CN104685580A - 过电压防护放电器 - Google Patents

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CN104685580A CN201380051093.4A CN201380051093A CN104685580A CN 104685580 A CN104685580 A CN 104685580A CN 201380051093 A CN201380051093 A CN 201380051093A CN 104685580 A CN104685580 A CN 104685580A
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D.斯普林伯恩
E.皮珀特
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Abstract

本发明涉及一种过电压防护放电器(1)，其具有放电元件(2)、与所述放电元件(2)导电连接的控制罩(3)和流体密封的壳体(4)，所述放电元件(2)和所述控制罩(3)布置在所述壳体(4)中。所述放电元件(2)具有接地触点(5)和高压触点(6)，其中，所述接地触点和所述高压触点分别将壳体(4)的内部与外部导电连接。按照本发明，所述控制罩(3)具有第一部分罩(10)和第二部分罩(11)，其中，所述第一部分罩(10)和所述第二部分罩(11)相互导电连接并且能这样彼此相对移动，从而能够建立或切断所述接地触点(5)通过所述放电元件(2)与高压触点(6)的导电连接。通过这种方式可以使壳体(4)内部的分离部位断开或闭合。

Description

过电压防护放电器
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的过电压防护放电器。
过电压防护放电器是例如用于开关设备的保护系统，所述保护系统在由于雷击或其它部分系统的故障而产生过电压时将该过电压接地导出，并且这样保护开关设备的其它部件。
这种过电压防护放电器包括一个或多个圆柱形的放电元件，所述放电元件具有由单个也呈圆柱形的压敏电阻元件构成的压敏电阻柱。压敏电阻元件的特点在于与压力有关的电阻。在较低压力的情况下，压敏电阻元件也发挥绝缘体的作用。从特定的与材料有关的压力阈值开始，压敏电阻元件显示出良好的导电性能。压敏电阻元件通常由金属氧化物、例如氧化锌制成。放电元件邻接在端部接头的两个端部上，所述两个端部构成与开关设备和地面的电触点。为了在受到机械负载的情况下也能确保良好的电连接，压敏电阻柱必须在受到压力时保持牢固。这是通过将强度构件、例如优选由玻璃纤维加固的塑料制成的绳索或杆件通过牵引而卡紧在端部接头中实现的。强度构件在此包围压敏电阻柱，并这样构成环绕压敏电阻柱的保持架。
为了能应用在气体绝缘的开关设备中，过电压防护放电器具有环绕放电元件的流体密封的壳体。在此，壳体为了提高耐击穿强度被填充以流体、通常是六氟化硫。壳体通常由金属制成，并且在电学上是接地的。导出柱的一个端部接头通过经壳体引出的触点而接地。另一个端部接头通过引线与处于壳体外侧上的触点相连，所述触点用于在开关设备上的连接。尤其是较大的过电压防护放电器通常在其高压侧的端部上具有控制罩，所述控制罩作为一侧封闭的圆柱体倒扣在导出柱的端部上。各个压敏电阻元件具有相对于接地电势较高的电容，然而各个压敏电阻元件的串联导致极小的纵向电容，这从压敏电阻柱的特定的结构长度开始导致不均匀的电压分布。在压敏电阻柱的离接地电势很远的部分上，压敏电阻元件由此在电压方面要求较高，这可以与其电阻作用一起导致不期望的产热。控制罩则用于使沿压敏电阻柱的长度的电压分布均匀化。
如果要对开关设备进行电控制，由于随后出现的较高电压则必须将过电压防护放电器与开关设备分隔开。否则过电压防护放电器会将电压传导接地，并使测量结果出错。
迄今已知具有分离部位的过电压防护放电器，由此能使过电压防护放电器与开关设备分隔开。为了对这种分离部位进行操作必须打开壳体，由此会使六氟化硫排出。由于六氟化硫是有害的温室气体，所以这是最不被期望的并进而是有弊端的。
由专利文献JP 10322822-A已知这种类型过电压防护放电器，其中，导出柱相对于开关设备分隔开，这是通过由导出柱和控制罩构成的装置共同移动并由此形成或中断电连接实现的。为了进行操作，在此通过壳体壁气密地实施线性运动。
在申请号为PCT/EP2012/059973的国际申请中描述了一种过电压防护放电器，其中，控制罩相对于放电元件移动，并能这样打开或关闭分离部位。
现有技术的弊端在于，必须移动相对较大的质量。本发明所要解决的技术问题在于，提供一种过电压防护放电器，其使得需要移动的质量较小。
所述技术问题通过根据权利要求1所述的按照本发明的装置解决。
有鉴于此，过电压防护放电器具有放电元件、与放电元件导电连接的控制罩和流体密封的壳体，放电元件和控制罩布置在所述壳体中。在此，壳体具有接地触点和高压触点，其中，接地触点和高压触点分别将壳体的内部与外部导电连接。根据本发明，控制罩具有第一部分罩和第二部分罩，其中，第一部分罩和第二部分罩相互导电连接并且能这样彼此相对移动，从而能够建立或切断所述接地触点通过所述放电元件与高压触点的导电连接。因此可以固定一个部分罩，而仅将另一个部分罩设计为可活动的，这降低了移动的质量。
在本发明的一种有利的设计方案中，第一和或第二部分罩是圆柱形的并且能够以伸缩套接的方式相对移动。由此得到了良好的轴向导引。
