Abieiter zum Schutz vor Überspannungen Es wird ein Abieiter zum Schutz vor Überspannungen angegeben. Insbesondere handelt es sich um einen gasgefüllten Abieiter.

Ein Überspannungsabieiter ist beispielsweise aus der

Druckschrift DE 10 2008 029 094 AI bekannt. Hier wird

beschrieben, den Abieiter mit einer Abstufung in der Keramik zu versehen, um die wandseitige Isolationsstrecke zwischen den Elektroden zu verlängern.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Abieiter mit verbesserten Eigenschaften anzugeben.

Es wird ein Abieiter zum Schutz vor Überspannungen angegeben, der eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode aufweist. Die Elektroden weisen jeweils ein elektrisch leitfähiges Material auf. Der Abieiter weist einen Entladeraum zur

Ermöglichung einer elektrischen Entladung zwischen den

Elektroden bei einer Überspannung auf. Bei einer Überspannung soll somit im Entladeraum eine Entladung, insbesondere eine Lichtbogenentladung, zwischen den Elektroden stattfinden. Der Entladeraum wird beispielsweise von einem Bereich zwischen den Elektroden gebildet, insbesondere von einem Bereich, in dem der Abstand der Elektroden besonders klein ist. Der

Entladeraum kann mit einem Gas, insbesondere einem Edelgas, gefüllt sein.

Die erste Elektrode kann eine andere Geometrie aufweisen als die zweite Elektrode. Beispielsweise ist die erste Elektrode stiftförmig ausgebildet und die zweite Elektrode in Geometrie eines Hohlzylinders ausgebildet. Die erste Elektrode ragt beispielsweise in den Hohlraum der zweiten Elektrode hinein. Die erste Elektrode kann auch die gleiche Geometrie aufweisen wie die zweite Elektrode.

Der Abieiter weist einen Isolator auf. Beispielsweise weist der Isolator eine Keramik auf. Der Isolator bildet eine

Innenwand des Abieiters. Beispielsweise weist der Abieiter die Form eines Zylinders auf. Der Isolator bildet

beispielsweise die Mantelfläche des Zylinders. Durch den Isolator werden die Elektroden galvanisch voneinander

getrennt. Zwischen dem Abieiter und den Elektroden ist beispielsweise ein Isolationsraum ausgebildet. Der

Isolationsraum kann mit einem Gas gefüllt sein.

Bei einer Entladung zwischen den Elektroden kann es zu einer Verdampfung von Elektrodenmaterial kommen. Der Entladeraum weist beispielsweise eine Austrittsöffnung auf, durch die das verdampfte Elektrodenmaterial den Entladeraum verlassen kann. Das verdampfte Elektrodenmaterial kann sich dann auf der

Innenwand des Isolators niederschlagen. Dies führt zu einer Herabsetzung des Isolationswiderstandes des Isolators.

Insbesondere kann es zum Aufbau einer elektrisch leitenden Brücke zwischen den Elektroden über die Innenwand und damit zu unzulässig hohen Leckströmen kommen.

Die Innenwand des Isolators weist einen Vorsprung auf. Durch den Vorsprung soll ein ausreichender Isolationswiderstand des Isolators gewährleistet bleiben. Der Vorsprung ist

beispielsweise derart ausgebildet, dass er eine

Verunreinigung zumindest eines Teils der Innenwand durch aus dem Entladeraum austretendes, verdampftes Elektrodenmaterial behindert. Durch den Vorsprung soll insbesondere die Ausbildung eines elektrisch leitfähigen Pfades, der die

Elektroden galvanisch miteinander verbindet, behindert werden. Der Vorsprung führt beispielsweise auch zur

Verlängerung einer wandseitigen Isolationsstrecke zwischen den Elektroden. Die Wandstärke des Isolators wird durch den Vorsprung dabei vorzugsweise nicht verringert, so dass die mechanische Stabilität des Abieiters erhalten bleibt.

Beispielsweise erstrecken sich wenigstens eine der Elektroden entlang einer Richtung, insbesondere einer Höhenrichtung, des Abieiters in den Entladeraum hinein, wobei der Vorsprung senkrecht zu dieser Richtung hervorsteht.

