CN108023342B - 瞬态过电压保护系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种瞬时过电压保护系统(1)，用于与待保护设备并联设置，该瞬时过电压保护系统包括至少三条线路并且包括：‑三个导电分支，用于连接至三条线路；‑第一导电分支和第二导电分支配备有第一电压敏感保护元件(2)和第二电压敏感保护元件(2)，并且能够在其端子之间的电压高于电压阈值时升高温度；以及‑热敏断开装置，包括与第一保护元件和第二保护元件(2)中的至少一个热接触的至少一个可热熔元件，被布置成将三个分支保持在连接位置中；热敏断开装置包括弹性返回装置，该弹性返回装置施加趋向于将三个导电分支带至断开位置的力。

Description

瞬态过电压保护系统

技术领域

本发明涉及用于电气设备的过电压保护部件领域。

背景技术

为了保护电气设备，标准做法是在交流市电电源(交流干线供给，alternatingmains supply)的两条线路之间使用金属氧化物变阻器，特别是氧化锌，其一侧串联安装有可热熔断开元件，另一侧安装有气体放电抑制器。

这样的装置在理论上工作如下：气体放电抑制器几乎支持市电电源的所有交流电压。实际上，气体放电抑制器的杂散电容大约是一个皮法，而变阻器的杂散电容是从几纳法拉到几十纳法拉。当过电压发生时，其引起气体放电抑制器起火，只有随后通过气体放电抑制器的所谓的续流变得足够低时才能熄灭。变阻器的电阻确保了续流的限制并使得气体放电抑制器熄灭。

当过电压保护装置在长时间过电压后开动一定次数或持续开动时，其部件达到其使用寿命的终点。对于气体放电抑制器，使用寿命的终点对应于短路状态。另一方面，对于变阻器，使用寿命的终点可反映在脉冲现象的爆发或其内部电阻的大幅度降低(趋向于短路)，通常可持续直到变阻器起火。为了安全起见，气体放电抑制器可以设计成使得其承载与过电压相关的能量脉冲的能力低于变阻器。这样一来，首先到达使用寿命终点并且短路的会是气体放电抑制器。

市电电源的电压然后完全转移到变阻器，变阻器变热并导致可热熔元件的熔化和热断开，也就是说该保护装置不再起作用(take out of service)。

然而，难以确保由可热熔元件的熔化产生的断开的可靠性。

发明内容

本发明的一个构思是提供一种瞬态过电压保护装置，其通过断开系统在构成该瞬时过电压保护装置的所有部件到达使用寿命终点的同时将其断开来确保部件完全断开。

根据一个实施方式，本发明提供一种瞬时过电压保护系统，用于与待保护的设备(equipment item)并联设置，该保护系统包括由第一线路、第二线路和接地线组成的至少三条线路；该保护系统包括：

-第一导电分支、第二导电分支和第三导电分支，用于分别连接至三条线路，并且其中导电分支中的每一个均包括用于连接至三条线路之一的第一端部和能与另外两个导电分支的第二端部连接的第二端部；

-第一导电分支和第二导电分支配备有第一电压敏感保护元件和第二电压敏感保护元件；第一电压敏感保护元件和第二电压敏感保护元件中的每一个具有两个端子，并且被布置成当所述两个端子之间的电压高于电压阈值时允许在相应的导电分支的第一端部与第二端部之间的电流流动，并且当所述两个端子之间的电压低于电压阈值时，阻止相应的导电分支的第一端部与第二端部之间的电流流动；每个电压敏感保护元件均能够在其端子之间的电压高于所述电压阈值时升高温度；以及

-热敏断开装置，包括与第一电压敏感保护元件和第二电压敏感保护元件中的至少一个热接触的至少一个可热熔元件；该可热熔元件在环境温度下导电并且在高于温度阈值时候能够熔化；该可热熔元件被布置成将三个分支的第二端部保持在连接位置中，在所述连接位置中确保第一导电分支、第二导电分支和第三导电分支的第二端部之间的电连接；热敏断开装置包括弹性返回装置，该弹性返回装置施加趋向于将第一导电分支、第二导电分支和第三导电分支带至断开位置的力，在该断开位置中第一导电分支、第二导电分支和第三导电分支的第二端部彼此间以一定距离放置以便在可热熔元件熔化时同时将第一导电分支、第二导电分支和第三分支彼此断开。

由于这些特征，针对在第一电线和第二电线之间出现的瞬态过电压保护连接至第一电线或第二电线的电气设备。凭借这些特点，瞬态过电压保护装置被保护以免于变阻器在到达使用寿命终点时由其引起的可能火灾。

