CZ347996A3

CZ347996A3 - Telecommunication discharge tube component and composition intended for use in such component

Info

Publication number: CZ347996A3
Application number: CZ963479A
Authority: CZ
Inventors: William H Ii Simendinger; Rodney E Morton
Original assignee: Raychem Corp
Priority date: 1994-06-01
Filing date: 1995-05-30
Publication date: 1997-06-11
Also published as: WO1995033277A1; FI964764L; WO1995033278A1; KR970703609A; FI964764A0; CN1149354A; IL113503A0; CA2191740A1; PL317330A1; CA2191737A1; JPH10501372A; AU2658795A; BR9507836A; EP0763252A1; AU2650595A; IL113502A0; FI964764A7

Description

(57) Anotace:

Telekomunikační výbojková součástka (40) je vhodná pro připojení k plynové výbojkové trubici (12) a obsahuje elektricky nelineární odporovou součást (45), jež je zhotovena z elektricky nelineární kompozice obsahující polymerovou složku a částečkové plnivo. Kompozice má počáteční měrný elektrický odpor Ri při 25°C přinejmenším lCr ohmů/cm a je taková, že má-li standartní přípravek obsahující tuto kompozici počáteční poruchové napětí Vsí a poté je tento standartní přípravek vystaven účinkům standartního impulzového poruchového testu, vykazuje řečený přípravek konečné poruchové napětí Vsf, které je od 0,7 Vsí do 1,3 Vsí. Navíc kompozice v řečeném přípravku má konečný měrný elektrický odpor Rf při 25°C přinejmenším 10⁹ ohmů/cm. Takové kompozice jsou použitelné pro zajištění ochrany plynové výbojkové trubice (12) jak z hlediska bezpečnosti při úniku, tak z hlediska bezpečnosti při poruše.

»z>

>4 é'J - ý;

o

Czx i a> t<

n<

10617

Te lekomun Ikačn í výbojková součástka v této součástce d kompOZ 1 CC pro použití ílb l as t techniky

Přihlašovaný vynález s<: Lýk.· Le I ckumuu I kaén í výbojkové součástky pro telekomunikační zařízení a kompozic pro použití v Lakových součástkách Dosavadní stav techniky

Plynové výbojkové trubic»: Jsou božné používány k ochraně telekomunikačních zařízení a obvodů před poškozením v případe elektrické interference nebo vysokonap»5tových Jiskřících impulzů. Výbojky. které Jsou používány v Lakových případech jsou označovány jako výbojkoví: ochranné trubice. Tyto trubice obsahují plyn, který ionizuj»: při vysokém uap»:tí tak. aby umožnil odvedení elektrickýdi impulzů do nulového elektrického potenc ioná i u . čímž je minimalizováno )ak»:koli poškození způsobované impulzy. Jestllž»: se vyskytne· trvalejší vysokonapčtové přetížení. k čemuž může· do JÍL například z důvodů nahodilého zkřížení elektrického vedení, LyLo trubice udržují omezenou stálou Ionizaci.

Aby existovala ochrana pro případ pot uchy způsobené vlivem přehřátí v podmínkách trvalejšího vysokonapětového přetížení a aby byla zajištěna ochrana zařízení l tehdy, když Ionizující plyn unikne z trubice. obsahují tyto výbojkové ochranné trubice obvykle příslušné při poruše bezpečné a při úniku bezpečné“ mechanismy. Výraz při poruše bezpečné se týká ochrany proti poškození teplem, která bývá často zajlštována tavitelným kovem nebo plastickým materiálem. Když je materiál ohříván účinkem energie uvolňované v důsledku přetížení elektrickým proudem. roztěká se na polarizovanou zkratovací součást a vytvoří kolem trubice podmínky pro stálé odvádění elektrického proudu. K tomu dochází roztavením termplastického filmu umístěného so mezi dvěma elektrodami, čímž je umožněn kontakt mezi těmito elektrodami a odvádění elektrického proudu do nulového elektrického potenclonálu. Výraz při úniku bezpečné označuje záložní ochranu proti vysokonapětovému př«?tfžení. které účinku,·.· tedy, když se plyn odvětrá nebo unikne do ovzduší. “Ι’ι'ι úniku bezpečná” ochrana j·.· éa:;to za J lštovární vzduchovou π··χ··ί··υ, která je částí vnější struktury trubice. Proporce vzduchové mezery Jsou voleny t ak, aby požadavky na potem: ionáI Jisření byly podstatně vyšší. například dvakrát, než jsou požadavky na normální potem: ionál jiskření v las».ní tr ulilo.·. takže za se obvykle nezávadný z materiály konformu í normálních okolností bude· plynová výbojková trubte·.· chránit vzduchovou mezeru před Jiskřením. Toto minimalizuje případy, kdy dojde k poškození vzduchové· mezery. protož·?, ačkoli vysokonapétové impulzy obvykle Jiskří neškodné ve správně fungující plynové trubici. mohou poškodit vzduchovou mezeru, která plní účel bezpečnostní zálohy.

Pro zdokonalení spolehlivosti při poruš·.· bezpečných a při úniku bezpečných konstrukčních řešení vzduchová mezera Izoluje materiálem. který le hlediska ochrany životního prostředí. aby nedocházelo ke kontaminaci vlhkem, zamořeným vzduchem. hmyzem nebo jinými činiteli ovlivňujícími životní prostředí. (Itěsňovací jako plastové zapouzdři rváče. zabrvací směsi, povlaky a gely však mají omezenou použitelnost, protože nemohou zcela zabránit vstupování vlhkosti, přičemž samy mohou pronikat do vzduchové mezery a tím měnit úrovně napětí při vybíjení a/nebo způsobovat korozi. Snížení úrovně napětí při vybíjení může případně vést k elektrickým zkratům při nízkých úrovních napětí; zvýšení úrovně napětí při vybíjení potlačí účel vzduchové mezery Jako záložní ochrany.

