CN1050706C - 显示电气设备,特别是过电压泄电器故障状态的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种显示电气设备，特别是过电压泄电器(1)故障状态的装置，包括一个传感器，用于探测流经设备的故障电流，还包括一个容纳传感器的气密绝缘壳体(6)和一个显示元件(16)，本发明的特征是，绝缘壳体(6)由一个分成两个部分的并装有显示元件(16)的金属壳体(4)所包围，传感器和绝缘壳体(6)是动作元件(5)的一部分，在出现故障电流时，通过形成压力气体使金属壳体(4)的两个部分相背地移动，使显示元件(16)显示出来，并构成故障电流的流动通路。

Description

显示电气设备，特别是过电压泄电器故障状态的装置
本发明涉及一种显示电气设备，特别是过电压泄电器故障状态的装置，包括一个传感器，用于探测流经设备的故障电流，还包括一个容纳传感器的气密绝缘壳体和一个显示元件。当出现故障电流时，传感器可致使壳体破坏，使人能看到显示元件。观察者无需使用辅助手段即可识别设备的故障状态并及时更换该设备。
本发明所依据的显示设备的已有技术是欧洲专利说明书EP0564334A1。其中描述的显示装置用于监视高压或中压电网使用的过电压泄电器的故障状态。该装置具有一个绝缘壳体，上面有一个易碎的窗口。一根电压泄电器的接线端子穿过绝缘壳体。在壳体内部的一段接线端子外面套着一个磁芯，磁芯具有电流转换器的二次绕组，该电流转换器的一次绕组就是接线端子。二次绕组和一个欧姆电阻相连，电阻安装在壳体内的引爆物质内。如果出现了故障，电流转换器连续将电流供给电阻，使电阻强烈升温。电阻达到临界极限温度后，点燃引爆物质。使绝缘壳体的窗口破碎，将作为显示元件的色带自壳体中显出。在故障状态出现并显示后，要将过电压泄电器和显示装置拆下和更换。
本发明如权利要求所述的方案提出的任务是，制造一种上述类型的显示装置，其结构简单，在动作后能以经济的方式重新使用。
以上任务的解决方案是，所述显示装置的绝缘壳体由一个分成两部分的，装有显示元件的金属壳体所包围，传感器和绝缘壳体是动作元件的一部分，在出现故障电流时，通过形成压力气体使金属壳体的两个部分相背地移动，使显示元件显示出来，并构成故障电流的导电通路。金属壳体由两个不同直径的碗状体构成，碗状体的底部分别固定着动作元件的一个端部，其中较大直径的第一碗状体将较小直径的第二碗状体容纳在内，第二碗状体的外侧有显示元件。第二碗状体呈锥形，第一碗状体的边缘至少具有一个朝向碗状体内部的接触元件，此元件在两个碗状体移动时与第二碗状体的锥形扩口部分接触并保持导电通路。至少一个接触元件制成环状，并具有可与第二碗状体的锥形扩口相配合的内锥度。金属壳体的内部通过一个自第二碗状体的底部至第一碗状体的边缘延伸的覆盖件封闭。两个碗状体至少有一个具有排放所形成的压力气体的排气孔。动作元件的绝缘壳体内具有一个与电气设备的建立电位元件电气相连的火花间隙和引爆物质。传感器是平行于火花塞间隙设置的欧姆电阻。火花间隙处的两个电极由动作元件的绝缘壳体固定，并与两个碗状体之间中的一个构成导电通路。绝缘壳体由脆性材料制成，在压力气体形成时可至少分裂成两部分，每部分均与固定两个电极的部件相连。
本发明的特点是，其金属壳体可多次使用，需更换的只是可购买并可以大批量生产的动作元件。显示装置引爆后产生的碎片很容易从金属壳体中清除，然后换上新的动作元件。通过选择合适的动作元件中的欧姆电阻，例如熔断电阻或PTC电阻，可以以十分简单的方式使被保护设备承受的工作状态，例如在4/10毫秒内达100kA的冲击电流对显示器产生的影响但显示装置不动作。通过采用平行于欧姆电阻的火花间隙，可在显示装置动作时引发电弧，从而在动作元件内的引爆物质被引爆时，实现更大的安全性。引爆时所产生的碎片被限制在金属壳体内，所产生的压力气体可从金属壳体内被引向不会造成进一步损坏的方向。装在金属壳体内并在装置动作时显现的显示元件实际上可从所有的方向上看到。
