by the gas-permeable connected subspaces as strongly as when the overvoltage protection element would be formed, for example, only by a series connection or stringing together gas-tightly sealed gas discharge tubes or gas spaces.
  • a partial discharge between the first electrode and the intermediate electrode structure is ignited, for example pressure and temperature of the gas in this subspace may increase, whereby formation of an arc and / or further partial discharge, for example between the interelectrode structure and the second electrode, occurs due to said gas interaction due to the increased pressure and / or the elevated temperature not so easily form or can be preferably suppressed.
  • the intermediate electrode structure causes an increase in the arc voltage as a result of an overvoltage applied to the overvoltage protection element.
  • the first electrode, the intermediate electrode structure and the second electrode are arranged equidistant from each other.
  • This embodiment is advantageous in terms of the formation of a gas discharge in the event of an overvoltage between the electrodes.
  • a gas discharge or an arc between the first electrode and the intermediate electrode structure can occur with the same probability as between the intermediate electrode structure and the second electrode due to this configuration.
  • first and the second electrode are arranged axially offset from one another. This configuration and / or geometry can advantageously facilitate an electrical insulation of the first electrode and the second electrode from each other.
  • the intermediate electrode structure has an axial region in which it overlaps with the first electrode, but not with the second electrode.
  • the intermediate electrode structure has an axial region in which it overlaps with the second electrode, but not with the first electrode.
  • the relative arrangement of the first and second electrode and the intermediate electrode structure can be advantageously facilitated and / or the distances of said components from each other can be defined, whereby a particular electrical insulation of the first and the second electrode can be simplified.
  • the intermediate electrode structure has a plurality of electrode bodies which are arranged equidistantly from each other in a plan view of the overvoltage protection element and are electrically separated from one another.
  • the arc-firing voltage-corresponding to the number of electrode bodies provided for the intermediate electrode structure- can be further increased and / or the subsequent current-quenching behavior of the overvoltage protection element can be improved.
  • Each electrode body is preferably annular or ring-shaped.
  • the electrode bodies are expediently separated from one another electrically.
  • the intermediate electrode structure has only two electrode bodies.
  • the intermediate electrode structure has an inner and an outer electrode body, wherein the inner and the outer electrode body are each formed annularly or annularly.
  • the inner and outer electrode bodies are arranged axially offset from one another.
  • this embodiment and / or geometry can advantageously facilitate an electrical insulation of the inner electrode body and of the outer electrode body from one another.
  • the first electrode, the inner electrode body, the outer electrode body and the second electrode are arranged axially offset in succession in this order.
  • the overvoltage protection element has an insulation structure which has at least one radial contact surface, which in turn bears against a radial surface or radial contact surface of the first and / or second electrode.
  • Each radial contact surface preferably extends along a direction defined by the main axis, such that, for example, a surface normal of the radial contact surface is radially aligned.
  • the insulation structure has a first and a second largely rotationally symmetrical insulation body, wherein each insulation body has an investment stage with a radial contact surface and an axial contact surface.
  • Said abutment surfaces are preferably designed to limit the movement of components of the overvoltage protection element which abut against them.
  • Said axial contact surface is preferably oriented such that a surface normal of this surface is oriented parallel to the main axis of the overvoltage protection element.
  • the rotational symmetry of the insulating body may preferably be present, except for minor deviations, for example fastening devices or similar features.
  • the investment stage of the first insulation body is applied to the inner electrode body.
  • the investment stage of the second insulation body is applied to the outer electrode body.
  • create or “plant” may mean that the said components touch each other and thereby mechanically in contact, but preferably not mechanically fixed to each other, so that the corresponding elements may have a certain margin.
  • the said distances can then also vary according to said clearance.
  • the first insulating body is formed like a ring and has a recess, wherein the first electrode extends into the recess.
  • the second insulating body is arranged axially offset from the first electrode.
  • the first insulating body defines the axial offset of the inner and outer electrode body from each other.
  • the first insulating body defines the radial distance of the inner electrode body from the first electrode.
  • the second insulating body defines the axial offset of the inner and outer electrode body.
  • the second insulating body defines the radial distance of the outer electrode body from the second electrode.
  • the insulation structure for example via the arrangement of the first insulation body and the second insulation body, defines the radial distance between the inner electrode body and the outer electrode body.
  • electrical insulation of the first electrode, the inner electrode body, the outer electrode body and the second electrode can advantageously be facilitated from one another.
  • the abovementioned configuration of the continuous gas discharge space can advantageously be achieved, with a gas-permeable connection being maintained between the individual partial spaces because in this way preferably no gas-tight separation of the subspaces of the gas discharge space takes place.
  • the distance of the first electrode from the inner electrode body, the distance of the inner electrode body from the outer electrode body and / or the distance of the outer electrode body from the second electrode are each between 0.5 mm and 0.8 mm.
  • FIG. 1 shows a cross section of an overvoltage protection element 100 in an exemplary embodiment.
  • the overvoltage protection element 100 has a housing 20.
  • the housing 20 is preferably electrically insulating.
  • the overvoltage protection element 100 is preferably provided for the protection of, for example, an electronic component (not explicitly shown) from overvoltages and set up accordingly.
  • the overvoltage protection element 100 has a first electrode 1.
  • the first electrode 1 is preferably a central one Electrode or center electrode.
  • the overvoltage protection element 100 furthermore has a main axis X, in which the first electrode 1 is arranged centrically.
  • the overvoltage protection element 100 furthermore has a second electrode 2.
  • the first electrode 1 and the second electrode 2 are preferably main electrodes of the overvoltage protection element 100.
  • the second electrode 2 is viewed in plan view of the overvoltage protection element 100 (cf. FIG. 2 ), concentric with the first electrode 1 or the first electrode 1 arranged circumferentially (see. FIG. 2 ).
  • the second electrode 2 is expediently furthermore insulated electrically from the first electrode 1.