该装置的特别有利之处在于，在钎焊件(braze)熔化时物理地分开第一、第二和第三导电分支的端部，使得电接触在温度升高时被同时断开。

有许多能够由根据本发明的保护装置保护的设备。例如电子设备、电话设备、计算设备、光电设备、发光二极管照明设备、风力发电设备、无线电通信设备以及其他类似设备。

根据实施方式，这种装置包括以下特征中的一个或多个：

瞬态过电压保护系统能够与包括三条或更多条线路的待保护设备并联设置。

在一个实施方式中，瞬态过电压保护系统能够与包括四条或五条线路的待保护设备并联设置。在该实例中，其包括四个导电分支，该四个导电分支的第二端部全部彼此星形连接(star-connect)。

例如，当待保护设备包括五条线路时，前三条是相线，第四条是中性线，最后一个是接地线。当待保护设备包括四条线路时，前两条是相线，第三条是中性线，最后一条是接地线。

在一个实施方式中，瞬态过电压保护系统能够与包括三条线路的待保护设备并联设置。在该实例中，其包括三个导电分支，该三个导电分支的第二端部彼此呈Y连接。

例如，三条线路是相线、中性线和接地线。在另一个实例子中，三条线路是正负极线和接地线。

在一个实施方式中，第一保护元件、第二保护元件和第三导电分支的第二端部通过可热熔元件固定至彼此。

在一个实施方式中，第一导电分支的第二端部由第一电压敏感保护元件的两个端子之一形成。

在一个实施方式中，第二导电分支的第二端部由第二电压敏感保护元件的两个端子之一形成。

在一个实施方式中，第三导电分支配备有第三电压敏感保护元件，该第三电压敏感保护元件具有两个端子，并且被布置成当所述两个端子之间的电压高于电压阈值时允许第三导电分支的第一端部与第二端部之间的电流流动，并且当所述两个端子之间的电压低于电压阈值时，阻止该导电分支的第一端部和第二端部之间的电流流动；并且当其端子之间的电压高于所述电压阈值时也能够升高温度。

在一个实施方式中，第三导电分支的第二端部由第三电压敏感保护元件的两个端子之一形成。

第一保护元件、第二保护元件和第三保护元件可以是变阻器、放电抑制器(discharge arrestor)或诸如二极管的半导体元件。例如，第一保护元件和第二保护元件是变阻器，第三保护元件是放电抑制器。例如，所有三个保护元件都是变阻器。

在一个实施方式中，第一导电分支、第二导电分支和第三导电分支的第二端部能够移动远离彼此。

在一个实施方式中，返回装置包括断开片(disconnection flap)，该断开片在三个导电分支的第二端部的固定点处弹性地压在第二端部上，以便施加趋向于将三个导电分支的第二端部彼此分开的力。

在可热熔元件熔化时，断开片在三个导电分支的第二端部之间插入。断开片由电绝缘材料(例如塑料)制成。

在一个实施方式中，第一保护元件和第二保护元件位于断开片的两侧。

由于这些特征，可热熔元件可以受益于每个保护元件的温度上升。

在一个实施方式中，第一导电分支和第二导电分支位于断开片的两侧。

在一个实施方式中，三个导电分支中的两个位于彼此平行的方向上，并且三个导电分支中剩余的那个位于与其他两个导电分支成直角的方向上，每个导电分支的第二端部彼此倾斜以便由可热熔元件保持在一起，并且断开片具有由彼此成直角的三个斜面斜切而成的轮廓，以使得该轮廓与由导电分支的第二端部中的每一个的倾斜构成的组件互补，并且在可热熔元件熔化时能够插入在导电分支的三个第二端部之间。

在一个实施方式中，可热熔元件是在导电分支的三个第二端部上产生的可热熔钎焊件。

在一个实施方式中，第三导电分支的第二端部插入在第一导电分支和第二导电分支的第二端部之间，并且返回装置包括返回构件，所述返回构件向第三导电分支的第二端部施加趋向于将所述第三导电分支的第二端部与第一导电分支和第二导电分支的第二端部(7和9，8)分开的力。

在一个实施方式中，在连接位置中第一导电分支和第二导电分支的第二端部彼此间以一定距离放置。

在一个实施方式中，可热熔元件是实心锡基合金球，实心锡基合金球确保第一导电分支和第二导电分支的第二端部之间的电连接，并且被可热熔材料覆盖，该可热熔材料在温度升高时能够熔化，并能够在温度升高时被分配给第一电压敏感保护元件和第二电压敏感保护元件中的一个和/或另一个的端子之一以增加所述端子关于熔化的锡合金的润湿性(可湿性，wettability)。

