CN1111877C - 带有凸凹外表面的热塑性外套的避雷装置 - Google Patents

带有凸凹外表面的热塑性外套的避雷装置 Download PDF

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Abstract

避雷装置有两个金属接头(3)用于连接目的，一组沿两接头间纵轴(2)延伸的导电元件(1)，和一个围绕电气元件和接头的外套(6)，以这样的方式能保持元件之间的电接触。外套是由模压到电气元件和接头上的热塑性材料制成，它具有凸凹形外表面，包括凹进去的部分(7)和凸出的部分(8，9)。凹进去的部分(7)相应于外套的壁薄区域，其作用是形成穿过外套的侧面开口，以使空气排放到大气中。

Description

带有凸凹外表面的热塑性外套的避雷装置
本发明与电涌分流器或避雷装置有关，它包括：两个用于连接的金属接头，一组沿两接头间的纵轴延伸的导电元件，和围绕这些导电元件的一个外套以及接头，这样可以保持这些元件的电接触。
设计这样的电涌分流器或避雷装置是与电气设备相连接，其目的是使电涌电流的脉冲被旁路。这种电涌电流脉冲发生在(比如)打雷的时候。当这种情况发生时，本避雷装置就将电流脉冲转向大地，这样就保护了电气设备和电路不会被损坏甚至烧毁。
在现有的避雷装置中，围绕导电元件的外套一般是圆柱形的压敏电阻块，它由灌注树脂的玻璃纤维缠绕而成，装配在一个高弹性聚合物的绝缘室中，高弹性聚合物是抗气候变化影响的。
对于一个有效工作的避雷装置，必须保持压敏电阻块之间的紧密接触。能对压敏电阻块进行轴向压缩的外套的结构可以保证这一接触。在适当的地方，为了实现这种轴向压缩，可以在接头之一与位于该组叠件相应一端的压敏电阻块之间插入一个弹簧。
这样的避雷装置可能会失灵，因为它们可能成为大的泄漏电流点，造成外套内的气压升高，从而导致避雷装置爆裂。为了限制或防止爆裂的危险，人们知道要用侧面开口的玻璃纤维缠绕圈，这样气体可以排放到大气中。从欧洲专利No.0 335 480可知，这种结构的制造成本是相当高的，本发明的目的之一就是提出一种成本较低的分流器。
为达此目的，本发明提出了一种电涌放电器，其包括：两个用于连接目的的金属接头；一个在两接头间沿纵轴延伸的电气元件的组叠件；一个围绕所述电气元件和所述接头的外套，其用于保持元件间的电接触；和一个弹性聚合物材料壳，其围绕所述外套；其特征在于，所述外套是由模制到所述电气元件和所述接头上的热塑性材料制成；所述的外套具有一个凸凹形外表面，所述凸凹形外表面带有凹进去的部分和凸出的部分，所述凹进去的部分对应于所述外套壁薄的区域，从而当遇到高压时，所述外套局部破裂，因此所述外套壁薄的区域破裂并形成穿过外套的侧面开口，以便让气体排出。
在本发明的放电器的特殊的实施例中，其外套具有凹进部分和凸出部分的凸凹形的外表面，凹进去的部分相应于减小外套壁厚的区域，其作用是构成穿过外套的侧面开口，以使气体与大气相通。
这样外套内过高的气压就能使外套在其壁薄因而更脆的地方破裂，即在其凸凹表面的凹进去部分破裂，所以能使气体通过这样产生的开口排放到大气中，而不会有避雷装置爆裂的危险。
本发明的放电器成本低，且只需很短的制造时间。这种放电器的外套可以通过注塑模压或通过将热塑性材料压制在电气元件和金属接头上来制成。在电气元件和外套之间，或在外套和围绕外套的弹性聚合物材料壳之间，不包含空气或湿气夹附物。使用热塑性材料是特别有利的，因为这种材料具有很短的周期。同时，模压成型是在一个冷管中进行(模具中电气元件的温度升高到约80℃，而铸模中的热塑性材料则处于其熔点温度，约为270℃)，热塑性材料的熔点范围一般很窄，故在与电气元件接触时很快就会凝固，不会渗入元件之间。因此，不需要采用防止电气元件间材料的夹附物的膜来保护电气元件。
本发明的其他特点和优点将在下文对一个实施例的说明中进一步介绍。
图1是一个简单示意图，表明具有一组在两个接头间的压敏电阻块的一个组件。
图2是一个简单示意图，显示了具有一个热塑性材料外套的组件，外套的外表面具有凸凹形结构。
图3是一个简单示意图，表明本发明的电涌放电器与其弹性聚合物外壳。
在图1中，本发明的电涌放电器或避雷装置由一组在电涌发生时导电的电气元件组成，如：圆柱形压敏电阻块1，它沿纵轴2堆集，压敏电阻块之间通过适当的端面相互接触。压敏电阻块组叠件的每个端面都用用于连接目的的金属接头3相联接。
每个接头3有一个环状的槽4，垂直延伸到轴2，且有基底面4a、4b和4c，使其横截面相对于轴2为多边形状，比如六边形。
在图2中，外套6围绕压敏电阻块1和接头3。根据本发明，这一外套用热塑性材料制成，具有带凹进去的部分7和凸出的部分8和9的凸凹形外表面。
热塑性材料是在由压敏电阻块1和金属接头3组成的组件5的外表面上模压而成的。例如，外套6可通过将热塑性材料注入装有组件5的注模中模压而成，因此可以避免在压敏电阻块和外套之间包含任何空气和湿气夹附物的危险。外套6也可以预制。这样它是热塑性材料管的形式。组件5插入到这种预制外套中，然后在一个压模中将外套压制到组件5上，这样就形成凹进去的部分7，它相应于外套壁薄的区域。
在薄壁区域，当遇到高气压时，外套6能够局部破裂，外套破裂形成的侧面开口就可将气体排放到大气中。
外套6的外表面凸出部分为肋，即图中相对于轴2的轴向肋8和径向肋9。这些肋起加强作用，以确保由组件5与其外套6组成的插件的机械强度和刚性。
当通过注模或将热塑性材料压制在组件5上的方法制造外套6时，压力F施加到组件5沿轴2的每个端面上，这样就防止了压敏电阻块1和接头3在相对于组叠件纵轴方向上的任何相对位移，同时也防止了压敏电阻块之间的热塑性材料夹附物。该压力可以在100牛顿(N)数量级。
在制造热塑性材料外套6之前，组件5要在一个炉中加热，使其温度达到80℃左右，这样就降低了热塑性材料注模时由于不同的膨胀产生的应力。
外套的热塑性材料装填到接头3的槽4中，这样外套就与槽完全接合，从而就保证了压敏电阻块之间的电接触，而且由于有侧面，就又防止了接头3绕轴2转动。
塑性材料最好与切碎的玻璃纤维或二氧化硅一起装填，以提高其机械性能和自屏性能。制造外套所用的热塑性材料最好是具有非常窄的熔点范围，比如聚酰胺、聚甲醛，或者是聚邻苯二酰胺。
在图3中，插件的外套6被包裹在一个具有环形翅片的弹性聚合物材料壳10中。该壳的制造最好是通过将弹性聚合物材料注入到一个包含该插件的注模中。弹性聚合物材料填满外套表面的凹进去部分7，不会在外套6和壳体10之间包含任何气体或湿气。
在制造壳之前，预先制备外套的外表面，比如用砂磨给出毛玻璃的外表，以获得附着性能。

