CN101601106B - 具有一壳体和至少一个放电元件的电涌放电器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电涌放电器，具有一壳体(10)和至少一个放电元件例如变阻器，以及一用于所述或各所述放电元件与供电系统断开的断开装置，其中所述断开装置包括一结合到放电器内部的电气连接路径(A；B)内的焊接部位(14)，其中，通过所述焊接部位(14)，一方面，一可移动的导体部分或一可移动的导电的桥接器(3)与放电元件相连，另一方面，该导体部分或桥接器与放电器的电的第一外部接头连接，并且该电涌放电器还包括一产生预紧力的装置，例如弹簧(6；11)，其中与此相关的力矢量沿断开方向作用在该导体部分或桥接器(3)上。根据本发明一导电元件(4；17)设置在导体部分或桥接器(3)的移动路径内，该导电元件的第一端在该断开装置已触发时与导体部分或桥接器(3)进入接触，其中该导电元件的第二端与第二外部电接头连接，其中还设有用于保护导体部分或桥接器(3)与导电元件(4；17)之间的接触部位不受飞溅的焊料残余物的影响的装置。导电元件(17)的第一端(18)是板形的并且具有一凹部(20)，该凹部(20)设置成使得焊接部位(14)不会与板形的第一端(18)接触并且飞溅的焊料能够穿过通过凹部(20)得到的自由空间、以及所述力矢量经由一可移动的断开构件(13)间接或直接作用在导体部分或桥接器(3)上。

Description

具有一壳体和至少一个放电元件的电涌放电器

技术领域

本发明涉及一种电涌放电器。

背景技术

已知还包括短路功能的断开设备，其中在断开设备的断开或触发的开关状态下，电流路径经由有缺陷的放电元件这样处于短路中，使得电路从该放电元件转换到接通的旁路。

这样连接的低阻抗短路路径例如可以用于致动被调节到相关的供电系统的短路电流的上游开关元件，或者用于形成确定的持续短路，该短路在一些应用场合中被定义为所谓的故障安全状态。

对于这种现有技术，例如可参考EP 0860927A1。在该文献中描述了一种非常复杂的机电设备，该设备通过变阻器监测电流，并且当超过预定的极值后，该设备通过机电触点使旁路中的短路接通到变阻器路径。

根据DE 3734214C2，现有技术还包括一种可热触发的断开设备。该设备的开关元件构成转换触点。转换触点经由焊接部位以一种本身已知的方式闭合变阻器电路。如果开关元件被触发，则另一个触点闭合，该触点可作为内部或外部故障指示器连接，或者经由相应外部连接作为短路连接。

根据DE 4124321C2，现有技术包括一种用于电涌放电的系统，其中设有多个过电压限制元件，例如变阻器或二极管，以及由过热或确定泄漏电流而触发的断开装置。为了提高这种系统的可靠性，尤其为了将其设计成冗余的，这里设想，设置至少两个过电压限制元件，每个元件本身被充分构造成在使用位置处确保过电压保护。按过热保护的原理，一热断开装置监测过电压限制元件的泄漏电流，从而例如当过热时第一元件被切断，而第二元件可接通。

根据DE 4124321C2，对于在第一变阻器故障之后接通的冗余变阻器也发生故障的情况，附加保护措施在于，通过打开横向电流路径中的开关，或者还打开纵向电流路径中的开关，使冗余变阻器与电压断开。因此，使待保护的系统与供电系统断开，并且同时保护该系统不受会造成损害的过电压影响。

可选择地，也可通过短接一附加的开关来绕过横向电流路径，从而最终将使保护的系统短接。此必要开关的打开可通过一共同的操作来同步地实现。如果待保护的系统的断开和/或短路是不希望的，则可通过使用旁路或除去这种装置来取消上述开关的功能。但是，基本上，设置用于纵向或横向电流路径中的短路的附加开关是必需的，当设置在壳体中的电涌放电器的结构空间有限时，这可以进一步限制费用。

