CN101675486A

CN101675486A - 带有压敏电阻装置的电涌放电器及用于电涌放电器中的压敏电阻模块

Info

Publication number: CN101675486A
Application number: CN200880014074A
Authority: CN
Inventors: 伯恩德·克鲁斯卡; 埃哈德·皮珀特
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-03-01
Filing date: 2008-02-22
Publication date: 2010-03-17
Anticipated expiration: 2028-02-22
Also published as: MX2009009135A; CA2679439A1; CN101675486B; BRPI0808571A2; DE102007010857A1; US20100103581A1; WO2008104510A1

Abstract

本发明涉及一种带有压敏电阻装置的电涌放电器，其中，该压敏电阻装置包括多个压敏电阻模块(3a，3b，3c，3d，12a，12b，12c，12d)。在这些压敏电阻模块(3a，3b，3c，3d，12a，12b，12c，12d)之间设置有导电的连接装置。这些导电的连接通过耦合装置保证。通过使用压敏电阻模块(3a，3b，3c，3d，12a，12b，12c，12d)可组装具有不同电特性值的电涌放电器。

Description

带有压敏电阻装置的电涌放电器及用于电涌放电器中的压敏电阻模块

本发明涉及一种电涌放电器，带有具有压敏电阻装置的放电电路，该压敏电阻装置具有至少一个第一和至少一个第二压敏电阻模块，所述压敏电阻模块通过导电的连接相互连接。

这种电涌放电器例如由欧洲专利文献DE0963590B1公开。在该专利文献中记载了一种电涌放电器，其具有一压敏电阻装置，该压敏电阻装置是放电电路的一部分。该压敏电阻装置具有多个压敏电阻模块，这些压敏电阻模块在有中间层的情况下由起导电连接作用的接触片相互电连接。

压敏电阻模块具有基本上中空圆柱形的结构。为相对彼此固定压敏电阻模块，各压敏电阻模块被一杆贯穿。该杆在端侧与配件体(

)连接，使得各压敏电阻模块可相对彼此移动。为将该杆固定在配件体上，配件体朝该杆挤压。通过挤压使得设置在配件体之间的压敏电阻模块持久地相对彼此定位。

配件体朝杆的挤压是一种不可逆的过程。该连接仅在破坏的情况下才能分离。

尽管这种连接技术具有这样的优点，即，能够在长时间内实现压敏电阻模块持久的固定，然而，如此制造的电涌放电器难以适应变化的条件。因此几乎不可能以简单的方式来例如更换损坏的压敏电阻模块或者修改电涌放电器。

因此，本发明所要解决的技术问题是，提供一种本文开头所述类型的电涌放电器，其可以简单的类型和方式来适应变换的条件。

在本文开头所述的电涌放电器中，该技术问题按照本发明由此解决，即，通过耦合装置保证电连接。

迄今公知的电涌放电器是这样设计的，即，在其制造后不必再进行维修或适配。损坏的装置被替换并清除。

现在，通过使用耦合装置可以重复断开电连接并再次建立电连接。因此在这种电涌放电器中，例如可以以简单的类型和方式修理或更换单个压敏电阻模块。在此，耦合装置作用在两个相邻的压敏电阻模块之间。

在此可使用各种耦合装置。例如可以使用摩擦连接或形状配合的耦合装置，其适于将一个压敏电阻模块的运动传递到另一压敏电阻模块。但除了使用扭转固定的耦合装置之外也可以使用弹性的耦合装置。在此优点是，耦合装置将两个压敏电阻模块直接相互连接并因此保证电连接。因此电连接可以在保险取消之后或随着保险的取消而断开，而不必干扰到相邻组件的机械装置。

另一种有利的构造可以设计为，即，耦合装置具有第一和第二耦合元件，其中，两个耦合元件相对应地设计。

相对应的耦合元件这样地构造，即，耦合元件在耦合装置的一个耦合位置共同作用。相对应的耦合元件例如是传递力的磁元件或者相互挤压的摩擦片等。

带有互补设计的耦合元件的耦合装置例如是形状配合的耦合装置。根据互补部段的构造，形状配合在此恰当地是角度固定的连接或柔性的连接。

此外可以有利地设计为，即，耦合装置本身是放电电路的一部分。

如果耦合装置本身设计为放电电路的一部分，也就是说耦合装置在耦合状态起电连接的作用，该耦合装置可以轻易地集成在电涌放电器中。因此例如可以设计为，电连接本身通过耦合装置建立，其中耦合装置由于其构造保证该电连接。