  • the second electrode 2 is preferably designed annular.
  • the overvoltage protection element can have electrical connection contacts for electrical contacting of the first and second electrodes 1, 2, for example on an upper and lower side of the overvoltage protection element 100, which in FIG. 1 however, are not explicitly marked.
  • the overvoltage protection element 100 furthermore has a gas discharge space 10.
  • the gas discharge space 10 is arranged between the first electrode 1 and the second electrode 2.
  • the gas discharge space 10 is preferably formed or defined by an axial overlap of the first electrode 1 and the second electrode 2.
  • the first electrode 1 and the second electrode 2 are arranged axially offset from one another.
  • the intermediate electrode structure 3 has an axial region in which this with the first electrode 1, but not with the second electrode. 2 overlaps. Furthermore, the intermediate electrode structure 3 preferably has an axial region in which the intermediate electrode structure 3 overlaps with the second electrode 2, but not with the first electrode 1.
  • the overvoltage protection element 100 furthermore has an intermediate electrode structure 3.
  • the interelectrode structure 3 is arranged in the gas discharge space 10.
  • the intermediate electrode structure 3 preferably runs around the first electrode 1 at a constant distance.
  • the intermediate electrode structure 3 comprises an inner electrode body 4.
  • the intermediate electrode structure 3 further comprises an outer electrode body 5.
  • the intermediate electrode structure 3 may have further, for example concentrically arranged and electrically separate, electrode bodies.
  • the inner electrode body 4 and the outer electrode body 5 are, viewed in plan view of the overvoltage protection element 100, preferably concentric with the first electrode 1 and / or the second electrode 2 or, for example, the first electrode 1 arranged circumferentially.
  • the inner electrode body 4 and the outer electrode body 5 are preferably also designed annular and expediently electrically isolated from each other.
  • the inner electrode body 4 and the outer electrode body 5 are further axially offset from each other, but arranged with an axial overlap to each other.
  • the first electrode 1, the inner electrode body 4, the outer electrode body 5 and the second electrode 2 are preferably arranged axially offset from one another in this order (from top to bottom in FIG. 1 ).
  • the overvoltage protection element 100 furthermore has an insulation structure 6.
  • the insulating structure 6 is arranged concentrically or coaxially with the first electrode 1.
  • the insulation structure 6 has a first insulation body 7.
  • the first insulating body 7 is designed like a ring.
  • the first insulating body 7 has a recess 17 into which the first electrode 1 extends.
  • the insulation structure 6 furthermore has a second insulation body 8.
  • the second insulating body 8 is arranged offset from the first electrode 1 in such a way that the said components do not axially overlap.
  • the inner electrode body 4 and the outer electrode body 5 of the inter-electrode structure 3 and the second electrode 2 are concentrically arranged around the first electrode 1 and axially offset therefrom.
  • the gas discharge space 10 is subdivided into a plurality of partial spaces 10A, 10B and 10C connected to one another in gas-permeable or gas-interactive fashion.
  • the first insulating body 7 has a radial contact surface 14, which borders the first insulating body 7 or the annular body thereof on an inner side. With the radial contact surface 14, the first insulating body 7 rests on a radial outer surface (not explicitly marked) of the first electrode 1.
  • the second insulating body 8 has a radial contact surface 13, which borders the second insulating body 8 on an outer side. With the radial contact surface 13 of the second insulating body 8 is located at a radial inner Surface (not explicitly marked) of the second electrode 2 at.
  • the first insulation body 7 also has an inner conditioning stage 15.
  • the contact stage 15 has a radial contact surface 11 and, in order to form the step, an axial bearing surface which is not explicitly marked.
  • the second insulation body 8 has an outer conditioning stage 16.
  • the plant stage 16 has a radial bearing surface 12 and, to form the step, also an axial bearing surface (not explicitly marked) on.
  • the insulation structure 6, in particular the first insulation body 7 and the second insulation body 8, preferably define the distances of the first electrode 1, the second electrode 2 and the interelectrode structure 3 for electrical insulation of said components via said contact surfaces and contact stages.
  • the first insulating body 7 preferably defines the axial offset of the inner and outer electrode bodies 4, 5 and the radial spacing of the inner electrode body 4 from the first electrode 1 via the contact surfaces 11, 14 and / or the contact stages 15. Furthermore, the second insulating body 8 defines via the abutment surfaces 12, 13 and / or the abutment steps 16, the axial offset of the inner and the outer electrode body 4, 5 and the radial distance of the outer electrode body 5 from the second electrode. 2
  • the insulation structure 6 defines, for example via the arrangement of the first insulation body 7 and the second insulation body 8, the radial distance (in FIG FIG. 1 labeled A) of the inner electrode body 4 and the outer electrode body 5.
  • the inner electrode body 4 when the overvoltage protection element is assembled, the inner electrode body 4 can be inserted into and / or jammed with the first insulation body 7 or vice versa, so that the radial distance, for example for electrical insulation, between the inner electrode body 4 and the first electrode 1 is determined ,
  • the second insulating body 8 is preferably inserted into the annular second electrode 2 and the outer electrode body 8 arranged or applied to the contact stage 16 of the second insulating body 8, so that for the corresponding electrical insulation, for example, the radial distance of the outer electrode body 5 to the inner electrode body 4 and the second electrode 2 is defined or fixed.
  • the insulation structure 6 is preferably in contact with the first electrode 1, the intermediate electrode structure 3 and the second electrode 2 without being mechanically fixedly connected to said components.
  • the first electrode 1, the inner electrode body 4, the outer electrode body 5 and the second electrode 2 are preferably radially (ie horizontally in FIG FIG. 1 ) in the concentric arrangement equidistant from each other or arranged.
  • the stated equidistant distances can each be in the range of 0.5 mm to 0.8 mm.
  • the overvoltage protection element 100 and / or the said components thereof are at least substantially rotationally symmetrical, for example, to the main axis, designed.