特别是在光电系统中，由于电力馈送源的特性，工作电流大致等于短路电流。在这种直流电压应用中，在变阻器以及其断开装置受热时常见的断开措施不会导致所希望的结果，这是因为光电系统的系统电压最高可达1000V，并且使1000V直流电路的断开只有通过相当大的结构和设备上的花费才能实现。

发明内容

由上述情况出发，本发明的目的是，提供一种改进的电涌放电器，其具有一壳体和至少一个放电元件例如电阻器，以及一断开装置，该电涌放电器能够在没有外部互连的情况下也以可补偿装备的方式安全地承载短路电流，以便实现了可在这种情况下扩展或补充装备的放电器实现新的应用领域。

本发明的目的通过根据以下特征组合的电涌放电器来实现。

按本发明的电涌放电器，具有一壳体和至少一个放电元件，以及一用于使所述放电元件与供电系统断开的断开装置，其中，所述断开装置包括一结合到电涌放电器内部的电气连接路径内的焊接部位，其中，通过所述焊接部位，一方面，一可移动的导体部分或一可移动的导电的桥接器与放电元件相连，另一方面，该导体部分或桥接器与电涌放电器的第一外部电接头连接；并且该电涌放电器还包括一产生预紧力的装置，其中，与此相关的力矢量沿断开方向作用在该导体部分或桥接器上；一导电元件设置在导体部分或桥接器的移动路径内，该导电元件的第一端在该断开装置已触发时与导体部分或桥接器进入接触，其中该导电元件的第二端与第二外部电接头连接；

其特征在于：还设有用于保护导体部分或桥接器与导电元件(4；17)之间的接触部位不受飞溅的焊料残余物的影响的装置；所述导电元件的第一端是板形的并且具有一凹部，该凹部设置成使得焊接部位不会与板形的第一端接触并且飞溅的焊料能够穿过通过凹部得到的自由空间，以及所述力矢量经由一可移动的断开构件间接或直接作用在导体部分或桥接器上。

根据本发明，给本身已知用于电涌放电器的断开装置装备一附加的连接件，该附加的连接件给已有的断开功能扩展了短路功能。这里建议，将该附加的连接件设计成各种不同形式的，从而可根据需要还可在相应地实现的电涌放电器上进行外部激活。

在下面的说明中，对于断开装置基于以下情况，即，该断开装置包括一具有在相应的响应温度(Ansprechstemperatur)下熔化的焊料的焊接部位。当然，该断开装置也可以通过其它的熔化(其它熔点)的材料实现，特别是当与连接路径的电气连接通过一桥接器部件实现，而利用所述熔化的材料来固定该部件的机械位置时，这些材料本身不具有导电特性。

根据本发明，在弹簧预加载的导体或弹簧预加载的桥接器的移动路径中设置至少一个导电元件，如果该断开装置被触发，则该导电元件的第一端与所述导体部分或桥接器接触。

该导电元件的第二端与第二外部电接头连接。此外，设有用于保护导体部分或桥接器与导电元件之间的接触部位不受飞溅的焊料残余物或焊接材料或者前述熔化的材料的影响的装置。

在一优选的实施例中，该导电元件被设计为桥式弓形件(Bügel)，在上紧为其设置的夹紧件时，该弓形件的第二端可与外部电接头连接。这样，由于桥式弓形件不需要单独地接通，因此可以简化安装。

在另一个优选实施例中，该导电元件的第一端具有接近平的或轻微弯曲的板形，其中，特别是对于断开的情况，该板具有相对于导体部分或桥接器基本平行的走向。由于这种平行的走向使得可以实现尽可能大面积的低电阻的接触和贴合。

该板在其的指向该第二端的下侧上具有一凹部或回缩部，以接纳飞溅的焊料或熔化的材料。因此，可有效地防止焊料凝结在该板上，在板上形成突起的部位，这会导致不希望的接触电阻。所述凹部必要时还能够接纳导体部分或桥接器的被侵蚀掉的材料。