优选地，第一部分罩与放电元件的高压侧的端部接头相连，并且第二部分罩能相对于第一部分罩在放电元件的轴向方向上移动。因为第一部分罩是不可活动的，所以第一部分罩可以最佳地与场控制的任务相适配。第二部分罩、即可活动的部分罩通过以下方式发挥断开和闭合触点的功能，即第二部分罩能相对于第一部分罩在放电元件的轴向方向上移动，并且由此能够与高压触点形成接触连接，从而闭合连接，或者反之断开连接。
此外还优选的是，第二部分罩在其端侧上具有凹陷，所述凹陷能够与在高压触点上对应成型的隆起形成面状的接触，这是通过将隆起伸入凹陷中实现的。第二部分罩可以例如具有带凹形轮廓的凹陷，并且高压触点可以具有带凸形轮廓的隆起。优选地，所述轮廓绕放电元件的轴向方向旋转对称。所述轮廓在此可以是球状或锥状的。然而也可以考虑的是，轮廓中的一个是锥状的，另一个是球状的。在第二部分罩朝高压触点的方向移动时，自彼此间一定的距离开始隆起就伸入凹陷中。当第二部分罩和高压触点接触时，则形成了面状的接触部位，所述面状的接触部位实现了特别好的接触连接。如果其中一个轮廓是锥状而另一个是球状，则由于材料的有限硬度而得到了环形的接触面。至少，这种分离部位是自动定心的、即能容忍移动方向与轴向方向的较小偏差。
以下结合附图对本发明进行更详尽的阐述。在附图中：
图1示出根据本发明的具有断开的分离部位的过电压防护放电器，
图2示出根据本发明的具有闭合的分离部位的过电压防护放电器，
图3示出在根据本发明的过电压防护放电器的高压侧的端部接头周围的区域。
相互对应的部件在所有附图中被标注以相同的附图标记。
图1示出了根据本发明的具有断开的分离部位17的过电压防护放电器1。在此，过电压防护放电器1具有气密性的壳体4。在此为便于显示，所述壳体4在所有附图中被剖开示出。壳体4是圆柱形的，并且在一侧上被壳体盖16封闭。壳体4在运行完成状态下通常在过压下被填充绝缘流体、例如六氟化硫。接地触点5在此不可见地穿过壳体盖16导引从壳体4的外部向内部的导电连接。在此，所述导电连接例如可以通过导电的盖子16、或通过例如在专利文献EP 12 170 022.3中所描述的相对于所述盖子电绝缘的套管形成。在壳体4的与盖子16对置的端部上布置了高压触点6，在此显示为高压套管。所述高压套管提供了根据应用情况可适用于1千伏至数百千伏的高压的导电连接，所述导电连接相对于壳体4绝缘。
在壳体4的内部布置了放电元件2。所述放电元件具有圆柱形的压敏电阻柱7、接地侧的端部接头8、在此不可见的高压侧的端部接头9和多个拉紧元件14。压敏电阻柱7由单独的同样呈圆柱形的压敏电阻块组合而成。端部接头8、9通常由导电材料制成。拉紧元件14通过拉力被夹在端部接头8、9中并且由此将压敏电阻柱7固定在一起。在压敏电阻柱7中可以插入保持盘片，所述保持盘片具有孔，拉紧元件14导引穿过所述孔并且由此还对放电元件2进行额外的稳定化。压敏电阻柱的纵轴线18确定了轴向方向。
在放电元件2的接地连接侧，壳体4的遮盖面被简单的壳体盖16封闭。接地触点5电绝缘地通过该壳体盖16从壳体4的内部导引至外部，并且用于接地连接。在壳体4的内部，接地触点5与放电元件2、例如与电缆导电连接。放电元件2的接地侧的端部接头8固定在壳体盖16上。壳体盖16相对于压敏电阻柱7电绝缘。壳体盖16通常具有此处未示出的接口，流体、例如六氟化硫能通过所述接口被填充进壳体4中、或者从壳体中被排出。
在放电元件2的高压连接侧上，壳体4的遮盖面配设有设计为高压套管的高压触点6，以便在高压与接地的壳体4之间没有击穿危险的情况下将高压电势从外部导引至壳体4内。
大体呈圆柱形的控制罩3套在放电元件2的高压侧端部上。控制罩3在此由第一部分罩10和第二部分罩11构成。这两个部分罩可伸缩套接地相对移动。第二部分罩11与移动装置15相连，所述移动装置在此设计为传动杆。移动装置15流体密封地导引穿过壳体盖16，并且允许从壳体4的外部操作分离部位。操作者可以利用移动装置15在不打开壳体4的情况下沿轴向方向朝高压触点6推动第二部分罩11，直至分离部位17最终闭合，如图2所示。由此形成了从高压触点6经过第二部分罩11、第一部分罩10、高压侧的端部接头9、压敏电阻柱7、接地侧的端部接头8至接地触点5的导电连接。如果第二部分罩11沿相反方向、即远离高压触点6运动，则分离部位17和进而所述导电连接被断开。
为了确保高压触点6与第二部分罩11之间的良好接触，部分罩11在其端侧上设有在此例如为球状的凹陷12。高压触点6的在此也呈球状的隆起13伸入凹陷12中，直至最终在第二部分罩11与高压触点6之间形成接触连接。球状的隆起13的轴线以及凹陷12的轴线在此相互对中心，从而补偿了移动方向的公差。
在图3中示出具有控制罩3的放电元件2的高压侧端部。控制罩3在此被剖开示出，以便显示高压侧的端部接头9。第一部分罩10和第二部分罩11在此可伸缩套接地相对移动。在此，第二部分罩11从外部环绕第一部分罩10。在控制罩3的内部可以看见高压侧的端部接头9。拉紧元件14与高压侧的端部接头夹紧。移动元件15是传动杆，所述传动杆导引穿过高压侧的端部接头9内的开口，并且与第二部分罩11在其端面上相连。第一部分罩10是双侧敞开的圆柱体，所述圆柱体在下边缘上具有加厚部，以避免在该处出现场线密度增加。此外，第一部分罩还与高压侧的端部接头9固定连接。在第一部分罩10与第二部分罩11之间可以布置在此未示出的滑动件，以便减小摩擦，并且确保良好的导引。第二部分罩11能借助移动装置15相对于第一部分罩10沿纵轴线18的方向移动。第一部分罩10与第二部分罩11之间的导电连接可以例如借助柔性的导电带形成。

