CN101171650A - 过压保护器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种过压保护器，其包括支架(1)和至少一个滑入性保护构件(2)，而该构件包括至少一个非线性电阻器元件和将非线性电阻器元件从输电干线分离出来的装置，并且至少一部分用于把过压保护器的状态告知本地及/或远程的装置。本发明在于，设有滑动构件(4)，其以可逆的方式安装在滑入性保护构件(2)的主体(7)中，而且对电线(10)与非线性电阻器元件的电极(9)的低熔点粘合部施加压力，而滑动构件(4)设有对视觉信令杆(16)有所反应的至少一个表面，以及对安装在支架(1)中的远程信令的定位元件(3)有所反应的至少一个表面。

Description

过压保护器

技术领域

本发明涉及一种过压保护器，其包括支架和至少一个滑入性保护构件，该构件包括至少一个非线性电阻器元件和把非线性电阻器元件从输电干线分离出来的装置，以及至少一部分把过压保护器的状态向本地及/或远程发送的装置。

背景技术

过压保护器包括有保护性元件(protective element)，该保护性元件通常是非线性电阻器元件(变阻器)，其由于负载到受保护的输电干线上的电流和脉冲的施加而逐渐地减少它的阻值。结果，流过滑入性保护构件(slide-in protective member)的电流增加，而滑入性保护构件的温度上升。因此过压保护器还安装有降温装置。其可用于在滑入性保护构件到达特别温度的情况下将滑入性保护构件从输电干线分离出来，因为滑入性保护构件由于它的升温不再能够正常起作用。滑入性保护构件与输电干线的分离会被告知(be signaled)，即或者直接地在过压保护器上显示或者利用适当信号的传送而告知。当滑入性保护构件从输电干线分离出来后，输电干线便不再受保护，因此，需要通过更换过压保护器的滑入性保护构件来重新回到保护状态。

过压保护器通常包括安装在支持装置中的U形支架，而且它还连接有受保护电路的电线，以完成保护性元件的简单替换。过压保护器还包括滑入性保护构件，其安装有开关，以连接设置在支架中且连接到受保护输电干线的电路，而滑入性保护构件滑入支架内。因此，滑入性保护构件中可以容易地替换，并且设有设置在其中的非线性电阻器元件和非线性电阻器元件的热分离装置，以及把过压保护器的状态以视觉信号形式发出的装置，如果需要，还设有检测过压保护器的状态以发送更换过压保护器的远程信号的合适装置。

已知有许多实施例，然而它们的特殊配置和所使用的部件都依赖于能量负载和经过过压保护器电路的脉冲电流振幅。目前使用的实施例也依赖于在滑入性保护构件中的生产中所使用的制造技术。滑入性保护构件设计方面的改变的基本目标是保持过压保护器的必需特性而同时降低制造成本。

根据外观专利DE29519313U1，作为线性电阻器元件的断路装置的众所周知的装置使用定形的铜带，其一侧固定地连接到滑入性保护构件的开关上，而另一侧上通过热学上合适的焊料(thermallysituable solder)连接到变阻器电极上。定形铜带上作用有铰接杆(hingedlevel)，对定形铜带的压力通过压力弹簧提供，其设置在铰接杆与弹簧另一端的固定(不动的)钩环之间。铰接杆不仅用于过压保护器状态变化(将变阻器从输电干线分离出来)的视觉信令(visual signaling)，还用于获得用于远程信令(remote signaling)的状态变化的信息。

该解决方案的缺点在于，由于滑入性保护构件的空间配置，它不允许在滑入性保护构件的袖管中放置(例如)平行连接的变阻器或较大尺寸的变阻器，这在维持滑入保护性元件的外部尺寸的同时限制了该解决方案的保护性特性的可变性。该解决方案的另一个缺点在于用于把变阻器绝缘且固定在滑入性保护构件的衬套中的密封混合物的使用，这增加了成本。

根据文件EP436881A1，另一个已知的装置使用了分离元件，其设置成垂直于变阻器的平面，而分离部件是铜带，其一侧连接到滑入性保护构件的开关上，而另一侧上通过热学上合适的焊料连接到变阻器电极的输出端上。分离元件是拱形的，而其中心有孔，铰接杆伸入该孔内。铰接杆通过压力弹簧在分离元件上形成的必需的作用，而分离元件在焊料被融化之后移动到确保输电干线和变阻器分离的位置。

