CN105632664A - 多端子电涌放电器 - Google Patents
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Abstract
提出了一种多端子电涌放电器(10)，其包括沿电涌放电器(10)的纵向方向(14)延伸的有功部分(12)、抵靠有功部分(12)的第一端(18)的第一电极(20)，以及抵靠有功部分(12)的第二端(22)的第二电极(24)，该第二端(22)在电涌放电器(10)的纵向方向(14)上与第一端(18)相对。电涌放电器(10)还包括机械地连接和固定第一电极(20)和第二电极(24)的绝缘固定装置(26)，以及围绕有功部分(12)布置的绝缘壳体(38)。有功部分(12)包括至少两个基于金属氧化物的变阻器元件(34)，以及布置在至少两个变阻器元件(34)之间的又一个电极(40,40a,40b)，该又一个电极(40,40a,40b)提供可从外部接近的电连接。本文中，电涌放电器(10)适于由周围空气绝缘。
Description
技术领域
本发明涉及电涌放电器的领域。具体而言，本发明涉及一种适于中到高电压的空气绝缘多端子电涌放电器。此外，本发明涉及包括多个此类多端子电涌放电器的放电器布置。
背景技术
为了保护电气设备，如例如，变压器免于可能有破坏性的过压瞬变，通常使用电涌放电器。此类过压瞬变可由外部事件(如例如闪电)或由内部事件(如例如通过切换连接于变压器的电路断路器引起的变压器绕组中的共振)两者引起。
出于安全目的，电涌放电器通常包括一定数量的变阻器块，其在超过取决于变阻器的电压阈值的情况下提供传导路径用于将过压瞬变安全地转移和/或旁通至地面。
大体上，电涌放电器在各种实施例中是已知的。例如，WO2011/095590A1和US2012/0293905A1涉及一种电涌放电器，其具有布置在于注射模制或压力铸造过程中产生的连接元件中的有功部分和两个电极。
EP0642141A1和US5,602,710公开了一种具有两个连接配件之间的变阻器块的电涌，其以绝缘材料铸造来形成整体本体。
US4,604,673公开了一种壳型配电变压器，其具有包括金属氧化物变阻器装置的电涌保护装置。为了使变阻器装置绝缘，其安装在填充油的罐内。变阻器装置连接在变压器的高压绕组与地面之间。又一个连接设在变阻器装置的中点与高压绕组的中点之间，以保护高压绕组免于经由其端子进入的电压浪涌以及经由变压器的低压绕组的端子进入的电流浪涌两者。此类集成的保护手段的缺陷可为，整个最终构件不可相对于其安全介电功能和可靠性测试，如例如标准所述，因为金属氧化物变阻器装置可限制测试电压。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多端子电涌放电器，其在周围空气中操作并且由其绝缘，并且提供了多个可从外部接近的电连接并且/或者简化了电涌放电器的安装。
该目的通过独立权利要求的主题来实现。另外的示例性实施例从从属权利要求和以下描述中为明显的。
本发明的方面涉及一种多端子电涌放电器。电涌放电器可特别适于保护电气设备，如例如变压器免于高于大约1kV的中到高的过压瞬变。
电涌放电器包括沿电涌放电器的纵向方向延伸的有功部分、抵靠有功部分的第一端的第一电极，以及抵靠有功部分的第二端的第二电极，该第二端在电涌放电器的纵向方向上与第一端相对。电涌放电器还包括机械地连接和固定第一电极和第二电极的绝缘固定装置，以及围绕有功部分布置的绝缘壳体。有功部分包括至少两个基于金属氧化物的变阻器元件，以及布置在至少两个变阻器元件之间的又一个电极，该又一个电极提供了可从外部接近的电连接。
绝缘壳体还可围绕固定装置布置。绝缘壳体可与绝缘固定装置集成形成，即，绝缘壳体可为固定装置的一部分，或者绝缘壳体可形成为电涌放电器的单独部分。大体上，绝缘壳体可提供用于电涌放电器的全面保护层。绝缘壳体例如可围绕有功部分模制(例如，直接模制)，并且可选围绕固定装置，使得有功部分可不暴露于环境，特别是使得相比于壳体具有高导电性的水、湿气、污垢和/或类似物质不可进入电涌放电器并且/或者与有功部分接触。壳体可直接接触和/或直接邻接固定装置的至少一部分和可选有功部分。绝缘壳体还可至少部分地围绕第一电极和第二电极模制。为了避免包含空气和/或滞留空气，以及确保有功部分、固定装置和/或第一电极和第二电极处的绝缘壳体的适当粘合，粘合促进材料层，如例如，粘合促进剂、粘结剂和/或底漆，可布置在绝缘壳体与有功部分和/或固定装置之间。
具有绝缘壳体的电涌放电器可适于在空气中操作，并且例如不在填充有电介质的容器中，如例如，填充油的罐。具体而言，电涌放电器可适于由周围空气绝缘，其中周围空气可表示与电涌放电器的外表面直接接触的空气层。
又一个电极可有利地提供两个金属氧化物变阻器元件之间的电和/或热连接，同时还向电涌放电器提供中点电连接和/或电放出，该电连接和/或电放出可容易地从电涌放电器的外部接近，并且电连接于外部构件，如例如，至变压器的绕组的电线。这里注意的是，用语"中点电连接"可表示沿纵向方向的第一电极与第二电极之间的任意位置和/或地点和/或任意区域上布置的电连接和/或电放出，即，用语可不限于布置在电涌放电器的几何中部中的电连接。例如，相比于将两个公共电涌放电器螺栓连接在一起来提供又一个电极，本发明的电涌放电器可节省生产成本、安装成本和/或维护成本。除此之外，经由又一个电极，本发明的电涌放电器作为更紧凑的设计而节省空间，并且可相对于过压瞬变对已经存在的保护系统容易和/或快速地安装和/或改造。结果，多端子电涌放电器可在经济上有竞争力且吸引人。
