CN1947317A - 包括一个或多个并联设置在结构单元中的过电压限制元件的过电压旁泄装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于过电压旁泄的装置，包括一个或数个并联安装在一个结构单元中的过电压限制元件(如变阻器、二极管或类似物)、至少一个开关部件在所述过电压限制元件热过载时以电力分离所述元件、以及用于显示和/或指示给出的错误状态的装置。根据本发明，提供一个第一开关部件，该第一开关部件与过电压限制元件热接触并且一旦达到第一温度极限值(T1)就致动或触发一个光学显示器，以指示过电压限制元件的有限使用或服务寿命极限。此外还提供一个与过电压限制元件热接触的第二开关部件。所述部件以已知的方式实现电力分离和错误状态显示。

Description

包括一个或多个并联设置在结构单元中 的过电压限制元件的过电压旁泄装置

技术领域

本发明涉及一种过电压旁泄装置，如权利要求1的前序部分所述，所述过电压旁泄装置包括一个或多个并联设置在结构单元中的过电压限制元件(如变阻器、二极管或类似物)、在所述过电压限制元件热过载时电力分离它们的至少一个开关部件、以及用于显示和/或指示随后出现的错误状态的部件。

背景技术

包括容纳在外壳内的变阻器的过电压保护装置是公知的，例如由德国实用新型9305796U可知，一个热敏开关借助在变阻器过热时在弹簧作用下打开的焊接点被设置于电源线和变阻器之间的电流通路中，并且为此目的，焊接点的其中一个触点位于沿打开方向加载弹簧力的触点架上。这种装置还允许高于标称放电电流的增高的冲击电流，以实现所提供的变阻器的关闭。为此目的，在触点架的通路中提供一个预定的断点，其横截面以及因而机械剖面模数要小于触点架在其余通路上的横截面。相应高的冲击电流导致的电动力相对于电流方向的横向作用，并因此相对于触点架的纵向横向作用。因此这就导致触点架在预定断点处的断裂。

在根据DE4124321C2的过电压旁泄装置中，设置多个过电压限制元件(例如变阻器或二极管)以及例如基于过热或确定电流泄漏的触发分离部件。为了改善这种装置的可靠性，特别是为了冗余地构造它们，从而在所述过电压限制元件中的其中一个出现故障时，可以利用其它的过电压限制元件继续工作，藉此可同时确保故障的和过热的过电压限制元件有效分离，至少提供两个过电压限制元件，其中所述元件的尺寸足够得大，以便每个元件确保在相应工作位置的过电压保护。该解决方案还提供了位于第一过电压限制元件的电流通路中的热熔丝，其基于过热分离第一过电压限制元件并接通第二个过电压限制元件。

根据EP0716493B1，该现有技术包括一个具有至少两个变阻器的装置以防止瞬间过电压的发生，该装置包括对上述变阻器的状态敏感的分离部件，所述分离部件在变阻器的工作寿命结束时分别地分离变阻器。此外还提供可视化变阻器状态的机械部件，这些变阻器功能地连接至分离部件以被其致动。

机械可视化部件被用来辨别两个变阻器是否在工作，其中一个是否已被分离，或者是否两个变阻器都处于分离状态。该机械可视化部件还具有一个滑块，它由并联安装的变阻器的分离导向器致动。

已知的热分离部件基于焊点进行作用，所述焊点在过电压放电器的使用寿命终结时或者在有效元件过载时电力分离，并且直接或间接地致动一个光的和/或电的显示或指示装置。

如上所述，现有技术允许提供一个具有热分离部件的变阻器盘，或者提供两个分别具有分离部件的变阻器盘，以在超载情形下分离相应变阻器盘并打开第二个变阻器盘。这种已知方案的一个缺点在于基于故障/超载进行的热分离部件的分离意味着相应部件从电力系统被分离。虽然这避免了进一步的随后损坏，但是过电压保护就不再工作或仅有限地工作。