Některé ze zmiňovaných problémů byly řešeny nahrazením vzduchové mezery vrstvou pevného materiálu majícího určité nelineární charakteristiky měrného elektrického odporu. Taková vzduchová mezera je popisována v souběžně vyřizované a společně podané patentové přihlášce USA číslo 08/046 059 CDebbaut a spol.. podáno 10. dubna 1993). kdy popis jejího předmětu je zde zahrnut ve formě odkazu. I když tuto řešení zajistuje stálost z hlediska ochrany životního prostředí, je pevný materiál příčinou poruch napětí po sobě jdoucích

Impulzů a ve skutečnosti v průběhu normální činnosti vybíjení vysokého napětí budou impulzy ·, vysokou enyfjlí. jako je Jiskření, vzájemné vůči sobě destruktivní . Navíc ne všechny vzduchové mezery za Jistu jí í > (I p«n uče bezpečnou'* ochranu.

ťods tata vyná lezu

Ny η í isme zjistili. že . i < - J I o l > -k 11 » cky ne 1 i neárn í součást připravená z elektricky nelineárního materiálu, který má určité elektrické vLastnusti l.e·.; ti rv.iiu '·. na elektrické poruchy. použita namísto vzduchové mezery v podobě pevného materiálu podle patentové přihlášky USA č. GB/046 059, míize být zhotoven výbojkový přístroj, který má vlastnosti jak při poruše bezpečné. tak i při úniku bezpečné ochrany. Vzhledem k podstatě nelineárního materiálu a jeho fyzikální a elektrické stálostí v průběhu po sobě Jdoucích elektrických Jevů může být navíc součástka uváděnu do činnosti opakované v podmínkách typického telekomunikačního provozu bez poruchy nelineární součásti. Protože je snížena potřeba výměny této součástky. Je spolehlivost telekomunikačních systémů zvýšena a náklady na udržbu jsou nižší. V upřednostňovaném provedení obsahuje zmiňovaný materiál qe l mající schopnost přizpůsobit se tvaru chrániče výbojky, čímž je omezeno pronikání vlhkosti a mohou být připuštěny volnější výrobní tolerance. Navíc tento gel může být kompatibilní s dělovým zapouzdřovačem, což přispívá k utěsnění v zájmu ochrany životního prostředí.

V souladu s prvním znakem poskytuje přihlašovaný vynález telekomunikační výbojkovou součástku, která obsahuje · (1) první elektrodu pro elektrické připojení k prvnímu vývodu na vybíjecí trubici naplněně plynem:

C2) druhou elektrodu pro elektrické připojení ke druhému vývodu na vybíjecí trubicí naplněné plynem;

(3) elektricky nelineární odporovou součást oddělující první a druhou elektrodu. přičemž řečená součást je vyrobena z elektricky nelineární kompozice, která

Cd) obsahuje Ci) polymerovou služku a Cil) určité plnivo, <b) má počáteční elektrický měrný odpor Ri při 25°C nejméně 10⁹ ohmů/cm a

Λ

Cc) je taková, že. má-ll standartu! zařízení obsahující tuto kompozici počáteční poruchové napětí Vsi a po vystavení účinkům standartního Impu 1 zovélio ρ«)Γΐκ;Ιιυν<·Ιιπ testu konečné poruchové napětí Vsf, jež Je od 0,7 Vr; , du 1 . '$ Vs t . vykazuje konečný elektrický měiný udpoi Ri při přinejmenším

10⁹ ohmů/ cm.

V souladu s druhým znakem poskytli je př i h I-i '·/v-mý vynález telekomunikační výbojkovou součástku. která obsahuj».·

Cl) první elektrodu pru elokhi li ké připojoní k prvnímu vývodu na vybíjecí trubici naplněn·· plynem.

C2) druhou elektrodu pro elektrické připojení ku druhému vývodu na vybíjecí trubici naplněné plynem;

C3) elektricky nelineární odporovou součást, oddělující první a druhou elektrodu, přičemž řečená součást je vyrobena z elektricky nelineární kompozice, která

Ca) se skládá z Ci) 30 až 95 objemových procent .jelové směsi a Cil) 5 až 70 objemových procent. určitého olektričky vodivého plniva a

Cb) má počáteční elektrický měrný odpor Ri při 2Ί°(,’ nejméně 10⁹ ohmů/cm.

V souladu se třetím znakem tento vynález poskytuje sestavu, která obsahuje

CA) upevňovací díl a

CB) telekomunikační výbojkovou součástku podle prvního znaku tohoto vynálezu, kdy tato telekomunikační výbojkový součástka je umístěna do upevňovacího dílu.

V souladu se čtvrtým znakem tento vynález poskytuje elektricky nelineární odporovou kompozici takového typu, který je popsán v prvním znaku přlhlašovaného vynálezu.

Popis obrázků na výkrese

Obr. 1 je schéma znázorňující typickou třídí lnou plynovou vybíjecí trubici, která je včleňována do jednoho páru telekomunikační linky.

Obr. 2 je průřez plynové trubice podle obr. I.

Obr. 3 předvádí rozložené díly výbojkové součástky podle přihlašovaného vynálezu.

•i

Obr.	4	je
vynálezu,	kdy	tato
Obr.	5	před·
Obr.	6	je p
Obr.	7	je si
pru testování	kompi
Obr -	8	je g
(unkci impulzových
Obr.	9 a	. 10

je prOřez výbojkové součástky podle tohoto tato výbojková součástka je zapouzdřena v gelu. předvádí rozlomenou tavil podle vynálezu, je ρΐ'ΰπ.·ζ ses ta vy pudle ubr. 5.

je schematické zii.jzm ti<'ní ·.; Landur tu ího zařízení kompozicí pudle př 1 h I ašuv.iriebu vynálezu.