在此可以有利地设计为，即，在压敏电阻模块上分别设置第一和第二耦合元件。

通过在压敏电阻模块上设置第一和第二耦合元件，该压敏电阻模块可以多次耦合。因此可以灵活地应用该压敏电阻模块并与其它压敏电阻模块连接。

在此，另一种有利的构造可以设计为，两个耦合元件设置在压敏电阻模块的相互背对的侧面上。

耦合元件设置在压敏电阻模块的相向或相互背对的侧面上，这允许例如多个压敏电阻模块能够链状地依次相互连接，其中，位于相邻的压敏电阻模块之间的耦合装置能够解开多点的链状连接。

在此，另一种有利的构造可以设计为，即，耦合装置将第一和第二压敏电阻模块角度固定地相互耦合。

角度固定的连接使得能够形成一种角度固定的电涌放电器。例如可以设置螺纹装置作为耦合元件，其中，第一耦合元件具有外螺纹而第二耦合元件具有内螺纹或反之。这两个耦合元件可以在耦合装置耦合时相对彼此拧紧，其中，在增大拧紧力的情况下实现挤压第一和第二压敏电阻元件。在压敏电阻模块的这种角度固定的连接中，可以形成刚性的、竖立地保持在垂足点的电涌放电器。

另一种有利的构造可以设计为，即，耦合装置将第一和第二压敏电阻模块可运动地相互连接。

除电涌放电器角度固定的设计外，为了特定的用途也会希望电涌放电器具有一定的弹性。由于电涌放电器相应弹性的构造，使得该电涌放电器也能经受住增大的力作用，例如风载荷。因此例如可以构造所谓的链式电涌放电器，其例如悬挂地固定在一支撑元件上。在此，各个压敏电阻模块通过相应的耦合装置相互连接，其中，耦合装置在耦合状态也能实现相互耦合的压敏电阻模块之间的相对运动。这种弹性的耦合装置例如通过第一耦合元件的球状成型以及一互补成型的、爪状接合所述球形的第二耦合元件给定。

此外，另一种有利的构造可以设计为，即，压敏电阻装置具有多个可相互无关地进行操纵的耦合装置。

设置多个相互无关地耦合的耦合装置，使得在电涌放电器的各个位置可以接近各个压敏电阻模块。因此可以简单地使各个例如损坏的压敏电阻模块从其连接中断开，并被其它压敏电阻模块替换。同样可以根据当前的电情况来匹配电涌放电器的电特性值，并且在增加或取出一个或多个压敏电阻元件的情况下改变响应特性。因此例如可以廉价地制造一批电涌放电器，并且预制的电涌放电器在其快要应用之前与先与相应的当前条件适配。

在此可以有利地设计为，即，耦合装置链状地一个接一个地布置。

在这种设计变型中，压敏电阻模块形成链的链节，其中，各个链节通过耦合装置相互连接。在此可以设计为，即，在确保导电连接之后，链在各压敏电阻元件之间具有一种角度固定。因此例如可以通过已保险的导电连接或通过耦合装置传递保持力。然而也可以设计为，链节可相对彼此运动，因此直接的力传递被限制。

一种有利的构造可以设计为，即，至少一个压敏电阻模块至少局部用绝缘材料包覆。

为防止压敏电阻模块受环境影响，有利的是，压敏电阻模块配设有绝缘材料包覆件。在此有利的是，绝缘包覆件套状地围绕压敏电阻模块形成。在此，绝缘材料例如也可以通过相应的成型而具有环绕的保护层。在此可以设计为，即，由绝缘材料制成的包覆件这样地成形，使得在各个相互耦合的压敏电阻模块之间留有自由空间，从而使压敏电阻模块之间可以不受绝缘材料限制地相对运动。然而也可以设计为，两个相邻压敏电阻模块的包覆件相互接合，从而实现相邻压敏电阻模块的包覆件的接触或覆盖。在此，绝缘材料包覆件例如可以覆盖导电连接或覆盖耦合装置，以防止外部影响直接侵入导电连接或耦合装置。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种压敏电阻模块，这种压敏电阻模块可用于以简单的方式形成可修改的电涌放电器。

