CN105144312B - 封装的过压放电器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种过压放电器(1)，所述过压放电器(1)具有流体密封的壳体(2)和三个布置在壳体(2)内的放电柱(20)。所述放电柱(20)的纵轴线(35)平行于壳体轴线(30)并且在横截面内被布置在三角形的角上。按照本发明，壳体壁(3)在沿壳体轴线(30)的部段(10)内具有三角形的横截面轮廓。
Description
本发明涉及一种按照权利要求1的前述部分所述的封装的过压放电器。
过压放电器是比如用于配电装置的保护系统，其在通过电击或者其他子系统的功能失效出现的过压情况下将该过压引导至接地并以此保护配电装置的其他组件。
这种类型的过压放电器包括一个或多个柱状的放电元件，所述放电元件具有由唯一的、同样是柱状的变阻器元件组装的变阻器柱。变阻器元件的特点是和电压有关的电阻。在低电压情况下其起绝缘体的作用。从确定的阈电压起，其显示出良好的导电性，所述阈电压是和材料相关的。变阻器元件经常由金属氧化物像氧化锌制造。放电元件在两个端部由端部连接件限制，其形成到配电装置和接地的电接触。为了保证在力学负荷下也有良好的电接触，变阻器柱必须在压力下被夹持。这可以通过牵引元件比如优选的由玻璃纤维强化的塑料制成的棒或者绳在拉力下绷紧地装入端部连接件中实现。在此，牵引元件围绕变阻器柱并在其四周形成笼架。
对于在气体隔绝的配电装置中的应用，过压放电器具有封装的、流体密封的壳体，所述壳体包围放电元件。在此，为了提高击穿强度该壳体以流体、大多为六氟化硫灌注。该壳体由传导性材料比如金属构成并且是电接地的。放电柱的端部连接件是通过穿过壳体的接触接地的。另外的端部连接件套管和位于壳体外侧的接触电连接，其用于配电装置的连接。
对于三相电的配电装置来说，可以为每个相都使用单独的、具有封装壳体的过电放电器，不过也或者是一个过电放电器，其在封装的一个壳体内具有每相一个的三个放电柱。本发明的内容是具有布置在一个壳体内的三个放电柱的过电放电器。在此，这三个放电柱相互之间电绝缘并且和可以和配电装置的三相连接，或者相互之间电连接并且和配电装置的一相连接。
在申请文件编号为DE 10201221731.0的德国的申请文件中显示有这样的过压放电器。在那里，三个布置为三角形的放电柱被安置在具有圆形截面的壳体内。
文献JP 92842927A示出了相似的过压放电器。在那里也是三个布置为三角形的放电柱被安置在圆柱形的壳体内。
本发明要解决的技术问题是，提供低成本的过压放电器。
该技术问题通过按照权利要求1所述的本发明的器件解决。
为此，过压放电器具有流体密封的壳体。所述壳体的壳体壁沿壳体轴线在底盖和顶盖之间延伸。此外，过压放电器具有三个布置在所述壳体内的放电柱，所述放电柱的纵轴平行于壳体轴线并在截面内被布置在三角形的三个角。按照本发明，壳体壁在沿壳体轴线的部段内具有三角形的截面轮廓。通过这种设计，壳体有比具有圆形横截面轮廓的壳体更小的外部尺寸。材料耗费变小，由此壳体成本更低。此外，更紧凑的壳体在配电装置经常是很狭小的位置关系中是有利的。此外，这样的壳体比相应的具有圆形截面轮廓的壳体具有更小的体积，由此节省用于灌注的液体。
在有利的实施中，三角形横截面轮廓具有倒圆的角，它们分别如此地围绕放电柱弯曲，使得不会低于该放电柱的放电元件和壳体壁之间的绝缘间距。由此，可以在保持必须的绝缘间距情况下实现尤其紧凑的壳体。
在另外的有利实施中，三角形的横截面轮廓具有向外拱起的侧。稍微向外的拱起可以更好地承受内部压力并且尽管这样还实现了比现有技术更紧凑的壳体，所述稍微向外的拱起的弯曲半径和相应的具有圆形横截面轮廓的壳体的弯曲半径相比明显更大。