发明内容

据此，本发明的任务在于提供一种进一步发展的过电压旁泄装置，它包括一个或多个并联设置在结构单元中的过电压限制元件(如变阻器、二极管或类似物)，藉此该装置包括至少一个开关部件，用于在所述过电压限制元件热过载的情形下电力分离所述元件并显示或指示相应的状态。这样，相应过电压保护装置的即将发生的超载(例如由起作用的变阻器盘的与温度相关的老化或对有效部件的重复冲击电压造成)将会被及时地识别。为此目的，所述装置要被构造成，设置工作使用寿命显示器作为准预警级。另外还需要可以调控所述预警级，从而为该显示器提供或给出足够的间隔，以反映出从仅仅有限的剩余使用寿命直至不可修复的损坏(因而部件最终必须从电源分离)的状态。

本发明的任务通过一个具有根据权利要求1的组合特征的装置来解决，其中从属权利要求构成至少功能性实施例和进一步改进。

根据本发明的装置允许每个部件在其相应的工作位置的老化状态并且因而剩余使用寿命被显示、评估及远程发送信号。

在常规维护工作期间，被识别为初期损坏的旁泄器可以被置换，同时在如此做时无需运行没有过电压保护或仅有减少的过电压保护的系统。

和现有技术的解决方案不同，全部的放电能力保持不变；也就是说，冲击电流负载能力持续直至有效使用寿命的最尽头。换言之，即使给出多个变阻器通路，在预警的情形下也不会有任何通路从电源分离。因此这就提高了由配有根据本发明的装置的系统所提供的整体保护程度。

根据本发明，提供了一个与过电压限制元件热接触的第一开关部件，以便一旦达到第一温度极限值T1就致动或触发一个光学显示器，从而表明已经达到过电压限制元件的上述边缘实用或使用寿命。

还提供一个与过电压限制元件热接触的第二开关部件，以便一旦达到第二温度极限值T2(T2＞T1)，就以本身已知的方式实现电力分离和错误状态显示。

在本发明的一个实施例中，第一开关部件被功能地连接至远距通讯触点，以使已经有限的剩余有效使用寿命或者检测到的异常状态被传送至一个服务中心。

在本发明的一个实施例中，第一和第二开关部件与各自的一个滑块或共同的滑块机械连接，并分别作用于这样的滑块上，其中所述滑块位于结构单元的一个端面上并且通过响应相应地致动的开关部件纵向移动，暴露出彩色的或彩色编码的视野。

结合至此，用于过电压保护装置的有效使用寿命显示器的概念优选由一个三级、多色光学显示器实现。例如，“绿色”的显示颜色可能对应于一个全功能过电压旁泄器，“黄色”的显示颜色可能指示一个预加载/老化旁泄器，并且“红色”的显示颜色可能指示一个超载、分离的保护模块。后者接着需要被更换，藉此，如上所述，所提供的远距通讯触点已经基于准初期损坏旁泄器级被致动。

本发明的第一开关部件可被构造为具有响应热效应的可变光学特性的元件，例如所谓的热色膜。

根据本发明的一个实施例，开关部件包括在第一位置弹簧加载的杠杆元件，其中所述第一位置通过可熔接线、蜡、热塑性材料或类似材料被固定。用于该第一开关部件的材料的熔点被选择为低于第二开关部件的熔点。

在一个可选实施例中，开关部件具有被至少一个弹簧预加载的杠杆元件，其中第一开关部件的第一位置被一个热缩管材固定，使得在高达温度极限值T1的热负载时通过管材的收缩发生相应杠杆元件的位置变化，同时进行光学信号发送。