在本发明的范围内，导电元件可事后装入该电涌放电器中，从而不仅实现断开功能，还实现了短路故障安全功能。

优选地作为导电元件设置的桥式弓形件具有用于固定在电涌放电器壳体上或内的装置。

所述装置可例如包括弓形件中的凹槽或凹部以及壳体的与该凹槽或凹部相对应的凸块或对应凹槽，以形成形锁合。当然，这种固定装置的根据本领域常识的变型也属于可以设想的可选择方案。

为了有选择地激活作为在断开情况下起作用的短路器的导电元件，可以在导电元件与导体部分或桥接器之间设置一绝缘小板。可选择地，导电元件可至少在其第一端设置例如绝缘软管形式的、可拆下的绝缘覆盖件。和绝缘小板一样，绝缘覆盖件也可通过壳体中的合适开口被移除，以便释放附加的“短路”功能。

在本发明的一个实施例中，为了有选择地激活导电元件，可以调整导电元件与导体部分或桥接器之间的相对距离。从而在断开情况下，必须确保在第一位置该导体部分或桥接器与导电元件充分接触。另一方面，可通过相对于导体部分或桥接器的路程限制来防止与导电元件接触。在此实施例中可以设想，设置限制路程或行程的可调偏心轮。

在一补充的实施例中，为了有选择地激活作为在断开情况下起作用的短路器的导电元件，可在导体部分或桥接器的移动路径中装入例如为销、螺栓或类似止挡形式的限制元件。

如上所述设想，将所述绝缘小板或销或螺栓分别设计成可通过壳体从外部接近，尤其以便能够事后移除这些装置。

可通过一显示器用信号指示被相应地激活的短路功能。这里也可以设想，可封闭接近口以便移除销的绝缘小板、销或螺栓。这里例如可设想的插塞式封闭件例如可在移除时带走绝缘小板或销或螺栓。这种未被封闭的电涌放电器指示所设置的附加的短路功能。

优选地，所述放电元件是变阻器。

优选地，所述板形的第一端对于断开的情况具有相对于导体部分或桥接器平行的走向。

优选地，所述板形的第一端在其朝向设计为桥式弓形件的导电元件的第二端的下侧上具有凹部，用以接纳飞溅的焊料。

优选地，所述产生预紧力的装置是弹簧。

优选地，桥式弓形件具有用于固定在壳体上或内的装置，该装置包括在桥式弓形件中的一凹槽或凹部，并且包括在壳体中的一与所述凹槽或凹部相对应的凸块或对应凹槽，以形成形锁合。

优选地，所述导体部分或桥接器由非柔性的材料制成。

优选地，导电元件的板形的第一端与导体部分或桥接器之间的距离能够通过第一端的弯折或弯曲来调节或改变。

上述的电涌放电器的应用，用在具有高系统电压和短路电流水平上的工作电流的直流电压系统中。

优选地，该电涌放电器用于光电系统。

附图说明

下文将利用示例性实施例并且参照附图更详细地描述本发明。在附图中：

图1示出具有变阻器和组合的断开及短路特性的电涌放电器的示意性电路图；

图2示出在未激活状态下的具有开关功能的断开装置的实施例的示意图；

图3示出在激活状态下且被短路的类似于图2的示意图；

图4示出具有可移除的绝缘板的开关装置的实施例；

图5a和5b示出开关装置的另一个实施例，其中可通过导电元件的偏心控制运动来调节短路功能；

图6示出电涌放电器的一个实施例，其包括壳体和变阻器放电元件，以及热断开装置，其中断开构件将机械运动传递给该热断开装置，并且在断开的情况下，通过作为导电元件的桥式弓形件实现短路；

图6b示出在断开状态下且被释放短路的类似于图6的视图；并且

图6a示出相对于开关舌片处于短路位置的具有可辨识的凹部的桥式弓形件的板形端部。

具体实施方式

根据图1中所示的视图，变阻器2连接到外部接头A和B之间。变阻器2可通过可热触发的断开装置(开关舌片3)断开。通常，在点a和c之间通过一导体部分或桥接器存在电气连接，并且是在处于未触发的状态下。在状态3’下，断开装置1被触发，并且利用桥接(跨接)变阻器2的短路弓形件4产生路径a至b上的连接。在附图中，被致动或触发的短路状态在点a和b之间用虚线表示。参照图2-5，在焊料已被拆焊之后，在压缩弹簧6(图6和6b中的标号11)的影响下执行开关移动。