此外还有利的是，壳体从具有三角形轮廓的部段向底盖收窄成圆形的横截面轮廓。该收窄起到了额外减小体积的作用并且从三角形横截面轮廓向圆形的过渡允许到圆形法兰的光滑过渡。
此外，本发明的有利的实施规定，在底盖中布置通风开口。由此可以不用在壳体壁上的接管，这一方面使壳体更紧凑，另一方面使壳体可以更低成本地被制造。
下面将根据附图进一步说明本发明。
在附图中：
图1以部分截面视图示出已知的过压放电器，
图2示出按照本发明的过压放电器，
图3示出剖切图2中的过压放电器的纵向截面，
图4示出剖切图2中的过压放电器的横向截面，
在所有附图中对互相对应的部分配以相同的附图标记。
图1显示型号为3ES5-C的已知的由Siemens AG所销售的过压放电器1。所述过压放电器1具有封装的、流体密封的壳体2。所述壳体2大多由传导性材料比如金属制成并且在可供使用的状态中以电绝缘的液体比如六氟化硫灌注。在此，液体压力可以达到数千厘巴。因此所述壳体2必须是抗压的。所述壳体2是柱状的并在端侧以底盖4和顶盖5闭合。壳体壁3在顶盖5和底盖4之间沿壳体轴线30延伸。在壳体2中布置三个放电柱20，其被规定用于三相的、气体隔绝的配电装置的保护。所述放电柱20分别具有柱状的放电元件24、高压侧的端部连接件22、接地侧的端部连接件21和多个牵引件23。
放电元件24是由单个的、柱形的变阻器块共同组成柱。高压侧的端部连接件22和接地侧的端部连接件21大部分由导电材料制成。牵引件23被压进高压侧的端部连接件22和接地侧的端部连接件21中并以此将放电柱20保持在一起。在放电元件24中还可以插入支撑盘，其具有孔，牵引件可以被引导穿过孔并以此额外地稳定放电柱20。控制罩25从高压侧的端部连接件22沿放电柱24延伸。所述控制罩25用于沿放电柱20的、均匀的场分布。
在过压放电器1的接地连接侧27上壳体2的遮盖面以底盖4流体密封地锁闭。接地触点13流体密封地并且电绝缘地从壳体2的内部引导到其外部穿过底盖4并被用于接地接头。该接地触点13在壳体2的内部导电地通过接地侧的端部连接件21和放电元件24连接。底盖4具有灌注接口29，流体、比如六氟化硫通过所述灌注接口29灌注进壳体2中，或者可以被排出。在所述灌注接口29处也可以连接压力和/或泄漏监测仪器。
在过压放电器1的高压连接侧28上壳体2的遮盖面以顶盖5封闭，所述顶盖配备常由模铸树脂制成的绝缘部分7，高压绝缘套管11穿过所述顶盖5，以使高压电势在不引起高压和接地壳体2之间放电火花的危险的情况下从外部导入到壳体2内。高压绝缘套管11在此设计为三极套管11，每个导电柱各有一极，三个相互之间和与壳体2之间绝缘的高压触点12流体密封地被导入壳体2中。过压放电器1可以通过高压绝缘套管11和此处未示出的三相、气体隔绝的配电装置连接。高压触点12在壳体2内部手指状伸进壳体2。
壳体2基本上是柱形的。壳体轴线30沿柱轴线延伸。导电柱20的纵轴线平行于该壳体轴线指向并且被旋转对称地布置。导电柱20的纵轴线以此沿三棱柱的边延伸，所述三棱柱的中心轴线在壳体轴线30上。
此外，壳体2在其侧面具有接管15，所述接管15被检查孔盖16封闭。具有排出遮板17的、以膜片封闭的排出口位于检查孔盖16中。在出现错误而引起的壳体2中压力升高的情况下膜片裂开并且压力通过排出口排放到外面。以此可以阻止壳体2的破裂。由此产生的流体流通过排出遮板17沿一个方向转向，在该方向上流体流不会影响到其它设施部件。
