CN101868889A - 带有热过载保护的过电压放电器 - Google Patents

Abstract

描述了一种过电压放电器，其具有至少两个电极(1)。电极(1)中的至少一个具有通风道(2)。过电压放电器的内腔通过通风道(2)与过电压放电器的外部区域相连接，其中，通风道(2)借助于熔融元件(3)而被封闭。优选地，熔融元件布置在通风道的面向过电压元件的外部区域的端部处。

Description

带有热过载保护的过电压放电器

技术领域

本发明涉及一种带有热过载保护(thermischem

)的过电压放电器

及其应用，并涉及一种用于保护过电压放电器免受热过载(thermischer

)的方法。

背景技术

由文件DE 10059534C1可知一种过电压放电器。

发明内容

有待实现的目的在于，提供一种用于过电压放电器的热过载保护和提供一种方法，它们可靠且简单地保护过电压放电器免受热过载。

该目的通过根据权利要求1所述的过电压放电器来实现。

此外，该目的按照根据权利要求11所述的方法来实现。

过电压放电器具有至少两个电极(Elektrode)，其中，电极中的至少一个具有通风道(Belüftungskanal)。这种过电压放电器既可为双电极过电压放电器又可为三电极过电压放电器，其中，外侧电极中的至少一个设有通风道。电极可构造成相对的销式电极(Stiftelektroden)。备选地，一电极可作为管形电极(Rohrelektrode)来实施，一销式电极凸入到该管形电极中。过电压放电器的电极借助于管状的绝缘体、优选借助于陶瓷筒而彼此连接成过电压放电器。过电压放电器的内腔相对于周围环境不透气地(gasdicht)被封闭(verschlossen)。过电压放电器的内腔中存在有气体。

在过电压放电器的内部，在超越一定的极限电压时产生电弧击穿(Lichtbogenüberschlag)。只要存在用于电弧的电气条件，则电弧通过所供应的电流而被维持。该电弧产生了过电压放电器的热负荷，该热负荷不得超越对于过电压放电器及其安装周围环境而言特定的值。另一方面，在被以直流电压或交流电压或者直流电流或交流电流进行加载时，过电压放电器受到热负荷。尤其在雷击电流或冲击电流的情形下，过电压放电器会受到热负荷。

熔融元件(Schmelzelement)如此地设置，即，使得其在升温

时熔融。通风道用于将过电压放电器的内腔与过电压放电器的外部区域(Auβenbereich)相连接。在可熔元件熔融的情形下，外部区域的大气(通常是空气)通过通风道到达过电压放电器的内腔中并使电弧熄灭。由此，电路被中断。在一种特别有利的实施形式中，通风道布置在销式电极中。在一种备选的实施形式中，通风道布置在外电极(Auβenelektrode)或管形电极中。

通过空气流入到过电压放电器的内腔中，防止了由于热过载而发生过电压放电器的不允许地高的(

hohen)升温。由于不允许地高的升温，会存在如下危险，即，过电压放电器着火。通过空气供给有目的地防止了过电压放电器的过热，因为在流入的空气的情形下实现了电路的断开。

优选地，在一种实施形式中，通风道在其面对过电压元件的外部区域的电极的端部处借助于熔融元件而被封闭。

在一种有利的实施形式中，熔融元件具有低熔点焊料(niedrigschmelzenden Lot)的特性。但是，同样可能的是，熔融元件具有硬焊料(Hartlot)的特性。

在一种优选的实施形式中，熔融元件如此地构造，即，在过电压放电器的升温的情形下，熔融元件具有孔穴(Loch)，通过孔穴，空气到达过电压放电器的内腔中。

在一种优选的实施形式中，过电压放电器的电极具有如此之大的间隔，即，使得在空气处的击穿电压

比预定的过电压放电器的触发电压(Zündspannung)高。因此，在流入的空气的情形下，在所施加的电压下不再发生进一步的火花形成，由此，过电压放电器的不允许地高的升温的危险可几乎被防止。因此，相比于所施加的电压，被通风的(belüfteten)过电压放电器的触发电压具有显著地更高的值。

因此，由于空气涌入到过电压放电器的内腔中，过电压放电器被从电路(在正常情况下，该电路通过该过电压放电器而被连接)断开。

在一种优选的实施形式中，通风道利用低熔点焊料来封闭。那么，该焊料形成了焊料塞。在可用的正常状态中过电压放电器不透气地被封闭。在不允许地高的升温的情形下，熔融元件优选地如此地设置，即，使得，熔融元件熔融并且至少以这样的程度开启通风道，也就是，使得过电压放电器借助于来自外部的空气供给而被通风。通过熔融元件的熔融温度可确定如下温度，即，在该温度下，过电压放电器被通风且因此从电路断开。