Obr- 8 je graf impulzuvé poruchy vol Lech ukazující jlzových testových cyk I ti a 10 j^-Jou '/r.jí'/ impulzové puzuchy ve voltech ukazující funkci vzdá 1 enus I. i mezi eίekLiudám 1 v souvislosti s kompozicemi podle tohoto vynálezu.

Obr. 11 je graf poruchy napětí stejnosměrného proudu a impulzové poruchy napětí ukazující funkci vudálenosti mezi elektrodami v souvislosti s kompozicemi podle tohoto vynálezu

Př íklady proveden í vyriáIezn

Výbojková součástka a sest.ava podle tohoto vynálezu obsahují elektricky nelineární odporovou součást. která je vyrobena z elektricky nelineární kompozice. V tomto popisu znamená výraz nelineární to. že kompozice je v podstatě elektricky nevodivá, tzn. má elektrický měrný odpor větší než 10⁹ ohmů/cm, je-li přiváděné napětí menší než impulzové poruchové napětí. avšak stává se elektricky vodivou, tzn. má elektrický měrný odpor menší než 10⁹ ohmíl/cm. je-li přiváděné napětí stejné nebo vyšší než Impulzové poruchové napětí. Elektricky nelineární kompozice obsahuje polymerovou složku a určité plnivo. Polymerovou složkou mflže být jakýkoli vhodný polymer. jako je například termoplastický materiál na bázi polyalkenu či f1uoropolymeru. teplem tvdltelný materiál jako epoxid, elastomer. tuhé mazivo nebo gel. Polymerová složka je celkově zastoupena 30¾ až 90¾. výhodně 35¾ až 90¾. upřednostňované 40¾ až 85¾ celkového objemu kompozice.

V mnoha provedeních Je výhodné, aby polymerovou složkou byl polymerový gel. tj. v podstatě zředěný zesíKovaný roztok, který nevykazuje žádné proudění, když je v ustáleném stavu. ZesíKování, která vytvářejí souvislou síKovou strukturu, mohou být výsledkem fyzikálních nebo chemických vazeb.

(, krystalitů nebo jiných spojení a musí zůstat neporušeny v podmínkách používání gelu. Většina ‘jedů obsahuje tekutinou nastavený polymer, v němž tekutina. Jako například olej. plní mezery sítě. Vhodné gely takto obsahu ) í silikon. a to například vhodný po l yorgaiios i 1 oz.nn <vý ·,·/·;Ι.>·η. polyurethan, po 1 ymoěov lnu. s ty ren-bu tad i euuvi .· kop·· 1 ynei y , s L/i en- l xo pře nové kopolymery. styren-íethyleii/piopyleni-J.ypriiuv·· CSEPS) blokové kopolymery <k dostání pod v/iobním názven ''«·ρΐ,υπ^ΓΜ od firmy Kuraray) a/nebo s tyren - < <-t ty 1 < ·π / pi · ipy I < ·η ) —; ty r enové CSEPS) blokové kopolymery Ck dosi.áni pod obchodním jménem Kraton™ od firmy Shell Clil Co.). Vhodnou nastavovací tekutinou je minerální olej, rostlinný olej Jako parafínový olej, silikonový olej, plastifikátor Jako trlmelltát nebo Jejich směs, a to obecně v množství od 30 do 'JO hmotnostních procent celkové hmotnosti gelu. Takovým gelem iinV.o být Leimosetový gel. a to například silikonový gel, v němž Jsou zesíKování utvořena pomocí použití víceúčelových zes i ť.uvuc ich činidel, nebo jím může být teplem tvrdítelný gel, v tiéuiž mlkrofázové oddělování oblastí slouží jako spojovací body. Technické údaje o gelech, které mohou být vhodné· Jako polymerové složky

v	kompozici je možno	nalézt	v patentech USA ě. 4,600,261
C Debbaut)	. 4,690,831	C Uken	a spol.). 4.716.183 (Gainnara
<1	spol.).	4,777,063	C Dubrov	a spol.). 4.864.725 CDebbaut
a	spol.).	4,865,905	CUken	a spol.), 'i. 079.300 CDubrow
a	spol.),	5.104.930 CRinde a	spol.)
a	5,149.736 (Gamarra)	; a v mez i národuich patentových publika-
cích č.	V086/01634	CToy a	spol.). V088/00603 (FrancIs a

spol.), V090/05166 CSutherland). V091/05014 CSutherland) a V093/23472 (Hammond a spol.). Popisy uvedených patentů a pobllkací jsou zde zahrnuty ve formě odkazu.