该解决方案的缺点是使用了相对刚性的分离元件，它实现分离的变形要求相当大的作用力，其使得系统中所使用部件的尺寸相当大且因此解决方案的成本相当高。解决方案的另一个缺点是该解决方案的空间配置，其占用了滑入性保护构件主体的内部空间，而该空间可能用于另一个变阻器或其它尺寸的变阻器。

另一个用作分离元件的已知装置使用铜带，其一端通过热学上合适的焊料与变阻器电极连接，而另一端连接有铜线，且连接到滑动构件的开关上，而铰接杆伸入分离元件的开口内。铰接杆通过压力弹簧产生作用在分离元件上的力。

该解决方案的优点在于，铜线是挠性的部件，它的变形只需要很小的力，但是该解决方案的缺点在于电路上部件数量的增加。这增加了制造时所必需的连接点的数量并因此增加了制造的成本。

本发明的目的在于去除或者至少减少这些现有技术中的缺点。

发明原理

本发明的目的由这样的过压保护器来实现，其原理在于在滑入性保护构件的主体中以可逆的方式(in a reciprocal manner)安装滑动构件，并且在非线性电阻器元件的电极和电线的低熔点粘合部上施加压力，而滑动构件设置成至少一个表面对视觉信令杠杆有所反应，且至少一个表面对安装在支架中的远程信令的定位元件有所反应。

本发明的优点以及特别优选的实施例的原理和优点可以从下文获得。

附图描述

本发明示意性地显示在附图中，其中

图1显示了过压保护器的第一示例的配置的侧视图，

图2显示了过压保护器的第一示例的配置的透视图，

图3a显示了图1和图2中的滑动构件的示意性配置的视图，

图3b显示了图1和图2中的滑动构件的示意性配置的视图，

图4a显示了过压保护器的第二示例的配置的透视图，

图4b显示了过压保护器的第二示例的配置的透视图，且其中显示了滑动构件的截面，

图5a显示了过压保护器的第三示例的配置的透视图，

图5b显示了过压保护器的第三示例的配置的透视图，且其中显示了滑动构件的截面，

图6a显示了滑入性保护构件的实施例的侧面截面图，其中设有编码装置以及把滑入性保护构件转动180°而不影响其功能的装置，

图6b显示了来自图6a的B方向的视图，而

图6c显示了编码装置以及把滑入性保护构件转动180°而不影响其功能的装置的细节。

实施例示例

过压保护器包括支架1，滑入性保护构件2以可逆的方式安装在其中。在支架1中可以并排设置若干滑入性保护构件2，例如用于三相输电线等的每个相位。多个单极支架也可以例如通过铆钉连接成一个组件。支架1在它的臂1a和1b中还包括未显示的终端连接器，以连接受保护电路的电线。在所显示的带有状态变化远程信令的过压保护器的示例中，它的底部设有支架1，该支架1带有未显示的压力弹簧，并且还包括遥信装置的定位元件3。支架1设有用来与滑入性保护构件2进行机械式及电气式连接的装置。支架1设有电路和开关，而滑入性保护构件2设有开关5和6以把滑入性保护构件2和支架1相连接。

在滑入性保护构件2的主体7中，连接有至少一个非线性电阻器元件以作为保护性构件，例如变阻器8或一组并联的变阻器。变阻器8的底电极9的输出端通过低熔点焊料连接到电线10的一端，其中为了增强电线的刚性，可以对它作修改，例如把形成电线的单独的金属线融合到一起，而电线10在其另一端连接有滑入性保护构件2的开关5。变阻器8的顶电极11的输出端通过例如连接构件12连接到滑入性保护构件2的开关6上，其中连接构件12可以是开关6的固定部分，也可以是连接到顶电极11的输出端和开关6的单独的部件。

主体7还安装有识别器13，其设有识别部件13a，当支架1内的滑入性保护构件2处于回缩位置时，该识别部件13a触及支架1上的识别器14，这确保了支架处于合适的配置，而滑入性保护构件2或者(如有需要)带有所希望特性的滑入性保护构件2滑入支架1内。

在滑入性保护构件2的主体7中，以可逆的方式安装有滑动构件4，其通过压力弹簧15直接地靠在电缆10上悬挂，因此它对电缆10和变阻体8的底部电极9的输出端的低熔点结合部产生作用。所示实施例中的压力弹簧15放置在滑动构件4的腔穴4a中，且倚靠在滑入性保护构件2的主体7的壁上，并且当压力弹簧15被压缩的时候，滑动构件4通过电缆10和变阻体8的底部电极9的连接而保持在它的正常位置中。