按照本发明，该技术问题在用于电涌放电器的压敏电阻模块中由此解决，即，在压敏电阻模块上设置第一和第二耦合元件，其中，所述耦合元件相对应地设计。

由于压敏电阻模块装备有两个相对应设计的耦合元件，多个相同类型地设计的压敏电阻模块可以相互耦合。由此可以将几乎是任意数量的压敏电阻模块相互连接起来。

此外，可以使用在完成多个压敏电阻模块的连接后分别位于端侧的耦合元件来固定配件体。然后，配件体与分别位于端侧的耦合元件相对应地设计。由此可以模块状地构造电涌放电器。因此例如可以获得积木类型的电涌放电器。人们可以根据电涌放电器的使用条件组装所需数量的压敏电阻模块和相关的配件体。此外，与完成装配的电涌放电器相比，模块能用小规格的装运箱运输。

此外可以有利地设计为，耦合元件角度固定地与压敏电阻模块连接。

耦合元件与压敏电阻模块角度固定的连接使得如此设计的压敏电阻模块能够被多样地应用。耦合元件例如可以在耦合状态导致耦合的耦合元件之间的角度固定的连接，并且通过与压敏电阻模块的角度固定的连接将力进一步传递到所述压敏电阻模块。因此例如可以设计为，耦合元件通过笼状的绕线，角度固定地固定在压敏电阻模块上。此外，也可以使用其它用于角度固定地将耦合装置支承在压敏电阻模块上的连接方法。

在此可以有利地设计为，即，耦合元件相互间隔地设置在压敏电阻模块上。

耦合元件的间隔布置使得能够不对压敏电阻模块的电有效性产生不利影响。压敏电阻模块适于在低于外部电压的极限值时具有无穷大的阻抗。在超过极限值时，阻抗发生突变，并且存在接近于零的阻抗值。在外部电压下降到极限值以下之后，压敏电阻模块又上升到其原来接近无限的阻抗值。因此，压敏电阻模块是一种随电压变化的阻抗元件。由于耦合元件间隔地设置在压敏电阻模块上，因此难以形成漏电电路或会使得压敏电阻模块短路的并联电路。在此有利的是，耦合元件固定在压敏电阻模块彼此相反定向的面上。

此外，可以有利地设计为，即，至少一个耦合元件在接触点和压敏电阻模块之间形成导电电路。

接触点例如可以设置在耦合元件一个部段的范围内，该部段在耦合时与相对应的耦合元件连接。可以例如设置一个从该接触点起经由耦合元件直至压敏电阻模块上的止动点的导电连接。因此，耦合装置可以建立两个相邻设置的压敏电阻模块之间的导电连接，并且该耦合装置保护该导电连接。

另一有利的构造可以设计为，即，至少一个耦合元件具有中断电路的绝缘部位。

中断电路的绝缘部位例如能够借助于可拆卸的绞线搭接。因此例如可以出于检查目的而断开绞线，并且将安装好的电涌放电器相对其它组件绝缘，以及截取或传导试验电压、试验电流或其它恰当的物理量。然后通过绝缘部位中断电路。

另一有利的构造可以设计为，即，第一以及第二耦合元件可分别与另一个无关地耦合。

设置在同一个压敏电阻模块上的第一和第二耦合元件可相互无关地耦合，电涌放电器由此几乎可以组装成任意长度。在此有利的是，两个设置在压敏电阻元件上的耦合元件分别相对应地构造。因此，可以使用多个相同构造的压敏电阻模块和耦合装置。

还可以有利地设计为，即，压敏电阻模块至少局部用绝缘材料包覆。

为此，绝缘材料可以设计为在压敏电阻块的外表面保护压敏电阻块不受外部影响。在此既可以设计为，压敏电阻块本身通过包覆件防止受到外部影响，然而也可以设计为，在多个压敏电阻块耦合状态下，分别设置的绝缘材料包覆件这样地成型，即，这些包覆件相互覆盖或相互对接，因此压敏电阻模块的耦合区域也被保护不受直接的外部影响。

