CN104769798A - 用于接触外部雷击保护器中的绝缘引线的场控制层的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于接触外部雷击保护器中的绝缘引线的场控制层的装置，其中绝缘引线被引导至少通过在支撑体或支撑管内部的长度段，并与支撑体或支撑管间隔开来，此外还具有导电的接头元件，所述接头元件在一侧与场控制层连接而在另一侧与等电位联结相连，而且接头元件还位于绝缘引线与支撑体或支撑管的内部之间的间隔区域或者可被引入所述间隔区域。根据本发明的接头元件被构造成一件式的并具有多个受到机械预应力或弹簧力的臂或棘爪，其紧靠场控制层的表面，但不会对此表面造成损害。

Description

用于接触外部雷击保护器中的绝缘引线的场控制层的装置
本发明涉及一种用于接触外部雷击保护器中的绝缘引线的场控制层的装置，其中绝缘引线被引导至少通过在支撑体或支撑管内部的长度段，并与支撑体或支撑管间隔开来，此外还具有导电的接头元件，该接头元件在一侧与场控制层连接而在另一侧与等电位联结(Potentialausgleich)相连，而且该接头元件还位于在绝缘引线与支撑体或支撑管的内部之间的间隔区域或者可被引入该间隔区域，如权利要求1所述。
已知的是，在外部的雷击保护器中，将绝缘引线在端部闭锁区域(Endverschlussbereich)中沿着支撑管敷设或敷设在支撑管内。为了抑制在绝缘引线表面上的沿面放电(Gleitentladung)，有必要将引线的半导电护套连接到不受雷电流冲击的等电位联结上。这是通过直接置于导线上并连接到等电位联结的元件来完成的。绝缘引线的等电位联结接头到实际的接头元件的空间距离与绝缘引线的半导电护套的导电能力以及防雷系统的等效隔离距离相匹配。用作绝缘引线的特别是所谓的HVI导线(HVI：德国DEHN+股份有限公司的注册商标)。而使用HVI导线的危险在于，如果不采取额外措施，高脉冲电压会造成在绝缘材料表面处的闪络()。为了避免所谓的滑动闪络(Gleitüberschlag)，HVI导线配备有外部半导电护套，该半导电护套允许将高雷电脉冲电压控制到基准电压。为此，由于功能所致在端部闭锁的区域中，在外部半导电材料与建筑物的等电位联结之间建立连接。
在用于和绝缘引线的场控制层进行接触的装置的同一类实施形式中，应用在所述场控制层上的电位接头由两个半圆形部件组成，从两侧将这两个半圆形部件按压到导线表面上，并随后被推入保持管中。接着借助螺钉触点实现与外部的金属套的电接触，所述金属套又与等电位联结接头相连。上面提到的现有技术请参阅www.obo-bettermann.com/download/montage/cbs/iscon_systemanleitung_120615_de.pdf。
例如从DE 102 28 665 B4或DE 102 33 528 B4中已知以绝缘引线为基础的前述雷击电流引导装置。在这方面使用了电导体，该电导体嵌入到绝缘套中，而所述绝缘套又具有导电壳体，其中在电导体与拦截装置的接头部分中设置了用于进行场控制以防止沿面放电以及用于增加脉冲电压承受能力的设备。此外，还将雷击电流引导装置连接到没有受到雷击电流冲击的等电位联结上。
DE 10 2005 041 167 A1描述了一种雷击电流引导装置，该雷击电流引导装置由拦截装置组成，而拦截装置则通过电导体与接地系统相连。电导体由绝缘体所包围。绝缘体由具有非线性电气特性的材料所制成的层组成。
在朝向拦截装置的绝缘体的端部区域和包围该绝缘体的层上安装有接头帽，该接头帽将拦截装置、电导体和包围层彼此导电连接。支架例如由金属制成。
在将绝缘引线连接到没有受到雷电流冲击的等电位联结的已知实施形式中，特别是在将接头元件引入绝缘引线与现有的包围支撑体之间的间隔区域这一实施形式中，使用了多件式的元件，安装此种元件时要非常小心仔细。已知的接头元件不能补偿现有公差，从而使得在所有操作条件下，即考虑到老化或气候影响时是否总是会有足够的接触可靠性还值得怀疑。此外，当已知接头元件朝绝缘引线作相对运动时还存在以下危险，即相对薄的外部半导电层会受到机械损害，尤其会导致在受到干扰的区域中出现干扰性放电这种后果。