Je výhodné, aby gel vykazoval tvrdost podle Volanda od 1 do 50 gramů, upřednostňované od 5 do 25 gramů a obzvláště upřednostňované od 6 do 20 gramů, aby měl relaxaci od 1 do 46¾. upřednostňované od 15 do 40¾. aby měl příchytnost od 5 do 40 gramů, upřednostňované od 9 do 35 gramů a aby vykazoval mezní ruztažite1 nosL přinejmenším 50¾. výhodně přinejmenším 100¾. výhodněji přinejmenším 400¾. obzvláště výhodně přinejmenším 1000¾ a nejvýhodnějl nejméně 1500¾. Roztažlte1 nost je měřena podle ASTM D217 a Ls-ut.o způsob měření i·.· zde zahrnut ve formě odkazu. Hodnoty tvrdosti podle Volundu. relaxace a příchytnostl jsou měřeny s použiLÍ:.·! Vn 1-,nd-Stevensova t.ezturuvého analyzátoru. model ί.ί-kA, kteiý má 1000 gramovou zátěžovou buňku, 'i giamový spoust··'· i 0.2b palcovou Ctj. 6,35 milimetrovou) kuličkovou soudu, lak )e to uvedeno v patentu USA č. 5.079.300 CDubrov a spol.), který |e zde zahrnut ve formě odkazu - Aby mohla být. změřena tvrdost gelu, je do analyzěru umístěna 20 ml sk i eně-uá ccinti bílící trubička podobající se kádince s obsahem 10 gi amú gelu a do tohoto gelu je vtlačována kuličková sonda z nerezavějící oceli rychlostí 0,20 milimetru za sekundu do průnikové hloubky 4,0 mm. Hodnota tvrdosti polit? Volaiida Jo síla vyjádřená v gramech, která je potřebná ke vtlučení kuličkoví? sondy při uvedené rychlosti po stanovené tiráže 4.0 mm. kdy řečená sonda proniká do gelu nebo deformuje Jeho puvrch. Vnbmdova tvrdost určitého gelu může být přímo uvedena do vzájemného vztahu s hodnotou naměřenou podle kuželového průniku způsobem označeným jako ASTM D217, jehož postup Jo le popsán v patentu USA č. 4,852.646 CDittmer a spol.). který le zde zahrnut ve formě odkazu.

Pokud jde o polymerovou složku, obsahovat částečkové plnivo. Plnivo vodivé. polovodivé. nevodiví?

může· kompozice rovněž může· být elektricky nebo může být připraveno jako měrný elektrický odpor je funkcí směs dvou nebo více typů plniv tak. aby výsledná kompozice měla požadovanou elektrickou nelineárnost. Všeobecně je upřednostňováno. aby plnivo bylo elektricky vodivé nebo polovodivé. Vodivá plniva malí malí obecně měrný elektrický odpor nanejvýše 10³ ohmfl/cm: puluvodlvá plniva mají obecně odpor nanejvýše 10³ ohmfl/cm, ačkoli jejich jakéhokoli legovat: ího materiálu stejně tak jako teplotě, a další faktory a mflže být v podstatě vyšší nez 10³ ohmfl/cm. Vhodná plniva obsahují prášky kovfl. například hliník, nikl. stříbro, stříbrem povlečený nikl. platinu, měď, tantal. wolfram, zlato a kobalt.. prášky oxldfl kovů jako například oxid železitý. dopovaný oxid železlLý, dopovaný oxid titaničitý a dopovaný oxid zlnočnatý; prášky karbidů kovfl jako například karbid křemíku. karbid titanu a karbid tantalu: prášky nitridů kovů: ropné* saze nebo grafit: a slitiny jako například bronz a BioSdZ. Zvláště vhodnými plnivy jsou hliník, oxid že lezná to-žo 1 u-z i tý CFe30-4), oxid železa dopovaný oxidem ti tunlči tým. kaibid křemíku a nikl povlečený stříbrem. Jestliže· je· polymerovou složkou gel, je důležité, <,by zvolené plnivu uenu t usova i o síKování ejelu, tzn . aby ho neotravovalo. Plnivo ie obecné přítomno v množství od 5 do 70¾. výhodně od 10 do 6*1? a obzvláště· výhodně od 15 do 60¾

i.elkového objemu kompozice.

Objemové plnění, tvar a velikost plniva ovlivňuje nelineární elektrické vlastnosti kompozice zčásti kvůli vzdálenosti mezi částečkami tvar. například kulovitý tyčinky. Vhodné· kompozice

Tyto částečky mohou mít jakýkoli tvar, tvar vločky, vlákna nebo mohou být připraveny s použitím

Kompozice podle jakýmkoli vhodnými částeček majících průměrnou velikost. 0.010 až 100 mikronů, upřednostňované 0,1 až 75 mlkronfl, upřednostňovaněji 0,5 až 50 mikronů a ne í upřednos tňovaně* j l 1 až 20 mikronů. Může být použita směs různých tvarů, velikostí a/nebo typů částeček. Částečky mohou být magnetické* nebo nomagnetické.

Částečkové plnivo může navíc obsahovat další běžně používané přísady, mezi něž patří stabilizátory, barviva, zesfKovací činidla a inhibitory.

tohoto vynálezu mohou být připravovány prostředky. a to například mícháním taveniny, mícháním roztoku nebo intenzívním rozmícháním, a mohou být tvarovány podle obvykle používaných způsobů, jako je protlačování, kalandrování. lití a lisování. Je-li polymerovou složkou gel. může být takový gel smíchán s plnivem mícháním a kompozice může být nanesena nebo lita na substrát nebo do formy, kde vytvrdne obvykle s přispěním účinku tepla.

Kompozice podle vynálezu má výbornou stálost, pokud jde o měření měrného elektrického odporu a poruchového napětí. Tyto kompozice mají elektricky izolující vlastnosti a mají počáteční měrný odpor Ri při 25°C přinejmenším 10⁹ ohmů/cm, ohmů/cm, ještě výhodněji 10¹¹ ohmů/cm a 10¹² ohmů/cm. Hodnota počátečního měrného výhodněji 10¹⁰a nejvýhodněji elektrického odporu Ri je taková, aby v podmínkách testování

- ΰ standartního přípravku, který bude popsán v dalším textu. byl počáteční izolační měrný odpor přlne jmenš (n 10' ojimů/cm. výhodněji přinejmenším tO¹⁹ ohmů/cm a ¹>bzv 1 a·» t·; výhodné přinejmenším 10¹¹ ohmů/cm. Hodnota Κι

10⁹ ohmů/cm. je· výhodná tehdy. !oly>. )·· vynálezu v použitu v telekomunikačním kt.u-i .i je přinejmenším ki.npuzh:'· podle tohoto í'o i /·, taven í

P.a: 1 .'.I -ÍI 1 iičlnkům standartního testu porueliy napětí. kteíý bud·.· popsán v dalším textu, je konečný měrný Z.5°(J přinejmenším IQ⁹ ohmů/cm a 1. x LíP, výhodné nanejvýše· 'i lekli ί eký fidpi u pri porii'r 1 k P i Je nanejvýše χ. IQ². výhodné i I nanejvýše x i O² . obzvláště výhodnč 5 x 10’ a tn.· j výhodné* í 1 i x 10¹ . Konečný izolační měrný odpor Kt zmíněného stundartního přípravku po vystavení účinkům Impulsového poruchového testu výhodné JJ přinejmenším I í)¹ ” ohmu a je přinejmenším 10⁹ ohmů ne jvýhudněj i 10¹¹ ohmů.