电涌放电器的有功部分可大致为圆柱形。此外，电涌放电器的纵向方向可大致平行于电涌放电器的有功部分的纵向延伸方向。大体上，有功部分可在达到和/或超过电压的取决于变阻器的阈值的情况下特别地提供第一电极与第二电极之间的传导路径。变阻器元件可在这里和下文中表示由基于金属氧化物的材料，如例如基于ZnO的材料制成的变阻器块。此类材料可在达到一定电压水平下电阻较高，超过该电压水平，材料转变成导电状态。变阻器元件例如可为圆柱形、立方形体形、盒形或任意形状。变阻器元件和又一个电极例如可沿纵向方向堆叠在彼此的顶部上。各个变阻器元件可具有至少400V的标称电压，其中至少两个变阻器元件可具有相同或不同的标称电压。
第一电极、第二电极和又一个电极可表示电涌放电器的电端子，其向电涌放电器提供电放出和/或电连接。本文中，特别是又一个电极提供电连接和/或放出，其可通过将导电元件(如例如，触头元件、线缆和/或电线)连接于又一个电极来从外部接近和/或接触。又一个电极可在该上下文中表示电涌放电器的中点连接，该中点连接可在分别第一电极和第二电极的电势之间的任意电势范围中。
绝缘固定装置可机械地连接和/或固定和/或夹持第一电极和第二电极。绝缘材料的固定装置可表示适于分别朝向和/或抵靠有功部分的第一端和第二端压制第一电极和第二电极的设备。固定装置还可适于使有功部分机械地稳定，特别是至少两个变阻器元件和布置在至少两个变阻器元件之间的又一个电极。固定装置可沿纵向方向和/或沿径向(即，沿正交于纵向方向的方向)使有功部分机械地稳定。出于该目的，固定装置可包括至少一个带条状、杆状、带状、丝带状、环状或任何其它适合长形元件，其可侧向地布置在连接第一电极和第二电极的有功部分的至少一侧上，并且/或者可至少部分地包绕有功部分。固定装置此外或作为备选可包括管状元件，其可至少部分地包绕和/或包围有功部分用于机械固定。此外，固定装置可包括至少一个适合的附接器件，如例如，螺钉、螺栓和/或铆钉，用于机械地固定有功部分和/或第一电极和第二电极。
根据本发明的实施例，绝缘壳体包括固体绝缘材料和/或固态绝缘材料。换言之，绝缘壳体可由固体和/或固态材料制成，如例如，硅树脂、弹性体、热塑性塑料和/或duromere。此外，绝缘壳体可为注射模制和/或铸造和/或挤出的。绝缘壳体例如可在电涌放电器的生产期间围绕有功部分和固定装置注射模制和/或铸造和/或挤出。
绝缘硅树脂壳体可提供例如相对于水、湿气和/或污垢的低成本、耐用、稳健、全面且可靠的绝缘和保护。这里可强调的是，此类硅树脂壳体可不适于暴露于常用于变压器的绝缘的电介质如油，因为硅树脂的材料性质可受影响，并且/或者硅树脂壳体可在电介质中退化。例如，硅树脂可在暴露于油时被毁坏。
根据本发明的实施例，有功部分还包括用于消散和/或传导热的至少一个金属隔离物。金属隔离物可由导电材料制成，如例如，铝、Fe和/或适合的合金。大体上，金属隔离物可具有小于电涌放电器的又一个电极厚度的厚度，其中厚度可分别表示沿纵向方向的延伸。金属隔离物例如可布置在两个变阻器元件之间。金属隔离物可特别适于扩散可围绕有功部分和/或变阻器元件中的过压瞬变的传导路径生成的热，从而局部地减少热并且因此减小对材料的应力。此外，金属隔离物可适于在邻近金属隔离物的两个相邻变阻器元件之间提供适当的电连接。
根据本发明的实施例，又一个电极包括孔，其适于提供用于电连接的放出区域和/或用于电涌的机械固定的固定区域。孔可表示可从又一个电极的外表面沿任意方向延伸到又一个电极中的凹口、开口、腔、切口、缺口、开孔和/或钻孔。作为优选，孔正交于电涌放电器的纵向方向延伸。孔可具有任意截面，如例如，圆形、卵形、椭圆形、三角形、矩形、抛物线形、多边形或任何其它截面。此外，孔的截面和/或周长可沿孔的延伸不恒定。换言之，孔可朝孔的任一端成锥形，例如，朝又一个电极的中部区域和/或朝又一个电极的外表面或外周。大体上，孔可适于提供电涌放电器的可靠且稳健的电连接和/或机械固定，例如，在变压器的构件上。例如，电线和/或连接器可至少部分地插入到孔中，并且利用适合的附接和/或固定器件(如，螺钉、铆钉和/或螺栓)附接于又一个电极。出于该目的，孔可包括螺纹。孔可能够在使用或不使用工具的情况下通过绝缘壳体从外部接近。
根据本发明的实施例，又一个电极包括正交于电涌放电器的纵向方向延伸的凸起，其中凸起适于提供用于电连接的放出区域和/或用于机械固定的固定区域。凸起可从又一个电极的本体区域成鼻形突出，该本体区域可表示又一个电极的中部或中心区域，其中凸起可为任意形状，如例如，盒形、圆柱形和/或梯形。此外，凸起可与又一个电极集成形成，或者其可形成为单独部分，该单独部分可附接于又一个电极，例如，通过胶合、焊接、软钎焊和/或机械地附接例如利用螺钉、螺栓和/或铆钉。
根据本发明的实施例，又一个电极延伸穿过电涌放电器的绝缘壳体，使得又一个电极能够从壳体外部接近。又一个电极可突出和/或延伸完全穿过壳体，或者其可由壳体至少部分地覆盖，使得例如触头元件可刺穿和/或插入穿过壳体，以便电接触又一个电极。