图2示意性地示出在未致动或未触发状态下具有断开和短路功能的开关装置1的实施例。

根据图2，致动的、即触发的短路状态在图中在点a和b之间用虚线表示。如上所述，在拆焊之后，在弹簧6的力的影响下实现开关移动。形成导体部分的舌片3因此同时被用于通过与导电元件或短路弓形件14触碰而在连接点A和B之间实现所希望的短路。

借助于图3示出由于开关舌片的移动导致的致动或触发状态，即点A和B之间的所希望的短路，该开关舌片现在处于短路位置3’。

在根据图4的实施例中，绝缘小板7设置成，使开关舌片3或3’不能与短路弓形件4接触。这意味着由绝缘板7限制开关舌片3、3’的移动路径。根据本发明，还可使用销或螺栓来代替绝缘板7，或者还存在这样的可能性，即，使用可移除的绝缘软管来至少覆盖短路弓形件4的用虚线表示的端部。

根据图5a和5b中所示的视图，可通过手动操作一装置尤其是偏心轮8，来接通或断开开关装置的短路功能。

借助于允许具有不同的致动路径8’、8”的偏心轮8，可相对于刚性的弓形件部分4”改变短路弓形件的可移动部分4’，从而如图5b所示，可实现与开关舌片3的接触，这在根据图5a的短路弓形件4’的可移动部分的位置中是不可能的。为了限制开关舌片的移动，此实施例中还设置一止挡9。

可以通过壳体中的由虚线表示的开口容易地使偏心轮8移位到其根据图5a和5b的视图的各个位置，此时，通过偏心轮8的可看到的自由操作端还示出了相应的状态(短路或未短路)。

由此，在根据图5a断开的开关位置中，安装支承在旋转点5上的短路弓形件4’位于开关舌片3的动作半径和作用范围之外，从而防止经由路径a/b发生接触。

相反，在“短路”位置中，通过偏心轮状的盘8实现的可移动短路弓形件4’到开关舌片3的动作范围内的移动使得可经由路径a/b实现连接。

在根据图6的实施例中，将具有附加短路功能的电涌放电器集成到壳体10中。利用可摆动地支承的断开构件13和拉伸弹簧11，在开关舌片3上作用预紧力，该舌片利用焊料14连接到穿过壳体隔壁15的(未示出的)变阻器的接头16上。

根据图6的实施例，导电元件设计成桥式的弓形件17。此桥式弓形件17具有一板形的第一端部18。在上紧一为此设置的夹紧件19时，桥式弓形件17的第二端部与外部电接头相连。

桥式弓形件17的板形端部18在其的指向该第二端部的下侧上具有一凹部20，该凹部20用于接纳在断开的情况下可能飞溅的焊料或焊点14。

通过用于固定的装置21，可将桥式弓形件17固定到电涌放电器壳体10上或内。可通过导电元件的板形端部18的弯角或弯曲来调节或改变该板形端部18与导体部分或开关舌片3之间的间距。板形端部18相对于开关舌片3的位置的角位置是重要的。在任何情况下都必须确保，为了实现所希望的安全短路，开关舌片3大面积地且平坦地与板形端板18接触。

根据图6，如果开关舌片通过焊点14在位置c处被拆焊，则断开构件13执行旋转运动，由此，开关舌片3执行到达根据位置b的终点位置的开关运动，该位置对应于短路位置。

从图6中的视图可见，具有短路功能的改进的电涌放电器可被容易地放置在用于顶帽轨道安装的标准壳体内，此时，在移除未示出的壳体盖之后，可以容易地接近桥式弓形件17。由此在安装上，可以用较少的费用提供没有但也可以具有短路功能的电涌放电器，此时还可通过事后装入桥式弓形件17来实现以后的短路功能。