如同在现有技术中可能的那样，如果接头元件相对牢固地固定在支撑体中，那么也许有必要进行的拆卸和重新安装不能进行或仅能在困难的条件下进行。
因此从前述内容可知，本发明的任务在于，提供一种经过改进的、用于接触在外部雷击保护器中的绝缘引线的场控制层的装置，该装置一方面使得有可能简单地进行安装和拆卸，另外还确保待接触的场控制层在安装过程中不会受到损害。此外，如果使用所设想的装置，则应当有可能快速并且几乎直观地实现安装过程。
本发明的此任务通过根据权利要求1中的特征组合的装置得以实现，其中从属权利要求至少包含适当的结构形式和改进形式。
因此要以用于接触在外部雷击保护器中的绝缘引线(例如HVI引线)的场控制层的装置为基础，其中绝缘引线被引导至少通过支撑体或支撑管设备的内部的长度段，并与其间隔开来。
此外还存在至少一个导电的接头元件，其在一侧与场控制层连接而且在一侧与等电位联结相连。该接头元件还可被引入在绝缘引线与支撑体或支撑管内部之间的间隔区域或者布置在此处。
相对于现有技术，根据本发明，接头元件被构造成一件式的，并在优选的实施形式中具有多个受到机械预应力或弹簧力的臂或棘爪。
所述臂或棘爪紧靠场控制层的表面并与其安全且长久稳定地接触。
接头元件的臂或棘爪被设计成使得绝缘引线被近似中心地引导在支撑体或支撑管内部。由外部作用的机械力(风载荷)或热膨胀引起的可能运动可以根据特别使用的弹簧特性得以补偿，而且不会损坏表面，特别是绝缘引线。
此外根据本发明还设置了塞套(Steckhülse)，其第一端部容纳了支撑体或支撑管，而其第二端部容纳了固持管、支撑腿或类似元件。在这种情况下，支撑体或支撑管被设计成不导电的，固持管或支撑腿或其它可构造成桅杆状的紧固装置，以及塞套被设计成导电的。
在本发明的第一实施方式中，接头元件具有大量蜘蛛腿形状的弹簧臂，其从设想的中心点出发径向延伸并在接头元件的纵方向上扩展。
具体来说，弹簧臂的各个第一端部具有大致为双拱或S形的走势，其中在本发明的一种实施形式变体中，每个第一圆弧部分紧靠支撑体或支撑管的内侧，并且对于被插入的绝缘引线，每个第二圆弧部分紧靠或接触绝缘引线的场控制层。在可供选择的实施形式变体中，第一圆弧部分并不与支撑体的内侧接触。在这两种实施形式变体中存在以下可能性，即在第二圆弧部分的凹陷区域中布置片簧(Formfeder)、闭合成环的蜗簧(Wurmfeder)或弹性环或者类似装置，以确保安全接触场控制层。
在本实施形式中，弹簧臂的每个第二端部在结构上是在纵向方向上大致呈直线延伸的。所述直线端部通过一个部分与支撑体或支撑管接触。在这里，直线走势首先近似渐近地接近支撑管或支撑体的内表面，目的是为了之后通过纵向部分与支撑体或支撑管的表面完全接触。
在另一种优选的设计方案中，弹簧臂或至少一部分弹簧臂的相应第二端部以弯曲角终止，该弯曲角可与上面提到的塞套接触。
接头元件的本实施形式可按如下方式进行安装。
通过许多蜘蛛腿形状的弹簧臂构成的接头元件被置入优选使用的支撑管的端部。在这种情况下，相应的弹簧臂上的弯曲角紧靠支撑管的前端部。
接着将支撑套(其内直径与支撑管的外直径匹配)推到支撑管上。塞套上已有的止动件(其往塞套内侧延伸)与弹簧臂的相应第二端部的弯曲角接触，从而建立电连接并可用已知的方式将塞套连接到未受雷击电流冲击的等电位联结上。
继而可将电缆推入该设备中，所述电缆通过弹簧臂接收、引导并进行接触。通过特别构造具有拱形走势的弹簧臂来避免损害绝缘引线或相应电缆的场控制层的表面。
在本发明的第二实施形式中，塞套本身在其第一端部区域具有多个沿圆周布置的凹槽或孔以容纳伸入内部的弹簧加载的触针或触指。弹簧负载在这里应该这样理解，即把绝缘引线插入支撑套的内部时触针或触指首先会向后滑动，从而实现无障碍地插入引线。但是此时弹簧力很高，使得触指或触针的接触面保证到绝缘引线的场控制层足够的电接触。在本实施形式中，可以使用螺旋弹簧来产生预张紧力，所述螺旋弹簧被引入封套中，该封套构成具有拱形走势的触指。用已知的方式还存在这种可能，即例如通过螺纹销将力施加到相应的弹簧上，以便用同样的方式预张紧所述弹簧，从而使得可选择相应接触的适当压力。