在一个实施方式中，返回装置还包括向第二导电分支的第二端部施加趋向于将第二导电分支的第二端部与第一导电分支的第二端部分开的力的返回构件。

在一个实施方式中，第二保护元件是气体放电抑制器，其两个端子中的一个构成第二导电分支的第二端部。

在一个实施方式中，热敏断开装置包括第一可热熔元件和第二可热熔元件，第一可热熔元件位于第一导电分支的第一部分与第二部分之间；第一部分和第二部分分别包括第一导电分支的第一端部和第二端部；第二可热熔元件位于第二导电分支的第一部分与第二部分之间；第一部分和第二部分分别包括第二导电分支的第一端部和第二端部；返回装置包括第一返回构件，该第一返回构件向第一导电分支的第二部分施加趋向于将第一导电分支的第二部分与第一导电分支的第一部分分开的力从而在第一可热熔元件熔化时将第一导电分支的第一部分与第二部分分开，以及第二返回构件，该第二返回构件向第二导电分支的第二部分施加趋向于将第二导电分支的第二部分与第二导电分支的第一部分分开的力从而在第二可热熔元件熔化时将第二导电分支的第一部分与第二部分分开；第三导电分支的第二端部处于连接位置，夹在第一导电分支和第二导电分支的第二端部之间；返回装置还包括第三返回构件，该第三返回构件向第三分支的第二端部施加趋向于将第三导电分支的第二端部与第一导电分支和第二导电分支的第二端部分开的力从而当第三导电分支的第二端部由于两个可热熔元件中的一个和/或另一个的熔化而不再夹在第一导电分支和第二导电分支的第二端部之间时使第三导电分支的第二端部相对于第一导电分支和第二导电分支的第二端部移动。

在一个实施方式中，第一导电分支和第二导电分支包括第三电压敏感保护元件和第四电压敏感保护元件，第一电压敏感保护元件和第二电压敏感保护元件分别位于第一导电分支的第一部分和第二导电分支的第一部分上，第三电压敏感保护元件和第四电压敏感保护元件分别位于第一导电分支的第二部分和第二导电分支的第二部分上。

在一个实施方式中，第一可热熔元件固定在第一电压敏感保护元件的端子之一和第三电压敏感保护元件的端子之一之间，并且第二可热熔元件固定在第二电压敏感保护元件的端子之一和第四电压敏感保护元件的端子之一之间。

在一个实施方式中，电压敏感保护元件选自变阻器、放电抑制器和半导体。

在一个实施方式中，第一电压敏感保护元件和第二电压敏感保护元件是变阻器，第三电压敏感保护元件和第四电压敏感保护元件是气体放电抑制器。

在一个实施方式中，第一导电分支的第二端部由第三电压敏感保护元件的两个端子中的一个形成。

在一个实施方式中，第二导电分支的第二端部由第四电压敏感保护元件的两个端子中的一个形成。

在一个实施方式中，第一导电分支的第一端部用于连接至相线。

在一个实施方式中，第二导电分支的第一端部用于连接至中性线或连接至接地线。

在一个实施方式中，第一电压敏感保护元件和第二电压敏感保护元件是变阻器，第一导电分支和第二导电分支用于连接至相线或连接至中性线和相线，并且第三导电分支用于直接连接至中性线或连接至接地线。在该实施方式中，第三导电分支不包括保护元件。

在一个实施方式中，装置还包括其中布置有该装置的壳体。凭借这些特征，该装置是紧凑的。

在选自连接端子、放电抑制器或变阻器电极中的部件的任何一对元件之间产生的焊接件或钎焊件是导电焊接件或钎焊件。在一个实施方式中，焊接件或钎焊件由熔点高于可热熔钎焊件的熔点的金属形成。

在一个实施方式中，可热熔钎焊件包括以锡作为主要成分的合金。该合金还包括选自由铅、铜、锌、银、铋、铟、锑组成的列表的一种或多种元素，以便选择低于锡的熔点的可热熔钎焊件的熔点。例如，可热熔钎焊件包括选自由锡铅银、锡铜银和锡铋组成的列表的合金之一。

根据一个实施方式，变阻器由金属氧化物制成。

根据一个实施方式，放电抑制器是气体放电抑制器，也称为“气体放电管(GDT)”或“充气放电抑制器(GSG)”。

根据一个实施方式，半导体是雪崩二极管，也称为雪崩击穿二极管(ABD)。根据一个实施方式，变阻器选自包括任何可能的维度形状(例如圆形、管状、矩形、正方形或各种其它形状)的变阻器的组。

根据一个实施方式，变阻器是氧化锌(ZnO)变阻器。

附图说明

参考附图，由纯粹以说明性和非限定性方式给出的本发明的几个特定实施方式的以下描述，本发明将被更好地理解，并且本发明的其它目的、细节、特征和优点将变得更明显。

在图中：

图1是根据本发明的第一实施方式的过电压保护系统的电气图(electricaldiagram，电路图)，

图2是图1的保护系统的示意性正视图，

图3是图1的保护系统的示意性正视图，

图4是根据本发明的第二实施方式的过电压保护系统的电气图，

图5是图4的保护系统的示意图，

图6是根据本发明第三实施方式的过电压保护系统的电气图，

图7是图6的保护系统的示意图，

图8是根据本发明的第四实施方式的过电压保护系统的电气图，

图9是处于连接状态的图8的过电压保护系统的透视图，

图10是处于断开状态的图8的过电压保护系统的透视图，

图11是根据过电压保护系统的第五实施方式的过电压保护系统的透视图。

具体实施方式

现在将参考附图描述旨在保护电气设备免受电压浪涌损害的系统1的若干实施方式。

将结合图1描述根据本发明的第一实施方式的保护装置1的电气图。装置1包括具有第一电端子16和第二电端子9的气体放电抑制器4。装置1还包括具有第一电端子7和第二电端子14的第一变阻器以及具有第一电端子8和第二电端子15的第二变阻器2。