在另一种优选的实施形式中，在外侧在熔融元件处布置有盖板(Abdeckscheibe)。在这种实施形式中，熔融元件优选地位于通风道的外侧端部与盖板之间。

优选地，盖板由铜制成。但是，盖板同样可由另一种(优选地耐热的)材料制成。

在一种特别有利的实施形式中，盖板以这样的方式安装，即，使得，通过盖板而显示出过电压放电器的功能状态(Funktionszustand)。因此，在过电压放电器的优选横放的布置下，可实现的是，通过盖板来显示过电压放电器是否已被通风。在未被通风且因此可用的过电压放电器的状态下，盖板位于熔融元件上。在不允许的升温的情形下，熔融元件熔融，由此，盖板从熔融元件松开

并且尤其地由于盖板的重量而从其原始位置松开。在此，盖板或者完全地从电极上落下，或者至少从其原始位置移开(entfernt)。由此，可能的是，基于盖板的关于过电压放电器的位置推断过电压放电器的功能状态。因此，观察者可通过察看过电压放电器的端侧面(Stirnseite)而立即确定，过电压放电器是否还在完好的状态中(即，未被通风)，或者其是否由于不允许地高的升温而已被通风并且因此无法再供其原始的应用所使用且必须被替换。

在另一种优选的实施形式中，在盖板处布置有机械的弹簧。

在已熔融的熔融元件的情形下，弹簧被如此地布置，即，使得盖板由于弹簧的力而被从熔融元件或从该原始位置松开并被压到位于附近的接触元件上。通过盖板与接触元件的接触，电触点被闭合且电信号被产生。该电信号可被使用以用于进一步的处理，例如用于过电压放电器的功能状态的显示。因此，在这种实施形式中，过电压放电器同样被设计用于竖放的布置。

过电压放电器优选地在电信设备(例如电信网络)中被应用。过电压放电器在其应用方面不限于电信网络，并且同样可在任何其它的、在其中高电压必须借助于过电压放电器而被导出的电气线路中被应用。尤其地，过电压放电器适合用于防雷应用，在该防雷应用中，过电压放电器至少有时候处于或可处于电网电压下。过电压放电器尤其地适合于，在电网保护的领域中，也就是在建筑物的供电(230V-网)中，被使用以用于保护免受雷电冲击电流和过电压。

过电压放电器用作于，在很短的时间中将较高的脉冲状的若干千伏(von einigen kV)的电压和若干千安(von einigen kA)的电流短路或者引出至地。在故障情况中持续较久的负荷(例如当电网电流通过电信网络或电压放电器而被短路时(功率交叉))，可能发生过电压放电器的不允许地高的升温，这可能导致燃烧。通过如上所述的过电压放电器，这种过度的加热被防止，因为在过电压放电器的通风中，实现了电路的断开且过电压放电器冷却。

此外，描述了一种用于保护如之前所述的过电压放电器免受热过载的方法，该方法具有下列步骤。当过电压放电器不允许地强烈地升温时，熔融元件由于过电压放电器的升温而熔融。由于熔融元件的熔融，在下一步骤中，过电压放电器通过通风道而被通风，并且，由于电弧的熄灭，电路断开。

在另一优选的方法步骤中，盖板在熔融元件熔融时从其原始位置中松开。因此优选地，在过电压放电器的横放的安装的情形下，盖板从其原始位置(在电极的外侧面上)中移开。

在另一优选的方法步骤中，盖板在熔融元件熔融时通过弹簧的力而被压到接触元件上。通过盖板与接触元件之间的接触，电信号由接触元件产生和传递。

该装置和方法在下面借助于实施例和属于其的附图而被进一步说明。

接下来所描述的图纸不应理解为按比例的。相反，为了更好的图示，各个尺寸可能以放大、缩小或甚至经变形的方式被示出。

附图说明

相同的元件或者承担相同功能的元件利用相同的附图标记来标示。

图1显示了带有通风道的过电压放电器的电极，通风道利用熔融元件来封闭，

图2显示了带有盖板的过电压放电器的电极，盖板位于通风道上方的熔融元件上，

图3显示了两点式过电压放电器的示意性的简图，

图4显示了过电压放电器的电极的示意性的简图，在该电极中盖板设有机械的弹簧。

具体实施方式

在图1中在横截面中示出了过电压放电器的电极1的第一种实施形式。优选地，电极1具有通风道2，其将过电压放电器的内部与外周围环境相连接。优选地，通风道2在其外侧端部处设有熔融元件3，其不透气地封闭过电压放电器。熔融元件可构造成焊料塞。优选地，通风道2如此地布置，即，使得，电极1的端面

在过电压放电器的内部区域中具有均匀的电极端面。在过电压放电器的电极1的内侧端面之间实现火花间隙的形成。在图1中，通风道2具有第一孔，其横向地穿引过电极1且在两个端部处朝向电极1的内腔而敞开。垂直于第一孔而布置的第二孔与该第一孔一起构成了通风道2。在第二孔的外侧端部处，通风道2利用可熔元件3而不透气地被封闭。

通风道2可具有任何这样的所希望的形状，即，该形状适合于将过电压放电器的周围环境与内腔相连接，从而使得空气可到达过电压放电器的内腔中。优选地，通风道不终止于电极1的内侧端面的区域中。

