CN1879182B - 配备有切弧装置的过电压保护设备及对应的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于针对过电压保护电气设施的设备(1)，该设备(1)包括：至少一个保护组件(10)，配备有用于连接到电气设施的连接装置；和用于将保护组件(10)与电气设施断开的装置，其适合于从闭合位置向打开位置移动，由此在断开装置与连接装置之间产生间隙(11)，从而在间隙(11)中形成电弧。该设备的特征在于，其配备有切弧装置(50)，该切弧装置(50)从至少两个不同方向趋近电弧，以减小其横截面。本发明用于针对过电压进行保护。

Description

配备有切弧装置的过电压保护设备及对应的方法 
技术领域
本发明涉及用于针对尤其是由于闪电而导致的瞬变电压电涌来对电气设备和设施进行保护的设备的一般技术领域。 
本发明更具体地涉及一种用于针对电压电涌而为电气设施提供保护的设备，该设备包括： 
至少一个保护组件，配备有用于连接到电气设施的连接装置；和 
断开装置，用于将保护组件与电气设施断开，并适于通过连接装置来断开保护组件，该断开装置适合于从闭合位置向打开位置移动，由此在断开装置与连接装置之间产生间隙，从而在断开装置与连接装置之间的该间隙中可能形成电弧。 
本发明还涉及一种改进用于针对电涌保护电气设施的设备的分断能力(break capacity)的方法。 
背景技术
现在，通常使用保护器设备来针对例如可能由因雷击导致的放电产生的电涌保护电气或电子设备。 
通常，这种保护器设备包括用于针对电涌提供保护的一个或更多个组件，例如，压敏电阻器和/或火花避雷器。当这种组件暴露于预定阈值以上的电压时，它们将故障电流引入大地，从而将电涌的峰值限制为与连接到它们的设施和设备可以承受的电压相容的值。 
在它们的寿命的末期，保护组件易于显著地变热(通常高于150℃)，这可能导致对设施的严重损害，甚至导致对用户的威胁(例如，起火)。这正是保护器设备通常配备有热断开装置的原因。这种热断开装置用来隔离组件，以保护在所述组件过度变热而超过预定温度的情况下要保护的电气设施，以便限制起火的危险。 
由此，可以通过例如使用热熔焊料焊接到保护组件的多个电极中的一个的断开弹簧片，来形成热断开装置。通常，断开片经受趋于将其从对应的电极移开的机械应力，以便过度的电涌或长时间的使用导致焊料熔化或破裂，而使断开片从该电极移开，由此将保护组件与要保护的设施隔离开。 
尽管被广泛使用，然而这种设备存在不容忽视的缺点。 
例如，在焊料熔化或破裂之后，在断开片与保护组件的电极之间产生的隔离距离通常相当小。因此，如果在电压和电流的不利条件下发生断开，可能会发生断开装置的机械分离不足以将保护组件与电气设施完全隔离开的情况，使得在打开断开片的过程中产生的电弧接着能够保持在断开片与对应的电极之间。在某些情况下，还可能会发生在断开片已打开一会儿之后在保护组件的电极与断开片之间再触发电弧的现象。该现象对保护设备的分断能力造成了很大的限制。 
为了缓和该缺点，已知的是使用诸如熔断器或电路断路器型的附加断路器部件，其确保最终中断流过保护设备的电流。然而，原则上需要针对保护组件的能力校准该附加断路器部件，由此产生了技术限制并增加了实现保护设备的总成本。此外，该附加断路器部件通常还针对设备的所有保护组件同时地并且不加区分地提供隔离，尽管相反地希望只隔离出现了过高温度的保护组件，而将其他保护组件保持在工作状态中。 
还已知的是，为了防止在断开片与保护组件的电极之间形成、保持或再形成电弧，使用了适合于集成在保护设备中的隔离器部件。然而，这种类型的设备的效率是有限的，并且通常不足以在电压、电流以及温度条件不利时提供对保护设备的有效断开。 
特别地，在高振幅电涌的情况下，电弧可以绕过隔离器部件，并且可以继续运送电流，直到保护设备的端子上的电压变成零为止。此外，电弧还具有在正打开触点时产生导电污染的作用，由此在断开片与保护组件的电极之间沿隔离器部件产生了电弧的优先导电路径。该现象由此可以具有显著降低隔离器部件提供的分断水平的作用，并且尽管存在隔离器部件也会形成并保持电弧。 
发明内容