根据本发明的又一个实施例，又一个电极包括从又一个电极的外表面至少部分地延伸到又一个电极的凸起中的孔。孔可沿任意方向延伸到凸起中，优选孔可正交于电涌放电器的纵向方向延伸到凸起中。凸起可提供用于电连接的放出区域和/或用于电涌放电器的机械固定的固定区域。例如，电线和/或线缆可至少部分地插入到孔中以电接触又一个电极。又一个固定元件(如例如，螺钉、螺栓和/或铆钉)可至少部分插入到孔中，以机械地固定和/或安装电涌放电器，其中孔可包括螺纹。
根据本发明的实施例，孔从又一个电极的外表面完全延伸穿过又一个电极。换言之，孔可沿任意方向完全横穿又一个电极，优选正交于电涌放电器的纵向方向。孔可适于电连接又一个电极和/或适于电涌放电器的机械固定，如例如，用于将放电器安装在变压器上和/或将其附接于变压器。例如，电连接可通过将电线连接于孔的第一端来建立，而放电器可利用在与第一端相对的孔的第二端处至少部分地插入到孔中的固定元件来附接于变压器。
根据本发明的实施例，又一个电极包括都正交于纵向方向延伸的两个凸起。两个凸起可相对于彼此反平行从又一个电极的本体区域延伸，即，两个凸起可布置在又一个电极的相对侧上。凸起还可相对于彼此布置成任意角。例如，它们可相对于彼此从又一个电极的本体区域正交地布置和/或延伸。
根据本发明的实施例，又一个电极具有至少5mm的厚度，例如，至少7mm并且特别是至少10mm。该厚度可表示又一个电极平行于纵向方向的延伸。以该方式，可增加和/或确保又一个电极以及建立至又一个电极的电连接和/或使用又一个电极的电涌放电器的机械固定的机械稳健性。
根据本发明的又一个实施例，电涌放电器包括多个变阻器元件和至少另外两个电极，其中至少另外两个电极中的各个布置在两个变阻器元件之间，该变阻器元件均可直接地邻接另外的电极中的至少一个的侧部。至少另外两个电极中的各个适于提供电连接，其可能够从外部接近，其中至少另外两个电极中的至少一个适于提供除电连接之外的电涌放电器的机械固定。以该方式，可提供具有多个电端子和/或电极的紧凑电涌放电器，该电极例如可连接于变压器的多个部分，而放电器可使用另外的电极中的至少一个可靠地安装于变压器和/或机械地固定在其上。
本发明的又一个方面涉及一种放电器布置，其包括如上文和下文中描述的多个多端子电涌放电器。电涌放电器可相对于彼此以任意图案布置，如例如，成单排或多排、以三角形几何形状、以圆形几何形状、以半圆形几何形状、以矩形，或以弓形几何形状。
根据本发明的实施例，三个电涌放电器并排成排和/或以三角形几何形状布置。换言之，放电器布置可包括三个电涌放电器，其可成排和/或以三角形几何形状布置在彼此旁边，其中电涌放电器中的各个可适于保护免于三相交流系统(例如，三相变压器)的单相中的过压瞬变。
根据本发明的实施例，放电器布置包括公共的安装板，并且其中多个电涌放电器中的各个以第一电极和第二电极中的一个安装和电连接于公共安装板。安装板例如可连接于地面或地电势或任意电势。因此，电涌放电器的第一电极或第二电极可经由公共安装板连接于地面或地电势，或任意电势。将放电器安装在公共安装板上可以以仅较少空间要求有利地提供紧凑且稳健的放电器布置。此外，此类布置可便于简单的现场安装，例如，在三相变压器系统上、短电连接、低阻抗、较长保护距离和/或更好保护水平。放电器布置还可包括多个公共安装板，例如，两个，其可连接于电涌放电器的第一电极或第二电极。
根据本发明的又一个实施例，放电器布置包括又一个放电器，其中多个电涌放电器中的各个以第一电极和第二电极中的一个经由又一个放电器接地。又一个放电器可表示用于放电器布置的公共放电器，该又一个放电器可增加保护电气设备免于过压瞬变。多个电涌放电器例如可直接地连接于又一个放电器，或者它们可连接和/或安装于公共安装板，该安装板可经由又一个放电器接地。
根据本发明的又一个实施例，多个电涌放电器中的至少三个和/或又一个放电器以绝缘材料的整块模制。多个电涌放电器中的各个可以以第一电极和第二电极中的一个经由又一个放电器接地。此外，电涌放电器中的各个可连接于公共安装板，其可以可选经由又一个放电器接地。此外，公共安装板可整块模制。以该方式，可提供紧凑、稳健且防风雨的整体放电器布置，这可允许简单、容易且快速的安装。
本发明的这些及其它方面将从下文中描述的实施例中显而易见并且参照其阐明。
附图说明
本发明的主题将在以下文本中参照在附图中示出的示例性实施例更详细阐释。
图1示出了根据本发明的实施例的多端子电涌放电器的纵截面。
图2示出了根据本发明的另一个实施例的多端子电涌放电器的纵截面。
图3A示出了根据本发明的又一个实施例的多端子电涌放电器的纵截面。
图3B和3C均示出了穿过图3A的多端子电涌放电器的又一个电极的截面。
图4A和4B均示出了示出其生产过程的步骤的根据本发明的实施例的电涌放电器的又一个电极。
图5示出了根据本发明的实施例的电涌放电器的又一个电极。
图6示出了安装于变压器的根据本发明的实施例的电涌放电器。
图7A到7F均示出了根据本发明的实施例的放电器布置。
图8A和8D均示出了根据本发明的实施例的放电器布置。
附图中使用的附图标记和它们的意义以概括形式在部件列表中列出。原则上，相同的部分在附图中设有相同的附图标记。
部件列表
10电涌放电器
12有功部分
14纵向方向
16纵轴线
18有功部分的第一端
20第一电极
22有功部分的第二端
24第二电极
26固定装置
28,28a,28b固定元件