  • FIG. 2 schematically shows a plan view of the overvoltage protection element 100, or to the first electrode 1, the second electrode 2 and the intermediate electrode structure 3. It is further shown a first, formed between the first electrode 1 and the intermediate electrode structure 3 arc L1. Furthermore, a second arc L2 formed between the intermediate electrode structure 3 and the second electrode 2 is shown.
  • the arcs may form as a result of an overvoltage applied, for example, between the electrodes 1, 2 to the overvoltage protection element 100. It is in FIG. 2 to recognize that the indicated by the arcs L1, L2 electrical current flows at a large angle - for example, greater than 90 ° C - are formed relative to each other. As a result, in particular the electrical resistance of the entire discharge path can be increased and, advantageously, a arc burning voltage of the overvoltage protection element 100 can be increased.
  • the overvoltage protection element 100 can not be concentric or coaxial as described above, but with a linear Arrangement, for example, the first electrode, the intermediate electrode structure and the second electrode, which can also take advantages of a larger arc voltage for the overvoltage protection element exploit.

Landscapes

  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Überspannungsschutzelement.
  • Die DE 20 2008 016 322 U1 offenbart ein bekanntes Überspannungsschutzelement gemäß der Präambel des Anspruchs 1.
  • Die zu lösende Aufgabe ist es, ein verbessertes Überspannungsschutzelement anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch das Überspannungsschutzelement mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
  • Ein vorgeschlagenes Überspannungsschutzelement, vorzugsweise ein Überspannungsschutzableiter, beispielsweise ein Gasableiter, umfasst eine erste Elektrode, eine zweite Elektrode und einen Gasentladungsraum, der zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode angeordnet ist, wobei das Überspannungsschutzelement eine
  • Zwischenelektrodenstruktur aufweist, die in dem Gasentladungsraum angeordnet und elektrisch von der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode isoliert ist. Der Gasentladungsraum ist vorzugsweise ein zusammenhängender Gasentladungsraum. Das Überspannungsschutzelement ist weiterhin vorzugsweise ausgebildet, in dem Gasentladungsraum ein Gas zu entladen und so eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode herzustellen.
  • Zweckmäßigerweise ist die Gasentladung und/oder der Gasentladungsraum zur Entladung eines Gases, beispielsweise eines Edelgases, zum Abbau einer Überspannung vorgesehen. Weiterhin ist das Überspannungsschutzelement zweckmäßigerweise vorgesehen eine weitere Komponente, beispielsweise ein elektronisches Bauelement, vor der genannten Überspannung zu schützen. Die Überspannung bezeichnet vorzugsweise Spannungen oberhalb einer Betriebs- oder Schwellspannung, ab der die genannte Komponente beschädigt oder zerstört werden kann. Insbesondere ist das Überspannungsschutzelement vorzugsweise derart ausgebildet, dass eine Bogenbrennspannung des Überspannungsschutzelements, welche sich beispielsweise als Folge einer an dem Überspannungsschutzelement anliegenden Überspannung ausbildet, gegenüber einem konventionellen Überspannungsschutzelement und/oder einem Überspannungsschutzelement des Standes der Technik, vergrößert oder besonders groß bemessen ist. Durch eine vergrößerte Bogenbrennspannung kann insbesondere das Folgestromlöschverhalten des Überspannungsschutzelements verbessert oder optimiert werden.
  • Ein Folgestrom oder Netzfolgestrom kann insbesondere einen Strom zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode bezeichnen, welcher sich nach dem Zünden eines in dem Gasentladungsraum befindlichen Gases oder nach dem Ausbilden eines Lichtbogens zwischen den genannten Elektroden, einstellt. Der Netzfolgestrom kann insbesondere in dem elektronischen Bauteil oder weiteren elektrischen Netzen oder Netzwerken, insbesondere wenn diese einen besonders geringen elektrischen Innenwiderstand aufweisen, Beschädigungen verursachen.
  • Insbesondere kann sich ein Folgestrom dadurch einstellen, dass nach dem Abklingen einer an die Elektroden des Überspannungsschutzbauteils angelegten Überspannung ein Lichtbogen ausbildet und dieser Lichtboden für eine gewisse Zeit aufrechterhalten bleibt. Wenn beispielsweise eine Netz- oder Betriebsspannung des elektronischen Bauteils kleiner als die Bogenbrennspannung ist, löscht das Überspannungsschutzelement den Lichtbogen selbstständig. Aus diesem Grund ist eine hohe Bogenbrennspannung erwünscht.
  • Insbesondere ist das Überspannungsschutzelement zum Schutz eines elektronischen Bauteils vor Überspannungen eingerichtet.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung umläuft die Zwischenelektrodenstruktur die erste Elektrode in Aufsicht auf das Überspannungsschutzelement betrachtet mit einem konstanten Abstand. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere die Bogenbrennspannung des Überspannungsschutzelements, beispielsweise im Vergleich zu einem konventionellen Überspannungsschutzelement, erhöht werden, da der elektrische Widerstand zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode durch die koaxiale oder konzentrische Geometrie der ersten und der zweiten Elektrode und die Vorsehung der Zwischenelektrodenstruktur, beispielsweise während des Ausbildens eines Lichtbogens oder einer Gasentladung zwischen den Elektroden, erhöht werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die zweite Elektrode und/oder die Zwischenelektrodenstruktur ringartig ausgestaltet.
  • Die zweite Elektrode und die Zwischenelektrodenstruktur können konzentrisch zu der ersten Elektrode angeordnet sein. Diese Konzentrizität bezeichnet vorzugsweise die Anordnung der genannten Komponenten in oder entlang eines gemeinsamen Zentrums, wobei die einzelnen Komponenten zu dem Zentrum unterschiedliche Abstände oder Radien aufweisen können. Das Zentrum bezeichnet beispielsweise in Aufsicht auf das Überspannungsschutzelement betrachtet einen Schwerpunkt oder Massenmittelpunkt desselben.