因此，本发明的目的是试图改正以上列出的各种缺点，并提出一种用于针对电压电涌保护电气设施的新颖设备，该设备在设计上简单，同时与现有技术的设备相比表现出改进的断开能力。 
本发明的另一目的是试图提出一种用于针对电涌保护电气设施的新颖设备，该设备使得可以保证单独断开该设备的每一个保护组件。 
本发明的另一目的是试图提出一种用于针对电涌保护电气设施的新颖设备，与现有技术的设备相比，该设备表现出更强的用于熄灭任何在断开过程中可能形成的电弧的能力。 
本发明的另一目的是试图提出一种用于针对电涌保护电气设施的新颖设备，该设备在设计上简单并可靠。 
本发明的另一目的是试图提出一种用于针对电涌保护电气设施的新颖设备，该设备在承受在其中可能形成的任何电弧方面特别鲁棒和优良。 
本发明的另一目的是试图提出一种用于针对电涌保护电气设施的新颖设备，该设备只需要有限数量个机械活动部分，以获得连接和断开功能。 
本发明的另一目的是提供一种新颖的电涌保护器设备，该电涌保护器设备使得能够在断开设备时加速熄灭电弧。 
本发明的目的还试图提出一种通过使得能够有效地加速最终断开用于针对电压电涌保护电气设施的设备来改进该设备的分断能力的新颖方法。 
借助于用于为电气设施提供针对电压电涌的保护的设备，实现了本发明的目的，该设备包括： 
至少一个保护组件，配备有用于连接到电气设施的连接装置；和 
断开装置，用于将保护组件与电气设施断开，并适于通过连接装置断开保护组件，该断开装置适合于从闭合位置向打开位置移动，由此在断开装置与连接装置之间产生间隙，从而在断开装置与连接装置之间的所述间隙中可能形成电弧； 
所述设备的特征在于，其包括切弧装置，该切弧装置用于对电弧进行切弧，并被形成为沿至少两个不同方向对电弧进行作用，以减小电弧的截面。 
还借助于改进用于针对电压电涌保护电气设施的设备的分断能力的方法实现了本发明的目的，在该设备中，在将保护设备与电气设施断开的过程中可能会形成电弧，该方法包括对电弧进行切弧的切弧步骤，在该切弧步骤中，沿至少两个不同方向对电弧进行作用，以减小电弧的截面。 
附图说明
当阅读以下说明并参照仅以非限制性例示的方式给出的附图时，本发明的其他特征和优点将更详细地显现，在附图中： 
图1是根据本发明的用于提供针对电压电涌的保护的设备的第一变型实施例的正视图，该设备配备有切弧装置并且被示出为处于它的操作(或工作)位置处； 
图2是示出图1的保护设备处于其断开位置处的正视图； 
图2′是示出图2所示的切弧装置的动作区的细节的剖面图； 
图2″是示出在根据本发明的保护设备的另一变型实施例中的切弧装置的动作区的细节的剖面图； 
图3是示出根据本发明的配备有切弧装置的保护设备的优选变型实施例的详细立体图； 
图4是图3所示的保护设备处于其操作(或工作)位置处的正视图；以及 
图5是图3所示的保护设备处于其断开位置处的正视图。 
具体实施方式
将根据本发明的用于提供针对电压电涌的保护的设备设计成与要保护的电气设施或设备并联连接。术语“电气设施”是指可能经受电压扰动(尤其是由于闪电而导致的瞬时电涌)的任何类型的电力网络或设备。 
将根据本发明的用于提供针对电涌的保护的设备有利地设计成置于要保护的设施的一个相与大地之间。在不超出本发明的范围的情况下，还可以设想出，不将保护设备并联连接在一相与大地之间，而是将其连接在中线与大地之间、相与中线之间，或者实际上连接在两相之间(用于差动保护)。 
根据本发明的保护设备1包括用于针对电涌保护电气设施的至少一个保护组件10。在以下描述中，假定由压敏电阻器构成用于提供针对电涌的保护的各组件10，应当理解，仅仅通过举例给出了对压敏电阻器的使用，这决不构成对本发明的任何限制。 
根据本发明的保护设备1包括至少一个压敏电阻器10，尤其是包括一个或更多个压敏电阻器10，每个压敏电阻器10都配备有用于连接到电气设施的连接装置20。优选地，压敏电阻器10置于电绝缘箱60内，该电绝缘箱60适合于呈筒(cartridge)的形状，该筒被至少使用第一连接接头(tab)22和第二连接接头23电连接到固定的插座(未示出)。压敏电阻器10的一个极由此直接连接到第一连接接头22，而压敏电阻器10的另一极连接到连接装置20。该连接装置优选地由例如具有金属片形式的电极21构成。电极21优选地从压敏电阻器10的一个面10A按90°角突起。 