Claims (8)

1.一种电涌放电器，其包括：两个用于连接目的的金属接头(3)；一个在两接头间沿纵轴(2)延伸的电气元件(1)的组叠件；一个围绕所述电气元件和所述接头的外套(6)，其用于保持元件间的电接触；和一个弹性聚合物材料壳(10)，其围绕所述外套(6)；
其特征在于，所述外套是由模制到所述电气元件和所述接头上的热塑性材料制成；所述的外套(6)具有一个凸凹形外表面，所述凸凹形外表面带有凹进去的部分(7)和凸出的部分(8，9)，所述凹进去的部分对应于所述外套壁薄的区域，从而当遇到高压时，所述外套局部破裂，因此所述外套壁薄的区域破裂并形成穿过外套的侧面开口，以便让气体排出。
2.根据权利要求1所述的放电器，其特征在于，每个金属接头(3)包括一个带有基底面(4a、4b、4c)的环状槽(4)，在其中接合着所述外套。
3.根据权利要求1所述的放电器，其特征在于，所述外套(6)的凸凹形外表面的凸出部分由相对于所述轴(2)的轴向肋(8)和径向肋(9)构成。
4.根据权利要求1所述的放电器，其特征在于，所述壳(10)的聚合物材料填充在所述外套外表面上的凹进部分(7)。
5.一种根据权利要求1至4中任一项所述的电涌放电器的制造方法，其特征在于，所述外套(6)，通过将热塑性材料压入一个包含所述的在两个接头(3)间的电气元件(1)的组叠件的模具中，模压到所述电气元件(1)和所述金属接头(3)上；在压入所述热塑性材料的同时，将一个沿所述纵轴(2)施加的压力(F)作用到所述电气元件的组叠件上。
6.一种根据权利要求1至4中任一项所述的放电器制造的方法，其特征在于，所述外套(6)，通过将热塑性材料注射进入一个包含所述的在两个接头(3)间的电气元件(1)的组叠件的模具中，模压到所述电气元件(1)和所述金属接头(3)上；在注射热塑性材料的同时，将一个沿所述纵轴(2)施加的压力(F)作用到所述的电气元件组叠件上。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在将热塑性材料模制到所述电气元件和所述接头上之前，对所述的两接头间的电气元件的组叠件进行加热。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，模制所述弹性聚合物材料壳(10)使之包绕所述外套(6)，所述弹性聚合物材料填充进所述外套外表面上的凹进部分(7)中。
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