Když je kompozice standartuího puillc tohoto vynálex.u včleněna do test.ovac ího přípravku. který bude popsán v dalším textu, a je vystavena účinkům standartuího tmpulzového poruchového testu. má tento přípravek počáteční poruchové napětí Vsí a konečné· poruchové napětí Vs 1 . Jež Je od 0.70 Vs i do 1,30 Vsi. výhodně od 0.80 Vs t do l.ž0 Vst. obzvláště výhodně od 0.85 Vsí do 1.15 V;;t a ne Jvýhudně 1 i od 0.'JO Vsi do 1 . 10 Vsí - Hodnota poruchového napětí je mimo I1 né faktory ovlivněna objemem frakce použitého plniva, vellkost.í částeček či vzdálenostmi mezi těmito částečkami. Obecně plutí, že při zmenšování velikosti částeček se poruchové napětí zvyšuje.

Některé kompozice podle tohoto vynálezu přepnou, což znamená. že zůstanou po jednom napětovém výboji v elektricky vodivém stavu s měrným elektrickým odporem menším než 10⁶ ohmů/cm. Jestliže Je zařízení s takovým přepínáním vyrobeno z kompozice obsahující gol. může být nastaveno do stavu vysokého měrného odporu a bude vykazovat měrný odpor přinejmenším 10⁹ ohmů/cm. Toto nastavení se dosahuje fyzikálním deformováním. například prohnutím. zkroucením, stlačením nebo napnutím. Přepínací” chování je funkcí velikostí čásLeček. vzdálenost.í mezi částečkami a tvarem těchto Částeček. V případě gelů budou přepínat všeobecně malé kulovité částečky mající velikosti například od l do 5

- 10 mikronů, které se uaeházeJ í v malých vzdá lenostirch od sebe, například méně než 4 mikrony.

V určitých elektrických podmínkách budou kompozice podle l.ohobo vynálezu. a to obzvláČtó k< auí*< >z i o · obprisky tuvut při poruč»? bi/zpi/nnu'' »»». h: n ι»i

..lni J íc í hliník, i ' ř i vystavení dostatečně vysoké· úruvnl ».·η».·ι·/ι í i. 11 > č í í< 1 - j < I 10 Λ .« 1000 Voltů v časovém úsoku od plnivo roztav 11 a elektrodami, přičemž který ie menší >e múz».· použité pí npii len í mez i

I-k ti i cký odpor ,

0 mι liohmů.

vývod IH pm připojení k keramickém pouzdře 19 je se· při daném výbo jkové

A sekund do í0 m i nul,. vytvořit. střílou vodiví vykáže konečný kusu·/ i než 10 ohmů. například 1 aí Takové chování je žádoucí v případ·’ zkratování elektrických vedení a jeho výsledkem je vznik stálého špulení nakrátko.

Vynález je znázorněn na výkrese. na němž obr. 1 předvádí schéma konvenčního telekomunikačního obvodu 10. do něhož je včleněna výbojka 12 telekomunikační linky. Výbojka 1.2, která ie předvedena v průřezu na obr. 2. má první vývod 1 C> pro připojení k telekomunikačnímu a-drátu 13 a di uhý vývod 1.7 pro připojení k vyzváněcímu drátu 14 telekomunikačního obvodu. Výbojka 12 má navíc prostřední nulovému elektrickému potenciálu. V uzavřen ionizující plyn 20. Jehož Ionizací napětí vytváří vybíjecí plazma.

Obr. 3 je pohled na rozložené· součásti součástky 40 podle přihlašovaného vynálezu. V tomto provedení plní první vývod 16 a druhý vývod 17 výbojky 12 rovněž funkci první elektrody a druhé elektrody výbojkoví; součástky 40. CÁčko li to není předvedeno, může výbojka mít. u třetí vývod, který lze připojit ke třetí elektrodě výbojkové· součástky. Jedna z elektrod může být elektrodou nulového elektrického potencionálu.) V dotyku s pevním vývodem 16 a druhým vývodem 17 je umístěna elektricky nelineární součást 43. Elektroda nulového elektrického poteuc loná I ii 33 Je v přímém dotyku s odporovou součástí 45 a je v elektrickém spojení s vývodem poteuclonálu výbojky 12- V upředobsahuje elektricky nelineární kompozice takovou odporuvou suučást, která má postačující pružnost pro přizpůsobení se tvaru výbojky 1218 nulového elektrického nostňovaném provedení