在本发明中，保护设备1还包括适合于将压敏电阻器10与电气设施断开的断开装置30。断开装置30被具体形成为并适于通过连接装置20断开压敏电阻器10，为此，断开装置30适合于从例如如图1所示的闭合位置向如图2所示的打开位置移动，由此在断开装置30与连接装置20之间产生间隙11。 
优选地，断开装置30由导电断开片31形成，该导电断开片31有利地由金属制成，并且在闭合位置下在存在应力的情况下被例如使用热熔焊料(未示出)焊接到连接装置20，更精确地说焊接到电极21。断开片31有利地在自由端部31A与保持固定的端部31B之间延伸。从而，自由端部31A通过焊料电接触电极21，而固定端部31B持续电接触第二连接接头23。 
然后断开片31从断开片31通过热熔焊料接触电极21的闭合位置弹性地偏离并偏向断开片31不再接触对应的电极21的打开位置。由此，当断开片31从它的闭合位置过渡到它的打开位置时，断开片31(具体来说是它的自由端部31A)在弹簧作用下从电极21移开。断开片31由此可以表现出内在弹性，或者它可以通过独立的弹簧(未示出)来弹性地驱动。 
在断开装置30的打开过程中，穿过断开装置30与连接装置20之间的间隙11可能会触发电弧40(由图2中的虚线表示)。在打开了断开装置30之后，尤其是在高能电涌的情况下，断开装置与连接装置20之间的间距可能不足以防止触发或保持或再触发电弧40。从而，电弧40持续运送电流，由此妨碍了有效地断开保护组件10。 
为了缓和该缺点，并根据本发明的基本特征，根据本发明的保护设备1配备有用于对电弧40进行切弧的切弧装置50。 
这里使用的术语“切弧”是指按减小电弧的截面而不一定分断它的方式在三维中的至少两个不同方向上施加在电弧上的压迫。因而在本发明的意义下，切弧装置50不同于适合于置于电极21与断开片31之间以防止在这些导电部分之间形成或保持电弧的纯粹的隔离部件。 
经验表明，在实际中很难甚或不可能仅仅通过使用隔离部件“分断”电弧，由此在电压降到零之前中断电流的流动。已经观察到，电弧总是可以绕过隔离部件，从而沿着部件的表面继续运送电流，直到保护设备的端子上的电压变成零为止。 
对于高电流值，已经发现，在隔离部件的表面上形成有导电淀积物，由此在断开片31与电极21之间产生了电弧的优先路径。在这种情况下隔离部件提供的电隔离作用大大降低了。 
按照根据本发明的保护设备1的基本特征，切弧装置50被形成为通过减小电弧40的截面来增大它的阻抗，从而降低该电弧可以运送的电流。这使得可以限制隔离部件上的导电淀积物的形成，由此可以提高其效率。 
这里使用术语“截面”来指电弧40在假想截平面上的横截面，该假想截平面与电弧40在连接装置20与断开装置30之间延伸所沿的纵向方 向基本上相垂直地延伸。 
用于对电弧40进行切弧的切弧装置50由此优选地被形成为在至少两个不同方向上同时对电弧40进行作用。 
根据本发明的特别有利的特征，切弧装置50被形成为通过侧边作用在电弧40上，即，在与电弧40延伸所沿的纵向方向相交或垂直的平面上作用在电弧40上，并在至少两个基本上相对的向心方向F1和F2(即，指向电弧40的截面的中央的方向(图2′和2″))上进行该作用。 
优选地，还按通过断开装置30的运动能够控制切弧装置50(尤其是能够释放切弧装置50)的方式，将切弧装置50安装并布置在箱60中。 
以下参照图1到5对本发明的几个实施例进行描述。 
在图1和2中具体示出的本发明的第一实施例中，切弧装置50包括至少两个电绝缘作用部51和52，它们适合于在断开装置30的打开过程中相向移动，从而相互协作以对电弧40进行切弧。 
在本发明的意义下，术语“作用部”是指切弧装置50的直接参与对电弧40进行切弧动作的部分。这尤其适用于切弧装置50的适合于直接物理接触电弧40的部分。 
在本发明的意义下，切弧装置50可以包括适合于在断开装置30的打开过程中在间隙11中移动的单个活动作用部51，或者也可以包括适合于在断开装置30的打开过程中相向移动的两个活动作用部(未示出该变型例)。当切弧装置50包括单个活动作用部51时，它们还包括优选地形成用于活动作用部51的抵靠部(abutment)的至少一个固定作用部52。 
