用于保护电气装置的设备的有源元件的断开指示器
技术领域
本发明涉及一种用于保护电气装置的设备,包括具有视觉指示器的用于断开该设备的有源元件(active component)的系统。
背景技术
压敏电阻器(varistor)是诸如避雷针或避雷器之类的用于保护电气装置的设备的有源元件。当前的压敏电阻器或者可变电阻器包括例如由氧化锌烧结组装构成的陶瓷块,并且具有非线性电流/电压特性:超过特定电压阈值,压敏电阻器阻抗下降以便允许在电压浪涌之后电流放电。当电压返回到其正常水平时,压敏电阻器阻抗呈现其在备用状态下的值。
在避雷针中,一个或几个压敏电阻器通常布置在也包括连接元件的套筒中,该连接元件允许将它们电连接到要保护的电气装置。
为了防止由于压敏电阻器的故障和异常加热现象而引起的损害,压敏电阻器必须配备断开系统。这导致给避雷针装配用于指示压敏电阻器的连接或断开状态的系统的需要。
已知的是使用包括并联安装在压敏电阻器上的电灯的指示系统。电灯的使用导致永久的能耗。
同样已知的是使用机械指示系统,这些系统要求使用若干昂贵和笨重件,其导致机构的阻断风险。
发明内容
本发明的目的是解决所有或者部分前面提到的缺陷。
为此目的,本发明涉及一种用于保护电气装置的设备,包括限定内壳的电气上的绝缘体,该保护设备包括旨在用于将保护设备连接到电气装置的第一接合元件(joiningelement)和第二接合元件,并且在内壳内包括:
-连接到第一接合元件的电路的第一部分和连接到第二接合元件的电路的第二部分;
-压敏电阻器,其包括第二终端和电连接到电路的第一部分的第一终端;
-用于断开压敏电阻器的断开系统,其包括被设置用于将压敏电阻器的第二终端电连接到电路的第二部分的连接元件,该连接元件包括可动部件,该可动部件能够占据其中连接元件电连接到压敏电阻器的第二终端的接触位置以及其中连接元件与压敏电阻器的第二终端电绝缘的打开位置;
-断开指示器;
特征在于,断开指示器在运动中固定到连接元件的可动部件,并且断开指示器和绝缘体被设置成具有与连接元件的可动部件的接触位置相对应的第一配置以及与连接元件的可动部件的打开位置相对应的第二配置,第一配置中断开指示器关于绝缘体的相对定位从绝缘体的外部在视觉上不同于第二配置中断开指示器关于绝缘体的相对定位。
依照本发明的一个方面,在断开指示器与连接元件的可动部件之间没有相对运动。
由于依照本发明的布置,有源元件的连接或断开状态的指示器集成到断开系统中,并且因此具有有限的尺寸。此外,没有摩擦通过连接元件的可动部件以及因此断开指示器从接触位置行进到闭合位置而造成。因此,限制了由于该运动而引起的阻断的风险以及材料的磨损。最后,这种类型的指示器不造成任何附加的能耗。
依照用于保护电气装置的设备的可选特征:
-该保护设备包括电绝缘安装部分,该电绝缘安装部分包括用于接纳连接元件并且在运动中固定到连接元件的接纳壳体;
-该安装部分包括可动部件,该可动部件被设置用于容纳连接元件的可动部件;
-断开指示器和安装部分由单件形成,断开指示器因此固定到安装部分并且因此在运动中固定到连接元件;
-连接元件是可变形的;
-安装部分是可变形的;
-返回元件允许连接元件的可动部件从接触位置行进到打开位置;
-返回元件是弹簧;
-在接触位置,连接元件的可动部件机械固定到压敏电阻器的第二终端;
-连接元件的可动部件机械固定到压敏电阻器的第二终端通过钎焊保持元件而确保;
-保持元件可以从阈值温度熔化,该阈值温度与压敏电阻器的异常加热温度对应;
-当压敏电阻器达到阈值温度时,保持元件熔化并且返回元件使连接元件的可动部件从接触位置运动到打开位置;
-绝缘体包括面向断开指示器布置的查看部分,允许操作者知道连接元件的可动部件的位置;
-断开指示器包括在第一配置中可从绝缘体外部看见的第一部分以及在第二配置中可从绝缘体外部看见的第二部分,第一部分和第二部分在视觉上不同;
-断开指示器的第一部分和第二部分具有不同的颜色,允许操作者区分接触位置和打开位置;
-断开指示器的第一部分在第一配置中处于查看部分,并且断开指示器的第二部分在第二配置中处于查看部分;