  • Als Vorteil der beschriebenen konzentrischen, umlaufenden und/oder rotationssymmetrischen Geometrie kann, in Anbetracht einer Vielzahl von möglichen Zündpunkten oder Zündorten zwischen der Zwischenelektrodenstruktur und den Elektroden, der elektrische Widerstand zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode dahingehend erhöht werden, dass sich die Bogenbrennspannung des Überspannungsschutzelements ebenfalls erhöht. Beispielsweise kann - im Falle einer Gasentladung durch eine Überspannung - ein Stromfluss in zumindest einem Teil des Gasentladungsraums beispielsweise zwischen der ersten Elektrode und der Zwischenelektrodenstruktur in einem großen Winkel, beispielsweise 90° relativ zu einem Stromfluss zwischen der Zwischenelektrodenstruktur und der zweiten Elektrode fließen, wodurch insgesamt der elektrische Widerstand erhöht wird.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Überspannungsschutzelement eine Hauptachse auf. Die Hauptachse verläuft vorzugsweise durch das oben beschriebene Zentrum.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erste Elektrode eine zentrale Elektrode des Überspannungsschutzelements, wobei die zweite Elektrode und die Zwischenelektrodenstruktur neben der ersten Elektrode angeordnet sind. Die zweite Elektrode und die Zwischenelektrodenstruktur sind vorzugsweise, in Aufsicht auf das Überspannungsschutzelement betrachtet, die erste Elektrode umlaufend angeordnet. Durch diese Ausgestaltung kann insbesondere die Bogenbrennspannung des Überspannungsschutzelements, wie oben beschrieben, erhöht werden.
  • Die erste Elektrode und die zweite Elektrode sind vorzugsweise Hauptelektroden des Überspannungsschutzelements. Die erste Elektrode ist gemäß dieser Ausgestaltung zweckmäßigerweise in der Hauptachse des Überspannungsschutzelements angeordnet.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung unterteilt die Zwischenelektrodenstruktur den Gasentladungsraum in eine Mehrzahl von gasdurchlässig miteinander verbundenen Teilräumen. Vorzugsweise bedeutet der Ausdruck "gasdurchlässig" in diesem Zusammenhang, dass der Gasentladungsraum trotz der Anordnung der Zwischenelektrodenstruktur ein zusammenhängender Gasentladungsraum ist. Beispielsweise kann eine Gaswechselwirkung, insbesondere über Druck- und Temperaturänderungen zwischen den verschiedenen Teilräumen stattfinden. Mit anderen Worten sind die verschiedenen Teilräume nicht gasdicht. Durch diese Ausgestaltung kann mit Vorteil erreicht werden, dass sich beispielsweise im Gegensatz zu einer Reihenschaltung von hermetisch voneinander getrennten, einzelnen Gasableitern, Druck, Temperatur oder Entladungszustände des in dem Gasentladungsraum angeordneten Gases von einem Teilraum auf den nächsten Teilraum auswirken können und/oder, dass die Teilräume über Druck, Temperatur oder den Ionisationszustand des Gases wechselwirken. Diese Ausgestaltung kann ebenfalls das Folgestromlöschverhalten des Überspannungselements durch eine erhöhte Bogenbrennspannung verbessern.
  • Die Anordnung der Zwischenelektrodenstruktur, wie oben beschrieben, kann einhergehend mit einer angestrebten höheren Bogenbrennspannung, ebenfalls mit einer Erhöhung der Zündspannung des Überspannungsschutzelements verbunden sein, da sich der elektrische Widerstand der Zündstrecke durch die Unterteilung in Teilräume oder Teilentladungen erhöht. Die Zündspannung erhöht sich jedoch vorzugsweise durch die gasdurchlässig verbundenen Teilräume nicht so stark, wie, wenn das Überspannungsschutzelement beispielsweise lediglich durch eine Reihenschaltung oder Aneinanderreihung von untereinander gasdicht abgeschlossenen Gasableitern oder Gasräumen gebildet wäre. Wenn beispielsweise eine Teilentladung zwischen der ersten Elektrode und der Zwischenelektrodenstruktur gezündet wird, kann sich beispielsweise Druck und Temperatur des Gases in diesem Teilraum erhöhen, wodurch durch die genannte Gaswechselwirkung eine Ausbildung eines Lichtbogens und/oder eine weitere Teilentladung beispielsweise zwischen der Zwischenelektrodenstruktur und der zweiten Elektrode aufgrund des erhöhten Drucks und/oder der erhöhten Temperatur nicht so leicht ausbilden oder vorzugsweise unterdrückt werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung bewirkt die Zwischenelektrodenstruktur eine Vergrößerung der Bogenbrennspannung als Folge einer an das Überspannungsschutzelement angelegten Überspannung.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die erste Elektrode, die Zwischenelektrodenstruktur und die zweite Elektrode äquidistant zueinander angeordnet. Diese Ausgestaltung ist hinsichtlich der Ausbildung einer Gasentladung im Falle einer Überspannung zwischen den Elektroden vorteilhaft. Insbesondere kann durch diese Ausgestaltung eine Gasentladung beziehungsweise ein Lichtbogen zwischen der ersten Elektrode und der Zwischenelektrodenstruktur mit gleicher Wahrscheinlichkeit auftreten wie zwischen der Zwischenelektrodenstruktur und der zweiten Elektrode.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die erste und die zweite Elektrode axial versetzt zueinander angeordnet. Diese Ausgestaltung und/oder Geometrie kann mit Vorteil eine elektrische Isolierung der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode voneinander erleichtern.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Zwischenelektrodenstruktur einen axialen Bereich auf, in welchem diese mit der ersten Elektrode, nicht aber mit der zweiten Elektrode überlappt.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Zwischenelektrodenstruktur einen axialen Bereich auf, in welchem diese mit der zweiten Elektrode, nicht aber mit der ersten Elektrode überlappt.