图2在横截面中显示了过电压放电器的电极1的另一种实施形式。通风道2在外侧端部处利用熔融元件3和盖板4不透气地被封闭。盖板4通过熔融元件3在其位置中被固定。在过电压放电器的不允许地高的升温的情况下，熔融元件3熔融，由此盖板4从熔融元件3松开。在过电压放电器的水平的安装的情形下，盖板4在熔融元件3熔融的情况下从熔融元件3脱离并滑动或甚至完全落下。

因此，盖板4的位置充当指示器(过电压放电器是已被通风还是仍处于完好状态中)。在过电压放电器完好状态中，盖板4位于它的在熔融元件3上的原始位置处。如果过电压放电器被通风且因此不可使用，那么盖板4至少从它的原始位置中移开，或者盖板4完全地从该位置中移开。

在图3中示出了2电极过电压放电器的示意性的简图。过电压放电器在这种实施形式中具有两个电极1，它们中，两个电极1中的至少一个具有通风道2。通风道利用熔融元件3而不透气地被封闭。在过电压放电器的两个电极1之间作为绝缘体布置有管状的筒5，其与两个电极1一起构成了实际上的过电压放电器。优选地，筒5由陶瓷材料制成。筒5与两个电极1一起形成了过电压放电器的不透气地被封闭的内腔。过电压放电器的两个电极1的间隔这样地大，即，使得在空气处两个电极1之间的击穿电压要高于预定的过电压放电器的触发电压。

图4在横截面中显示了过电压放电器的另一种实施形式的电极1。电极1的通风道2利用熔融元件3不透气地被封闭。盖板4如此地布置在熔融元件3上，即，在电极1与盖板4之间布置有弹簧6。盖板4通过熔融元件3而被固定。在过电压放电器的不允许地高的升温的情况下，熔融元件3熔融。通过弹簧6的力，盖板4被从熔融元件3松开并且通过弹簧6而被压到接触元件7上，该接触元件7布置在过电压放电器的端侧面处。通过盖板4与接触元件7的接触，由接触元件触发一信号，其通过信号线路8而被传递到未在该图中示出的评价装置处。因此，接触元件7的信号适合于直接地或间接地以光学的、声学的或另外的形式来展示过电压放电器的功能状态。

虽然在实施例中仅描述了过电压放电器的可能的改进方案的有限的数量，但是，过电压放电器不限于这些实施形式。原则上可能的是，三电极放电器同样在中心电极处设有通风道，其借助于熔融元件而被封闭，其中，中心电极具有向外的直接的接触。此外同样可能的是，选择与所示出的不相同的通风道的形状和结构。过电压放电器不限于示意性地示出的元件的数量。

这里所说明的对象和方法的描述不限于各个特定的实施形式。相反，只要在技术上有意义，则各个实施形式的特征可任意地彼此组合。

参考标号列表

1    电极

2    通风道

3    熔融元件

4    盖板

5    筒

6    弹簧

7    接触元件

8    信号线路

Claims (14)

1.一种过电压放电器，具有

至少两个电极(1)，其中，所述电极(1)中的至少一个具有通风道(2)，所述通风道(2)将所述过电压放电器的内腔与所述过电压放电器的外部区域相连接，其中，所述通风道(2)借助于熔融元件(3)而被封闭。

2.根据权利要求1所述的过电压放电器，其特征在于，所述熔融元件(3)以如下方式被设置，以便在升温时熔融，即，使得空气通过一个或多个孔穴从所述外部区域经过所述通风道(2)到达所述过电压放电器的内腔中。

3.根据前述权利要求中任一项所述的过电压放电器，其特征在于，所述两个电极(1)之间的间隔如此之大，即，使得空气中所述两个电极(1)之间的击穿电压高于预定的所述过电压放电器的触发电压。

4.根据前述权利要求中任一项所述的过电压放电器，其特征在于，所述熔融元件布置在所述通风道的、面向所述过电压元件的外部区域的端部处。

5.根据前述权利要求中任一项所述的过电压放电器，其特征在于，所述熔融元件封闭所述通风道。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的过电压放电器，其特征在于，在所述熔融元件(3)的面向所述外部区域的侧面上布置有盖板(4)。

7.根据权利要求6所述的过电压放电器，其特征在于，所述盖板(4)显示了所述过电压放电器的功能状态。

8.根据权利要求6或7所述的过电压放电器，其特征在于，在所述盖板(4)处布置有机械的弹簧(6)。

9.根据权利要求8所述的过电压放电器，其特征在于，在已熔融的熔融元件(3)的情形下，所述盖板通过所述弹簧(6)的力而与接触元件(7)相连接。

10.根据前述权利要求中任一项所述的过电压放电器的在电网络中的应用。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的过电压放电器的在电信设备中的应用。

12.一种用于保护过电压放电器免受热过载的方法，具有根据权利要求1至9中任一项所述的过电压放电器，所述方法带有下列步骤：

-在热过载的情形下使所述熔融元件(3)熔融，

-通过通风道(2)进行所述过电压放电器的通风。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述熔融元件熔融的情形下，盖板(4)从所述熔融元件(3)松开并从所述盖板(4)的原始位置移开。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述盖板(3)通过弹簧(6)的力被压到接触元件(7)上。

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