在图1-4b所示的示例中，滑动构件4在其壁4b和4c之间滑入有形成在平杆(flat level)16的一端上的底臂16a，该平杆16可枢轴转动地安装在杆桩7b上，而杆桩7b形成在主体7之内、用于一个或多个变阻体8的区域的底表面之外。在图5a和5b所示的实施示例中，滑动构件4设有阶梯式的壁4d，而不是壁4b和4c，平杆16的底臂16a依靠在壁4d上，而平杆16可枢轴转动地安装在形成在主体7内的杆桩7b上。平杆16的底臂16a通过拉力弹簧16c与滑动构件4的阶梯式的壁4d保持恒定的接触，而拉力弹簧16c一端安装在主体7上而另一端与杆16连接。在未显示的实施例中，拉力弹簧16c通过合适地设置的压力弹簧而代替。

杆16在其另一端设有信令臂16b，而信令臂16b具有彩色的斑点或彩色的表面作为过压保护器状态的视觉信令。出于此目的，主体7设有用于视觉信令的孔7c，而主体7中形成有与视觉信令孔7c相反的斑点，或者说其中安装有具有相应于过压保护器正常状态的视觉信令的颜色的插入物17，其中信令臂没有分配(assign)到主体7中的孔7c上。

主体7的底壁7e和识别器13设有卵形的开口7d和13b，上述的定位元件3穿过该开口且倚靠在滑动构件4上。当滑入性保护构件2在支架1中滑动的时候，定位元件3在滑动构件4处于正常位置时对它施加压力，且通过其位置传递用于远程信令的过压保护器状态的信息，这由支架1中未显示的相应功能部件的配置来提供。当滑动构件4处于偏置位置时，定位元件3的一端滑入滑入性保护构件2的主体7内(下文将详述)。识别器13设有识别凸块13，其联锁在支架1中的相应开口内。

在图6a-6c所示的实施例中，在支架1中内的滑入性保护构件2旋转180°，而并不影响滑入性保护构件2的保护性功能和信令(远程的和视觉的)功能。在该实施例中，支架中的定位元件3不处在开关5、6的对称轴线上，或者说不处在开关5、6的间距中心上，同时，它也不处于滑入性保护构件2的纵轴线b上。卵形孔7d和13b横对于(sidelong to)轴线a和轴线b。滑动构件4设有保持壁41，其带有阶梯式的端部41a，滑动构件4的保持壁41在横卵形孔7d和13b中都各有一部分410、411位于其中。当滑动构件4处于正常位置时，悬挂的定位元件3的端部因此承载处于滑入性保护构件2的一个位置中的滑动构件4的保持壁41的第一部分410，而当滑入性保护构件2的位置旋转180°时，悬挂的定位元件3的端部承载滑动构件4的保持壁41的第二部分411。当滑动构件4处于偏置位置时，保持壁41的两部分410、411位于悬挂的定位元件3的路径之外，且因此它们不妨碍定位元件3滑入横卵形的孔7d和13b中、保护性构件2的主体7内，以用于过压保护器状态的远程信令。在围绕横向设置的卵形开口7b、13b的圆周上，识别凸块13a以一定间距互成角度，且当滑入性保护构件2处于两位置(正常的以及转过180°后)时，它们连锁入支架1的相应开口内。在未显示的示例中，滑入性保护构件2设置为在支架1中不可旋转。

在图1-3b所示的示例中，用于把非线性电阻器元件从输电干线分离出来的装置的所有部件和所有的过压保护器状态信令元件(视觉的和远程的)都处于保护性元件2的主体内，而保护性元件2在过压保护器的所有状态中，在沿垂直于非线性电阻器元件(变阻体8)的侧表面的方向上(即主体7的宽度方向上)投影时，都完全处在非线性电阻器元件(变阻体8)的轮廓内。在该设置中，可以放置所需数量的非线性电阻器元件(变阻体8)，而它们在主体7的宽度方向上彼此并联，符合滑入性保护构件2的主体7的类型和尺寸，并不需要调整将非线性电阻器元件从输电干线分离出来的装置和用于过压保护器状态信令的装置。如果使用较少数量的非线性电阻器元件(变阻体8)，那么最大的数量是，在非线性电阻器元件(变阻体8)的侧壁和主体7的侧壁之间的主体7的保留空间很清楚，而在把非线性电阻器元件从输电干线或过压保护器状态信令元件(视觉的和远程)分离出来的装置中，没有部件伸入空白空间内。