  • Durch die letzten beiden Ausgestaltungen kann vorteilhafterweise die relative Anordnung der ersten und zweiten Elektrode und der Zwischenelektrodenstruktur erleichtert und/oder die Abstände der genannten Komponenten zueinander definiert werden, wodurch insbesondere eine elektrische Isolierung der ersten und der zweiten Elektrode vereinfacht werden kann.
  • Erfindungsgemäß weist die Zwischenelektrodenstruktur eine Mehrzahl von in Aufsicht auf das Überspannungsschutzelement äquidistant zueinander angeordneten und elektrisch voneinander getrennten Elektrodenkörpern auf. Durch diese Ausgestaltung kann die Bogenbrennspannung - entsprechend der Anzahl der für die Zwischenelektrodenstruktur vorgesehenen Elektrodenkörper - weiter erhöht und/oder das Folgestromlöschverhalten des Überspannungsschutzelements verbessert werden. Jeder Elektrodenkörper ist dabei vorzugsweise ringförmig oder ringartig ausgebildet. Weiterhin sind die Elektrodenkörper zweckmäßigerweise elektrisch voneinander getrennt.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Zwischenelektrodenstruktur nur zwei Elektrodenkörper auf.
  • Erfindungsgemäß weist die Zwischenelektrodenstruktur einen inneren und einen äußeren Elektrodenkörper auf, wobei der innere und der äußere Elektrodenkörper jeweils ringförmig oder ringartig ausgebildet sind.
  • Erfindungsgemäß sind der innere und der äußere Elektrodenkörper axial versetzt zueinander angeordnet. Diese Ausgestaltung und/oder Geometrie kann hingegen mit Vorteil eine elektrische Isolierung des inneren Elektrodenkörpers und des äußeren Elektrodenkörpers voneinander erleichtern.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die erste Elektrode, der innere Elektrodenkörper, der äußere Elektrodenkörper und die zweite Elektrode in dieser Reihenfolge einander nachfolgend axial versetzt angeordnet.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung weist das Überspannungsschutzelement eine Isolationsstruktur auf, die mindestens eine radiale Anlagefläche aufweist, die wiederum an einer radialen Fläche oder radialen Anlagefläche der ersten und/oder zweiten Elektrode anliegt. Jede radiale Anlagefläche erstreckt sich vorzugsweise entlang einer durch die Hauptachse definierte Richtung, derart, dass beispielsweise eine Oberflächennormale der radialen Anlagefläche radial ausgerichtet ist.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Isolationsstruktur einen ersten und einen zweiten weitgehend rotationssymmetrischen Isolationskörper auf, wobei jeder Isolationskörper eine Anlagestufe mit einer radialen Anlagefläche und einer axialen Anlagefläche aufweist. Die genannten Anlageflächen sind vorzugsweise ausgebildet, die Bewegung von an diese anliegende Komponenten des Überspannungsschutzelements, zu begrenzen. Die genannte axiale Anlagefläche ist vorzugsweise derart orientiert, dass eine Oberflächennormale dieser Fläche parallel zur Hauptachse des Überspannungsschutzelements orientiert ist. Die Rotationssymmetrie der Isolationskörper kann vorzugsweise bis auf kleinere Abweichungen beispielsweise Befestigungseinrichtungen oder ähnliche Merkmale vorliegen.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung liegt die Anlagestufe des ersten Isolationskörpers an dem inneren Elektrodenkörper an. In einer bevorzugten Ausgestaltung liegt die Anlagestufe des zweiten Isolationskörpers an dem äußeren Elektrodenkörper an.
  • Der Ausdruck "anlegen" oder "Anlage" kann vorliegend bedeuten, dass die genannten Komponenten sich berühren und dabei mechanisch in Kontakt stehen, jedoch vorzugsweise nicht mechanisch fest miteinander verbunden sind, so dass die entsprechenden Elemente einen gewissen Spielraum aufweisen können. Die genannten Abstände können dann ebenfalls entsprechend des genannten Spielraums variieren.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der erste Isolationskörper ringartig ausgebildet und weist eine Aussparung auf, wobei sich die erste Elektrode in die Aussparung hinein erstreckt.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der zweite Isolationskörper axial versetzt zu der ersten Elektrode angeordnet.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung definiert der erste Isolationskörper den axialen Versatz des inneren und des äußeren Elektrodenkörpers voneinander.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung definiert der erste Isolationskörper den radialen Abstand des inneren Elektrodenkörpers von der ersten Elektrode.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung definiert der zweite Isolationskörper den axialen Versatz des inneren und des äußeren Elektrodenkörpers.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung definiert der zweite Isolationskörper den radialen Abstand des äußeren Elektrodenkörpers von der zweiten Elektrode.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung definiert die Isolationsstruktur, beispielsweise über die Anordnung des ersten Isolationskörpers und des zweiten Isolationskörpers den radialen Abstand des inneren Elektrodenkörpers und des äußeren Elektrodenkörpers.
  • Durch die sieben zuletzt genannten Ausgestaltungen kann mit Vorteil eine elektrische Isolierung der ersten Elektrode, des inneren Elektrodenkörpers, des äußeren Elektrodenkörpers und der zweiten Elektrode voneinander erleichtert werden.
  • Durch die Definition oder Beschränkung der Abstände, lediglich durch Anlegen der Isolationsstruktur oder der Isolationskörper an die Elektroden oder die Zwischenelektrodenstruktur, oder umgekehrt, kann mit Vorteil die oben genannte Ausgestaltung des zusammenhängenden Gasentladungsraums, wobei eine gasdurchlässige Verbindung zwischen den einzelnen Teilräumen erhalten bleibt, erreicht werden, da auf diese Weise vorzugsweise keine gasdichte Trennung der Teilräume des Gasentladungsraums erfolgt.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung betragen der Abstand der ersten Elektrode von dem inneren Elektrodenkörper, der Abstand des inneren Elektrodenkörpers von dem äußeren Elektrodenkörper und/oder der Abstand des äußeren Elektrodenkörpers von der zweiten Elektrode jeweils zwischen 0,5 mm und 0,8 mm.
  • Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.
    • Figur 1 zeigt zumindest einen Teil eines Querschnitts eines Überspannungsschutzelements gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung.
    • Figur 2 zeigt eine schematische Aufsicht auf zumindest einen Teil eines Überspannungsschutzelements.
  • Gleiche, gleichartige und gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
  • Figur 1 zeigt einen Querschnitt eines Überspannungsschutzelements 100 in einer beispielhaften Ausgestaltung. Das Überspannungsschutzelement 100 weist ein Gehäuse 20 auf. Das Gehäuse 20 ist vorzugsweise elektrisch isolierend.
  • Das Überspannungsschutzelement 100 ist vorzugsweise zum Schutz beispielsweise eines elektronischen Bauteils (nicht explizit dargestellt) vor Überspannungen vorgesehen und dementsprechend eingerichtet.
  • Das Überspannungsschutzelement 100 weist eine erste Elektrode 1 auf. Die erste Elektrode 1 ist vorzugsweise eine zentrale Elektrode oder Mittenelektrode. Das Überspannungsschutzelement 100 weist weiterhin eine Hauptachse X auf, in welcher die erste Elektrode 1 zentrisch angeordnet ist. Das Überspannungsschutzelement 100 weist weiterhin eine zweite Elektrode 2 auf. Die erste Elektrode 1 und die zweite Elektrode 2 sind vorzugsweise Hauptelektroden des Überspannungsschutzelements 100. Die zweite Elektrode 2 ist, in Aufsicht auf das Überspannungsschutzelements 100 betrachtet (vgl. Figur 2), konzentrisch zu der ersten Elektrode 1 oder die erste Elektrode 1 umlaufend angeordnet (vgl. Figur 2). Die zweite Elektrode 2 ist zweckmäßigerweise weiterhin elektrisch von der ersten Elektrode 1 isoliert. Weiterhin ist die zweite Elektrode 2 vorzugsweise ringförmig ausgestaltet.
  • Das Überspannungsschutzelement kann zur elektrischen Kontaktierung der ersten und zweiten Elektrode 1, 2 elektrische Anschlusskontakte beispielsweise an einer Ober- und Unterseite des Überspannungsschutzelements 100 aufweisen, welche in Figur 1 jedoch nicht explizit gekennzeichnet sind.
  • Das Überspannungsschutzelement 100 weist weiterhin einen Gasentladungsraum 10 auf. Der Gasentladungsraum 10 ist zwischen der ersten Elektrode 1 und der zweiten Elektrode 2 angeordnet. Der Gasentladungsraum 10 ist vorzugsweise durch einen axialen Überlapp der ersten Elektrode 1 und der zweiten Elektrode 2 gebildet oder definiert. Die erste Elektrode 1 und die zweite Elektrode 2 sind axial versetzt zueinander angeordnet.
  • Vorzugsweise weist die Zwischenelektrodenstruktur 3 einen axialen Bereich auf, in welchem diese mit der ersten Elektrode 1, nicht aber mit der zweiten Elektrode 2 überlappt. Weiterhin weist die Zwischenelektrodenstruktur 3 vorzugsweise einen axialen Bereich auf, in welchem die Zwischenelektrodenstruktur 3 mit der zweiten Elektrode 2, nicht aber mit der ersten Elektrode 1 überlappt.
  • Das Überspannungsschutzelement 100 weist weiterhin eine Zwischenelektrodenstruktur 3 auf. Die Zwischenelektrodenstruktur 3 ist in dem Gasentladungsraum 10 angeordnet. Die Zwischenelektrodenstruktur 3 umläuft die erste Elektrode 1 vorzugsweise mit einem konstanten Abstand. Die Zwischenelektrodenstruktur 3 umfasst einen inneren Elektrodenkörper 4. Die Zwischenelektrodenstruktur 3 umfasst weiterhin einen äußeren Elektrodenkörper 5. Alternativ kann die Zwischenelektrodenstruktur 3 weitere, beispielsweise konzentrisch angeordnete und elektrisch voneinander getrennte, Elektrodenkörper aufweisen. Der innere Elektrodenkörper 4 und der äußere Elektrodenkörper 5 sind, in Aufsicht auf das Überspannungsschutzelements 100 betrachtet, vorzugsweise konzentrisch zu der ersten Elektrode 1 und/oder der zweiten Elektrode 2 oder beispielsweise die erste Elektrode 1 umlaufend angeordnet. Der innere Elektrodenkörper 4 und der äußere Elektrodenkörper 5 sind vorzugsweise ebenfalls ringförmig ausgestaltet und zweckmäßigerweise elektrisch voneinander isoliert.
  • Der innere Elektrodenkörper 4 und der äußere Elektrodenkörper 5 sind weiterhin axial zueinander versetzt, aber mit einem axialen Überlapp zueinander angeordnet. Die erste Elektrode 1, der innere Elektrodenkörper 4, der äußere Elektrodenkörper 5 und die zweite Elektrode 2 sind vorzugsweise in dieser Reihenfolge einander nachfolgend axial versetzt angeordnet (von oben nach unten in Figur 1).
  • Das Überspannungsschutzelement 100 weist weiterhin eine Isolationsstruktur 6 auf. Die Isolationsstruktur 6 ist konzentrisch oder koaxial zu der ersten Elektrode 1 angeordnet. Die Isolationsstruktur 6 weist einen ersten Isolationskörper 7 auf. Der erste Isolationskörper 7 ist ringartig ausgestaltet. Der erste Isolationskörper 7 weist eine Aussparung 17 auf, in die sich die erste Elektrode 1 erstreckt. Die Isolationsstruktur 6 weist weiterhin einen zweiten Isolationskörper 8 auf. Der zweite Isolationskörper 8 ist derart versetzt zu der ersten Elektrode 1 angeordnet, dass die genannten Komponenten axial nicht überlappen.