有利地，按如下方式相对于彼此安装活动作用部51和断开装置30，即，使得在断开装置30的打开过程中，断开装置释放活动作用部51，由此使得它能够移动。当断开装置30处于闭合位置处时，有利地，活动作用部51靠着断开装置30。从而，优选地将断开片31安装成受应力的结构，使得当它打开时它从电极21充分地移开，以不再构成阻碍活动作用部51位移的阻挡物。 
导致活动作用部51移动的力可以是任何类型的，但是优选地是弹性回复力。为此，有利地，切弧装置50包括安装成对活动作用部51施加 弹性回复力的弹簧型的弹性回复装置70，所述弹性回复力在基本上平行于弹性回复装置70的压缩轴的方向上进行作用。由此该弹性回复力趋于将活动作用部51推向另一作用部，具体地，推向固定作用部52。 
在图1和2所示的第一变型实施例中，将活动作用部51安装成能够在断开装置30打开时沿方向F平动。 
在图3到5所示的另一变型例中，按如下方式安装活动作用部51，即，使其能够在断开装置30打开时绕着旋转轴100沿方向S旋转。 
优选地，活动作用部51包括用于在断开装置30位于打开位置时置于断开装置30与连接装置20之间的绝缘盒(insulating flap)53(绝缘部件)。 
在图3到5所示的优选实施例中，优选地，绝缘盒53由形成为在断开装置30位于打开位置时至少部分地包围断开装置30和/或连接装置20的盖构成。 
在第一变型例(未示出)中，该盖可以包括用于置于断开片31与电极21之间的中央部(例如，平面部)，以及侧部，所述侧部优选地按如下方式弯曲，即，至少部分地覆盖电极21或断开片31，由此增加所述两个部分之间的隔离间距。 
在如图3到5所示的另一变型实施例中，所述盖由被设计成至少部分地包围断开片31或电极21的套筒44来形成。 
按照优选的方式，套筒44呈U形横截面，该横截面在横向上由三个壁44A、44C以及44D限定，在纵向上由端壁44B限定。由此这些壁一起限定了通过开口46敞开的内室45，使得能够将套筒44置于电极21周围，从而盖住它(图5)。 
有利地，将套筒44固定于铰接臂49(优选地，其由板形成)。优选地，套筒44与臂49一起整体地模塑形成，由此一起形成单个功能部分。有利地，套筒44从由臂49形成的板突起。由此，套筒44的壁44A和44C相对于臂49大致垂直地延伸，由此形成在压敏电阻器10的面10A旁敞开的内室45。有利地，将臂49安装成绕旋转轴100旋转，以使其能够在由弹性回复装置70施加的回复力的作用下绕所述轴旋转。从而，臂 49同时按相同的旋转运动驱动绝缘盒53。 
有利地，弹性回复装置70优选地在固定的第一端部71(例如固定于箱60)与第二端部72之间延伸，第二端部72固定于或靠着臂49，并且能够在箱60内与臂49一起运动。一旦从断开片31释放了活动作用部51，弹性回复装置70就对臂49施加驱动力，驱动它绕旋转轴100旋转。 
按照尤其有利的方式，套筒44包括与该套筒的面44C大致垂直的延伸部47。由此，在打开位置处，延伸部47置于断开片31与压敏电阻器10的一个面10A之间，以防止电弧绕过绝缘盒53。 
优选地，套筒44的相对面44A和44C有利地弯曲成适于绝缘盒53的旋转运动。这使得尤其可以使内室45的尺寸与电极21的尺寸更准确地匹配。 
在图1和2所示的变型例(其中活动作用部51平动)中，绝缘盒53还可以包括一套筒(未示出)，该套筒适合于沿垂直的和与压敏电阻器10的面10在其中延伸的平面相平行的大体直线方向移动。在该变型例中，该设备由此可以包括用于引导活动作用部51的平动的引导装置(未示出)。 
根据本发明的尤其有利的特征，将作用部51和52安装成在断开装置30的打开过程中相互靠压，由此使电弧40收缩(图2)。 
优选地，活动作用部51由此在接触界面54处开始靠着固定作用部52，从而在所述作用部51与52之间对电弧40进行切弧，这首先是因为在来自弹性回复装置70的驱动下由活动作用部51施加的驱动力FM，其次是因为与驱动力FM基本上相反并且是由固定作用部52施加的反作用力R(图2、2′、22″)。 