本发明的一种实施形式在附图中被示意示出，并在接下来加以详细说明。附图中：

图1是模块状构造的电涌放电器的第一种设计变型，

图2是模块状构造的电涌放电器的第二种设计变型。

图1所示的模块状构造的电涌放电器的第一种设计变型是一种悬挂式设计的线路放电器。在绞线1(例如架空线绞线)上固定有第一连接件2。架空线绞线用作支撑元件。在第一连接件2上建立有与绞线1的导电连接。此外，第一连接件2用于支撑悬挂式模块状构造的线路放电器。

当前的线路放电器具有四个相同构造的压敏电阻模块3a，3b，3c，3d。这四个压敏电阻模块3a，3b，3c，3d链状地相互连接。每个压敏电阻模块具有一个压敏电阻块4a，4b，4c，4d。每个压敏电阻块4a，4b，4c，4d具有一定的响应性能。各压敏电阻块4a，4b，4c，4d在面对彼此的侧面上借助于导电连接5a，5b，5c相互电接触。

每个压敏电阻模块3a，3b，3c，3d在相互背对的侧面上分别具有第一耦合元件6a，6b，6c，6d以及第二耦合元件7a，7b，7c，7d。第一耦合元件6a，6b，6c，6d以及第二耦合元件7a，7b，7c，7d分别相同地成型。在此，第一耦合元件6a，6b，6c，6d与第二耦合元件7a，7b，7c，7d相对应地设计。第一耦合元件6a，6b，6c，6d分别爪状地设计，其中，第一耦合元件6a，6b，6c，6d可插入通过爪形成的背切中。在此，第二耦合元件7a，7b，7c，7d设计为球形或圆柱形，使得第一耦合元件6a，6b，6c，6d能可运动地与第二耦合元件7a，7b，7c，7d耦合。在当前的情况下，第一和第二耦合元件7a，7b，7c，7d，6a，6b，6c，6d都由导电材料，例如铝铸件形成，并且是放电电流路径的一部分。耦合元件6a，6b，6c，6d，7a，7b，7c，7d分别在端侧与压敏电阻块4a，4b，4c，4d接触，并且形成大面积的接触区域。压敏电阻块4a，4b，4c，4d具有基本上圆柱形的基本结构，而耦合元件6a，6b，6c，6d，7a，7b，7c，7d在其接触面上分别与压敏电阻块4a，4b，4c，4d的端面直径相适应。为将耦合元件6a，6b，6c，6d，7a，7b，7c，7d持久地固定在压敏电阻块4a，4b，4c，4d上，耦合元件在中间设有压敏电阻块4a，4b，4c，4d的情况下通过电绝缘的绕线8a，8b，8c，8d相对彼此张紧。此外，也可以利用其它恰当的固定方法。因此，例如可以设计为，包围压敏电阻模块3a，3b，3c，3d的电绝缘包覆件9a，9b，9c，9d将耦合元件6a，6b，6c，6d，7a，7b，7c，7d相对彼此压紧。在当前的情况下，电绝缘的包覆件9a，9b，9c，9d在轴向限定各压敏电阻模块3a，3b，3c，3d。然而也可以设计为，导电连接装置5a，5b，5c被电绝缘的包覆件9a，9b，9c，9d的搭接部分覆盖。

分别设置在端侧的压敏电阻模块3a，3d与连接件连接。具有第一耦合元件6a的端侧压敏电阻块4a与第一连接件2连接。为此，第一连接件2具有互补的耦合元件。在位于具有压敏电阻模块3a，3b，3c，3d的组合的对置端上的压敏电阻模块3a上，第二连接件10与第二耦合元件7d连接。为此，第二连接件10具有与第二耦合元件7d互补的耦合元件。第二连接件10与一个地电势导通的电导线连接。因此，设计有一悬挂式电涌放电器，该电涌放电器在绞线1和地电势导通的电导体之间形成一个与电压有关的可接通的放电电路。在此，形成了在两个设置在端侧的连接件2，10之间以及通过电导通地相互接触的压敏电阻模块3a，3b，3c，3d的放电电路。在此，压敏电阻模块3a，3b，3c可相对彼此运动，其中，导电的连接装置5a，5b，5c被设置用于电接触。导电的连接装置设计为耦合装置，因此导电的连接装置可重复建立或断开。

