CN107086147A - 过电压放电器装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有电压关联的阻抗设备(6)的过电压放电器装置。所述电压关联的阻抗设备(6)至少部分地被壳体(1)包围。并且电压关联的阻抗设备(6)能够借助分离设备(7)进行开关。为此使用运动链，所述运动链穿过壳体(1)的壁并且将驱动设备(11)的运动传递至分离设备(7)的可彼此相对移动的接触件(8,10)上。在运动链中设置具有联接器(14a、14b)的耦合装置(12)。

Description

过电压放电器装置

技术领域

本发明涉及一种具有取决于电压的阻抗设备的过电压放电器装置，所述阻抗设备至少部分地被壳体包围并且借助能够通过穿过壳体的运动链操作的分离设备进行开关。

背景技术

这种过电压放电器装置例如由公开文献DE102012217310A1已知。其中的过电压放电器装置具有取决于电压的阻抗设备，所述阻抗设备设置在壳体内。取决于电压的阻抗设备能够通过分离设备开关，其中为了操作分离设备使用穿过壳体的运动链。在已知的过电压放电器装置中，运动链设计为可运动的中央拉杆的形式。由此保证了过电压放电器装置的分离设备的简单和可靠的操作。但是中央拉杆的机械故障会导致过电压放电器装置的完全失效。尤其使中央拉杆的维修或更换需要在壳体以及分离设备上大量的装配工作。

发明内容

因此本发明所要解决的技术问题在于，提供一种前述形式的过电压放电器装置，其能够以简化的形式修理。

按照本发明所述技术问题在前述形式的过电压放电器装置中这样解决，即运动链具有耦合装置(Koppelanordnung)。

过电压放电器装置是一种装置，其被用在输电网中。输电网用于在能量源和耗能设备之间传递电能。在此，输电网在设计值方面有所规定。电绝缘装置例如在设计电压方面有所规定。电绝缘装置的过载会导致不可修复的损伤。为了保护，输电网配备所谓的过电压放电器装置，其在故障情况中，即在超过设计电压的情况中用于降低或限制所谓的过电压。为此过电压放电器装置根据需要让放电电流流过放电路径。放电路径例如被接在地电势上。放电路径例如由相线导体延伸至地电势。在此，放电路径具有电压关联的阻抗设备。根据作用在电压关联的阻抗设备上的电压，电压关联的阻抗设备的阻抗的值发生变化。电压关联的阻抗设备可以至少部分地构成放电路径。例如电压关联的阻抗设备可以设计为压敏电阻或具有压敏电阻。压敏电阻具有设计电压，在其之上压敏电阻具有低阻抗表现，并且在其之下压敏电阻具有高阻抗表现。阻抗表现的改变根据电压关联的阻抗设备或压敏电阻的电压载荷进行。在简单的情况中，电压关联的阻抗设备例如具有电平放电隙。在这种电压关联的阻抗设备中优选使用金属氧化物，其具有电压关联的阻抗表现。例如适用的是氧化锌元件，其在输电网中的待监测的电势(例如相线导体的高压电势)和地电势之间构成持久的电连接。在这种结构形式中会出现泄漏电流。

电压关联的阻抗设备此外与分离设备相连，电压关联的阻抗设备借助分离设备投入工作或停止工作。分离设备可以是放电路径的一部分。电压关联的阻抗设备和分离设备导电串联。分离设备例如设置在放电路径中的电压关联的阻抗设备的地电势侧的端部上。但是也可以规定，分离设备设置在放电路径的电势侧的端部上。根据驱动设备的嵌入位置，驱动设备可以布置在分离设备的相同的电势上或者不同的电势上。用于传递运动而使用的运动链酌情地具有用于桥接电势差的电绝缘部段。分离设备可以通过传统的开关设备构成。传统的开关设备具有可彼此相对移动的接触件，它们能够相互电接触或者相互分离。分离设备例如出于安全目的被用在过电压放电器装置上。但是还可以规定，分离设备例如出于检测目的将电压关联的阻抗设备与地电势脱离或者切断放电路径，并且因此阻止电压关联的阻抗设备的响应，例如在出现测试过电压时。通过运动链可以操作分离设备。分离设备的操作例如通过将相对运动输入到分离设备的可相互运动的开关接触件上。在此可以规定，两个开关接触件中的至少一个为了操作分离设备的一个隔离间隔可以运动。但是也可规定，两个开关接触件为了产生相对运动而被移动。分离设备在此应该这样设计，使得分离设备的操作仅在几乎无电流的状态中、也就是在电压关联的阻抗设备的高阻抗状态中是允许的。相应地可以使用廉价的分离设备，其具有简单的开关接触件，其不需要具有附加的用于熄灭开关电弧的设备或类似物。