固定作用部52有利地可以由相对于箱50的一个侧面按90°突起的(例如由陶瓷制成的)绝缘材料片来形成(图3)。由此，当断开装置30打开时，活动作用部51向固定作用部52移动，直到它的前部55开始靠着该固定作用部52为止。 
为了改善固定作用部52与活动作用部51之间的接触，从而改进对电弧40的切弧，切弧装置50包括接触装置56，该接触装置56适合于在接触界面54处按基本上密封的方式使作用部51与52相互靠压。接触装置56由此被有利地布置并形成为，使得当断开装置30位于打开位置处时在作用部51与52之间形成接触界面54(图2′)。 
有利地，接触装置56由基本上柔性的材料(如弹性体材料)形成，该材料优选地位于作用部51、52中的一个的端部处。优选地，形成接触装置56的材料足够柔韧以与面对的作用部51或52的形状相匹配。特别地，在图中所示的变型实施例中，接触装置56由如下材料形成：其足够柔韧以按密封的方式与活动作用部51的前部55的形状相匹配。接触装置56由此可以在结构上集成在作用部51、52中的一个中，从而例如构成作用部51、52的端部，然而，接触装置56同样可以由置于作用部51、52中的至少一个的表面上的柔性材料层来形成，并且可能地由置于作用部51和52全部两个的表面上的柔性材料层来形成。 
在另一优选变型例中，接触装置56可以由配合到作用部51、52中的一个上的独立部分来形成，例如，如图所示，该独立部分配合到固定作用部52上。 
为了限制在作用部51与52相互接触时的反弹现象，有利地，切弧装置50包括阻尼装置。优选地，该阻尼装置由在作用部51与52之间形成接触界面54的弹性且可压缩的垫57形成，并且该垫57适合于在受到压缩时吸收与活动作用部51的速度相对应的能量，由此防止它从固定作用部52弹回。 
优选地，如图所示，由单个弹性体垫57来构成接触装置56和阻尼装置。通过防止反弹现象，阻尼装置起到了改进对电弧40的切弧效果的作用。 
对于申请者来说，使作用部51与52彼此靠着似乎是对电弧40进行切弧方面尤其有效的技术方案。然而，在不超出本发明的范围的情况下自然可以设想作用部51与52彼此不直接靠着，而是将它们安装成当断开装置30打开时(优选地按很小的间隙)彼此交叉。在这种情况下，作用部51和52对电弧40同时施加基本上相反的剪切力。 
在本发明的另一实施例中，切弧装置50包括用于释放气体的装置， 将该装置设计成产生足以对电弧40进行切弧的气流φ和φ’(图2和2″)。按此方式产生的气流φ和φ’按不同的方向(优选地是向心的方向)指向电弧40，并且这些气流将足够的机械压力施加在该电弧上，以使其截面减小。 
在图2′和2″所示的优选变型例中，优选地，释放装置由作用部51和52中的至少一个来形成，作用部51和52由适合于在电弧40所产生的热作用下释放气体的材料制成。作用部5 1和52的与气流φ、φ”相结合的机械动作由此使得可以实现电弧截面的尤其有效的减小。 
在图2′所示的变型例中，气体释放装置仅由作用部51、52中的一个(即活动作用部51)形成。由此，当活动作用部51移动时，其与电弧40相接触，并在靠近电弧的区域中至少局部地受到加热。该加热会释放将直接作用在电弧40上的气流φ，电弧40也被限制在活动作用部51与固定作用部52之间。 
在图2″所示的变型实施例中，各作用部51和52都由适合于在热作用下释放气体的材料制成，从而该气体释放装置在该结构中用于产生基本上相反的气流φ和φ’，该气流φ和φ’用于按比图2′所示的结构甚至更有效的方式环绕地并且向心地作用在电弧40上。 
优选地，用于构成气体释放装置的材料具有在受热时释放氢气的能力，这是因为氢气的冷却特性是公知的。由此所释放的氢气不仅可以通过在电弧40上施加机械压力而且可以通过冷却它，来作用在电弧40上。通过降低电弧40的温度并减小它的截面，根据本发明的切弧装置50使得能够显著地增大电弧40的阻抗，由此使得能够减小其运送的电流。作为例示性的而非限制性的示例，用于释放气体的材料可以是聚缩醛(polyacetal)或聚甲醛(polyoxymethylene)。 