  • Insgesamt sind der innere Elektrodenkörper 4 und der äußere Elektrodenkörper 5 der Zwischenelektrodenstruktur 3 und die zweite Elektrode 2 konzentrisch um die erste Elektrode 1 herum und axial versetzt zu dieser angeordnet. Durch die Anordnung der Zwischenelektrodenstruktur 3 wird der Gasentladungsraum 10 in eine Mehrzahl von miteinander gasdurchlässig verbundenen oder in Gaswechselwirkung stehenden Teilräumen 10A, 10B und 10C, unterteilt.
  • Der erste Isolationskörper 7 weist eine radiale Anlagefläche 14 auf, welche den ersten Isolationskörper 7 beziehungsweise den ringförmigen Körper desselben an einer Innenseite berandet. Mit der radialen Anlagefläche 14 liegt der erste Isolationskörper 7 an einer radialen äußeren Fläche (nicht explizit gekennzeichnet) der ersten Elektrode 1 an.
  • Der zweite Isolationskörper 8 weist eine radiale Anlagefläche 13 auf, welche den zweiten Isolationskörper 8 an einer Außenseite berandet. Mit der radialen Anlagefläche 13 liegt der zweite Isolationskörper 8 an einer radialen inneren Fläche (nicht explizit gekennzeichnet) der zweiten Elektrode 2 an.
  • Der erste Isolationskörper 7 weist weiterhin eine innere Anlagestufe 15 auf. Die Anlagestufe 15 weist eine radiale Anlagefläche 11 und, um die Stufe zu bilden, eine nicht explizit gekennzeichnete axiale Anlagefläche auf. Vergleichbar weist der zweite Isolationskörper 8 eine äußere Anlagestufe 16 auf. Die Anlagestufe 16 weist eine radiale Anlagefläche 12 und, um die Stufe zu bilden, ebenfalls eine axiale Anlagefläche (nicht explizit gekennzeichnet) auf.
  • Vorzugsweise definiert die Isolationsstruktur 6, insbesondere der erste Isolationskörper 7 und der zweite Isolationskörper 8 - über die genannten Anlageflächen und Anlagestufen - die Abstände der ersten Elektrode 1, der zweiten Elektrode 2 und der Zwischenelektrodenstruktur 3 für eine elektrische Isolation der genannten Komponenten.
  • Über die Anlageflächen 11, 14 und/oder die Anlagestufen 15 definiert der erste Isolationskörper 7 vorzugsweise den axialen Versatz des inneren und des äußeren Elektrodenkörpers 4, 5 und den radialen Abstand des inneren Elektrodenkörpers 4 von der ersten Elektrode 1. Weiterhin definiert der zweite Isolationskörper 8 über die Anlageflächen 12, 13 und/oder die Anlagestufen 16 den axialen Versatz des inneren und des äußeren Elektrodenkörpers 4, 5 und den radialen Abstand des äußeren Elektrodenkörpers 5 von der zweiten Elektrode 2.
  • Weiterhin definiert die Isolationsstruktur 6, beispielsweise über die Anordnung des ersten Isolationskörpers 7 und des zweiten Isolationskörpers 8 den radialen Abstand (in Figur 1 mit A gekennzeichnet) des inneren Elektrodenkörpers 4 und des äußeren Elektrodenkörpers 5.
  • Beispielsweise kann der innere Elektrodenkörper 4 bei einem Zusammenbau des Überspannungsschutzelements in den ersten Isolationskörper 7 eingelegt und/oder mit dieser verklemmt werden oder umgekehrt, so dass der radialer Abstand zum Beispiel für die elektrische Isolierung zwischen dem inneren Elektrodenkörper 4 und der ersten Elektrode 1 festgelegt wird. Weiterhin ist der zweite Isolationskörper 8 vorzugsweise in die ringförmige zweite Elektrode 2 eingelegt und der äußere Elektrodenkörper 8 um die Anlagestufe 16 des zweiten Isolationskörpers 8 herum angeordnet oder angelegt, so dass für die entsprechende elektrische Isolierung beispielsweise der radiale Abstand des äußeren Elektrodenkörpers 5 zum inneren Elektrodenkörper 4 und zur zweiten Elektrode 2 definiert oder festgelegt ist.
  • Für die Definition der genannten Abstände steht die Isolationsstruktur 6 vorzugsweise mit der ersten Elektrode 1, der Zwischenelektrodenstruktur 3 und der zweiten Elektrode 2 in Kontakt ohne mechanisch fest mit den genannten Komponenten verbunden zu sein.
  • Die erste Elektrode 1, der innere Elektrodenkörper 4, der äußere Elektrodenkörper 5 und die zweite Elektrode 2 sind vorzugsweise radial (also horizontal in Figur 1) in der konzentrischen Anordnung äquidistant zueinander beabstandet oder angeordnet. Die genannten äquidistanten Abstände können jeweils im Bereich von 0,5 mm bis 0,8 mm liegen.
  • Alternativ können beispielsweise der Abstand der ersten Elektrode 1 von dem inneren Elektrodenkörper 4, der Abstand des inneren Elektrodenkörpers 4 von dem äußeren Elektrodenkörper 5 und/oder der Abstand des äußeren Elektrodenkörpers 5 von der zweiten Elektrode 2 voneinander abweichen.
  • Vorzugsweise ist das Überspannungsschutzelement 100 und/oder die genannten Komponenten desselben zumindest weitgehend rotationssymmetrisch, beispielsweise zu der Hauptachse, ausgestaltet.