在本发明的改进形式中存在以下可能，即塞套在其第一端部区域外侧具有用于机械固定其它绝缘引线和/或电位接头的装置。也就是说在本实施形式中可提供以下可能性，即布置具有内置绝缘引线的准中央支撑管并在设置的防雷杆上端布置多条其它的具有连接盖和防雷杆的绝缘引线，以便在雷击时确保雷电冲击电流的分布。
下面借助实施例并且参考附图来详细阐述本发明。图中显示：
图1为本发明所述装置的顶视图，该装置具有支撑管以及具有位于内部的绝缘引线和接头元件的塞套，所述接头元件具有大量蜘蛛腿形状的弹簧臂，此外还示出了装置的纵剖视图，该装置具有可识别的、用于所容纳的绝缘引线的定心功能；
图2为接头元件的第二实施形式的横截面和纵截面图，其中塞套在其第一端部区域中具有多个沿圆周布置的凹槽或孔以便容纳伸入内部的弹簧加载的触针或触指；
图3为沿用于外部雷击保护器的设备的B-B线的纵截面和横截面图，其中具有在一种实施形式中的根据本发明的装置和防雷杆，还具有位于支撑管内的绝缘引线和至少另外一条在支撑管设备外面除防雷杆之外的绝缘引线；
图4为类似于图1的视图，其中额外地在第二圆弧部分的凹陷区域中布置了片簧、闭合成环的蜗簧或弹性环，以确保安全接触到场控制层；以及
图5是本发明一种实施形式变体的横截面和纵剖视图，其中弹簧臂的第一端的第一圆弧部分未紧靠支撑体的内侧。
在根据图3的截面图中示出了在使用绝缘引线的情况下用于外部雷击保护器的解决方案中可以看出，有可能将绝缘引线8敷设在不导电的支撑管1内，其中在支撑管1的上部区域设置了具有防雷杆或拦截尖端4的接触头部件9。用参考标记10来表示绝缘引线8的连接头。
在雷击时，雷击电流经由拦截尖端4被导入接触头部件9中，并因此进入绝缘引线8的连接头10中且均匀分布在图3所示的两条绝缘引线上，这两条绝缘引线将雷击电流安全地泄放至待保护对象的地电位。
如图3所示，与绝缘引线8的场控制层相关的等电位联结的接头首先用已知的方式借助接触点14来实现，所述接触点与塞套6连接。
塞套6又容纳接地的金属支撑管7。该支撑管例如可以是三角架的中心管，其用于构成平屋顶上的外部防雷装置。
根据图3所示，根据本发明的接头元件5由大量蜘蛛腿形状的弹簧臂组成，这些弹簧臂从设想的中心点出发径向延伸并且在接头元件的纵向方向上扩展。
接头元件5结构的详情根据图1、4、5来进行描述。
首先优选将接头元件5一件式地使用例如弹簧材料或不锈钢制成。
接头元件5的弹簧臂各自具有第一端部和第二端部。
弹簧臂5的各个第一端部具有大致为双拱或S形的走势，其中第一圆弧部分51与在图1中所示的支撑管1的内侧接触。
对于被置入的绝缘引线8，各个第二圆弧部分52通过其凸起区域与绝缘引线8的场控制层接触。拱形凹槽53构成绝缘引线8的引入槽并且防止损害绝缘引线8的表面。
接头元件5的弹簧臂的每个第二端部在部分54中在纵向方向上大致呈直线延伸，其中部分55与支撑体1的内侧接触。
弹簧臂相应的第二端部以弯曲角56终止，该弯曲角与塞套6，特别是与安装在此处的套环61机械接触和电接触，所述套环朝向内侧，即朝向绝缘引线8。
在图2所示接头元件的第二实施形式中也有塞套6，其容纳了支撑管1的下端。此外在塞套6的壁中还引入了至少一个，优选多个圆周分布的凹槽，这些凹槽中容纳了弹簧加载的触指13。
图中可识别的螺旋弹簧的预拉紧可借助所引入的压力螺钉来预先确定和调节。
接头元件或触指13的拱形接触帽131保证无损害地插入绝缘引线8并确保必要的电气等电位联结具有足够的长久稳定性。
特别是从图2的横截面图中清晰可见，通过按照触指13形式的例如偏移90度角的接头元件的布置也会关于在支撑套6或支撑管1内的绝缘引线8的位置确保所期望的定心作用。
上述装置使得有可能简便地安装或拆卸，其中可通过电气连接将接头元件连接到不受雷电流冲击的等电位联结上，所述电气连接经由套6到达接地的由金属制成的支撑管7。