下面对照附图对本发明的优选实例和所实现的优点做进一步的说明。其中：
图1表示本发明所述的显示装置的轴向剖开的俯视图，该显示装置装在一个过电压泄电器的接线端子内，处于故障电流产生前未动作的状态，它基本呈圆柱形对称形状；
图2表示图1所示显示装置动作后的情况。
在图1和图2中表示的作为过电压泄电器的电气设备，用标号1表示，具有一个起接线端子作用的导电部件2，它和显示过电压泄电器1的故障状态的装置3以导电方式相连。显示装置包括一个由两部分组成的金属壳体4，壳体由电的良导体制成，例如铝或铝合金，壳体固定在显示装置3的动作元件5上。动作元件5包括一个圆柱对称的气密绝缘壳体6，它由脆性材料制成，例如高填料环氧基聚合物，还包括两个圆柱对称的、安装在绝缘壳体内并固定在绝缘壳体6一端的电极7和8。两个电极7和8沿绝缘壳体6的轴线串联布置，并在相邻的部位形成自由端，其中电极7制成火花塞电极结构，该电极形成了处在绝缘壳体6内的火花间隙9。电极7和8相对的端部与平行于火花间隙9并构成熔断保险或冷导体的电阻10的接线相连。电阻10的规格可保证能承受过电压泄电器1所能维持的高冲击电流，例如100kA4/10微秒，当负载在一段规定的时间，例如0.1毫秒内超过了规定的电流极限值时，例如20A，则其电导性将由于熔化或由于PTC过渡效应而突然减小。在绝缘壳体6内部、火花间隙9的附近装有引爆物质11，其数量可保证点燃后使绝缘壳体6至少分为两块相脱离的并分别和两个电极7、8相连的部分。
金属壳体4由两个直径不同的碗状体12、13构成，其底部分别与动作元件5的两对置端相连。直径较大的碗状体12将直径较小的碗状体13包容在内。碗状体12的底部有一个孔，一个与过电压泄电器的导电部分2电气连接的并具有外螺纹的电极7的接线端子穿过该孔。碗状体12由图中未画出的螺母与动作元件5的上端固定在起。碗状物12的边缘至少具有一个朝向碗状物内部的接触元件14，它制成环状，并具有一个内锥度。该接触元件14有内螺纹，该螺纹和碗状体12的外螺纹相配合。此外，碗状体12还具有压力气体的排放孔15。排放孔可以与壳体内的过滤器的固定部分相连，其结构可保证压力气体排出时被引向预定的方向。
碗状体13的底部同样有一个孔，具有外螺纹并接地的电极8的接线端子穿过该孔。碗状体13由图中未画出的螺母与动作元件5的底端固定在一起。碗状体13在其被碗状体12盖住的外侧有一个例如作为颜色涂层构成的显示元件16。碗状体13呈圆锥状，在其边缘的外侧构成导电接触元件17，该元件和环状接触元件14的内锥部相吻合。金属壳体4通过一个从碗状体13的底部延伸到碗状体12边缘的覆盖层18所封闭。
显示装置3的工作方式如下所述：在正常的工作条件下，过电压泄电器1只有很小的泄漏电流，此电流的典型数值位于毫安范围。该泄漏电流经导电部分2流过电极7、电阻10、电极8和与电极8电气相连的螺纹，并经过图中未画出的柔性导体接地。同样从过电压泄电器1限定的的冲击电流，例如高达100kA4/10微秒，作为过电压的结果经泄电器导体接地，而无需显示装置3动作。