在图4a-5b所示的示例中，设有杆桩7b，杆16可枢轴旋转地安装在其上，且处于非线性电阻器元件(变阻体8)的轮廓所限制的空间之外——从垂直于非线性电阻器元件(变阻体8)的侧表面的方向上、也即主体7的宽度方向上看去——而杆16在平行于非线性电阻器元件(变阻体8)的侧壁的方向制作成平的，且底臂16a和信令臂16b处于非线性电阻器元件(变阻体8)的轮廓所限制的空间之外——从垂直于非线性电阻器元件(变阻体8)的侧表面的方向上、也即主体7的宽度方向上看去。图5a和图5b的示例中所使用的拉力弹簧16c也位于平行于非线性电阻器元件(变阻体8)的侧壁的平面内。在根据图4a至图5b的实施例中，可以把与图1-3b相比具有较大尺寸(及容量)的非线性电阻器元件(变阻体8)设置在与根据图1-3b示例中的主体7相比具有相同外直径且以相同的连接方式滑入支架1内的主体7内，因此，对于相同外直径的主体7中的过压保护器的两种“类型”，可以使用统一的支架1。

根据本发明的过压保护器操作如下。

如果在受保护的电路中发生过压现象，过压保护器常规地执行其功能，也就是把受保护电路的过量电压降低到可容许的数值。然而，由于保护性元件(非线性电阻器元件、变阻体8、一组变阻体等)的老化和过载，保护性构件的性能会起变化，而因此电流开始流经保护性构件(变阻体8)并引起保护性构件(变阻体8)升温。来自保护性构件(变阻体8)的热能一般被引导至输出端9和11。变阻体8的底部电极9的输出端由此逐渐地升温。

由于变阻体8的底部电极9的充分升温，连接该输出端与电缆10的焊料开始熔化。结果，该结合部失去其刚性而滑动构件4通过压力弹簧45开始把电缆的一端移向开关5。这样变阻体8底部电极9的输出端开始与电缆10分离，且因此保护性构件(变阻体8)与输电干线分离。在根据图1-3b所示的实施例中，滑动构件4的移动不影响杆16在初始相位内的位置。然而，滑动构件的壁4b停止以把杆16保留在未画出的位置，而通过滑动构件4的下一次偏移，滑动构件4的壁4c开始作用于杆16的臂16a。壁开始把杆桩7b上的杆16旋转而杆16的信令臂16b屏蔽视觉信令的孔7c，通过这样，改变了过压保护器状态的视觉信令。在根据图4a和图4b的实施例中，由于底端16在(滑动构件4的壁4b和4c之间的)弯曲的凹槽内的移动，滑动构件4的偏移引起杆16的转动；而杆16的信令臂16b屏蔽了视觉信令孔7c，由此得到过压保护器状态变化的视觉信令。在根据图5a和图5b的实施例中，滑动构件4的偏移由于滑动构件4的阶梯式的壁4d而引起杆16的旋转，杆16的底端16a通过弹簧16c保持与阶梯式的壁4d的接触。因此，杆16的信令臂16b屏蔽视觉信令孔7c，其唤起过压保护器状态的视觉信令变化。在所有这些示例中，滑动构件4的移动通过其未显示的压力弹簧的作用为定位元件3的突起空出空间，而定位元件3突起，由此产生过压保护器状态变化的远程信令。然后维护员在对过压保护器的远距离检查或现场检查中很容易发现，特殊的滑入性保护构件2需要更换。

本发明并不限制于本文所明确描述或显示的实施例，只要是根据本发明的原理，本领域的专家和普通技术人员能够做出的、利用悬挂的滑动构件4作用在电缆10的低熔点结合部上以及把受保护元件(变阻体8)的电极与视觉信令和远程信令结合的修改，都处在本发明的保护范围内。

工业适用性

本发明适用于保护电路免于过量电压。

Claims (11)