放电抑制器4和两个变阻器2通过其电端子中的一个彼此连接，从而形成Y形电连接。更具体地，放电抑制器4的第一电端子16连接至接地线M，并且变阻器2的相应的第一电端子14、15分别连接至用于连接待保护电路或电气设备的两条电线的电端子L和电端子N。

放电抑制器4和两个变阻器2通过各自的第二电端子7，8和9经由可热熔钎焊件(braze)3彼此连接。

电线可以全部是导电的，用于将低或中等电压的电能提供给电气设备。热桥7使得能够将变阻器2发出的热量扩散至可热熔钎焊件3上。

现在将参考图2和图3描述图1的保护装置1的机械结构。

两个变阻器2是矩形变阻器，每个包括氧化锌的矩形晶片和在氧化锌晶片19的两侧上设置的也是矩形的相应的电极对10，5和11，12，如图2所示。

装置1还包括气体放电抑制器4(图2和3中未示出)。

在图2和图3所示的装置1的连接状态下，两个变阻器2设置在两个平行的平面中，彼此距离很短。第一变阻器2的第一电极10对应于电端子14。第一变阻器2的第二电极5对应于电端子7。第二变阻器2的第一电极12对应于电端子15，第二变阻器2的第二电极11对应于电端子8。

电极5和12通过可热熔钎焊件3彼此固定并电连接。

可热熔钎焊件3是与变阻器2的平面成直角的轴线X的基本上圆柱形的部分。可热熔钎焊件3以导电金属制成，并且该部分的每个端部分别焊接至电极5和12之一。

放电抑制器4(未示出)固定并电连接至具有两个端部的导电金属杆18。导电金属杆18位于与两个变阻器2平行的平面中，与电极5和12隔开一定距离并且在两个变阻器2之间。

可热熔钎焊件保持并电连接导电金属杆18的对应于电端子9的第一端部。第二端部对应于电端子16。

弹簧13沿与轴线X交叉的方向向导电金属杆18施加返回力F。

因此，当出现超过装置1的预定阈值的过电压时，变阻器2产生经由热桥17传递至可热熔钎焊件3的温度升高。

该温度升高导致可热熔钎焊件3的熔化，使得其不再能够保持导电金属杆18的第一端部，被弹簧13施加的返回力F撕开。同时，可热熔钎焊件3不再确保电极5和12之间的电连接。

事实上，可热熔钎焊件3在其圆柱形表面上被热活性材料6包围。热活性材料6在温度升高低于可热熔钎焊件3的熔点时能够熔化。

热活性材料6使得能够增加在电极5和12上的液态的可热熔钎焊件3的铺展系数，以使可热熔钎焊件3转化为不能确保电极5和12之间的电连接的金属膜。

因此，在无论是电压升高高于装置1的预定阈值还是装置1的磨损引起的温度升高之后，可热熔钎焊件3的熔化导致电端子7，8和9的电连接的同时断开。

然后，装置1切换至其中电端子7，8和9彼此间隔一定距离的断开状态(未示出)。

在图1至图3所示的实施方式的变型中，放电抑制器由导电连接代替。断开连接的操作不变。

将参考图4和图5描述本发明的第二实施方式。

将结合图1描述根据本发明的第二实施方式的保护装置1的电气图。

装置1包括两个组件，每个组件由串联的放电抑制器4和变阻器2组成。在每个组件中，变阻器2和放电抑制器4经由可热熔钎焊件3电连接。放电抑制器4也通过可热熔钎焊件3被机械固定至变阻器2。

第一组件具有第一电端子14和第二电端子7。第二组件具有第一电端子15和第二电端子8。

变阻器2的第一电端子14和15分别连接至用于连接待保护电路或电气设备的两条电线的电端子L和电端子N。

第二电端子7和8与通过电端子16接地的电端子9电连接。

图5示出处于连接位置的图4的装置1的结构。

两个变阻器2具有与参考图2描述的变阻器相同的结构，并且表示相同元件的附图标记(参考号，reference numeral)相同。

两个变阻器2彼此分离。第一变阻器的电极5面对第二变阻器的电极12。两个放电抑制器4各自包括基本上圆柱形的放电抑制器本体20和两个放电抑制器电极。第一放电抑制器4在放电抑制器本体20两侧具有第一放电抑制器电极21和第二放电抑制器电极22。第二放电抑制器4在放电抑制器本体20两侧具有第一放电抑制器电极24和第二放电抑制器电极23。