图2示出按照本发明的过压放电器1。按照图3和4的截面示出更多细节。基础设计和图1非常相似，因此只说明不同点。在此由于截面显示只能看到三个导电柱24中的两个。接地侧的端部连接件在此被取消。取而代之的是牵引件直接以壳体2的底盖4张紧。备选地，也可以在底盖4上设置可以固定的接地侧端部连接件，牵引件23以所述端部连接件张紧。放电元件24通过绝缘的中间块26相对底盖4电绝缘。此外，底盖4具有以膜片33封闭的、具有排出遮板17的排出口32。
壳体壁在高压连接侧28从上部法兰18首先以圆形截面轮廓向接地连接侧27延伸。在上部端部连接件22的范围内截面轮廓加宽成为三角形的截面轮廓，所述三角形的截面轮廓然后在沿壳体轴线30的部段10内延伸。该截面轮廓在图4种详细示出。如图所示，截面轮廓是三角形的。三个侧面9通过三个角8互相连接。侧面9在角8内光滑地过渡。角8以扇形倒圆。备选地，角8也可以以双曲线的部段的形式倒圆。在此，放电柱20的纵轴线35位于从壳体轴线30到角8的中间的直线上。优选地，纵轴线35位于圆的中心点上，角8构成该圆形的区段，或者纵轴线35位于双曲线的焦点上，角8构成该双曲线的区段。壳体壁3的内侧到放电元件24的外侧的距离是最小的，在从壳体轴线30到角8的中间的连线上。所述角在所述连线的两侧如此地弯曲，使该距离变大。通过这样保证放电柱20的放电元件24和壳体壁之间的绝缘距离不会低于下限。角8的曲率半径远远小于具有圆形横截面轮廓的相应壳体的内直径、典型地小于其的一半。在此，被视为这种圆形壳体的内直径的是从壳体轴线30到角8的中心的内壁的距离。
在此，过压放电器1的绝缘距离是带电的部分到过压放电器1的接地的部分之间的距离，该距离是最小距离，以使通常接地的壳体和带电的部分之间出现放电火花。绝缘距离取决于过压放电器的设计电压、在壳体2内灌注的液体的类型和压力、过压放电器1的几何形状。例如在接地侧端部连接件21附近的绝缘电距离小于在高压侧端部连接件22附近的。
角8通过侧面9互相连接。在此，角8向侧面9的过渡是光滑的，即没有边和其它角。在此，侧面9可以是平的或者稍微向外拱出的。在此，侧面9的曲率半径远远大于相应圆形的壳体的内直径的半径、例如达到两倍以上。
图2和图3还可以看出，壳体壁3从具有三角形轮廓的部段向底盖变窄。在此，横截面轮廓如此地改变，使角8的曲率半径被整平并且最后直到横截面轮廓在底盖区域内是圆形的。
Claims (5)
1.一种过压放电器(1)，所述过压放电器(1)具有流体密封的、由导电材料构成的壳体(2)和三个布置在壳体(2)内的放电柱(20)，所述壳体(2)的壳体壁(3)沿壳体轴线(30)在底盖(4)和顶盖(5)之间延伸，所述放电柱(20)的纵轴线(35)平行于壳体轴线(30)并且在横截面内被布置在三角形的角上，其特征在于，壳体壁(3)在沿壳体轴线(30)的部段(10)内具有三角形的横截面轮廓。
2.按照权利要求1所述的过压放电器(1)，其特征在于，三角形的横截面轮廓具有倒圆的角(8)，所述倒圆的角(8)分别绕放电柱(20)如此地弯曲，使得不会低于该放电柱(20)的放电元件(24)和壳体壁(3)之间的绝缘距离。
3.按照权利要求2所述的过压放电器(1)，其特征在于，三角形的横截面轮廓具有向外拱出的侧面(9)。
4.按照权利要求1至3之一所述的过压放电器(1)，其特征在于，壳体壁(3)从具有三角形轮廓的部段(10)向底盖(4)收窄成圆形的横截面轮廓。
5.按照权利要求1所述的过压放电器(1)，其特征在于，在底盖(4)中布置通风开口(32)。
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