在图2中示出了模块化构造的电涌放电器的第二种变型。在此，各组件沿着对称轴11相对彼此间隔地示出。在图2中所示的电涌放电器是这样设计的，即，该电涌放电器通过角度固定的耦合装置将其各个模块相互连接，使得按图2的模块状构造的电涌放电器可装配成所谓的立式电涌放电器。

按图2的电涌放电器具有多个压敏电阻模块12a，12b，12c，12d，这些压敏电阻模块相同地构造。压敏电阻模块12a，12b，12c，12d分别具有一个压敏电阻块13a，13b，13c，13d。在这种情形下，压敏电阻块13a，13b，13c，13d成型为圆柱状，其中，圆柱轴线分别与对称轴11同轴地定向。压敏电阻块13a，13b，13c，13d分别被由电绝缘材料构成的管体14a，14b，14c，14d同轴地包围。管体14a，14b，14c，14d角度固定地与各自的压敏电阻块13a，13b，13c，13d连接。管体14a，14b，14c，14d分别在其相对置的端面上具有内螺纹或外螺纹，其中，内螺纹和外螺纹分别形状互补地构造。因此在每个压敏电阻模块12a，12b，12c，12d上都设置有第一耦合元件15a，15b，15c，15d以及第二耦合元件16a，16b，16c，16d。也可以使用其它耦合装置，如牙嵌离合器等。

各相邻的压敏电阻模块12a，12b，12c，12d彼此面对的端部可通过分别配设的第一耦合元件15a，15b，15c，15d和第二耦合元件16a，16b，16c，16d相互耦合。为此，压敏电阻模块12a，12b，12c，12d通过绕旋转轴11的转动相互耦合。压敏电阻模块12a，12b，12c，12d的压敏电阻块13a，13b，13c，13d由于耦合而相互电接触，并且各个压敏电阻模块12a，12b，12c，12d角度固定地相互连接。通过压敏电阻块13a，13b，13c，13d端面的电接触保证了导电连接。必要时可以在压敏电阻块13a，13b，13c，13d之间设置另一促进电接触的装置，例如接触弹簧或类似物。分别位于端侧的压敏电阻模块12a，12b可借助于分别位于端侧的第一耦合元件15a和第二耦合元件16d与相应的连接件17，18连接。为此，连接件17，18分别具有接近相同的耦合元件。连接件17，18例如由导电材料形成，并用于使图2所示模块化构造的电涌放电器的放电电路变得完整。第一连接件17具有接触销。第二连接件18构造为底板，使得电涌放电器在组装状态在底侧固定并且能够被保持。

压敏电阻模块12a，12b，12c，12d分别配设有电绝缘的包覆件，其中，包覆件这样地设计，即，使彼此相邻的压敏电阻元件12a，12b，12c，12d的电绝缘包覆件相互挤压，使得压敏电阻块13a，13b，13c，13d的整个长度在外侧被绝缘层包围。因此在连接件17，18的相应构造中，例如可以至少局部防止湿气侵入图2所示的电涌放电器的内部。

也可以使用其它抗扭或弹性的耦合装置来连接各压敏电阻模块。

Claims

1.一种电涌放电器，带有具有压敏电阻装置的放电电路，该压敏电阻装置具有至少一个第一和至少一个第二压敏电阻模块(3a，3b，3c，3d，5a，5b，5c，5d，12a，12b，12c，12d)，这些压敏电阻模块通过导电的连接相互连接，其特征在于，所述导电的连接通过耦合装置保证。

2.如权利要求1所述的电涌放电器，其特征在于，所述耦合装置具有第一和第二耦合元件(6a，6b，6c，6d，15a，15b，15c，15d，7a，7b，7c，7d，16a，16b，16c，16d)，其中，这两个耦合元件(6a，6b，6c，6d，15a，15b，15c，15d，7a，7b，7c，7d，16a，16b，16c，16d)相对应地构造。