电极21，22，23和24是盘形的，并且设置在放电抑制器本体4上，在与圆柱形放电抑制器本体4的轴线Y成直角的平面中。

每个放电抑制器本体20能够在位于放电抑制器本体20两侧的两个电极之间产生电弧，并且能够在施加在两个电极之间的电压超过阈值时变热。

装置1还包括设置在与轴线Y成直角的平面中的两个杆27。两个放电抑制器4中的每一个固定至相应杆27的第一端部。

两个杆中的每一个的第二端部安装成围绕杆旋转轴线25旋转。杆旋转轴线25平行于轴线Y。弹簧113对杆27施加轴线25的旋转力。

第一放电抑制器4的第一电极21机械地固定并电连接至第一变阻器2的第二电极5。为此，以使得电极21和5的两个表面接触这样的方式将电极21设置在电极5上。两个表面通过可热熔钎焊件3焊接。第二放电抑制器4的第一放电抑制器电极24以相同的方式固定并连接至第二变阻器2的电极12。

这样，放电抑制器4的第二电极22和23处于以预定距离分开并且彼此面对的平行平面中。

弹簧113对放电抑制器4施加弹力，以将两个放电抑制器4与变阻器2分开，从而使两个放电抑制器4移动远离电极5和12。

装置1还包括导电金属杆115。

导电金属杆115通过第一端部被电连接至电端子16。

导电金属端子的第一端部被弹性地安装成围绕平行于轴线Y的旋转轴线26旋转。导电金属杆115设置在与轴线26和Y成直角的平面中。

导电金属杆115的第二端部配备有U形金属板簧，其通过U的中心固定至第二端部。弹性板簧对应于电端子9。

导电金属杆115的第二端部位于放电抑制器4的两个电极22和23之间的空间中，使得U的分支弹性地支承在放电抑制器4的第二电极22和23上。

因此，U的分支确保放电抑制器4的第二电极22和23与电端子16之间的电连接。

弹簧13施加趋向于将导电金属杆115的第二端部与放电抑制器4分开的返回力，而U的分支弹性地将导电金属杆115的第二端部保持在放电抑制器4的第二电极22和23之间。

优选地，弹簧13在与弹簧113相反的旋转方向上施加返回力。

在可热熔钎焊件3熔化时，装置1从连接位置切换至断开位置。在可热熔钎焊件3熔化时，杆27驱动放电抑制器4离开变阻器2，从而切断电端子14和15之间的任何电连接。

将结合图6描述根据本发明第三实施方式的保护装置1的电气图。装置1包括具有第一电端子16和第二电端子9的放电抑制器4。装置1还包括具有第一电端子7和第二电端子14的变阻器2。装置1还包括具有第一电端子15和第二电端子8的导电分支28。

放电抑制器4、变阻器2和导电分支28通过其电端子之一彼此连接，以形成Y形电气图。更具体地，放电抑制器4的第一电端子16连接至接地线M，并且变阻器2的第一电端子14连接至电端子L。导电分支28的第一电端子15连接至电端子N。

电端子L和电端子N用于连接待保护电路或设备的两条电线。

放电抑制器4、变阻器2和导电分支28通过它们各自的第二电端子7，8和9经由可热熔钎焊件3彼此连接。

现在将参考图7描述图6的保护装置1的机械结构。

变阻器2是矩形的变阻器，具有矩形的氧化锌晶片和设置在氧化锌晶片19两侧的一对电极10和5，如图7所示。

装置1还包括气体放电抑制器4。气体放电抑制器4包括基本上圆柱形的放电抑制器本体20和与放电抑制器本体20的轴线成直角的盘形的两个放电抑制器电极21和22。第一放电抑制器电极21和第二放电抑制器电极22位于放电抑制器本体20的两侧。变阻器2的第二电极10对应于电端子14。

放电抑制器4的第一电极21被机械地固定并电连接至变阻器2的第二电极5。

导电分支28由刚性金属杆组成。导电支路28的第一端部被机械地固定并电连接至放电抑制器4的第一电极21和变阻器2的第二电极5。

为此，导电分支28的端部8位于电极21和电极5之间，而电极21和电极5位于彼此靠近的两个平行平面中。

因此，导电分支28的端部8与电极21和5的两个表面接触。电极21和5以及导电分支28的端部通过可热熔钎焊件3焊接。

导电分支28也固定至弹簧13的端部，该弹簧13能够在与圆柱形本体20的轴线成直角的平面中向导电分支28的端部施加弹性返回力。该弹性返回力趋向于将导电分支28的端部从其位于两个电极21和5之间的位置撕开。