运动链可以将可彼此相对运动的开关接触件或者两个可彼此相对运动的开关接触件之一与驱动设备相连，其中，在驱动设备中进行需要的能量转换，用于引起开关接触件的相对运动。例如驱动设备可以将电能转换成机械能并且因此引起分离设备的开关接触件的相对运动。但是还可以规定，进行任意的能够转换或变化。

耦合设备可以用作运动链的一部分。为此，耦合设备例如具有机器元件(例如轴)，其用于传递运动。借助耦合设备可以进行运动链的分离。耦合设备构成运动链中的交接点。

电压关联的阻抗设备例如具有压敏电阻或多个并联的压敏电阻。根据期望的负载能力可以将放电电流分布到多个压敏电阻上。此外每个压敏电阻也可以由分元件组装而成。例如块体(例如金属氧化物块)被夹紧成压敏电阻，其中多个夹紧的压敏电阻可以导电并联。独立于导电并联的压敏电阻的数量，运动链被用于接通一个或多个压敏电阻。通过运动链优选必要时操作分离设备的多个隔离间隔，因此还可以实现多个隔离间隔的同步操作。

运动链可以具有不同的机器元件。运动链用于传递动能，例如从驱动设备至分离设备的可相对移动的开关接触件上。在此，运动链穿过壳体或壳体的壁，因此所述壳体可以构成在驱动设备和分离设备之间的机械保护的壁垒。耦合装置在该运动链中适用于酌情地脱开运动链，或者酌情地断开或修改运动链。例如可以这样实现驱动设备的切换，而不会影响自身位于该结构中的分离设备，或者不用必须嵌入壳体内部。耦合装置优选也可以在壳体外面被触及，也就是在包围电压关联的阻抗设备的壳体区域的外部。例如在驱动设备出现故障时，驱动设备的构件可以被更换。放电路径或电压关联的阻抗设备的保护效果此时被保留。电压关联的阻抗设备与地电势的接触(尤其通过分离设备)因此在更换或维修运动链时也能保留。

其他有利的技术方案可以规定，耦合装置具有轴。

轴是机械构件，其可以传递较大的力并且在此具有较高的刚性。此外，轴可以有利地被支承。轴也可以在旋转运动中较好地密封。由此，所述轴可以被用于穿过、必要时密封地穿过壳体的壁。在此，轴在轴向上具有不同的部段。例如轴具有带有不同横截面的部段，因此提供阶梯状的轴。此外可以规定，至少一个滚珠轴承、尤其多个滚珠轴承沿轴向间隔地设置在轴上并且尤其在两个轴向间隔的滚珠轴承之间设置用于沿径向密封轴的旋转的运动的密封件。在此优选规定，轴的在支承的部段中的直径比在径向密封的部段的直径更小。所述轴在此在穿过壁的方向上仅略微突出所述壁。所述轴的轴向延伸长度的大部分可以设置在壁的内部。由此实现了轴在壳体的壁中的稳定的支承。在端侧可以在轴上传递其他运动和力。

此外有利地规定，耦合装置流体密封地贯穿壁。

壳体的流体密封的贯穿实现了壳体自身用电绝缘流体、尤其是气体填充，并且流体的挥发可以通过耦合装置的密封被阻止。在此，耦合装置的轴例如借助径向密封件被密封，用于流体密封地实施轴的旋转运动。