29固定器件
30a,30b端盖
31a,31b半圆形端
32a,b附接元件
33a,b腔
34变阻器元件
36金属隔离物
37金属片
38绝缘壳体
39裙部
40,40a,40b又一个电极
41又一个电极的本体
42,42a,42b凸起
43放出区域
44开孔
45螺栓
46压力板
48,48a,48b孔
50连接线缆
52固定区域
54插头
55夹持协助物
56分离带
58隔离物
59隔离物孔
60变压器
61变压器壳体
62连接元件
63固定器件
64a,64b变压器端抽头
66接地
68放电器布置
69线缆
70公共地线缆
72安装板
74放电器
76整块。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的实施例的多端子电涌放电器10的纵截面。
电涌放电器10包括有功部分12，其沿电涌放电器10的纵向方向14延伸。有功部分12为大致圆柱形，并且与电涌放电器10的纵轴线16同轴布置。纵轴线16可表示电涌放电器10的中心轴线和/或圆柱轴线。
电涌放电器10还包括第一电极20，其抵靠有功部分12的第一端18并且与其接触。第二电极24抵靠有功部分12的第二端22并且与其接触，该第二端22沿纵向方向14与第一端18相对。因此，第一电极20和第二电极24沿纵轴线16与彼此间隔开。第一电极20和第二电极24两者可形成为导电材料的盘状和/或大致圆柱形块，如例如，铝或任何其它适合的金属或合金。第一电极20和第二电极24可分别表示电端子和/或电抽头。
电涌放电器10还包括绝缘固定装置26，其机械地连接和夹持第一电极20和第二电极24，并且机械地固定有功部分12。出于该目的，固定装置26包括第一固定元件28a和第二固定元件28b，该第一固定元件28a和第二固定元件28平行于电涌放电器10的纵轴线16横向地布置在有功部分12的相对侧上。第一固定元件28a和第二固定元件28b可与有功部分12直接接触，并且它们可由绝缘材料制成。例如，第一固定元件28a和第二固定元件28b可由嵌入在塑料基质中的卷绕的玻璃纤维增强带制成。对于固定元件28a,28b，能够构想出各种实施例。经由实例，固定元件28a,28b可形成为带条、条、片、板、管、环、杆和/或棒，其机械地连接第一电极20和第二电极24。固定元件28a,28b均通过适合的机械固定器件29与第一电极20的第一端和在纵向方向14上与第二电极24的第一端相对的第二端连接，使得第一电极20固定就位，压靠有功部分12的第一端18，并且使得第二电极24固定就位，压靠有功部分12的第二端22。例如，固定器件29可包括螺栓元件、螺钉元件和/或铆钉元件，其可正交于纵向方向14布置。固定元件28a,28b可此外或作为备选胶合、软钎焊和/或焊接于第一电极和第二电极24。
然而，替代固定元件28a,28b或除此之外，固定装置26可包括例如大致圆柱形的管和/或与纵轴线16同轴布置的软管，有功部分12可布置和机械地固定在该管和/或软管中。换言之，固定装置26可包括至少部分地包围有功部分12和从而机械地固定其的管和/或软管。
为了进一步固定和/或保护第一电极20和第二电极24，固定装置26包括至少部分地包围第一电极20的第一端盖30a和至少部分地包围第二电极24的第二端盖30b。分别通过附接元件32a,32b，第一端盖30a附接于第一电极20，并且第二端盖30b附接于第二电极24。附接元件32a,32b例如可为沿纵向方向14布置并且至少部分地接合第一电极20和第二电极24的对应形成的腔33a,33b或凹口的螺栓、铆钉或螺钉。因此，腔33a,33b可包括附接元件32a,32b可拧入其中的螺纹。作为备选或此外，附接元件32a,32b可通过形状配合和/或摩擦配合保持在腔33a,33b中。这里注意的是，在发明的各种其它实施例中，端盖30a,30b可不提供。因此，端盖30a,30b可大体上认作是任选的。
电涌放电器10的有功部分12包括多个变阻器元件34。变阻器元件34可为盘状和/或大致圆柱形的基于金属氧化物的材料块，例如，基于ZnO的材料。其中，各个变阻器34可包括多个盘状和/或大致圆柱形的变阻器子元件，其沿纵向方向14堆叠在彼此的顶部上来形成单个变阻器元件34。变阻器元件34沿纵向方向14成叠层与电涌放电器34的纵轴线16同轴地布置。为了确保变阻器元件34与沿轴向方向14邻近变阻器元件34的电涌放电器10的部分/元件之间的适当电和/或热接触，变阻器元件34还可包括至少一个邻接面和/或邻接侧上的传导层。至少一个邻接面可表示具有方向平行于或反平行于纵向方向14的表面法向矢量的变阻器元件34的外表面。传导层例如可为喷涂在相应的表面上的铝膜和/或任何其它适合的金属喷镀。此外，变阻器元件34的周向和/或外周表面可通过适合的钝化手段和/或适合的钝化层来钝化。
有功部分12还包括多个金属隔离物36，其可形成为盘状和/或大致圆柱形的金属片和/或金属块。金属隔离物36还可包括具有小于金属隔离物36的端部的圆周的圆周的中间部分。金属隔离物36例如可由铝、金属和/或合金制成。各个金属隔离物36沿纵向方向14布置在两个相邻的变阻器元件34之间。这里注意，在本发明的各种其它实施例中，可不提供金属隔离物36。因此，金属隔离物36大体上可认作是任选的。