Obr. 4 ukazuje průřez výbojkové 'jtjučásl.ky 49.. která je

zalita v gelovém zapouzdřen í 50 P	J to	zapouzdření, Jež může
být vytvořeno zalitím	, t.vai' koť	( fti i f	cíli ρον I ečen ím nebo
pokrytím gelem, vytváří	< ><; Ji c au u po	i.ři-bnoti z hlediska ochrany
životního prostředí ρ	í i i! vlhk· ·ιη	a .1-.	ΐ ', ί η i en· ·' ’ i ' tu j í c í m i
látkami. Navíc zapouzdř	.-ii í : i a.'.· 'i / ! '	*» i I¹/ - J	!. kysl ík z vy',,í j-.cího
plazmatu a účinkovat	jako i ímač	!.. -r i i	oilv.íiIČ-j íc í tepelnou
energii z horkých míst.	.J i: V ý ί i o i! i i · · ,	• «by	iiipoi ov.í součást byla
vůči zapouzdření chemie	ky ti· -tečná .
Obr. 5 je pohled	na tuzí ožení	ilt '. i:	stavu 70 podle tohoto

vynálezu a obr. 6 je průřez Léto sestavy. Udržovací díl 72 je konstrukčně řečen tak. aby obsahoval výbojku 12. odporovou součást 45 a elektrodu 55 nulového elektrického potencioná1u Ačkoli odporová součást 45 může být. «I» -s t i čkov l tý . Jak Je zde předvedeno, aby byl zdokonalen dotyk s výbojkou 12. lze· tuto odporovou součást zhotovovat v zakř i voriém nebo Jiném tvaru. Pružinová vedení 76. 7Π jsou připevněna k výboje·.· a slouží jako elektrické propojovací vedení s přísliičnýml izolačními odpojovacíni konektory Cm.· jsou předvedeny) . Výbojka l_2 je udržována v určené poloze spolu s odporovou součástí 45 a elektrodou 55 nulového elektrického potenc1onálu prostředky udržovacího dílu 72. udržovacího víka 74. a kolíku IJO nulového elektrického potenc l oná l u . který nůž.·· být. zasunut. <lo výřezu nebo otvoru v udržovacím víku 74. Hdžovaeí víko 74 může být přivařeno ultrazvukem. přilepeno n>bo jinak při taveno k udržovacímu dílu 72. Aby byla udržována potřebná vzdálenost mezi výbojkou 12 a elektrodou ‘55 . nulového elektrického potencionálu, vyčnívá z řečené elektrody 55 vymezovač 56. Výčka vymezovače 56 může být. volen,» tak. aby byly dosaženy různé úrovně napětové poruchy. Udržovací díl 7.2 může být naplněn zapouzdřovacím materiálem Lak. aby byl Jeho obsah zalit.

Vynález je doložen následujícími příklady.

Příklady 1 až 14.

Přísady uvedené v Tabulce i byly smíseuy Jazýčkovým depresorem, aby se dispergovalo dané plnivo, po dobu Jedné minuty zbavovány plynu ve vakuové sušárně. nality na uvolňovací podkladovou vrstvu pov 1 <.-r> mou materiálem z PTFE (póly tetraf luorethylenem) a vytvizeny. Dálo by! připraven standartní testovaný přípravek. kbeiý bude popsán v dalším odstavci. tak, aby vzdálenost mezi c i · k Li. od-in i by I a 1 mm.

Másledně byly tes tů. acko l i u několika vzorků rozšířen o jsou znázorněny na obr. d bázi silikonového jolu l vzorky vys tav· i·,·/ standartní n.ipul

1

iié i ítk iii i Ji < ! no! ,i	, ne	ho tří
¹ <vý poi u<;ii(r/y	Les	L by l
100 cyklů. Výs b	•dky.	k Leré
ukážu 1 í . že ki	Jl.lpi	íce na
i i:n ip 1 -1 s t. i i; kélii i	<\|ι · l u	ma j í

výbornou stálost základě impulzového Kompozice na bázi izolačního odporu cyklů. Kompozice podobné snížení až bázi epoxidu se v vykazoval snížení a repi odiikovri L< · l nos L nad 100 cyklů na poruchového a izolačního měrného odporu, s i l l koňovi ího 'lotu 2 vykazovaly snížení na méně než 10*° ohmů až do přibližně 41 na bázi silikonového maziva vykazovala do čtyř cyklů (viz obr. (J). Příklad 5 na podmínkách impulzového testu zničil, ale izolačního odpoi h až do 1*5 cyklů při poruchovém testování stejnosměrným proudem. Ubr. 9 a 10 ukazují účinek velikosti částeček a objemu plniva na na impulzové poruchové napětí v případech těch vzorků, jejich tlouštka byla v rozsahu od 0.2‘i do 1.0 mm.

Obr. 11 ukazuje. že v případě dané velikosti částeček a objemu byla impulzová porucha «ι puímli.i napětí stejnosměrného proudu srovnatelná.

Přibližně 1 kompozice a kompozic í kompozicl

Standartní testovaný přípravek.

Kruhový vzorek mající průměr 11.2 mm (tJ. plocha povrchu cm²) a tlouštku 1 mm byl vyříznut z vytvrzené vložen do testovacího upevuovače předvedeného v průřezu na obr. 7. Testovaný vzorek 2Q kompozice byl umístěn mezi dvě kruhové hliníkové elektrody 91. 22. Jež mají průměr přibližně 11,2 mm a jejichž plocha povrchu ve styku s 90 je přibližně 100 mm^;?. Na uvedené elektrody a je umístěno po ly karbonů t.ové pouzdro 23· jehož vnitřní průměr je přiměřeně větší n<’ž 11,2 mm a tato sestava je vložena do upevuovače 94 majícího nosné součásti 23· 23· Mikrometr 97 byl seřízen tak. aby vzdá lenost mezi elektrodami 91. 92 byla 1 mm. (V případě modifikovaného impulzového poruchového testu, který bude popsán v následujícím odstavci, existovala možnost seřizování různých vzdáleností mezi elektrodami od 0.25 do 1,0 mm. Pokud )<le o jelové vzorky, měl takový vzorek počáteční t. loučtku 1 mm. Když byl mikrometr ;e tloustk.i vzmku zmoučila, přebytečná ;ktze iit/ui ·/ · I ektrodě 94 a mezi seřizován tak, aby kompozice vytékala elektrodami 91 . 92 a pu 1/karbonůL< r/ým pouzdrem 93 . )

Standartní impulzový poriichuvý test.