另一种有利的技术方案规定，耦合装置与传动机构相连。

借助传动机构可以进行力的传递和/或变换，所述力通过运动链的耦合装置传递。传动机构在此可以是运动链的一部分。因此可行的是，使运动减速或加速，用于以更简单的形式将驱动运动传递至分离设备的相互移动的开关接触件上。有利地可以使用设计为自锁式的传动机构，因此例如从开关接触件发出的运动不会反馈到运动链中，而是通过自锁的传动机构被锁止。设计为自锁式的传动机构例如是涡轮传动机构或螺杆传动机构等。

另外有利的技术方案可以规定，耦合装置与联接器(Kupplung)、尤其形状配合的联接器相连。

借助联接器可以拆散或建立运动链。联接器在此可以以不同的形式构成。例如在运动链上的力传递的断开或分离可以借助联接器相宜地实现，因此例如不能操作所述分离开关设备。此外，联接器允许运动链的分离，例如用于更换运动链的单个构件，替换或修复运动链的驱动设备，等等。通过使用形状配合的联接器可以由于联接器的联动配合件的造型而在运动链上进行力传递。在此可以提供联动配合件的互补的造型，因此可以通过耦合装置实现驱动运动的尽可能不打滑的传递。

另一种技术方案可以规定，与运动链相连的驱动设备在壳体上法兰连接。

驱动设备可以用于将运动导入运动链中。驱动设备可以将一种能量形式转换成另一种能量形式，用于在分离设备的开关接触件之间引起相对运动。例如，驱动设备具有曲轴传动机构，在曲轴传动机构导入转动运动，该转动运动又通过联接器传递到耦合装置、尤其继续引导至联接器装置的轴上。通过驱动设备的法兰连接提供了这样的可行性，即紧固联接器并且阻止联接器不期望的松开。所述联接器例如在实施为形状配合联接器时这样构成，使得在驱动设备在壳体上的法兰连接方向上进行联接器的接合，并且借助驱动设备在壳体上的固定可以形成联接器的紧固或操作。由此，联接器通过壳体与驱动设备的法兰连接而被接合以及紧固。

另一种优选的技术方案规定，壳体用电绝缘的流体填充。

壳体用电绝缘的流体的填充提供了这种可行性，即选择一种电绝缘的流体，其具有很好的电绝缘性。为此，壳体设计为封闭壳体，因此阻止设置在壳体内的电绝缘流体的不期望的挥发。所述壳体优选还可以设计为压力容器，因此形成在壳体内部和壳体周围环境之间的压力差。由此形成这种可能，在壳体内产生过压并且电绝缘流体被置于过压下，并且流体的电绝缘强度附加地提高。所述壳体例如至少部分地由导电的材料构成，其优选导向地电势。由此形成这种可行性，即导电的壳体部段作为用于构成放电路径的接地点的触点接通点。相应地，壳体针对期望的放电电流的导电性能来设计。但是还可以规定，所述壳体设计为至少部分地或完全地电绝缘。尤其在壳体的电绝缘部段上嵌入用于电压关联的阻抗设备的连接导线，因此例如高压端子可以电绝缘地穿过壳体的壁。连接导线可以是放电路径的一部分。壳体的穿过、也即放电路径在高压侧的端部或在接地侧的端部上的穿过或者运动链的穿过、在此应该设计为流体密封的并且尤其耐压力的。例如为了运动链的通路(尤其是耦合装置的轴)的耐压力的构造可以设置径向密封

作为电绝缘流体，例如适用的有含氟的介质、例如六氟化硫、氟酮、氟腈等。但是也适用的是氮气，尤其是被净化的环境空气以及二氧化碳等。流体在此优选以气态状态存在，因此壳体内部被流体冲刷。但是还可以规定，流体在壳体内部至少部分地以液体状态存在。