在不超出本发明的范围的情况下，还可以设想阻尼或接触装置56也由适合于释放气体的材料制成。自然地，该材料还应当具有充分的可靠性和柔性，以赋予阻尼或接触装置56所需的功能特性。 
使用作用部51和52作为用于释放气体的装置，使得它们可以在相向移动并向电弧40移动时产生沿不同方向朝电弧汇聚的气流φ和φ’， 由此提供对电弧的更有效的切弧。然而，在不超出本发明的范围的情况下，完全可以设想使用与作用部51和52不同的其他气体释放装置。 
然而，本优选实施例使得可以使用相同部件来提高通过利用由气流φ和φ’以及由驱动力FM和反作用力R同时施加的机械压力对电弧40进行切弧的机械效率。由此这种布置使得可以使用最少数量的部件通过确保快速地熄灭电弧40(如果存在的话)来加速有效地断开保护组件10。 
本发明还提供了用于改进用于针对电涌保护电气设施的保护设备1的分断能力的方法，在该保护设备1中，在将保护设备1与电气设施断开的过程中可能会形成电弧40。 
在本发明的意义下，该方法有利地包括对电弧40进行切弧的切弧步骤a)，在该切弧步骤中，按减小电弧的截面的方式沿至少两个不同的方向(优选地，相反的方向)优选地同时对电弧进行作用。 
有利地，切弧步骤a)包括将电弧40限制在至少两个作用部51与52之间的阶段。 
有利地，切弧步骤a)还包括产生足够大量级的气流φ和φ’以对电弧40进行切弧的阶段。 
最后，有利地，本发明的方法包括冷却电弧40的冷却步骤b)，由此使得可以通过降低电弧的温度来增大其阻抗并由此减小其运送的电流的大小。 
优选地，使用公共的气体释放装置来同时执行切弧步骤a)和冷却步骤b)。 
以下参照图1到5所示的优选变型例对根据本发明的保护设备1的操作进行描述。 
当出现充分振幅的电涌时，相对于电气设施并联连接的保护设备1变成导电的并将电涌电流运送到大地，由此保护了该设施。当过大量级的电流或者长时间的使用导致设备变得过热时，提供保护组件10的断开片31(或断开装置30)与电极21(或连接装置20)之间的连接的热熔焊料熔化或破裂。断开片31接着在弹簧作用下从电极21移开，由此产生了例如由绝缘空气层形成的间隙11。在打开操作的同时，在位于间隙 11中的空气中可能会形成电弧40，该电弧40接着在电极21与断开片31之间基本上纵向地延伸，优选地，其沿这两个部分之间的最短路径延伸。 
当断开片31移开时，其释放最初靠压着该片的活动作用部51。在由弹性回复装置70施加的回复力的驱动下，活动作用部51被推向固定作用部52，直到它通过接触装置56靠着固定作用部52为止。具体地，活动作用部51的前部55靠着接触装置56和/或阻尼装置上变平坦，从而确保作用部51与52按稳固、密封并且/或者无反弹的方式彼此靠压在一起。随着作用部51和52相向移动，电弧40可占据的空间变小，从而具有限制电弧并减小其截面的效果，由此增大了其阻抗。当作用部51与52变得相接触时，在它们之间对电弧40进行了切弧，由此进一步减小了其截面。 
活动作用部51的靠近电弧40或与电弧40相接触的前部55的温度陡升，从而释放大小和速度高得足以对电弧40进行切弧的气流φ。在图2′所示的端位置处，由此电弧40首先在活动作用部51与固定作用部52之间受到切弧，其次在作用部51与52之间的接触界面54处受到向电弧40汇聚的气流φ的切弧。 
从图2′和2″中可见，电弧40由此被包围在“小空腔”58中，在该“小空腔”58中，电弧40既经受切弧装置50的作用部51和52的驱动力FM和反作用力R，又经受汇聚气流φ、φ’。 
所释放的气体(优选地是氢气)还具有降低电弧的温度的效果，由此，与电弧的截面减小相关联，有助于增大其阻抗并减小其运送的电流的大小，由此实现更快速地最终隔离开保护组件10与电气设施。 
根据本发明的保护设备1由此使得可以通过特别简单、鲁棒并且可靠的结构，来确保在保护组件10失效或劣化的情况下快速并可靠地断开保护组件10。 
根据本发明的保护设备1由此具有在隔离和断开方面比现有技术设备的性能好得多的性能。 
根据本发明的保护设备1还具有承受由电弧40产生的劣化和导电污染的改进能力，由此更长久地保持它的隔离能力。 
工业应用性 
本发明的工业应用在于制造用于提供针对电涌的保护的设备。 