Standartu í testován·/ přípravek mající j oz.měry 1 ca² krát 1 mm byl vložen do testovacího přístroje předvedeného na obr. 7. Před započetím f.est.ováuí byl změřen izolační měrný odpor Kí přípravku s použitím Geru ad 1363 Mcj.h ihmmetru; následně byl proveden výpočet počátečního měrného elektrického odporu R’ó_t. Přípravek byl včleněn do obvodu s impulzovým generátorem u v každém cyklu byl vyvinut impulz o vysoké energii s 10 x 1000 ps průběhu vlny CL)

n.ti iist. ca.su na maximální napětí 10 ps a poloviny výšky při 1000 psi a proudu nanejvýše l A. Vrcholové napětí měření na přípravku při poruše, tzn. napětí, při němž začíná elektřina proudit, skrze gel, bylo zaznamenáno jako impulzové poruchové napětí. Při uplatnění standartního impulzového poruchového testu bylo provedeno pět cyklů. Po pěti cyklech byl změřen konečný izolační měrný odpor Rf a byl vypočítán konečný měrný odpor Rét.

Modifikovaný impulzový poruchový test.

Byly připraveny vzorky, které byly testovány stejně jako v případě standartního Impulzového poruchhového testu, avšak vzdálenosti mezi elektrodami byly obměňovány v rozsahu od 0,25 do 1,0 mm.

Poruchový test při stejnosměrném proudu.

Standartní testovaný přípravek byl včleněn do obvodu a byl vystaven účinku 200 voltů za sekundu M1000 DC Tester).

napětí. které se zvyšovalo v poměru (Použitým přístrojem byl Hipot Model Porucha stejnosměrného proudu byla zaznamenána jako napětí. při němž přípravkem začal proudit 5 miliampérový proud.

TABULKA I

Příklad	Pu L '/lile r	ul P Vi.-I i V ¹ 4 jin )	n.iyu uli jen <»/ 4#	Test	Ri CO)	Rf (Ω)	Test Cykly
1	Šili kuní jvý	<e l	1	s.¹ )	40.0	1 l	10¹²	10¹²	100
2	Γο riiti ji ι Ϊ. u; L	- k/	: í	',’SÍ	•;5. i	11	10¹²	10¹²	100
3	Sílí kom jvé	mu.-'.	IVU	20	20,4	11	IO¹²	<10⁵	4
4	Šili koňovy	ge l	2	20	40.0	Í1	10*°	<10⁵	46
5	Epox i J	20	26.4	D*	10¹⁰	<10⁵	15
6	Šili konový	ge l	1	1-5	45.6	Í2. D
7	Sil ikonový	•je· l	1	1-5	40.0	Í2
8	Šili konový	• íe l	1	1-5	35.1	12
9	S i 1 ikonový	ge l	1	1 -5	26.4	12
10	Sil ikonový	ge 1	1	20	45.6	12,D
11	Šili konový	ge1	1	20	35.1	12
12	Šili konový	ge l	l	20	26.4	12
13	Šili konový	ge l	l	20	19.3	[2
14	Šili konový	gel	l	20	13.3	I2xx

Poznámky k Tabulce l

Silikonový gel 1 byl smésí 0,8 dílu první kompozice, lež le složena z 26 hmotnostních procent polydimethylsiloxanu zakončeného divlnylem s obchodním Jménem Nusil Ply™ 7520 CS 170 fk dostání u firmy McChan-Nusll). 73.88 hmotnostních procent Carbide L45/50 CS polyd ImethyIs1loxanového silikonového tekutého ředidla (k dostání od firmy Union Carbide), 0.1 hmotnostního procenta katalyzátoru s obchodním jménem “Nuslí Cat™ 50 <3 až 4X platiny v silikonovém oleji od firmy McUhan-Nus1l) a z 0.02 hmotnostního procenta inhibitoru T2160 C1.3.5,7-tetrav1ny1tetramethyleyklotetras1loxan. k dostání od firmy Huls). a 1.0 dílu druhé kompozice, jež je složena

- J5 z 26 hmotnostních procent po I yd i met hy Is 11 frx.mu s obchodním jménem Nuslí Ply™ 7520 CS 170. 73.91 hmotnostních procent Carbide 1.45/50 CS silikonového tekutého ředidla a z 0,9 % hmotnostního precent.i l.et t-ik ísd i í.i>:f by 3 s i luzanového

i...tán; o nriy HulsJ.

ZOS í r.uv. ic í ho činidla TJ915 <k

Termi rp l as f i cký gel i4o.j!iu7.i í 30 hmotnostních procent s ty ren - ( e f hy l en /p ropy len) - s t y r ono·./· ho blokového kopo l ymeru s obchodním jménem Sopfon™ ΊΟ'ί'ϊ’' na jícím ethy'on/pruplylenový p ros t ře< lni bio k hmih.i:o·.». dOd.OOO < k dostání od firmy Kuraiay). 37.5 hmotnostních pí ocent íi-o t avovac í ho oleje s obchodním jménem Vltco™ 330 C k dostání od f irmy Vitco) a 1 hmotnostní procento ant l οχ l d.m f u s obchodním jménem Irganox™ 13900 (k dostání od ínm·/ Ciba-Gelgy).

Silikonové mazivo bylo směsí oxidu křemičitého a 50 cSt (tj. 5 x 10*⁵ m²/s) silikonového oleje s SUJz. který je přidáván tak dlouho, až silikonový olej j >řes f. itn .· téci účinkem vlastní hmotnosti.

Silikonovým gelem 2 Ly l silikonový bi oloktrický gel s obchodním jménem SylGard™ 03-6636 <k dostání od firmy Dow Corn i ng).