通过根据本发明的接头元件构成的内部等电位联结接头长期稳定、灵活并且在使用弹簧片形状时也承担密封功能，如图1、4或5所示。
为了避免在内部引导和外部敷设的引线8之间存在电位差，在同一高度安装或敷设根据图3的接触连接头10和相应的端子5和14。
图4示出了根据图1的实施方式的改进方案，其中还在第二圆弧部分52区域中，特别是在此处的凹陷区域中，使用片簧15(特别是闭合成环的蜗簧)，其被用于改进与绝缘引线8的场控制层的接触。
在根据图5的实施形式中，第一圆弧部分51被构造成使得其不与图5所示的支撑管1的内侧接触。当引入根据本发明的装置中时，特别是对于支撑管直径1有所降低时要把对绝缘引线8造成的损害排除在外。如有需要，在根据图5的实施形式中也有可能布置类似于图4所示的片簧或蜗簧15。

Claims (10)

1.一种用于接触外部雷击保护器中的绝缘引线(8)的场控制层的装置，其中所述绝缘引线(8)被引导至少通过在支撑体或支撑管(1)内部的长度段，并与所述支撑体或支撑管(1)间隔开来，此外还具有导电的接头元件(5)，所述接头元件在一侧与场控制层连接而在另一侧与等电位联结相连，而且所述接头元件(5)还位于在所述绝缘引线(8)与所述支撑体或支撑管(1)的内部之间的间隔区域或者可被引入所述间隔区域，其特征在于，所述接头元件(5)被构造成一件式的并具有多个受到机械预应力或弹簧力的臂或棘爪，所述臂或棘爪紧靠所述绝缘引线(8)的场控制层的表面。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述臂或棘爪被设计成使得所述绝缘引线(8)在所述支撑体或支撑管(1)的内部被居中地引导。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，设置了塞套(6)，所述塞套(6)的第一端部容纳所述支撑体或支撑管(1)并且所述塞套(6)的第二端部容纳固持管(7)、支撑腿或类似元件，其中所述支撑体或支撑管(1)被设计成不导电，固持管或支撑腿(7)以及所述塞套被设计成导电的。
4.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述接头元件(5)具有大量蜘蛛腿形状的弹簧臂，所述弹簧臂从中心点出发径向延伸并在所述接头元件(5)的纵向方向上扩展。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述弹簧臂的各个第一端部具有大致为双拱或S形的走势，其中每个都存在第一圆弧部分(51)，并且对于被插入的绝缘引线(8)，各个第二圆弧部分(52)与场控制层接触。
6.如权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述弹簧臂的各个第二端部在纵向方向上大致呈直线延伸并且通过部分(55)与所述支撑体或支撑管(1)接触。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述弹簧臂的各个第二端部(54)以弯曲角(56)终止，所述弯曲角能够与所述塞套(6；61)接触。
8.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述塞套(6)在其第一端部区域中具有多个沿圆周布置的凹槽或孔以容纳伸入内部的弹簧加载的触针或触指(13)。
9.如前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述塞套(6)在其第一端部区域外侧具有用于机械固定其它绝缘引线(8)和/或等电位联结接头的装置(14)。
10.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二圆弧部分(52)具有凸起区域和凹陷区域，所述凸起区域紧靠所述场控制层，所述凹陷区域容纳片簧、蜗簧或弹性环(15)。
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