  • Figur 2 zeigt schematisch eine Aufsicht auf das Überspannungsschutzelement 100, beziehungsweise auf die erste Elektrode 1, die zweite Elektrode 2 und die Zwischenelektrodenstruktur 3. Es ist weiterhin ein erster, zwischen der ersten Elektrode 1 und der Zwischenelektrodenstruktur 3 ausgebildeter Lichtbogen L1 gezeigt. Weiterhin ist ein zweiter, zwischen der Zwischenelektrodenstruktur 3 und der zweiten Elektrode 2 ausgebildeter Lichtbogen L2 gezeigt. Die Lichtbögen können sich als Folge einer beispielsweise zwischen den Elektroden 1, 2 an das Überspannungsschutzelement 100 angelegten Überspannung ausbilden. Es ist in Figur 2 zu erkennen, dass die durch die Lichtbögen L1, L2 angedeuteten elektrischen Stromflüsse in einem großen Winkel - beispielsweise größer als 90 °C - relativ zueinander ausgebildet sind. Dadurch kann insbesondere der elektrische Widerstand der gesamten Entladungsstrecke erhöht und mit Vorteil eine Bogenbrennspannung des Überspannungsschutzelements 100 erhöht werden.
  • In einer alternativen Ausgestaltung, kann das Überspannungsschutzelement 100 nicht konzentrisch oder koaxial wie oben beschrieben, sondern mit einer linearen Anordnung beispielsweise der ersten Elektrode, der Zwischenelektrodenstruktur und der zweiten Elektrode ausgeführt sein, wodurch sich ebenfalls Vorteile einer größeren Bogenbrennspannung für das Überspannungsschutzelement ausnutzen lassen.
  • Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Erste Elektrode
    2
    Zweite Elektrode
    3
    Zwischenelektrodenstruktur
    4
    Innerer Elektrodenkörper
    5
    Äußerer Elektrodenkörper
    6
    Isolationsstruktur
    7
    Erster Isolationskörper
    8
    Zweiter Isolationskörper
    10
    Gasentladungsraum
    10A, 10B, 10C
    Teilraum
    11, 12, 13, 14
    Radiale Anlagefläche
    15, 16
    Anlagestufe
    17
    Aussparung
    20
    Gehäuse
    100
    Überspannungsschutzelement
    X
    Hauptachse
    L1, L2
    Lichtbogen

Claims (12)

  1. Überspannungsschutzelement (100) aufweisend eine erste Elektrode (1), eine zweite Elektrode (2) und einen Gasentladungsraum (10), der zwischen der ersten Elektrode (1) und der zweiten Elektrode (2) angeordnet ist, wobei
    - das Überspannungsschutzelement (100) eine Zwischenelektrodenstruktur (3) aufweist, die in dem Gasentladungsraum (10) angeordnet und elektrisch von der ersten und der zweiten Elektrode (1, 2) isoliert ist,
    - die Zwischenelektrodenstruktur (3) eine Mehrzahl von in Aufsicht auf das Überspannungsschutzelement (100) betrachtet und elektrisch voneinander getrennten Elektrodenkörpern (4, 5) aufweist,
    - die Zwischenelektrodenstruktur (3) einen inneren und einen äußeren Elektrodenkörper (4, 5) aufweist, wobei der innere und der äußere Elektrodenkörper (4, 5) jeweils ringförmig ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der innere und der äußere Elektrodenkörper (4, 5) axial versetzt zueinander angeordnet sind.
  2. Überspannungsschutzelement (100) nach Anspruch 1, wobei die erste Elektrode (1) eine zentrale Elektrode ist, und wobei die zweite Elektrode (2) und die Zwischenelektrodenstruktur (3) neben der ersten Elektrode (1) angeordnet sind.
  3. Überspannungsschutzelement (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zwischenelektrodenstruktur (3) die erste Elektrode (1) mit einem konstanten Abstand umläuft.
  4. Überspannungsschutzelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zwischenelektrodenstruktur (3) den Gasentladungsraum (10) in eine Mehrzahl von gasdurchlässig miteinander verbundenen Teilräumen (10A, 10B, 10C) unterteilt.
  5. Überspannungsschutzelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Elektrode (1), die Zwischenelektrodenstruktur (3) und die zweite Elektrode (2) jeweils äquidistant zueinander angeordnet sind.
  6. Überspannungsschutzelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und die zweite Elektrode (1, 2) axial versetzt zueinander angeordnet sind.
  7. Überspannungsschutzelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welches eine Isolationsstruktur (6) aufweist, die mindestens eine radiale Anlagefläche (13, 14) aufweist, die an einer radialen Fläche der ersten und/oder zweiten Elektrode (1, 2) anliegt.
  8. Überspannungsschutzelement (100) nach Anspruch 7, wobei die Isolationsstruktur (6) einen ersten und einen zweiten Isolationskörper (7, 8) aufweist, wobei jeder Isolationskörper (7, 8) eine Anlagestufe (15, 16) mit einer radialen (11, 12) Anlagefläche und einer axialen Anlagefläche aufweist.
  9. Überspannungsschutzelement (100) nach Anspruch 8, wobei die Anlagestufe (15) des ersten Isolationskörpers (7) an dem inneren Elektrodenkörper (4) anliegt und die Anlagestufe (16) des zweiten Isolationskörpers (8) an dem äußeren Elektrodenkörper (5) anliegt.
  10. Überspannungsschutzelement (100) nach Anspruch 8 oder 9, wobei der erste Isolationskörper (7) ringartig ausgebildet ist und eine Aussparung (17) aufweist, wobei sich die erste Elektrode (1) in die Aussparung (17) hinein erstreckt.
  11. Überspannungsschutzelement (100) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der zweite Isolationskörper (8) axial versetzt zu der ersten Elektrode (1) angeordnet ist.
  12. Überspannungsschutzelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zwischenelektrodenstruktur (3) eine Vergrößerung der Bogenbrennspannung als Folge einer an das Überspannungsschutzelement (100) angelegten Überspannung, bewirkt.
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