3.如权利要求1或2所述的电涌放电器，其特征在于，所述耦合装置本身是所述放电电路的一部分。

4.如权利要求2或3所述的电涌放电器，其特征在于，在压敏电阻模块(3a，3b，3c，3d，5a，5b，5c，5d，12a，12b，12c，12d)上分别设置一个第一和一个第二耦合元件(6a，6b，6c，6d，15a，15b，15c，15d，7a，7b，7c，7d，16a，16b，16c，16d)。

5.如权利要求4所述的电涌放电器，其特征在于，所述两个耦合元件(6a，6b，6c，6d，15a，15b，15c，15d，7a，7b，7c，7d，16a，16b，16c，16d)设置在所述压敏电阻模块(3a，3b，3c，3d，5a，5b，5c，5d，12a，12b，12c，12d)的相互背对的侧面。

6.如权利要求1至5之一所述的电涌放电器，其特征在于，所述耦合装置使所述第一和所述第二压敏电阻模块(12a，12b，12c，12d)角度固定地相互连接。

7.如权利要求1至5之一所述的电涌放电器，其特征在于，所述耦合装置使所述第一和所述第二压敏电阻模块(3a，3b，3c，3d)可运动地相互连接。

8.如权利要求1至7之一所述的电涌放电器，其特征在于，所述压敏电阻装置具有多个可相互独立地操纵的耦合装置。

9.如权利要求8所述的电涌放电器，其特征在于，所述耦合装置链状地一个接一个地设置。

10.如权利要求1至9之一所述的电涌放电器，其特征在于，至少一个所述压敏电阻模块(3a，3b，3c，3d)至少局部用绝缘材料(8a，8b，8c，8d)包覆。

11.一种应用在电涌放电器中的压敏电阻模块(3a，3b，3c，3d，5a，5b，5c，5d，12a，12b，12c，12d)，其特征在于，在所述压敏电阻模块(3a，3b，3c，3d，5a，5b，5c，5d，12a，12b，12c，12d)上设置一第一和一第二耦合元件，其中，所述耦合元件(6a，6b，6c，6d，15a，15b，15c，15d，7a，7b，7c，7d，16a，16b，16c，16d)相对应地构造。

12.如权利要求11所述的压敏电阻模块(3a，3b，3c，3d，5a，5b，5c，5d，12a，12b，12c，12d)，其特征在于，所述耦合元件(6a，6b，6c，6d，15a，15b，15c，15d，7a，7b，7c，7d，16a，16b，16c，16d)角度固定地与所述压敏电阻模块连接。

13.如权利要求11或12所述的压敏电阻模块(3a，3b，3c，3d，5a，5b，5c，5d，12a，12b，12c，12d)，其特征在于，所述耦合元件(6a，6b，6c，6d，15a，15b，15c，15d，7a，7b，7c，7d，16a，16b，16c，16d)相互间隔地设置在所述压敏电阻模块(3a，3b，3c，3d，5a，5b，5c，5d，12a，12b，12c，12d)上。

14.如权利要求11至13之一所述的压敏电阻模块(3a，3b，3c，3d，5a，5b，5c，5d，12a，12b，12c，12d)，其特征在于，至少一个耦合元件(6a，6b，6c，6d，15a，15b，15c，15d，7a，7b，7c，7d，16a，16b，16c，16d)在接触点和压敏电阻模块之间形成导电的电路。

15.如权利要求11至13之一所述的压敏电阻模块(3a，3b，3c，3d，5a，5b，5c，5d，12a，12b，12c，12d)，其特征在于，至少一个耦合元件(6a，6b，6c，6d，15a，15b，15c，15d，7a，7b，7c，7d，16a，16b，16c，16d)具有中断电路的绝缘部位。

16.如权利要求11至15之一所述的压敏电阻模块(3a，3b，3c，3d，5a，5b，5c，5d，12a，12b，12c，12d)，其特征在于，所述第一以及所述第二耦合元件(6a，6b，6c，6d，15a，15b，15c，15d，7a，7b，7c，7d，16a，16b，16c，16d)能分别与另一个无关地耦合。

17.如权利要求11至16之一所述的压敏电阻模块(3a，3b，3c，3d，5a，5b，5c，5d，12a，12b，12c，12d)，其特征在于，所述压敏电阻模块(3a，3b，3c，3d，5a，5b，5c，5d，12a，12b，12c，12d)至少局部用绝缘材料(8a，8b，8c，8d)包覆。