为了确保金属隔离物36与变阻器元件34之间的适当的电和/或热接触，导电和/或导热金属片37布置在面对和/或邻接变阻器元件34的侧部的金属隔离物36的各侧之间。金属片37例如可包括铝片，并且/或者它们可由铝制成。两个金属片37和两个沿纵向方向14连续布置的变阻器元件34之间的金属隔离物36的布置确保了，过压瞬变可经由金属片37和金属隔离物36在两个连续的变阻器元件34之间可靠地传导。由此，可提供两个连续变阻器元件34之间的连续的传导路径。除两个连续的变阻器元件34之间的电连接之外，金属隔离物36可消散、传导和/或扩散由过压瞬变生成的任何热，其中热可沿轴向和/或沿径向扩散，即，正交于纵向方向14。这可减小过压瞬变和生成的热引起的热材料应力。这里注意，在本发明的各种其它实施例中，可不提供金属片37。因此，金属片37可大体上认作是任选的。
另外，在第一电极20与邻接第一电极20的相应变阻器元件34之间以及在第二电极24与邻接第二电极24的相应变阻器元件34之间，如上文所述的金属片37可按顺序布置以确保适当的电接触和/或热接触。
电涌放电器10还包括绝缘壳体38，其围绕有功部分12，至少部分围绕固定装置26和/或至少部分围绕第一电极20和第二电极24模制。因此，绝缘壳体38沿电涌放电器10的相应部分和/或元件12,26,20,24的外周包绕、包封和/或包围有功部分12，至少部分包绕、包封和/或包围固定装置26和/或至少部分包绕、包封和/或包围第一电极20和第二电极24，以便向这些元件提供防水盖和/或保护。为了避免包含空气和/或滞留空气，并且确保有功部分12、固定装置26和/或第一电极20和第二电极24处的绝缘壳体38的适当附连，粘合促进材料层，如例如，粘合促进剂、粘结剂和/或底漆，可布置在绝缘壳体38与电涌放电器10的相应部分和/或元件12,26,20,24之间。
例如，绝缘壳体38可由固体绝缘材料和/或固态绝缘材料制成，如例如，硅树脂，并且/或者其可注射模制和/或铸造和/或挤出。然而，用于绝缘壳体38的各种其它材料可为可构想出的，如例如，热塑性塑料(例如，聚乙烯)、塑料材料、基于树脂的固化材料或弹性体，如例如，三元乙丙橡胶和/或热塑性弹性体。特别对于电涌放电器10的户外安装，绝缘壳体38可任选地包括多个裙部39或爬距延伸物，其可与绝缘壳体38集成地形成，并且其形成为沿其外圆周包围绝缘壳体38的伞状凸出。
电涌放电器10还包括又一个电极40，其布置和/或保持在有功部分12的两个沿纵向方向14连续布置和/或相邻的变阻器元件34之间。又一个电极40可为盘状和/或大致圆柱形地形成的，与纵轴线16同轴布置，并且其可由导电材料制成，如例如，金属、铝和/或适合的合金。在邻接和/或邻近变阻器元件34的侧部的又一个电极40的各侧之间，金属片37可布置成加强变阻器元件34与又一个电极40之间的电接触和/或热接触。
又一个电极40提供与电涌放电器10的可从外部接近的电连接，例如，用于使变压器的一部分(如例如，变压器的绕组、端抽头或中间抽头)接触和/或连接于电涌放电器10的中点，其中中点可表示第一电极20与第二电极24之间的电涌放电器10的任意点、地点、位置和/或区域。出于该目的，图1中所示的又一个电极40包括凸起42，其从又一个电极40的盘状和/或圆柱形本体区域41正交于电涌放电器10的纵向方向14延伸。本体区域41可表示又一个电极40的中间或中心区域。凸起42可至少部分地延伸穿过固定装置26和/或绝缘壳体38，从而提供放出区域43，其可例如利用适合的紧固件、夹具和/或夹持装置从电涌放电器10的外部电连接和/或接触。凸起42例如可突出穿过固定装置26中的开口，或者其可沿有功部分12的圆周布置在固定装置26的旁边。
大体上，凸起42成鼻状正交于纵向方向14从又一个电极40的本体区域41突出。凸起42的厚度(即，凸起42沿纵向方向14的延伸)可等于、小于或大于本体区域41的厚度，即，沿纵向方向14的本体区域41的延伸。凸起42可为任意形状，如例如盒状、圆柱形和/或梯形。此外，凸起42可与又一个电极40集成形成，或者其可形成为单独部分，该单独部分可例如通过机械固定、通过胶合、焊接和/或软钎焊附接于又一个电极40。
图2示出了根据本发明的另一个实施例的多端子电涌放电器10的纵截面。如果并未另外规定，则图2的电涌放电器10可包括与图1的电涌放电器10相同的元件和特征。
电涌放电器10包括带环28的固定装置26作为固定元件，其可例如由塑料基质中的卷绕的玻璃纤维制成。固定装置26可包括多个环28，多个环28可沿有功部分12的外周布置。环28可包括第一半圆形端31a，其抵靠具有与第一半圆形端31a协作形成的半圆形外表面的肩部32a。环28还包括第二半圆形端31b，其在纵向方向14上与第一半圆形端31a相对，并且抵靠具有与第二半圆形端31b协作形成的半圆形外表面的又一个肩部32b。肩部32a,32b分别从有功部分12的第一端18和第二端22凸出和/或延伸，以便于环28的施加和/或安装。这里注意，端31a,31b可不一定是半圆形。它们相反可为任意形状，如例如矩形或三角形。此外，肩部32a,32b可大体上认作是适于机械地支承环28的支承器件。因此，肩部32a,32b也可任意成形。
电涌放电器10还包括与纵轴线16同轴地对准的孔和/或开孔35，其中夹持螺栓45可沿纵向方向14被可移位地引导。