-查看部分是绝缘体中的开口;
-查看部分是绝缘体的透明部分;
-连接元件电连接到电路的第二部分;
-连接元件包括静止部,在该静止部,连接元件连接到电路的第二部分;
-绝缘体包括旨在安装在支撑上的后面以及与后面相对的前面,所述前面和后面沿着第一延伸方向限定内壳;
-压敏电阻器和断开系统布置在绝缘体的内壳中,沿着内壳的与第一延伸方向横向的第二延伸方向对齐,横向延伸方向表示按照相对于第一延伸方向成60°与120°之间的角度取向的延伸方向;
-优选地,第二延伸方向按照相对于第一延伸方向成70°与110°之间的角度取向;
-优选地,第二延伸方向按照相对于第一延伸方向成80°与100°之间的角度取向;
-优选地,第二延伸方向垂直于第一延伸方向取向;
-压敏电阻器和断开系统布置在绝缘体的内壳中,沿着第二延伸方向对齐;
-绝缘体的一个面在第二延伸方向上对绝缘体划界,并且以第二延伸方向基本上垂直的方式在保护设备布置在基本上垂直的支撑上时所述绝缘体的一个面旨在形成保护设备的下面;
-电路的第一部分和电路的第二部分在绝缘体的内壳中沿着第二延伸方向延伸;
-电路的第一部分和电路的第二部分面向绝缘体的后面延伸;
-所述下面包括其中能够插入第一接合元件的第一开口以及其中能够插入第二接合元件的第二开口;
-绝缘体包括与所述下面相对的实心(solid)上面;
-绝缘体包括彼此相对的两个实心侧面;
-绝缘体基本上为平行六面体;
-绝缘体由一个在另一个之上的两半壳形成;
-这些半壳的接触区密封地穿过所述上面;
-第一和第二接合元件彼此邻近;
-第一和第二接合元件无差别地与相线和中性线对应;
-第一和第二导电元件是具有螺丝(screw)的导线;
-第一和第二导电元件是具有螺丝的输出终端;
-保护设备包括第三接合元件;
-第三接合元件与中性线对应;
-第三接合元件包括导电元件;
-该导电元件是具有螺丝的导线;
-该导电元件是具有螺丝的输出终端;
-绝缘体的下面包括其中可以插入第三接合元件的第三开口;
-第一、第二和第三接合元件布置在绝缘体的相同面上;
-压敏电阻器包括第一电接合凸耳、第二电接合凸耳以及包括第一面和第二面的有源体;
-压敏电阻器的第一面和第二面彼此相对;
-第一和第二接合凸耳中的每一个包括电连接到压敏电阻器的有源体的导电路径;
-第一连接凸耳包括面向有源体的第一面延伸的第一部分以及电连接到电路的第一部分的第二部分;
-第二接合凸耳包括面向有源体的第二面延伸的第一部分,第一部分电连接至电连接到电路的第二部分的连接元件;以及离电路的第一部分和第二部分一定距离的第二部分;
-所述设备包括电绝缘安装元件,该电绝缘安装元件包括包含用于接纳连接元件的壳体的安装部分以及包含用于接纳压敏电阻器的壳体的第二安装部分;
-第二安装部分与包含用于接纳连接元件的壳体的安装部分由相同件形成;
-返回元件布置在容纳连接元件的安装部分与第二安装部分之间;
-第二安装部分包括用于接纳第二连接凸耳的第二部分的壳体;
-压敏电阻器的有源体、第一接合凸耳和第二连接凸耳覆盖有电绝缘涂层;
-绝缘涂层包括在第一接合凸耳的第二部分处的第一开口以及在第二接合凸耳的第二部分处的第二开口;
-第一接合凸耳的第二部分在第一开口处电连接到电路的第一部分,其构成压敏电阻器的第一终端;
-第一接合凸耳的第二部分沿着第一延伸方向延伸;
-第二接合凸耳的第二部分沿着与第一延伸方向横向的第二延伸方向延伸;
-所述涂层包括在第二接合凸耳的第一部分处的第三开口;
-第二接合凸耳的第一部分在第三开口处连接到断开系统,其构成压敏电阻器的第二终端;
-第一接合凸耳的第二部分沿着第一延伸方向延伸;
-第二接合凸耳的第二部分沿着第二延伸方向延伸。
附图说明
本发明的其他特征和优点根据以下描述并且通过检查附图将变得清楚明白,在附图中:
-图1以剖视图表示用于保护电气装置的设备;
-图2表示设置在绝缘体的内壳中的元件;
-图3表示处于接触位置的压敏电阻器和断开系统;
-图4表示处于打开位置的压敏电阻器和断开系统.