装置1还包括导电金属杆27。金属杆27位于与圆柱形本体20的轴线成直角的平面中。金属杆27对应于电端子16。

放电抑制器4的第二电极22焊接至金属杆27的端部。

金属杆27也固定在弹簧113的端部，该弹簧113能够在与圆柱形本体20的轴线成直角的平面中向金属杆27的端部施加弹性返回力。该弹性返回力趋向于将放电抑制器4从其在导电分支28的端部8上的位置撕开。

因此，在可热熔钎焊件3熔化时，通过一侧的导电分支28的端部8和另一侧的放电抑制器4的同时分离，导电分支28的端部8与电极21和5的两个表面同时断开连接。

将结合图8描述根据本发明的第四实施方式的保护装置1的电气图。

根据第四实施方式的保护装置1的电气图在几乎所有方面与图1的电气图相同。相同的元件用相同的附图标记表示。根据第四实施方式的保护装置1的电气图与图1的电气图不同之处在于，没有连接电端子9和16的放电抑制器4，而只有变阻器2。

图9和图10所示的保护装置1具有图8所示的电气图。

装置1布置在以塑料制成的壳体32中。壳体32被用板隔开。壳体32具有彼此平行的、相邻并用隔板分隔开的三个矩形平行六面体形状的隔间(compartment)29，30和31。壳体32具有全部三个隔间29，30和31共同的底部36。

中央隔间30具有两个平行的隔板34和35，将其与隔间29和30分开。

隔间29和31各自包括矩形的变阻器2，每个变阻器包括矩形的氧化锌晶片和置于氧化锌晶片19两侧的也是矩形的相应对的电极。

隔间29和31的尺寸被设计成容纳变阻器2，而不会在隔间的隔板和变阻器的电极之间活动。

装置1还包括断开构件，该断开构件能够在可热熔钎焊件3熔化时分别分开三个变阻器2的各自的第二电端子7，8和9。断开构件位于中央隔间30中。

断开构件包括与用作断开片(disconnection flap)的塑料绝缘体33配合的弹簧(未示出)。

塑料绝缘体33具有与中央隔间30的尺寸相匹配的大致矩形形状。

塑料绝缘体33具有与弹簧配合的底表面，该弹簧抵靠中央隔间30的底部36放置，以施加趋向于通过使塑料绝缘体33在两个平行隔间34和35之间滑动而使塑料绝缘体从中央隔间30中抽出的弹性返回力。

塑料绝缘体33还在与塑料绝缘体33的底表面相对的表面的一部分上具有扣件(catch)37。

塑料绝缘体33还在与塑料绝缘体33的底表面相对的表面的其余部分上具有插入叶片形式。插入叶片形式在与隔间29和31的变阻器2的电极平行的顶点线38的两侧具有两个平行的斜面以及与该两个斜面成直角的第三斜面。第三斜面位于与底表面相对的表面的与扣件37相对的一侧。

装置1还包括具有与隔间29，30和31中的每个共用的隔板40的第四隔间39。

隔间39包括类似于隔间29和31的变阻器的矩形形状的变阻器2，并且其尺寸被设计成容纳变阻器2，而不会在其壁和变阻器的电极之间活动。隔间39的变阻器2与隔间29和31的变阻器2成直角设置。变阻器2的电极之一附接至隔板40。

塑料绝缘体33被定向成使得第三斜面朝向隔板40。

隔间29，31和39各自包括孔，变阻器2的第二电极通过孔连接至相应的电端子14，15和16。

装置1还包括三个柔性金属叶片。每个金属叶片通过第一端部焊接至三个变阻器2之一的第一电极，以便在与底部36相对的一侧延伸超过隔间29，31和39。

每个金属叶片对应于电端子7，8和9中的一个。

装置1在图9中以连接位置示出。在图9中，每个金属叶片通过第二端部经由可热熔钎焊件3固定至另外两个金属叶片。

焊接至隔间29和31的变阻器的金属叶片的第二端部向后弯曲，以使其各自具有平行于隔板34和35的平坦表面部分41。两个平坦表面41中的一个位于另一个的顶部。

焊接至隔间29和31的变阻器的金属叶片的第二端部向后弯曲，以使其各自具有平行于隔板40且朝向隔板40的平坦表面部分42。

焊接至隔间39的变阻器2的金属叶片的第二端部向后弯曲，以具有平行于隔板40的平坦表面43。平坦表面43位于平坦表面41和42上。

平坦表面41，42和43通过可热熔钎焊件3彼此焊接。

塑料绝缘体33的斜面与通过可热熔钎焊件3彼此固定的金属叶片接触，使得金属叶片将塑料绝缘体33保持在中央隔间30中。

装置1还包括固定至壳体32的隔板的柔性舌片(flexible tongue)44。舌片44与塑料绝缘体33的扣件37配合，以将塑料绝缘体33保持在中央隔间30中。