Epoxidem byl 5 minutový epoxid s obchodním jménem “ACE™ 18G12 <k dostání od firmy Ace il.it dware Skoro.;).

Hliníkový prášek mající průměrnou velikost částeček 20 mikronů a v podstato kulovitý tvar ie výrobkem s typovým označením 26651 od firmy Adrich Chemicals

Hliníkový prášek mající průměrnou velkost částeček 1 až 5 mikronů [proséváno na sítu s 325 oky na l délkový palec (tj. 2.54 cn)] a v podstatě kulovitý tvar Je výrobek s typovým označením 11067 od firmy Johnson Matiiey.

je standartní Impulzový poruchový test.

je modifikovaný Impulzový poruchový fest.

D je poruchový test při stejnosměrném proudu.

Příklady 15 až 18.

7. důvodu určení. zda kompozice pudle tohoto vynálezu zůstanou ve vodivém stavu po iiapěkovém výboji. byly zhotoveny standartní testovací přípravky, které jsou uvedeny v Tabulce II. Počáteční měrný elektrický odpor byl změřen před vystavením přípravku typu, který byl popsán Impulzový poruchový test elektrický odpor. Uč».·' spočíval v přípravku tehdy, když menší než li/' ohmů. Přibližné byly vypočítány podle vzorce lambda íe hlavní volná dráha Ctí f jo· ob jc-i.ii iv.l frakcí.· ěás ti .·>' ,-k

Jednomu napčKuvčmu výboji takového v odstaví; i s názvem Standartní Po výboji hy l y.ítěťi -ii kunoěný měrný tom, že· dojde· k přepnutí

v.-.d-i 11 nost ; mezi částečkami lambda ·* díl I n/CJÍ)”, kdy nl i éástečkám i)

I p; pol

Přepnutí” kompozice· bylo íuuke i jak velikosti částeček. 20 mi křenový hliník přepnul vzdálenostech mezi částečkami zřejmé· částečné všechny částečky měly zcela kulovitá tvar, «nikoli v průměru byly částečky v podstatě kulovité·.

tak i náplně při větších j>roto, že ne

TABULKA

II

Příklad	Po lymer	J).Li< Ve l l kosi. (μη )	niyo^ of 1 Ji ;\|I\| s	Přej mu to	Vzdálenost mez l částečkami lambda Cpm)
15	Silikonový gel	20	40.0	Ne·	5,6
16	Silikonový gel	20	35. 1	Ano	3.7
17	Šili kunový gel	20	26.4	Ne·	24.6
18	Šili konový ge1	20	40.0	Ano	15.9

/V

PATENTOVÍ;

Claims

ící se t í m . že (a) obsahu je < i ) po i yrac-t ovoit služku .1 , i > uicž.é plnivo, Cb) má počáteční mét ny odpoj R, í -1' 1 přinejmenším 106 * * 9 ohmů/cm a (c) je Laková, že. má - i i s t.uida; tu i říipoivuk obsahující tuto kompozici počáteční put uchové napětí Vsí a poté je tento standartní přípravek vystaven účinkům standartního impulzového poruchového testu, vykazuje řečený přípravek konečné poruchové napětí Vsi, které je od 0,7 Vs i do 1,3 -1 kompozice má konečný měrný odpor Rt při 25°C pf i ne un -nš f m 1 O9 ohmů /cm .

1/6

FIG. 1

. ’ 13!MiSV1A j.uviSÁwgad avy Q

19.

///.

FIG. 2

WO 95/33278 řť íifi -tt ^CTÍVS93/Q6861

2/6 •nad

JAiQINlSVIA OH 3AíUSA?;Sad CVS í?l

L 6 ‘ II ϊ l ··

01500 y 1 e z i o 'f'3

WO 95/33278

Pl/ UK-X

PCT/US95/06867

2. Kompozice podle nároku 1. vy z u a čující se tím . že polymerová složka obsahuje gel.

3. Kompozice podle nároku l. v y z n a č u J í c í se tím , že řečeným gelem je Lei mosetový gel nebo

Lerridp hn< t u. ký ge 1

4. Kompozice podle nároku 1, v y z tt a č u j í c í se tím . že částečkovým plnivem je vodivé nebo poiovodlvé plniva.

5. Kompozice podle nároku 4. vyznačující se tím . že částečkové plnivo plnivo je vybráno ze skupiny, v níž jsou prášky kovů, prášky oxidů kovů. prášky karbidů kovů, prášky nitridů kovů a prášky borldů kovů.

6. Kompozice podle nároku 5. vyznačující se tím . že částečkové plnivo obsahu Je hliník. nikl, stříbrem puvlečený nikl. platinu, měď. tantal, wolfram, oxid železa, dopovaný oxid železa. dopovaný oxid zinku, karbid křemíku, karbid titanu nebo karbid tantalu.

- líí -

7 . Kompozi cc podle nároku 1 nebo 2. V y z n a č u j í c í s e t í m . že Vst Je od O.B V.·;, do 1.2 Vsi- Γ 1 ’ i . Kompoz ice pod le nároku 1 neduj 2. v y z n a č u j í c í e L i m . Ži r pomel l< 1 k k 1 í ·: rujru .· )výše 10³ . '). Kompoz i ce pod 1 · . nároku 1 nebo 2. v y z n a č u j í c í S e t í m , že pi jčá ke čný :ι·'ι ný » / I » .•ktr ický odpor Ri je při ne jmeiis ím 10^{1 1} uhni; /ciii 10. Kompozice pod ie nároku 1 nebo 2. v y z u a č u j í c í

tím , že částečky plniva mají v podstatě kulovitý tvar.

95/33278

Λ⁷ Ml· <H

PCT/US95/06867

3/6

-----η 1i8d !

---i