在所有这些图中,相同或相似的附图标记标明相同或相似的构件或者构件组件。
具体实施方式
图1表示一种想要在电箱内沿着基本上垂直的方向添加到支撑(未表示)上的用于保护电气装置的设备1,所述支撑例如DIN型导轨。保护设备1包括基本上为平行六面体的电绝缘体3。绝缘体3包括旨在固定到支撑上的后面3a。绝缘体3进一步包括与后面3a相对的前面3b,前面3b在设备添加到支撑上时视觉上可看到。前面3b和后面3a沿着延伸方向D1限定了内壳5。绝缘体包括面3c,其在保护设备1添加到支撑上时,即在操作期间注定是绝缘体3的下面。实心与面3c相对的面3d在保护设备1添加到支撑上时旨在是绝缘体的上面。面3c和3d限定第二延伸方向D2。第二延伸方向D2基本上垂直于第一延伸方向D1。绝缘体3进一步包括实心且彼此相对的面3e。
如图2中所表示的,内壳5包括印刷电路7,该印刷电路包括两个电路部分或者图3和图4中表示的导电路径7a、7b。内壳5进一步包括有源部件,在这里为电连接到断开系统11的压敏电阻器。第一导电路径7a电连接到压敏电阻器9并且第二导电路径7b电连接到断开系统11。导电路径7a、7b中的每一个进一步电连接到保护设备1的接合元件13a、13b和13c,到要保护的电气装置的主电路。
内壳5在这里包括耦合到第二断开系统(未表示)的第二压敏电阻器9',该压敏电阻器具有与耦合到断开系统11的压敏电阻器9相同的配置和操作。
压敏电阻器9和断开系统11沿着内壳5的第二延伸方向D2以对齐的方式布置在内壳5中。印刷电路7沿着第二延伸方向D2取向。印刷电路7沿着压敏电阻器9和断开系统11的长度伸展。因此,便于压敏电阻器9和断开系统11到导电路径7a、7b的连接。
接合元件13a、13b彼此邻近。面3c包括适合插入接合元件13a的第一插入开口15a。接合元件13a包括导电元件,在这里为具有螺丝的导线16a。面3c进一步包括适合插入接合元件13b的第二插入开口15b。接合元件13b包括导电元件,在这里为具有螺丝的导线16b。导线16a和16b附接到相线和中性线。面3c进一步包括适合插入接合元件13c的开口15c,在这里具有附接到地线的带有螺丝的输出终端的形状。导线16a和16b以及输出终端于是连接到印刷电路3。导线16a和16b以及输出终端的连接例如通过在印刷电路3上在导电路径处焊接而实现。
这些插入开口15a、15b布置在绝缘体3的面3c上。
绝缘体3包括在接触区添加到彼此之上的两半壳体。接触区密封地穿过面3d。因此,在坏天气或者冷凝的情况下,水主要在绝缘体3的上面3d和侧面3a、3b、3e上流动。因此,降低了水浸润保护设备1内部的风险。
绝缘体3的内壳5进一步包括电绝缘安装元件17,该元件17包括由相同件形成的第一安装部分17a和第二安装部分17b。第一安装部分17a包括用于容纳压敏电阻器9的接纳壳体19。第二安装部分17b包括用于容纳断开系统11的接纳壳体21。因此,安装元件17允许压敏电阻器9、断开系统11和印刷电路7彼此绝缘。因此,有可能使这些元件彼此更加靠近而没有不想要的电连接的风险。因此,绝缘体3的内壳5内的这种元件设置允许减小保护设备1的尺寸。
如也在图3和图4中所表示的,压敏电阻器9包括有源体(active body),该有源体包括陶瓷块,其在这里具有粒料(或小球)(pellet)23的形状。压敏电阻器9进一步包括电连接到粒料23的第一接合凸耳25和第二接合凸耳27。粒料23包括第一主面23a和与第一主面23a相对的第二主面23b。连接凸耳25、27中的每一个包括面向粒料23的所述主面之一延伸的部分。例如,连接凸耳27包括面向粒料23的第二主面23b布置的部分27a。粒料23和连接凸耳25、27覆盖有绝缘涂层。连接凸耳25包括端部25b并且连接凸耳27包括端部27b。绝缘涂层包括在连接凸耳25的端部25b处的第一开口29。绝缘涂层包括在连接凸耳27的端部27b处的第二开口31。因此,端部25b和27b中的每一个分别包括端口29、31处的导电部分。