In einer Ausführungsform weist die Innenwand einen ersten Wandbereich und einen zweiten Wandbereich auf. Der erste und der zweite Wandbereich verlaufen beispielsweise parallel zur Höhenrichtung des Abieiters. Beispielsweise wird durch den Vorsprung die Innenwand in die zwei Wandbereiche unterteilt. Der erste Wandbereich liegt vom Entladeraum kommend vor dem Vorsprung und der zweite Wandbereich liegt vom Entladeraum kommend hinter dem Vorsprung. Bei Entstehung von verdampftem Elektrodenmaterial im Entladeraum erreicht das verdampfte Elektrodenmaterial somit zuerst den ersten Wandbereich, dann den Vorsprung und dann den zweiten Wandbereich.

Der Vorsprung bildet dabei insbesondere eine Behinderung für das verdampfte Elektrodenmaterial, so dass nur ein Teil des verdampften Elektrodenmaterials, das bis zum Vorsprung gelangt, auch über den Vorsprung zum zweiten Wandbereich gelangt. Beispielsweise wird durch den Vorsprung ein Weg für das verdampfte Elektrodenmaterial verengt. Insbesondere kann der Vorsprung eine Verengung des Isolationsraums bilden.

Vorzugsweise muss das verdampfte Elektrodenmaterial den Vorsprung überwinden, um zum zweiten Wandbereich zu gelangen. In anderen Worten gibt es für das verdampfte Elektrodenmaterial vorzugsweise keinen Weg zum zweiten Wandbereich, der nicht über den Vorsprung führt.

In einer Ausführungsform ist der Vorsprung umlaufend

ausgebildet. Bei einem zylinderförmigen Abieiter umläuft der Vorsprung beispielsweise die Innenwand des Isolators auf einer festen Höhe.

In einer Ausführungsform ist die Höhe des Vorsprungs geringer als die Höhe der Innenwand des Abieiters. Insbesondere ist die Höhe des Vorsprungs wesentlich geringer als die Höhe der Innenwand. Somit stellt der Vorsprung nur eine lokale

Änderung der Geometrie der Innenwand dar. Insbesondere wird durch den Vorsprung nur lokal der Isolationsraum verengt, so dass der Isolationsraum insgesamt nur geringfügig verkleinert wird . In einer Ausführungsform ist der Vorsprung gegenüber der halben Höhe der Innenwand versetzt angeordnet. Beispielsweise ist einer der Wandbereiche größer als der andere Wandbereich. Insbesondere kann der erste Wandbereich größer sein als der zweite Wandbereich. Der zweite Wandbereich sollte aber ausreichend groß sein, um die Ausbildung elektrisch

leitfähiger Pfade effektiv verhindert zu können.

In einer Ausführungsform ist der Vorsprung bezüglich der Austrittsöffnung derart angeordnet, dass verdampftes

Elektrodenmaterial nicht frontal auf den Vorsprung trifft. In diesem Fall könnte die abschirmende Wirkung des Vorsprungs reduziert sein. In einer Ausführungsform ist der Vorsprung in Bezug auf eine Höhenposition einer Austrittsöffnung des Entladeraums versetzt angeordnet.

Der Vorsprung ist beispielsweise seitlich neben einer der Elektroden angeordnet. Insbesondere befindet sich zwischen dem Vorsprung und dieser Elektrode lediglich ein gasgefüllter Zwischenraum. Die Elektrode weist ein innerhalb des

Entladeraums angeordnetes Ende und ein dazu entgegen

gesetztes Ende auf. Der Vorsprung ist beispielsweise weiter von dem innerhalb des Entladeraums angeordneten Ende der

Elektrode entfernt als von dem dazu entgegen gesetzten Ende. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die Bedampfung der Innenwand sich auf einen zu kleinen Bereich vor dem

Vorsprung konzentriert.