另一种有利的技术方案规定，联接器通过驱动设备的法兰连接被操作。

驱动设备在壳体上的法兰连接实现了壳体以及驱动设备相互间的固定。相应地在驱动设备和壳体之间实现了角度固定的连接。通过这种角度固定的连接，联接器可以在运动链中被操作，因此运动的传递通过运动链的联接器或耦合装置进行。通过驱动设备的法兰连接可以一方面进行联接器的操作、例如联接器配合件的连接卡爪相互啮合，并且因此将转动通过联接器传递。此外，联接器在其联接状态中通过所述法兰连接被紧固。

另外的有利的技术方案规定，螺杆至少在耦合装置的一侧、尤其在耦合装置的两侧与所述轴相连。

旋转的螺杆能够实现套装在螺杆上的“滑轮”沿轴向移动。由此可行的是，螺杆的旋转运动以简单的方式转换成直线运动。因此例如可行的是，旋转运动穿过壳体、通过轴传递，并且通过相连的螺杆将该运动转换成平动运动。因此例如可行的是在分离设备的开关接触件之间产生线性的相对运动。同时通过螺杆可以阻止例如从分离设备的开关接触件发出的脉冲反馈进或导入运动链中。螺杆的自锁效果在此是有利的。轴至少在耦合装置的一侧、尤其在其两侧以螺杆延续。至少一个螺杆尤其与轴同轴对准地延伸，因此规定螺杆与轴在端侧连接。在壳体的壁的两侧尤其可以设置联接器，用于将螺杆分别与轴相连。在此，联接器可以具有相互不同的结构形式。例如，螺杆可以与轴用销钉固定，或者也可以按弹性配合的形式连接。此外，螺杆和轴也可以借助卡爪相互啮合、或通过成型件、例如的、恰当配合的套筒相互连接。

附图说明

以下本发明的实施例示意地在附图中示出并且后续被详细描述。在附图中：

图1表示通过具有运动链的过电压放电器装置剖切的示意横截面，和

图2详细示出运动链的耦合装置。

具体实施方式

图1表示通过过电压放电器装置剖开示出的横截面。所述过电压放电器装置具有壳体1。壳体1设计为空心体形式，其中壳体1具有部分导电的壁以及部分电绝缘的壁。壳体1的由导电材料构成的壁被施加以地电势。在此壳体1具有基本上空心圆柱形结构，其与主轴线2同轴地定向。壳体1的端侧的端部用于通过盘状的电绝缘体3构成电绝缘壁。由此可能的是，将相线导体引入到封闭壳体的内部，其中由于电绝缘体3的电绝缘效果，与导电的壁的地电势的直接接触或短路得以避免。放电路径从高压电势4延伸至地电势5。放电路径具有压敏电阻6。压敏电阻6用作取决于电压的阻抗设备。压敏电阻6优选具有在轴向上上下堆叠和夹紧的金属氧化物块，用于实现足够的抗电强度。压敏电阻6一侧与高压电势4触点接通、并且另一侧与地电势5触点接通。压敏电阻6在壳体1中机械地保持在电绝缘的绝缘体3与壳体1的引导至地电势5的部段之间。

在地电势侧，在压敏电阻6和地电势5之间的放电路径中设置分离设备7。分离设备7可选地也可以定位在压敏电阻6的相对置的端部上。必要时为了避免压敏电阻的短路，在这种情况中运动链的一个用于操作分离设备7的部段必须设计为电绝缘的。分离设备7实现了放电路径的断开。分离设备7为此具有可移动的接触件8。可移动的接触件8在此设计为销柱状并且基本上与主轴线2同轴地布置。此外，可移动的接触件8在轴向上相对主轴线2可移动地支承。为此，设置接触支架9，其与壳体1的导向地电势5的部段导电地连接，尤其被支承在壳体的所述部段上。可移动的接触件8在接触支架9的滑动衬套上可轴向滑移地引导并且持续地被施加地电势5。分离设备7此外具有位置固定的接触件10。位置固定的接触件10在此设计为衬套状的，其中衬套开口设计为与可移动的接触件8形状互补。位置固定的接触件10与压敏电阻6的地电势侧的端部相连并且相对壳体1的导向地电势5的部段电绝缘地定位。通过分离设备的在两个接触件8、10之间的连接路径的接触或桥接，能够对位置固定的接触件10加载地电势。在接触件8、9之间的连接路径的打开导致了位置固定的接触件10的电绝缘的布置。位置固定的接触件10在这种状态中承受所谓的浮动的、也就是不确定的电势。