电涌放电器10包括至少一个盘状和/或大致圆柱形的压板46，其分别在第一电极20附近和/或第二电极24附近布置在有功部分12中。压板46例如可由铝制成，从而提供一定的弹性和/或变形性。
图2的电涌放电器10包括又一个电极40，其提供与电涌放电器10的可从外部接近的电中点连接。为了提供放出区域43，又一个电极40包括至少部分地延伸到又一个电极40的本体区域41中的孔48。孔48可沿任意方向延伸到本体区域41中。作为优选，孔48正交于纵向方向14延伸到本体区域41中。此外，孔48可表示例如形成在本体区域41中部分地或完全地延伸穿过本体区域41的凹口和/或开孔。在孔48中，电连接线缆50的端部定位成以便允许例如利用变压器的抽头形成至又一个电极40的电连接的建立。线缆50传导穿过电涌放电器10的绝缘壳体38，其中绝缘壳体38可沿其外周接合和/或包绕和/或包围线缆50，以便避免湿气、水和/或污垢进入电涌放电器10。为了附接的目的，孔48可包括螺纹，附接于线缆50的端部的对应的螺纹连接元件可拧入该螺纹中。然而，线缆50还可通过形状配合和/或摩擦配合紧密地夹持和/或插到孔48中。线缆50还可利用铆钉元件焊接于又一个电极40和/或附接于又一个电极40，从而将线缆50锁定在孔48中。此外，线缆50可例如在围绕有功部分12、固定装置26和/或第一电极20和第二电极24模制绝缘壳体38之后，射穿壳体38进入又一个电极40中。
图3A示出了根据本发明的又一个实施例的多端子电涌放电器10的纵截面。如果并未另外规定，则图3A的电涌放电器10可包括与图1和2的电涌放电器10相同的元件和特征。
图3A的电涌放电器10包括均以堆叠布置布置在两个相邻变阻器元件34之间的又一个第一电极40a和又一个第二电极40b。又一个第一电极40a的截面视图在图3B中示出，而又一个第二电极40b的截面视图在图3C中示出。
又一个第一电极40a包括两个凸起42a,42b，其均正交于纵向方向14从电极40a的盘状本体区域41延伸和/或突出。两个凸起42a,42b布置在本体区域41的相对侧上。然而，凸起42a,42b可相对于彼此布置成任意角。
凸起42a,42b中的各个完全延伸穿过绝缘壳体38，其中各个凸起42a,42b的外表面与绝缘壳体38的外表面齐平。作为备选，凸起42a,42b可突出超过绝缘壳体38的外表面，或者它们可仅部分地延伸穿过绝缘壳体38。
又一个第一电极40a还包括正交于纵向方向14完全延伸穿过电极40a和两个凸起42a,42b的孔48a。孔48a可延伸穿过本体区域41的任意区域，优选穿过中心区域。孔48a可具有至少1mm的直径，例如，至少3mm，并且优选至少4mm。
此外，孔48a可包括螺纹，其可形成在两个凸起42a,42b中的至少一个的至少一部分中，从而提供用于电连接的放出区域43和/或用于将电涌放电器10机械地固定和/或安装于例如变压器的固定区域52。换言之，凸起42a中的一个可提供可从外部接近的电连接，其中例如连接线缆可拧入、夹持和/或附接于形成在凸起42a中的孔48a，而另一个凸起42b可用于使用适合的机械附接器件(如例如螺钉、螺栓和/或铆钉)将电涌放电器10安装于一些其它装置。经由实例，布置在孔48a中和/或延伸穿过孔48a的单个螺栓元件和/或螺钉可用于例如通过使线缆固定和/或接触又一个电极40来提供凸起42a,42b中的至少一个上的可从外部接近的电连接，而同时提供电涌放电器10在另一个凸起42a,42b处的机械固定。在用于机械固定的凸起42a,42b和电涌放电器10可安装于其的又一个装置(例如，变压器和/或变压器壳体)之间，可任选地布置隔离物，该隔离物可通过单个螺栓元件和/或延伸穿过孔48a的螺钉来机械地固定。然而，还可使用多个螺栓元件和/或螺钉，其可不一定完全延伸穿过孔48a。
又一个第二电极40b包括从电极40b的盘状本体区域41正交于纵向方向14延伸和/或突出的凸起42。凸起42完全延伸穿过绝缘壳体38，其中凸起42的外表面与绝缘壳体38的外表面齐平。凸起42可作为备选突出超过绝缘壳体38的外表面，或者其可仅部分地延伸穿过绝缘壳体38。
又一个第二电极40b还包括正交于纵向方向14仅部分地延伸穿过电极40b和凸起42的孔48b。
孔48b可具有至少2mm的直径，例如，至少3mm，并且优选至少4mm。
此外，孔48b可包括螺纹，其可形成在凸起42的至少一部分中，从而提供用于电连接的放出区域43。然而，此外或作为备选，具有凸起42和孔48b的又一个第二电极40b也可提供固定区域52用于将电涌放电器10机械地固定和/或安装于例如变压器。
又一个第一电极40a和其孔48a可具有相对于又一个第二电极40b和其孔48b的任意定向。换言之，孔48a可平行于孔48b或以任意角布置。
图3A的电涌放电器可例如经由螺栓、螺钉和/或铆钉和/或任何其它适合的固定器件以其又一个第一电极40a和凸起42b,42a中的一个例如直接地安装和/或固定于变压器。此外，又一个第二电极40b可提供用于电连接的又一个放出区域43，和/或用于将放电器10例如安装和/或附接于变压器的又一个固定区域52。大体上，又一个第一电极40a和/或孔48a的定向可不同于又一个第二电极和/或孔48b的定向，以允许例如至变压器的短接引导(shortconnectionlead)，该短接引导可改进过压保护。
然而，电涌放电器10还可包括两个以上的另外的电极40a,40b。