Claims (26)

1.一种用于为电气设施提供针对电压电涌的保护的设备(1)，该设备包括：
至少一个保护组件(10)，配备有用于连接到电气设施的连接装置(20)；和
断开装置(30)，用于将保护组件(10)与电气设施断开，并适于通过连接装置(20)断开保护组件(10)，该断开装置(30)适合于从闭合位置向打开位置移动，由此在断开装置(30)与连接装置(20)之间产生间隙(11)，从而在断开装置(30)与连接装置(20)之间的间隙(11)中可能形成电弧(40)，
所述设备的特征在于，其包括切弧装置(50)，该切弧装置(50)用于对电弧(40)进行切弧，并被形成为沿至少两个不同方向作用在电弧(40)上，以减小电弧(40)的截面，所述切弧装置(50)包括至少两个作用部(51、52)，所述至少两个作用部(51、52)适合于在断开装置(30)打开时相向移动，以相互协作来对电弧(40)进行切弧，所述作用部(51、52)被按以下方式进行安装，即，使得它们在断开装置(30)打开时彼此相靠，以限制电弧(40)，所述切弧装置(50)包括接触装置(56)，该接触装置(56)适合于确保作用部(51、52)按基本上密封的方式彼此相靠。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，切弧装置(50)被形成为通过从至少两个基本上相反的方向(F1、F2)侧向地靠近电弧(40)，来作用在电弧(40)上。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，作用部(51、52)被按以下方式进行安装，即，使得它们在断开装置(30)打开时彼此交叉，由此对电弧(40)进行切弧。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，切弧装置(50)包括至少一个活动作用部(51)，所述至少一个活动作用部(51)适合于在断开装置(30)打开时移动到间隙(11)中，并配备有用于在断开装置(30)位于打开位置时置于断开装置(30)与连接装置(20)之间的绝缘盒(41)。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，切弧装置(50)包括构成用于活动作用部(51)的抵靠部的至少一个固定作用部(52)。
6.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，切弧装置(50)包括适合于在断开装置(30)打开时相向移动的至少两个活动作用部。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，接触装置(56)被按以下方式进行布置，即，使得在断开装置(30)位于打开位置时在作用部(51、52)之间形成接触界面(54)。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，接触装置(56)由位于作用部(51、52)中的一个的端部处的基本上柔性的材料形成。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述基本上柔性的材料为弹性体材料。
10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，切弧装置(50)包括阻尼装置，该阻尼装置适合于在作用部(51、52)开始相互靠着时进行作用，以防止所述作用部(51、52)中的任一个相对于另一作用部反弹。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，阻尼装置由在作用部(51、52)之间形成接触界面(54)的弹性垫(57)构成。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于，接触装置(56)和阻尼装置由单个弹性并且柔性的垫(57)形成。