在装置1变热时，可热熔钎焊件3熔化，并且放置在壳体32的底部36处的弹簧通过使塑料绝缘体33滑入中央隔间30而推回塑料绝缘体33。

塑料绝缘体33的斜面充当插入叶片推回金属叶片的第二端部中的每一个，使得电端子7，8和9同时彼此断开。

同时，柔性舌片44向下折叠，从而不再对扣件37造成障碍。

因此，装置1切换至图10所示的断开位置，其中电端子7，8和9被断开。

由于可热熔钎焊件3对每个变阻器2的温度升高敏感，因此将变阻器2围绕可热熔钎焊件3设置是特别有利的，这使得装置1对热断开更敏感。

参考图11描述装置1的第五实施方式。装置1具有与图1所示电气图相同的电气图。

图11中所示的装置的实施方式类似于图9和10中所示的装置的实施方式，除了隔间39具有放电抑制器4而没有变阻器2。相同元件的附图标记不变。放电抑制器4的电极以与图9和图10的装置1的隔间39的变阻器2的电极相同的方式连接。

对于装置1从连接状态到断开状态的切换，图11所示的装置的实施方式以与图9和10所示的装置的实施方式相同的方式操作。

在参考图9至11所示的实施方式的变型中，放电抑制器4可由导电连接代替。断开操作不变。

虽然已经结合几个特定实施方式描述了本发明，但是显而易见的是，本发明绝不限于此，并且包括所描述的手段的所有技术等同手段以及它们的组合，只要后者落入本发明的范围内。

使用动词“包括”或“包含”及其结合形式并不排除存在除权利要求中所述的元件或步骤之外其他元件或步骤。除非另有规定，否则使用不定冠词“一(“a”或“an”)”修饰元件或步骤并不排除存在多个这样的元件或步骤。

在权利要求中，括号中的任何附图标记不应被解释为对权利要求的限制。

Claims (18)

1.用于与待保护设备并联设置的瞬时过电压保护系统，所述保护系统包括由第一线路、第二线路和接地线组成的至少三条线路；所述保护系统包括：

- 第一导电分支、第二导电分支和第三导电分支，其用于分别连接至三条线路，并且所述第一导电分支、第二导电分支和第三导电分支中的每一个均包括用于连接至所述三条线路之一的第一端部和能与另外两个导电分支的第二端部连接的第二端部；

- 所述第一导电分支和所述第二导电分支配备有第一电压敏感保护元件和第二电压敏感保护元件；所述第一电压敏感保护元件和第二电压敏感保护元件中的每一个具有两个端子，并且被布置成当所述两个端子之间的电压高于电压阈值时允许相应的导电分支的第一端部与第二端部之间的电流流动，并且当所述两个端子之间的电压低于所述电压阈值时，阻止相应的导电分支的第一端部与第二端部之间的电流流动；每个电压敏感保护元件还能够在其端子之间的电压高于所述电压阈值时升高温度；以及

- 热敏断开装置，包括与所述第一电压敏感保护元件和第二电压敏感保护元件中的至少一个热接触的至少一个可热熔元件；所述可热熔元件在环境温度下导电并且在高于温度阈值时能够熔化；所述可热熔元件被布置成将所述第一导电分支、第二导电分支和第三导电分支的第二端部保持在连接位置中，在所述连接位置中确保所述第一导电分支、第二导电分支和第三导电分支的第二端部之间的电连接；所述热敏断开装置包括弹性返回装置，所述弹性返回装置施加趋向于将所述第一导电分支、第二导电分支和第三导电分支带至断开位置的力，在所述断开位置中所述第一导电分支、第二导电分支和第三导电分支的第二端部彼此间以一定距离放置以便在所述可热熔元件熔化时同时将所述第一导电分支、第二导电分支和第三导电分支彼此断开。

2.根据权利要求1所述的保护系统，其中所述第一导电分支、第二导电分支和第三导电分支的第二端部通过所述可热熔元件固定至彼此。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的保护系统，所述第三导电分支配备有第三电压敏感保护元件，所述第三电压敏感保护元件具有两个端子，并且被布置成当所述两个端子之间的电压高于电压阈值时允许所述第三导电分支的第一端部与第二端部之间的电流流动，并且当所述两个端子之间的电压低于所述电压阈值时阻止所述第三导电分支的第一端部与第二端部之间的电流流动；并且所述第三电压敏感保护元件当其端子之间的电压高于所述电压阈值时还能够升高温度。

4.根据权利要求2所述的保护系统，其中所述第一导电分支、第二导电分支和第三导电分支的第二端部能够移动远离彼此。

5.根据权利要求4所述的保护系统，其中所述弹性返回装置包括断开片，所述断开片在所述第一导电分支、第二导电分支和第三导电分支的第二端部的固定点处弹性地压在第二端部上，以便施加趋向于将所述第一导电分支、第二导电分支和第三导电分支的第二端部彼此分开的力。