In einer Ausführungsform ist der Vorsprung kantenförmig ausgebildet. Beispielsweise ist die Unterseite des Vorsprungs kantenförmig ausgebildet. Als Unterseite wird dabei die Seite des Vorsprungs bezeichnet, die an den zweiten Wandbereich angrenzt. Beispielsweise schließt die Unterseite mit dem zweiten Wandbereich einen Winkel kleiner als 90° ein. Auf diese Weise wird durch den Vorsprung ein Schattenraum

gebildet, in dem die Verunreinigung weiter reduziert ist. Dieser Schattenraum umfasst beispielsweise die Unterkante des Vorsprungs und einen daran angrenzenden Teil des zweiten Wandbereichs .

Im Folgenden werden die hier beschriebenen Gegenstände anhand von schematischen Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen: Figur 1A eine Ausführungsform eines Ableiters zum Schutz vor Überspannungen im Schnittbild,

Figur 1B ein vergrößerter Detail aus der Ausführungsform

nach Figur 1A.

Figur 1A zeigt einem Abieiter 1 zum Schutz vor Überspannungen im Schnittbild. Der Abieiter 1 weist beispielsweise eine zylindrische Bauform auf.

Der Abieiter 1 weist eine erste Elektrode 2 und eine zweite Elektrode 3 auf. Die Elektroden 2, 3 weisen jeweils ein elektrisch leitfähiges Material auf. Beispielsweise weisen die Elektroden 2, 3 Kupfer auf. Die erste Elektrode 2 ragt beispielsweise stiftförmig ins Innere des Ableiters 1 hinein. Die zweite Elektrode 3 ragt beispielsweise in Form eines Hohlzylinders ins Innere des Ableiters 1 hinein und umgibt die erste Elektrode 2 teilweise. Der Abieiter 1 weist einen Isolator 4 auf. Der Isolator 4 weist ein isolierendes Material, beispielsweise Keramik oder Glas auf. Der Isolator 4 bildet beispielsweise die

Mantelfläche des Ableiters 1. Der Isolator 4 bildet eine Innenwand 5 des Ableiters 1.

Der Abieiter 1 weist zudem eine erste Kontaktelektrode 6, die mit der ersten Elektrode 2 elektrisch leitend verbunden ist, und eine zweite Kontaktelektrode 7, die mit der zweiten

Elektrode 3 elektrisch leitend verbunden ist, auf. Die

Kontaktelektroden 6, 7 bilden beispielsweise die Deck- und Bodenflächen des Ableiters 1. Der Abieiter 1 ist beispielsweise hermetisch nach außen abgeschlossen. Der Abieiter 1 kann mit einem Gas,

insbesondere einem Edelgas, gefüllt sein. Der Abieiter 1 weist einen Entladeraum 8 auf, in dem bei

Überschreitung einer Aktivierungsspannung eine Entladung 9, insbesondere eine Lichtbogenentladung, zwischen den

Elektroden 2, 3 auftritt. Der Entladeraum 8 ist zwischen den Elektroden 2, 3 ausgebildet, insbesondere in einem Bereich, in dem der Abstand der Elektroden 2, 3 am geringsten ist.

Die Elektroden 2, 3 sind von der Innenwand 5 beabstandet. Die zweite Elektrode 3 befindet sich näher an der Innenwand 5 als die erste Elektrode 2. Zwischen der Innenwand 5 und den

Elektroden 2, 3 befindet sich ein Isolationsraum 10. Der Isolationsraum 10 ist beispielsweise gasgefüllt.

Insbesondere bei wiederholten Stoßstrombelastungen kann bei einer Entladung 9 Elektrodenmaterial von den Elektroden 2, 3 verdampfen. Beispielsweise handelt es sich um Kupferpartikel. Das verdampfte Elektrodenmaterial 11 führt beispielsweise zu einer Verunreinigung des ionisierten Gases. Das verdampfte Elektrodenmaterial 11 kann aus dem Entladeraum 8 durch eine Austrittsöffnung 12 austreten und zum Isolationsraum 10 vordringen. Dabei kann eine Bedampfung der Innenwand 5 des

Isolators 4 mit Elektrodenmaterial 11 auftreten. Dies kann zu einer Reduzierung des Isolationswiderstandes der Innenwand 5 und damit zu einer Funktionsverschlechterung führen.