图4A和4B均示出了根据本发明的实施例的电涌放电器10的又一个电极40，示出了另外的电极40的生产过程的步骤。如果并未另外规定，则图4A和4B中所示的另外的电极40可包括与图1到3C的另外的电极40a,40a,40b相同的元件和特征。
在电涌放电器10的生产期间，变阻器元件34、金属隔离物36和至少又一个电极40堆叠以形成有功部分12。有功部分以及第一电极20和第二电极24接着以固定装置26机械地固定，并且绝缘壳体38被模制。
另外的电极40中的各个的孔48可在模制过程之前或之后形成和/或钻取。如果孔48在模制之前钻取，则用于接近另外的电极40和/或孔48的器件和/或用于防止壳体材料进入孔48的器件可被利用以便避免干扰模制过程和/或干扰可能的径向凹入的放出区域43。出于该目的，例如，插头54可在模制之前至少部分地插入到孔48中，围绕孔48形成的绝缘壳体38的区域可使用适合的工具在模制之后除去，并且最终，插头54可例如使用夹持协助物55如螺钉来除去。作为备选或此外，分离带56可用于在模制之前覆盖孔。带56可在模制之后容易地除去，从而允许容易除去覆盖孔48的壳体材料。
图5示出了根据本发明的实施例的电涌放电器10的又一个电极40。如果并未另外规定，则图5的又一个电极40可包括与图1到4B中所示的另外的电极40,40a-b相同的元件和特征。
在提供固定区域52并且与提供放出区域43的电极40的一侧相对的又一个电极40的一侧上，隔离物58布置用于几何分离和/或绝缘目的。隔离物58可与又一个电极40集成地形成，或者其可形成为单独的部分并且附接于又一个电极40，例如，通过胶合、焊接、软钎焊和/或机械地附接，例如，通过螺钉、螺栓和/或铆钉。此外，多个隔离物58可附接于又一个电极40。隔离物58可包括通向又一个电极40的孔48中的隔离物孔59。隔离物孔59因此可与又一个电极40的孔48齐平。
图6示出了安装于变压器60的根据本发明的实施例的电涌放电器10。如果并未另外规定，则图6的电涌放电器10可包括与图1到5的电涌放电器10相同的特征和元件。
电涌放电器10的第一电极20经由电连接元件62连接于第一变压器端抽头64a，电连接元件62例如可为电线、传导杆和/或线缆。电涌放电器10的第二电极24可经由又一个电连接元件62连接于地面66。
经由电涌放电器10的又一个第一电极40a，电涌放电器10经由适合的机械固定器件63机械地固定在变压器壳体61上，适合的机械固定器件63例如可为从变压器壳体61突出的板或条，并且可固定于又一个第一电极40a，例如，使用至少部分地接合到又一个第一电极40a的孔48中的螺栓、铆钉和/或螺钉。
电涌放电器10的又一个第二电极40b经由又一个连接元件62连接于第二变压器端抽头64b。
图7A到7F均示出了根据本发明的实施例的放电器布置68。各个放电器布置68包括并排成排布置在彼此旁边的三个多端子电涌放电器10a,10b,10c。放电器布置68例如可连接于三相变压器。例如，还可以以三角形方式使用其它布置来用于三角形芯变压器。
图7A到7D的放电器布置68的电涌放电器10a-c包括总共四个端子，即，分别是第一电极20、第二电极24、又一个第一电极40a和又一个第二电极，而图7E和7F的放电器布置68的电涌放电器10a-c包括总共三个端子，即，分别是第一电极20、第二电极24和又一个电极40。端子例如可附接于变压器60的线圈、轭、框架和/或壳体61。
各个电涌放电器10a-c的第一电极20可附接于变压器端抽头64a,64b，而第二电极24可连接于地面或地电势。出于该目的，各个第二电极24可单独地连接于地面，例如，利用线缆，或者放电器布置68的第二电极24可利用线缆互连于公共地线缆70，公共地线缆70继而连接于地面。
作为备选，各个电涌放电器10a-c可利用第二电极24安装于公共的导电安装板72，其中安装板72可直接地(图7D)或经由地线缆70(图7B)连接于地面。除此之外，安装板72可经由如图7E中所示的线缆70或如图7F中所示直接地连接于放电器74，其中放电器74继而连接于地面。
此外，如图7E和7F中所示的包括总共三个端子的电涌放电器10a-c的又一个电极40，以及图7A到7D中所示的四个端子电涌放电器10a-c的又一个第一电极40a和第二电极40b可电连接于变压器60的抽头，并且/或者用于将放电器布置68的相应的电涌放电器10a-c机械地固定和/或安装例如在变压器60的壳体61上。
图8A到8D均示出了根据本发明的实施例的放电器布置68，其中图8A到8C示出了侧视图，并且图8D示出了俯视图。
图8A到8D中所示的放电器布置68中的各个包括并排布置成排的三个电涌放电器10a-c。电涌放电器10a-c可包括总共三个或四个端子，并且它们可如图7A到7F中所述安装在公共安装板72上和/或连接于其。
放电器布置68的电涌放电器10a-c以绝缘材料的整块76模制，如例如，基于硅的材料、(热塑性)弹性体、热塑性塑料如聚乙烯、基于树脂的固化材料或塑料材料。本文中，裙部39可集成地形成为爬距延伸物或省略(如果不需要)，例如，对于室内应用，如图8A中所示的放电器布置68的右侧上所示和/或指示的。另外，公共安装板72可至少部分地以整块模制。