13.根据任一前述权利要求所述的设备，其特征在于，切弧装置(50)包括气体释放装置，该气体释放装置被设计成产生具有足够的量级以对电弧(40)进行切弧的气流(φ、φ’)。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于，作用部(51、52)中的至少一个由适合于在由电弧(40)产生的热的作用下释放气体的材料制成，从而该作用部形成气体释放装置。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述气体是氢气。
16.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，所述适合于在由电弧(40)产生的热的作用下释放气体的材料基于聚缩醛。
17.根据权利要求16所述的设备，其特征在于，所述适合于在由电弧(40)产生的热的作用下释放气体的材料基于聚甲醛。
18.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，活动作用部(51)和断开装置(30)被按以下方式相对于彼此安装，即，使得当断开装置(30)打开时断开装置(30)释放活动作用部(51)，由此允许它移动。
19.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，切弧装置(50)包括弹性回复装置(70)，该弹性回复装置(70)被按以下方式安装，即，使得在活动作用部(51)上施加趋于将其推向另一作用部(52)的弹性回复力。
20.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，活动作用部(51)被按使其能够平动的方式安装。
21.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，活动作用部(51)被按使其能够转动的方式安装。
22.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，绝缘盒由盖形成，该盖被形成为在断开装置(30)位于打开位置时至少部分地包围断开装置(30)和/或连接装置(20)。
23.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，盖由呈U形截面的套筒(44)形成。
24.一种用于改进用于针对电压电涌保护电气设施的保护设备(1)的分断能力的方法，所述保护设备(1)包括至少一个保护组件(10)和断开装置(30)，所述保护组件(10)配备有用于连接到电气设施的连接装置(20)，所述断开装置(30)用于将保护组件(10)与电气设施断开，并适于通过连接装置(20)断开保护组件(10)，该断开装置(30)适合于从闭合位置向打开位置移动，由此在断开装置(30)与连接装置(20)之间产生间隙(11)，从而在断开装置(30)与连接装置(20)之间的间隙(11)中可能形成电弧(40)，
该方法包括对电弧(40)进行切弧的切弧步骤a)，在该切弧步骤a)中由切弧装置(50)沿至少两个不同方向对电弧(40)进行作用，以减小电弧(40)的截面，所述切弧步骤a)包括在所述切弧装置(50)的至少两个作用部(51、52)之间限制电弧(40)的阶段，所述至少两个作用部(51、52)适合于在断开装置(30)打开时相向移动，以相互协作来对电弧(40)进行切弧，所述作用部(51、52)被按以下方式进行安装，即，使得它们在断开装置(30)打开时彼此相靠，以限制电弧(40)，所述切弧装置(50)包括接触装置(56)，该接触装置(56)适合于确保作用部(51、52)按基本上密封的方式彼此相靠。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，切弧步骤a)包括产生气流(φ、φ’)的阶段，该气流(φ、φ’)的量级大得足以对电弧(40)进行切弧。
26.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，其包括冷却电弧(40)的冷却步骤b)。
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