Insbesondere kann die Bedampfung zur Ausbildung einer

elektrisch leitenden Brücke zwischen den Elektroden 2, 3 über die Innenwand 5 führen. Beispielsweise kann es dabei zu unzulässig hohen Leckströmen bei Betrieb an Nennwechsels ^¬ pannung kommen. Zur Erhaltung eines ausreichenden Isolationswiderstandes weist die Innenwand 5 einen Vorsprung 13 auf. Der Vorsprung 13 ist Teil des Isolators 4 und somit aus isolierendem

Material. Der Vorsprung 13 ist beispielsweise umlaufend entlang der Innenwand 5 ausgebildet. Beispielsweise ist der Vorsprung 13 ringförmig. Der Vorsprung 13 ragt in den

Isolationsraum 10 hinein. Beispielsweise befindet sich der Vorsprung 13 im Isolationsraum 10 zwischen dem Isolator 4 und der zweiten Elektrode 3.

Die Höhe h des Vorsprungs 13, d.h., die Erstreckung des Vorsprungs 13 in Richtung von einer Kontaktelektrode 6 zur gegenüberliegenden Kontaktelektrode 7, ist wesentlich

geringer als die gesamte Höhe H der Innenwand 5. Somit wird das Gasvolumen im Isolationsraum 10 durch den Vorsprung 13 nur geringfügig reduziert. Beispielsweise ist die Höhe h des Vorsprungs 13 kleiner gleich ein Viertel der Höhe H der

Innenwand 5.

Der Vorsprung 13 ist in Bezug auf die halbe Höhe der

Innenwand 5 versetzt angeordnet. Somit ist der Vorsprung 13 nicht mittig an der Innenwand 5 angeordnet. Weiterhin ist der Vorsprung 13 nicht auf Höhe der Austrittsöffnung 12

angeordnet .

Der Vorsprung 13 unterteilt den Isolationsraum 10 in einen ersten Raumbereich 14 und einen zweiten Raumbereich 15. Der erste Raumbereich 14 wird von dem aus dem Entladeraum 8 austretenden, verdampften Elektrodenmaterial 11 zuerst erreicht. Der zweite Raumbereich 15 befindet sich vom

Entladeraum 8 kommend hinter dem ersten Raumbereich 14 und hinter dem Vorsprung 13. Der zweite Raumbereich 15 ist beispielsweise wesentlich kleiner als der erste Raumbereich

14.

Der Vorsprung 13 bildet eine lokale Verengung des

Isolationsraums 10. Dadurch wird das Vordringen des

verdampften Elektrodenmaterials 11 in den zweiten Raumbereich

15 durch den Vorsprung 13 behindert, so dass nur eine

reduzierte Menge des verdampften Elektrodenmaterials 11 in den zweiten Raumbereich 15 gelangt. Das Vordringen des verdampften Elektrodenmaterials 11 in den ersten Raumbereich 14 wird nicht behindert.

Ebenso unterteilt der Vorsprung 13 die Innenwand 5 in einen ersten Wandbereich 16 und in einen zweiten Wandbereich 17. Der zweite Wandbereich 17 liegt vom Entladeraum 8 kommend hinter dem Vorsprung 13 und wird somit vom Vorsprung 13 abgeschattet. Damit wird die Bedampfung des zweiten

Wandbereichs 17 behindert, so dass ein ausreichender

Isolationswiderstand erhalten bleibt. Die Bedampfung des ersten Wandbereichs 16 wird nicht behindert. Die Bedampfung des ersten Wandbereichs 16 kann durch den Vorsprung 13 sogar etwas verstärkt sein. Der erste Wandbereich 16 und der zweite Wandbereich 17 sind parallel zur Höhenrichtung des Abieiters 1 angeordnet. Der zweite Wandbereich 17 ist wesentlich kleiner als der erste Wandbereich 16.