为了产生可移动的接触件8的驱动运动，设置驱动设备11。驱动设备11法兰连接在壳体1上。驱动设备11用于将运动输入运动链中，其将驱动设备11的运动传递至可移动的接触件8。为此，运动链具有耦合装置12。耦合装置12的构造结合图2详细描述。耦合装置12具有可转动的轴13，其穿过壳体1的壁。在壳体1的被穿过的壁的两侧分别设置联接器14a、14b，用于将耦合装置12连入运动链中。运动链在此在壳体1的内部具有通过联接器14b连接在可转动的轴13上的第一螺杆15。在壳体1的外部，第二螺杆16通过联接器14a与可转动的轴13相连。两个螺杆15、16对准地布置。两个螺杆15、16同样与可转动的轴13对准地定位。螺杆15、16在壳体内部或外部与可转动的轴13的连接分别在轴13以及螺杆15、16的相互对置的端侧的端部上进行。

第一螺杆15伸入到可移动的接触件8的防止转动的螺纹导程中。由此在第一螺杆15转动时，第一螺杆的转动被转换成可移动的接触件8的直线运动。通过第二螺杆16、借助手柄17实现运动链的操作。第二螺杆16为此借助手柄17进行旋转，其中通过联接器14a可以将转动传递至可转动的轴13上以及继续通过联接器14b将转动传递至第一联接器15上。

在第二螺杆16上可移动地引导的连接滑块18与可移动的接触件8的运动同步。由此可行的是，在驱动设备11上反映可移动的接触件8的状态或相对位置。

以下借助图2在原理上描述耦合装置12的构造。为此，在图2中，驱动设备11如由图1已知地在截面图中示出。相应地以截面图示出耦合装置12的可转动的轴13。可转动的轴13的长度基本上对应壳体1的壁的厚度，可转动的轴13穿过壳体1。作为这种情况也可以是：可转动的轴13仅略微地突出于被其穿过的、在壳体1的壁中的凹缺的孔口。在此，可转动的轴13具有多个横截面，其中直径较大的中央部段19被两个直径较小的部段包夹。中央部段19被两个轴向间隔的密封件20径向包围。两个密封件20用于中央部段19相对在壳体1的壁中的形状互补的、优选圆柱形的凹缺的径向密封。因此保证了轴13相对壳体1的径向密封。径向密封优选设计为耐压的。在轴13的位于中央部段19两侧的直径较小的部段上分别设置滚珠轴承21。借助滚珠轴承21可以独立于运动链的其他元件地使轴13在壳体1上引导和支承。

在可转动的轴13的各个端侧上连接第一螺杆15或第二螺杆16。两个螺杆15、16分别通过联接器14a、14b与可转动的轴13相连。两个联接器14a、14b在此设计为不同形式的。用于将可转动的轴13与第二联接器16相连的联接器14a具有套筒状的接合元件，其形状互补地套装在第二螺杆16或可转动的轴13上，由此通过在第二螺杆16和可转动的轴13之间的套筒状接合元件构成形状配合的连接。备选地，例如也可以将所述联接器14a实施为弹性配合、压配合或类似形式。

第一螺杆15与可转动的轴13的连接通过销钉固定进行，方法是横向销穿过第一螺杆15的形状互补地伸入到可转动的轴13的端侧的凹口中的部段。在此，销钉的位置这样选择，使得其位于第一轴13的中央部段19的两侧的部段的区域中，其中通过套装滚珠轴承21阻止销钉的径向移出。