Claims (4)

1.一种过电压防护放电器(1)，具有放电元件(2)、与所述放电元件(2)导电连接的控制罩(3)和流体密封的壳体(4)，所述放电元件(2)和所述控制罩(3)布置在所述壳体(4)中，并且所述壳体具有接地触点(5)和高压触点(6)，其中，所述接地触点和所述高压触点分别使壳体(4)的内部与外部导电连接，其特征在于，
所述控制罩(3)具有第一部分罩(10)和第二部分罩(11)，其中，所述第一部分罩(10)和所述第二部分罩(11)相互导电连接并且能这样彼此相对移动，从而能够建立或切断所述接地触点(5)通过所述放电元件(2)与高压触点(6)的导电连接。
2.根据权利要求1所述的过电压防护放电器(1)，其特征在于，
所述第一和第二部分罩(10、11)是圆柱形的并且能伸缩式地相对移动。
3.根据权利要求1或2所述的过电压防护放电器(1)，其特征在于，
所述第一部分罩(10)与所述放电元件(2)的高压侧的端部接头(9)相连，并且所述第二部分罩(11)能相对所述第一部分罩(10)在所述放电元件(2)的轴向上移动。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的过电压防护放电器(1)，其特征在于，
所述第二部分罩(11)在其端面上具有凹陷(12)，所述凹陷能够与在高压触点(6)上对应成型的隆起(3)形成面状的接触，这是通过所述隆起(13)伸入所述凹陷(12)中实现的。
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