图6b示出在已实现的装置中的、而且是在触发状态(触发的开关位置b)下的根据本发明的断开装置。

桥式弓形件17的板形端部18的区域中的凹部20布置成使得开关舌片3的焊接点14不与桥式弓形件17接触。这里粘附或者飞溅的焊料可穿过通过凹部20得到的自由空间，并且不会导致可能过高的接触电阻。

因此，具有焊膏的焊接点14或14’(见图6a)不参与实际大面积的接触实现。只有开关舌片3’的一部分b贴靠在桥式弓形件17的板形端部18的表面上。

标号列表

1具有触点a、b和c的断开装置

2变阻器

3开关舌片(未激活位置)

3’开关舌片(激活位置)

4短路弓形件

4’短路弓形件的可移动部分

4”短路弓形件的刚性部分

5旋转点

6弹簧

7绝缘板

8偏心轮

8’偏心轮的致动的短路径

8”偏心轮的致动的长路径

9止挡

10壳体

11拉伸弹簧

13断开构件

A第一外部电接头

B第二外部电接头

a变阻器与开关舌片的接触/连接

b开关位置...触发

c开关位置...未触发

b’第二变阻器接触

14焊接部位

15隔壁

16变阻器与焊接部位的连接

17桥式弓形件

18板形端部

19夹紧件

20凹部

21固定装置

Claims (10)

1.一种电涌放电器，具有一壳体(10)和至少一个放电元件，以及一用于使所述放电元件与供电系统断开的断开装置，其中，所述断开装置包括一结合到电涌放电器内部的电气连接路径(A；B)内的焊接部位(14)，其中，通过所述焊接部位(14)，一方面，一可移动的导体部分或一可移动的导电的桥接器(3)与放电元件相连，另一方面，该导体部分或桥接器与电涌放电器的第一外部电接头(A)连接；并且该电涌放电器还包括一产生预紧力的装置，其中，与此相关的力矢量沿断开方向作用在该导体部分或桥接器(3)上；一导电元件(4；17)设置在导体部分或桥接器(3)的移动路径内，该导电元件的第一端在该断开装置已触发时与导体部分或桥接器(3)进入接触，其中该导电元件的第二端与第二外部电接头(B)连接；

其特征在于：还设有用于保护导体部分或桥接器(3)与导电元件(4；17)之间的接触部位不受飞溅的焊料残余物的影响的装置；所述导电元件(17)的第一端(18)是板形的并且具有一凹部(20)，该凹部(20)设置成使得焊接部位(14)不会与板形的第一端(18)接触并且飞溅的焊料能够穿过通过凹部(20)得到的自由空间，以及所述力矢量经由一可移动的断开构件(13)间接或直接作用在导体部分或桥接器(3)上。

2.根据权利要求1所述的电涌放电器，其特征在于，所述放电元件是变阻器。

3.根据权利要求1所述的电涌放电器，其特征在于，所述板形的第一端(18)对于断开的情况具有相对于导体部分或桥接器(3)平行的走向。

4.根据权利要求3所述的电涌放电器，其特征在于，所述板形的第一端(18)在其朝向设计为桥式弓形件(17)的导电元件的第二端的下侧上具有凹部(20)，用以接纳飞溅的焊料。

5.根据权利要求1所述的电涌放电器，其特征在于，所述产生预紧力的装置是弹簧(6；11)。

6.根据权利要求4所述的电涌放电器，其特征在于，桥式弓形件(17)具有用于固定在壳体(10)上或内的装置(21)，该装置(21)包括在桥式弓形件(17)中的一凹槽或凹部，并且包括在壳体(10)中的一与所述凹槽或凹部相对应的凸块或对应凹槽，以形成形锁合。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的电涌放电器，其特征在于，所述导体部分或桥接器(3)由非柔性的材料制成。

8.根据权利要求3所述的电涌放电器，其特征在于，导电元件(4；17)的板形的第一端(18)与导体部分或桥接器(3)之间的距离能够通过第一端的弯折或弯曲来调节或改变。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的电涌放电器的应用，用在具有高系统电压和短路电流水平上的工作电流的直流电压系统中。

10.根据权利要求9所述的电涌放电器的应用，其特征在于，该电涌放电器用于光电系统。

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