连接凸耳25的导电部分构成压敏电阻器9的第一终端9a,其允许将压敏电阻器9连接到印刷电路7的第一导电路径。端部25b沿着延伸方向D1延伸并且基本上垂直于沿着延伸方向D2延伸的印刷电路7。
连接凸耳27的导电部分位于离印刷电路7的一定距离处,并且因此直接与印刷电路隔离。端部27b沿着方向D2延伸,它因此基本上垂直于端部12b并且基本上平行于印刷电路7。端部27b布置在用于接纳第一安装部分17a的壳体33内。
在粒料23的第二主面23b上,绝缘涂层包括连接凸耳27的部分27a处的第三开口35。因此,部分27a包括开口35处的导电部分。该导电部分构成压敏电阻器9的第二终端9b,压敏电阻器9通过它可以电连接到断开系统11。
这些配置允许例如使用来自商店的标准压敏电阻器。
断开设备11包括在这里由导线37构成的连接元件。依照本发明的另一个实施例,该连接元件可以例如由薄导电片构成。导线37包括静止部39a,在该静止部,它电连接到印刷电路7的第二导电路径7b。因此,导线37能够将压敏电阻器9的所述第二终端9b电连接到印刷电路7。导线37的部分37a由保护绝缘涂层覆盖。导线37包括可动部件分39b。第二安装部分17b包括用于接纳导线37的壳体。第二安装部分17b运动中固定到线状物37并且包括可动部件41,其容纳导线37的可动部件39b。导线37和第二安装部分17b的可动部件39b、41在接触位置与打开位置之间是可变形的。因此,限制了由于导线37和第二安装部分17b的可动部件39b、41从接触位置行进到打开位置而引起的摩擦现象。
这里为弹簧43的弹性返回元件布置在第二安装部分17b与第一安装部分17a之间并且能够使导线37和第二安装部分17b的可动部件39b、41运动。
断开指示器45和安装元件17由单件形成。断开指示器45位于第二安装部分17b的可动部件41处。断开指示器45因此在接触位置与打开位置之间也是可动的。断开指示器45包括两个视觉上不同的部分:第一无色部分45a和第二有色部分45b。
绝缘体3包括在其前面3a处的查看部分,在这里是开口47,其允许从外部查看面向开口47的断开指示器45的部分45a、45b之一。
在图1、图2和图3中所表示的接触位置,导线37电连接到压敏电阻器9的第二终端9b。弹簧43压缩并且在箭头49所指示的方向上施加压力。为了维持导线37和第二安装部分17b的可动部件39b、41的位置,保持元件允许将导线37的端部37b固定到压敏电阻器9的第二终端9b。保持元件是一种焊料。该焊料选自能够从阈值温度熔化的材料,该阈值温度与压敏电阻器9的异常过热温度对应。如图1中所表示的,在接触位置,断开指示器45的无色部分45a位于绝缘体3的开口47处。该无色部分45a从绝缘体3的外部可见,并且向操作者指示压敏电阻器9的连接状态。
在图4中所表示的打开位置,导线37与压敏电阻器9的第二终端9b隔离。弹簧43被释放。焊料熔化。在该位置,断开指示器45的有色部分45b位于绝缘体3的开口47处。有色部分45b从绝缘体3的外部可见,并且向操作者指示压敏电阻器9的断开状态。
在压敏电阻器9的异常加热期间,压敏电阻器9的本征温度达到高于或等于阈值温度的温度,焊料能够从该阈值温度熔化。因此,焊料熔化,弹簧43被释放并且允许导线37和第二安装部分17b的可动部件39b、41以及断开指示器45沿着方向49移位。断开指示器45的有色部分45b因此位于绝缘体3的开口47处。
第二压敏电阻器9'与相同的元件相同地协作。
显然,本发明并不限于通过说明而非限制性实例的方式提供的所描述和表示的实施例。
依照一个实施例,断开指示器45可以独立于第二安装部分17b,同时保持在运动中固定到导线37的可动部件39b。
依照一个实施例,绝缘体3的查看部分可以由透明部分构成,从而从外部展现断开指示器45并且确保设备的密封。
依照一个实施例,接合元件可以包括用于相线、中性线和地线的具有螺丝的输出终端。
依照一个实施例,接合元件可以包括用于相线、中性线和地线的具有螺丝的导电输出线。