1.一种过压保护器，其包括支架和至少一个滑入性保护构件，所述滑入性保护构件包括至少一个非线性电阻器元件和把所述非线性电阻器元件与输电干线分离的装置，以及至少一部分用来对所述过压保护器的状态进行本地信令及/或远程信令的装置，其中在所述滑入性保护构件(2)的主体(7)中以可逆的方式安装有滑动构件(4)，且其对电缆(10)与所述非线性电阻器元件的电极(9)的低熔点粘合部施加压力，而所述滑动构件(4)设有对视觉信令杆(16)有所反应的至少一个表面，还设有对安装在支架(1)中的远程信令的定位元件(3)有所反应的至少一个表面。

2.根据权利要求1所述的过压保护器，其特征在于，所述滑动构件(4)一端设有腔穴(4a)而另一端分配到电缆(10)，所述腔穴(4a)内放置有压力弹簧(15)，所述压力弹簧(15)一端对所述腔穴(4a)的底部施加压力，而另一端靠在滑入性保护构件(2)的主体(7)的壁(7a)上。

3.根据权利要求1或2所述的过压保护器，其特征在于，所述定位元件(3)在悬挂的滑动构件(4)的正常位置上对承载表面施加压力，而在悬挂的滑动构件(4)处于偏置位置时，远程信令的悬挂的定位构件(3)在其一端自由地滑入滑入性保护构件(2)的主体(7)内。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的过压保护器，其特征在于，所述滑动构件(4)设有壁(4b，4c)，其间设有底臂(16a)，所述底臂(16a)位于平杆(16)的一端上，所述平杆(16)可枢轴转动地安装在滑入性保护构件(2)的主体(7)内的杆桩(7b)上，而杆(16)在另一端设有信令臂(16b)，且滑入性保护构件(2)的主体(7)设有视觉信令孔隙(7c)和用于过压保护器启动状态的信号器。

5.根据权利要求4所述的过压保护器，其特征在于，所述滑动构件的壁(4b，4c)形成弯曲的凹槽。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的过压保护器，其特征在于，所述滑动构件(4)设有阶梯式的壁(4d)，其上倚靠有所述杆(16)的所述底臂(16a)，并且所述杆(16)可枢轴转动地安装在所述滑入性保护构件(2)的所述主体(7)内的所述杆桩(7b)上，而所述杆(16)的所述底臂(16a)通过拉力弹簧(16c)与所述滑动构件(4)的所述阶梯式的壁(4d)保持恒定的接触，而所述杆(16)在其另一端设有所述信令臂(16b)而所述滑入性保护构件(2)的主体(7)设有视觉信令孔隙(7c)和用于过压保护器启动状态的信号器。

7.根据权利要求4至6中的任一项所述的过压保护器，其特征在于，所述杆(16)定位在所述滑入性保护构件(2)的主体(7)内，位于所述非线性电阻器元件所在区域的底面之外。

8.根据权利要求4至6中的任一项所述的过压保护器，其特征在于，所述杆(16)处于在所述滑入性保护构件(2)的主体(7)内，具体地定位于所述非线性电阻器元件所在区域的底面之上。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的过压保护器，其特征在于，所述滑入性保护构件(2)的主体(7)设有识别器(13)，其设有识别凸块(13a)，所述识别凸决(13a)在滑入性保护构件(2)回缩入支架(1)内时，能够触及安装在支架(1)中的识别器(14)。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的过压保护器，其特征在于，用于偏心于支架(1)的纵轴线(a)以及滑入性保护构件的纵轴线(b)对安装在支架(1)内的远程信令的定位元件(3)有所反应的表面设有阶梯式的端部(41a)，当在所述主体(7)内的滑动构件(4)处于正常位置时，所述滑入性保护构件(2)的主体(7)的壁内的横卵形开口(7d，13b)分配到所述阶梯式的端部(41a)上，而当在所述主体(7)内的滑动构件(4)处于正常位置时，所述阶梯式的端部(41a)至少与横卵形开口(7d，13b)的端部区域的一部分重叠，在所述端部区域内，所述端部定位元件(3)的端部部分位于滑入性保护构件(2)的正常位置，也位于旋转180°后的位置，而所述阶梯式的端部(41a)位于所述定位元件(3)滑入所述主体(7)到所述偏置位置的路径之外。

11.根据权利要求10所述的过压保护器，其特征在于，识别凸块(13a)分配到所述滑入性保护构件(2)的主体(7)的壁内的所述横卵形开口(7d，13b)上；而且所述凸块(13a)设置成在圆周上互成角度地间隔开。

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