尽管在附图和前述描述中已经详细示出和描述了本发明，但此类图示和描述将认作是示范性或示例性的，而非限制性的；本发明不限于公开的实施例。公开实施例的其它变型可由本领域技术人员理解和实现，并且从附图、公开内容和所附权利要求的研究中实践要求权利的本发明。在权利要求中，词语"包括"并未排除其它元件或特征，并且不定冠词"一"或"一个"并未排除多个。某些措施在互不相同的从属权利要求中叙述的事实并未指示这些措施的组合不可有利使用。权利要求中的任何附图标记不看作是限制范围。
Claims (16)
1.一种多端子电涌放电器(10)，包括：
沿所述电涌放电器(10)的纵向方向(14)延伸的有功部分(12)；
抵靠所述有功部分(12)的第一端(18)的第一电极(20)；
抵靠所述有功部分(12)的第二端(22)的第二电极(24)，所述第二端(22)在所述电涌放电器(10)的所述纵向方向(14)上与所述第一端(18)相对；
机械地连接和固定所述第一电极(20)和所述第二电极(24)的绝缘固定装置(26)；以及
围绕所述有功部分(12)布置的绝缘壳体(38)，
其中所述有功部分(12)包括至少两个基于金属氧化物的变阻器元件(34)，以及布置在所述至少两个变阻器元件(34)之间的又一个电极(40,40a,40b)，所述又一个电极(40,40a,40b)提供可从外部接近的电连接，并且
其中所述电涌放电器(12)适于由周围空气绝缘。
2.根据权利要求1所述的电涌放电器(10)，
其特征在于，所述绝缘壳体(38)包括固体绝缘材料。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的电涌放电器(10)，
其特征在于，所述有功部分(12)还包括用于消散和/或传导热的至少一个金属隔离物(36)。
4.根据前述权利要求中的一项所述的电涌放电器(10)，
其特征在于，所述又一个电极(40,40a,40b)包括适于提供用于电连接的放出区域(43)和/或用于机械固定的固定区域(52)的孔(48,48a,48b)。
5.根据前述权利要求中的一项所述的电涌放电器(10)，
其中所述又一个电极(40,40a,40b)包括正交于所述电涌放电器(10)的所述纵向方向(14)延伸的凸起(42,42a,42b)，并且
其中所述凸起(42,42a,42b)适于提供用于电连接的放出区域(43)和/或用于机械固定的固定区域(52)。
6.根据前述权利要求中的一项所述的电涌放电器(10)，
其特征在于，所述又一个电极(40,40a,40b)延伸穿过所述电涌放电器(10)的所述绝缘壳体(38)，使得所述又一个电极(40,40a,40b)能够从所述壳体(38)的外部接近。
7.根据前述权利要求中的一项所述的电涌放电器(10)，
其特征在于，所述又一个电极(40,40a,40b)包括从所述又一个电极(40,40a,40b)的外表面至少部分地延伸到所述又一个电极(40,40a,40b)的凸起(42,42a,42b)中的孔(48,48a,48b)。
8.根据权利要求7所述的电涌放电器(10)，
其特征在于，所述孔(48,48a,48b)从所述又一个电极(40,40a,40b)的所述外表面完全延伸穿过所述又一个电极(40,40a,40b)。
9.根据前述权利要求中的一项所述的电涌放电器(10)，
其特征在于，所述又一个电极(40,40a)包括两者都正交于所述纵向方向(14)延伸的两个凸起(42a,42b)。
10.根据前述权利要求中的一项所述的电涌放电器(10)，
其特征在于，所述又一个电极(40,40a,40b)具有至少5mm的厚度。
11.根据前述权利要求中的一项所述的电涌放电器(10)，
其特征在于，所述电涌放电器(10)包括多个变阻器元件(34)和至少另外两个电极(40a,40b)，
其中所述至少另外两个电极(40a,40b)中的各个布置在两个变阻器元件(34)之间，
其中所述至少另外两个电极(40a,40b)中的各个适于提供电连接，并且
其中所述至少另外两个电极(40a,40b)中的至少一个适于提供除所述电连接之外的所述电涌放电器(10)的机械固定。
12.一种放电器布置(68)，包括：
根据权利要求1至权利要求11中的一项所述的多个多端子电涌放电器(10a-c)。
13.根据权利要求12所述的放电器布置(68)，
其特征在于，三个电涌放电器(10a-c)并排成排或以三角形几何形状布置。
14.根据权利要求12或权利要求13中的一项所述的放电器布置(68)，其特征在于，所述放电器布置(68)还包括：
公共安装板(72)，
其中所述多个电涌放电器(10a-c)中的各个以所述第一电极(20)和所述第二电极(24)中的一个安装和电连接于所述公共安装板(72)。
15.根据权利要求12或权利要求14中的一项所述的放电器布置(68)，其特征在于，所述放电器布置(68)还包括：
又一个放电器(74)，
其中所述多个电涌放电器(10)中的各个以所述第一电极(20)和所述第二电极(24)中的一个经由所述又一个放电器(74)连接于地面。
16.根据权利要求12至权利要求15中的一项所述的放电器布置(68)，
其特征在于，所述多个电涌放电器(10a-c)中的至少三个和/或又一个放电器(74)以绝缘材料的整块(76)模制。
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