6.根据权利要求5所述的保护系统，其中所述第一电压敏感保护元件和所述第二电压敏感保护元件位于所述断开片的两侧。

7.根据权利要求5或6所述的保护系统，其中所述第一导电分支和所述第二导电分支位于所述断开片的两侧。

8.根据权利要求5或6所述的保护系统，其中所述第一导电分支、第二导电分支和第三导电分支中的两个位于彼此平行的方向上，并且所述第一导电分支、第二导电分支和第三导电分支中剩余的那个导电分支位于与其他两个导电分支成直角的方向上，所述第一导电分支、第二导电分支和第三导电分支中的每个导电分支的第二端部彼此倾斜以便由所述可热熔元件保持在一起，并且所述断开片具有由彼此成直角的三个斜面斜切而成的轮廓，以使得该轮廓与由所述第一导电分支、第二导电分支和第三导电分支的第二端部中的每一个的倾斜构成的组件互补，并且在所述可热熔元件熔化时能够插入在所述第一导电分支、第二导电分支和第三导电分支的三个第二端部之间。

9.根据权利要求2所述的保护系统，其中所述第三导电分支的第二端部插入在所述第一导电分支和第二导电分支的第二端部之间，并且其中所述弹性返回装置包括如下返回构件：该返回构件向所述第三导电分支的第二端部施加趋向于将所述第三导电分支的所述第二端部与所述第一导电分支和第二导电分支的第二端部分开的力。

10.根据权利要求9所述的保护系统，其中在所述连接位置中所述第一导电分支和第二导电分支的第二端部彼此间以一定距离放置。

11.根据权利要求10所述的保护系统，其中所述可热熔元件是实心锡基合金球，所述实心锡基合金球确保所述第一导电分支和第二导电分支的第二端部之间的电连接，并且被可热熔材料覆盖，所述可热熔材料能够在温度升高时熔化，并能够在温度升高时被分配给所述第一电压敏感保护元件和第二电压敏感保护元件中的一个和/或另一个的端子之一以增加所述端子关于熔化的锡合金的润湿性。

12.根据权利要求9所述的保护系统，其中所述弹性返回装置还包括如下返回构件：该返回构件向所述第二导电分支的第二端部施加趋向于将所述第二导电分支的第二端部与所述第一导电分支的第二端部分开的力。

13.根据权利要求1所述的保护系统，其中所述热敏断开装置包括第一可热熔元件和第二可热熔元件，

所述第一可热熔元件位于所述第一导电分支的第一部分和第二部分之间；所述第一部分和所述第二部分分别包括所述第一导电分支的第一端部和第二端部；

第二可热熔元件位于所述第二导电分支的第一部分和第二部分之间；所述第一部分和第二部分分别包括所述第二导电分支的第一端部和第二端部；

所述弹性返回装置包括第一返回构件，所述第一返回构件向所述第一导电分支的第二部分施加趋向于将所述第一导电分支的第二部分与所述第一导电分支的第一部分分开的力，从而在所述第一可热熔元件熔化时将所述第一导电分支的第一部分与第二部分分开，以及第二返回构件，所述第二返回构件向所述第二导电分支的第二部分施加趋向于将所述第二导电分支的第二部分与所述第二导电分支的第一部分分开的力，从而在所述第二可热熔元件熔化时将所述第二导电分支的第一部分与第二部分分开；所述第三导电分支的第二端部处于连接位置，夹在所述第一导电分支和第二导电分支的第二端部之间；所述弹性返回装置还包括第三返回构件，所述第三返回构件向所述第三导电分支的第二端部施加趋向于将所述第三导电分支的第二端部与所述第一导电分支和第二导电分支的第二端部分开的力，从而当所述第三导电分支的第二端部由于两个所述可热熔元件中的一个和/或另一个的熔化而不再夹在所述第一导电分支和第二导电分支的第二端部之间时使所述第三导电分支的第二端部相对于所述第一导电分支和第二导电分支的第二端部移动。

14.根据权利要求13所述的保护系统，其中所述第一导电分支包括第三电压敏感保护元件，第二导电分支包括第四电压敏感保护元件，所述第一电压敏感保护元件和第二电压敏感保护元件分别位于所述第一导电分支的第一部分和所述第二导电分支的第一部分上，并且所述第三电压敏感保护元件和第四电压敏感保护元件分别位于所述第一导电分支的第二部分和所述第二导电分支的第二部分上。

15.根据权利要求14所述的保护系统，其中所述第一可热熔元件固定在所述第一电压敏感保护元件的端子之一与所述第三电压敏感保护元件的端子之一之间，并且其中所述第二可热熔元件固定在所述第二电压敏感保护元件的端子之一与所述第四电压敏感保护元件的端子之一之间。

16.根据权利要求14所述的保护系统，其中每个电压敏感保护元件都选自变阻器和气体放电抑制器。

17.根据权利要求1所述的保护系统，其中所述第一导电分支的第一端部用于连接至相线。

18.根据权利要求1所述的保护系统，其中所述第二导电分支的第一端部用于连接至中性线或接地线。

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