Zusätzlich zur Verringerung der Bedampfung der des zweiten Wandbereichs 17 wird durch den Vorsprung 13 die wandseitige Isolationsstrecke zwischen den Elektroden 2, 3 verlängert. Die Wandstärke des Isolators 4 wird durch den Vorsprung 13 dabei nicht reduziert, so dass die Stabilität des Isolators 4 gegen mechanische Belastung während des Stromimpulses

erhalten bleibt. Der Vorsprung 13 ist seitlich neben der zweiten Elektrode 3 angeordnet. Der Vorsprung 13 ist weiter von dem innerhalb des Entladeraums 8 angeordneten Ende der zweiten Elektrode 3 entfernt als von dem dazu entgegen gesetzten Ende, das an die zweite Kontaktelektrode 7 angrenzt. Beispielsweise ist der Abstand des Vorsprungs 13 zu dem innerhalb des Entladeraums 8 angeordneten Ende der zweiten Elektrode 3 wenigstens doppelt so groß wie der Abstand zu dem an die zweite Kontaktelektrode 7 grenzenden Ende. Der Abstand ist beispielsweise als

Höhenunterschied zwischen einer Mittelebene durch den

Vorsprung 13 und dem jeweiligen Ende der Elektrode 3

definiert. Durch eine derartige Positionierung des Vorsprungs 13 kann verhindert werden, dass die Bedampfung der Innenwand sich auf einen zu kleinen Bereich vor dem Vorsprung

konzentriert .

Figur 1B zeigt eine vergrößerte Detailansicht eines Bereichs des Abieiters 1. Der gezeigte Bereich ist in Figur 1A durch einen Kreis markiert.

Der Vorsprung 13 ist kantenförmig ausgebildet. Insbesondere weist der Vorsprung 13 an seiner Unterseite 18 eine Kante 19 auf. Die Unterseite 18 des Vorsprungs 13 schließt dabei mit dem zweiten Wandbereich 17 beispielsweise einen spitzen

Winkel ein, d.h. einen Winkel kleiner als 90°.

Beispielsweise ist der Winkel kleiner als 80°.

Beispielsweise ist der Winkel kleiner als 80° und größer als 30°. Der Winkel kann auch kleiner oder gleich 90° sein.

Eine Oberseite des Vorsprungs 13 ist beispielsweise

entsprechend zur Unterseite 18 ausgebildet sein und kann insbesondere mit dem ersten Wandbereich 16 einen spitzen Winkel einschließen. Die Geometrie des Vorsprungs 13 kann auch als stufenförmig bezeichnet werden. Dabei bildet der Vorsprung 13 in Bezug auf den ersten Wandbereich 16 eine erste Stufe aus und in Bezug auf den zweiten Wandbereich 17 eine zweite Stufe aus.

Durch die kantenförmige Geometrie des Vorsprungs 13 wird beispielsweise ein Schattenraum 20 hinter dem Vorsprung 13 gebildet. Im Schattenraum 20 ist die Bedampfung noch einmal zusätzlich reduziert. Insbesondere liegt die Unterseite 18 des Vorsprungs 13 und ein daran angrenzender Teil des zweiten Wandbereichs im Schattenraum 20.

Die Beschreibung der hier angegebenen Gegenstände ist nicht auf die einzelnen speziellen Ausführungsformen beschränkt. Vielmehr können die Merkmale der einzelnen Ausführungsformen - soweit technisch sinnvoll - beliebig miteinander kombiniert werden .

Bezugs zeichenliste

1 Abieiter

2 erste Elektrode

3 zweite Elektrode

4 Isolator

5 Innenwand

6 erste Kontaktelektrode

7 zweite Kontaktelektrode

8 Entladeraum

9 Entladung

10 Isolationsraum

11 verdampftes Elektrodenmaterial

12 Austrittsöffnung

13 Vorsprung

14 erster Raumbereich

15 zweiter Raumbereich

16 erster Wandbereich

17 zweiter Wandbereich

18 Unterseite

19 Kante

20 Schattenraum h Höhe des Vorsprungs

H Höhe der Innenwand

eingeschlossener Winkel