所述在壳体1的壁中的凹口(其容纳耦合装置12的可转动的轴13)这样构成，使得在驱动设备11的法兰联接的方向上在内侧设置突出的凸肩，保证联接器14b的销钉固定的滚珠轴承21在轴向上贴靠在所述凸肩上。因此，密封件20以及其他滚珠轴承21间接地压在突出的凸肩上。为此，驱动设备11具有法兰板22。法兰板22具有与下压的凸肩23对中的凹口。下压的凸肩设计为径向环绕的并且作用在滚珠轴承21上，其再次在中央部段19上将其他滚珠轴承21压在壳体1的壁中的向内突出的凸肩上。通过相应的螺栓装置24可以将法兰板22压紧到壳体1上。相应地耦合装置12被固定在壳体1的壁中，所述壳体被运动链穿过。联接器14a、14b法兰状结构紧固。

由此形成耦合装置12，其联接器14a、14b通过驱动设备11的法兰结构紧固。

第二螺杆16通过联接器14a与可转动的轴13相连。为了改善第二螺杆16的支承，在法兰板22上设置引导元件25，其与主轴线2同轴地定向。例如引导元件25设计为空心圆柱。但是还可以规定，例如多个定位螺栓围绕主轴线2分布地承担类似的功能。引导元件25用于构成连接点26，用于固定护罩27。护罩27包围引导元件25、从而在外侧包围第二螺杆16，并且构成用于第二螺杆16的轴承衬套28。两个滚珠轴承设置在护罩27的轴承衬套28中。

在第二螺杆16上可移动地设置连接滑块30。连接滑块30在引导元件25上转动保险地、可移动地被支承，因此连接滑块30在第二螺杆16转动时进行轴向移动。在此，连接滑块30在第二螺杆16上的位置与可移动的接触件8在壳体1的内部的相对位置同步化。相应地在引导元件25上设置报告触头31、32，其用于报告可移动的连接接触件8的位置、进而用于为分离设备7显示开关状态。在此，报告触头31、32配备相应的触点，其在连接滑块30经过时被导电桥接。由此例如在操控台中实现分离设备7的开关状态的报告。

附加地，分离设备7的开关状态的远处显示可以在驱动设备11自身上提供。为此例如可以在引导元件25或在护罩27中设置凹口33、35，通过其可以光学地检测连接滑块30的位置。相应地连接滑块30在凹口33、34的区域中配备彩色标记，用于实现分离设备7的开关状态的对比鲜明的远处显示。

Claims (9)

1.一种具有电压关联的阻抗设备(6)的过电压放电器装置，所述电压关联的阻抗设备(6)至少部分地被壳体(1)包围，并且所述阻抗设备(6)能够借助通过穿过壳体的运动链操作的分离设备(7)进行开关，其特征在于，运动链具有耦合装置(12)。

2.按照权利要求1所述的过电压放电器装置，其特征在于，耦合装置(12)具有轴。

3.按照权利要求1或2所述的过电压放电器装置，其特征在于，耦合装置(12)流体密封地贯穿壳体(1)的壁。

4.按照权利要求1至3之一所述的过电压放电器装置，其特征在于，耦合装置(12)与传动机构(15,16)相连。

5.按照权利要求1至4之一所述的过电压放电器装置，其特征在于，耦合装置(12)与联接器(14a、14b)、尤其与形状配合的联接器相连。

6.按照权利要求1至5之一所述的过电压放电器装置，其特征在于，与运动链相连的驱动设备(11)在壳体(1)上法兰连接。

7.按照权利要求1至6之一所述的过电压放电器装置，其特征在于，壳体(1)用电绝缘的流体填充。

8.按照权利要求5至7之一所述的过电压放电器装置，其特征在于，联接器(14a、14b)通过驱动设备的法兰连接被操作。

9.按照权利要求2至8之一所述的过电压放电器装置，其特征在于，螺杆(15,16)至少在耦合装置(12)的一侧、尤其在耦合装置的两侧与所述轴(13)连接。