过电压泄电器1或者以类似方式工作的另一种电气设备，例如一个开关或者变压器的绝缘子，或者高压系统的绝缘子发生了损坏，则高达安或千安级的故障电流将通过起到电流传感器作用的欧姆电阻10。电阻10将强烈升温并在几毫秒内熔化或产生PTC过渡效应，进入高电阻状态。故障电流此时只能以电弧方式在火花间隙9形成电流通路。在火花间隙9的范围内设置的引爆物质11由于光电弧的作用而被引爆。由此产生的压力气体将脆性绝缘壳体6突然破坏，并将电极8和与其固定在一起的碗状体13向下推动，直至达到显示装置3在图2中所示的状态。压力气体穿过排气孔从碗状体12和13包围的金属壳体4内部排出。绝缘壳体6破裂时产生的碎片由金属壳体4限制在壳体内部。
图2所示的状态下，作为接触元件17的碗状体13的锥形扩张口部分将和碗状体12上固定的环状接触元件14卡在一起。故障电流此时将不能经动作元件5的火花间隙9流过，而是经过与电极7相连的碗状体12和相互接触的接触元件14和17以及碗状体13上固定的电极8之间形成的通路接地。碗状体12支撑显示元件14的部分此时可以被观察者看到，从而发出过电压泄电器损坏的信号。
损坏的过电压泄电器1和显示装置3此时可拆下，并换上新的。显示装置3可以通过装上新的动作元件5而以经济的方式修复。拧下接触元件14并松开两个图中未画出的螺母，可仅将两个电极7和8拆掉，然后只需要装上新的动作元件5并拧紧即可。

Claims (10)

1、一种用于显示电气设备、特别是过电压泄电器故障状态的显示装置，包括一个传感器，用于探测流经设备的故障电流，还包括一个容纳传感器的气密绝缘壳体(6)和一个显示元件(16)，其特征是，绝缘壳体(6)由一个分成两部分的，装有显示元件(16)的金属壳体(4)所包围，传感器和绝缘壳体(6)是动作元件(5)的一部分，在出现故障电流时，通过形成压力气体使金属壳体(4)的两个部分相背地移动，使显示元件(16)显示出来，并构成故障电流的导电通路。
2、如权利要求1所述的显示装置，其特征是，金属壳体(4)由两个不同直径的碗状体(12，13)构成，碗状体的底部分别固定着动作元件(5)的一个端部，其中较大直径的第一碗状体(12)将较小直径的第二碗状体(13)容纳在内，第二碗状体的外侧有显示元件(16)。
3、如权利要求2所述的显示装置，其特征是，第二碗状体(13)呈锥形，第一碗状体(12)的边缘至少具有一个朝向碗状体内部的接触元件(14)，此元件在两个碗状体(12，13)移动时与第二碗状体(13)的锥形扩口部分接触并保持导电通路。
4、如权利要求3所述的显示装置，其特征是，至少一个接触元件(14)制成环状，并具有可与第二碗状体(13)的锥形扩口部分相配合的内锥度。
5、如权利要求2至4之中任何一项所述的显示装置，其特征是，金属壳体(4)的内部通过一个自第二碗状体(13)的底部至第一碗状体(12)的边缘延伸的覆盖件(18)封闭。
6、如权利要求2至4之中任何一项所述的显示装置，其特征是，两个碗状体(12，13)至少有一个(12)具有排放所形成的压力气体的排气孔(15)。
7、如权利要求1至4之中任何一项所述的显示装置，其特征是，动作元件(5)的绝缘壳体(6)内具有一个与电气设备建立电位元件(2)电气相连的火花间隙(9)和引爆物质(11)。
8、如权利要求7所述的显示装置，其特征是，传感器是平行于火花间隙(9)设置的欧姆电阻(10)。
9、如权利要求8所述的显示装置，其特征是，火花间隙(9)处的两个电极(7，8)由动作元件(5)的绝缘壳体(6)固定，并与两个碗状体(12，13)之间中的每一个构成导电通路。
10、如权利要求9所述的显示装置，其特征是，绝缘壳体(6)由脆性材料制成，在压力气体形成时可至少分裂成两部分，每部分均与固定两个电极(7，8)的部件相连。
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