当概念上形成本发明时，能够选择温度极限值T1和T2之间的差值，使其可以专门适用于相应的安全需求。

旁泄过电压装置的一个结构变型具有两个设置于结构单元内的变阻器盘，作为以平行间隔彼此相邻的过电压限制元件。

此处的开关部件优选地设置于变阻器盘之间的分隔部上，其中变阻器的接触盘或接触板与各自的开关部件热接触。

附图说明

下面将参照附图和实施例对本发明进行更详细的描述。

其中：

图1为根据本发明的装置的基本电路图，该装置包括有效使用寿命监视器/显示器；

图2为所述装置的第一个技术实施例；

图3为根据本发明的装置的第二个实施例；

图4为根据本发明的具有作为第一开关部件的热缩管的装置的一个实施例；

图5为非机械作用的第一开关部件的实施例，而一个指示器显示色彩变化或基于热负荷的色彩变化；

图6为一个变阻器模块的透视图，该变阻器模块具有两个变阻器盘，所述变阻器盘与置于其间的开关部件的装置并联连接；

图7示出用于使用寿命显示器的第一个机械构造的开关部件的运行；以及

图8示出已被释放的第一开关部件以及在图下部的一个电力分离的变阻器单元内从黄色到红色的色彩变化。

具体实施方式

按照一个实施例，如图1所示，过电压保护装置包括一个变阻器模块以及一个整体的使用寿命显示装置2和一个分离装置3，所述变阻器模块具有两个并联连接的盘状变阻器1。

使用寿命显示器2(级S1)评估变阻器单元1的温度，将视频显示从绿色转换至黄色(参见图7)，并且在限定的温度极限值T1被超过时致动远程通讯信号FM。

在使用寿命显示器的技术实现期间必须注意，以最大热通量密度优化构造用于变阻器单元的接触盘，这对于各种由温度决定的部件(优选可熔接线)的选择性加热是必要的。

除了使用可熔接线，同样可以使用其它温度选择性的蜡、塑料、热缩管或其它类似材料。

热分离装置(图1中的级S2)在临界温度T2(T2＞T1)分离变阻器单元1并将可视显示从黄色转换成红色(参见图8)。

准预警与热分离装置的触发之间的必要间隔可通过所使用的热敏部件的选择性温度级别被设定在一个出厂或用户特定的宽范围内。

按照参照图2的本发明装置的第一实施例，第一温度测量点T1(附图标记4)通过例如接触面之间的软焊连接(参见图6)被连接至开关单元S1(附图标记5)。当被预载弹簧6触发时第一温度测量点T1被移动，以使信号杠杆7触发由滑块表示的预警级别8以及远程通讯信号，从而视频板从绿色向黄色转换。

当在区域9内超过临界温度T2时，开关S2(附图标记10)被致动，这就最终从电源分离单元。开关S2又移动显示滑块8a，以发送视频显示器中的“红色”信号。所述开关S2可被构造成一个在适当预张力下的弹簧加载触点。

按照参照图3的装置的实施例，被置于一个滑动块导向器内的预拉伸弹簧6进而用于第一开关部件，藉此所述弹簧还容纳一个导向手柄。当区域4中的软焊连接熔化时，在弹簧6的作用下，信号杠杆7连同使用寿命显示器8一起移动越过一个接收器(向图的左侧)，结果不同色彩的区域暴露于结构单元的可视表面上。

根据图4的实施例中，由温度决定的热缩管11被用来指示已经达到温度T1下的预警临界值。

当达到超过热缩管材料参数的可调的临界值时，管的直径减小并移动显示元件12，从而可以清楚地看见预警级12a。

当在点13处超过温度极限值T2时，则以与可熔连接热熔丝的作用类似的方式接着发生整个部件的最终分离。

根据图5的实施例的解决方案的变型，预警级由一个温度决定的色彩变化被信号传送至显示器元件14。在这种情形下当达到温度T1时，发生例如热色材料的变色。当在焊接连接13的区域中超过温度T2时，相关联的开关部件就以本身已知的方式被触发并实现部件的系统分离。

图6描述具有两个并联的变阻器盘(图上部)的变阻器模块的三明治式装置。

可从图的下部看出，第一和第二开关部件在结构上被容纳于变阻器盘之间的区域中。

该装置允许温度相关点4和9的最佳热接触，其上在弹簧预载下实现不同熔点的相应的例如软焊连接，以固定开关部件的杠杆元件的第一位置。

根据图7的上部，变阻器模块处于全功能状态。根据图8的上部和图7的下部，当达到或超过第一温度T1时，在区域4实现分离过程。据此由于弹簧6的预载，杠杆7带动滑块15一同移动至图左。因此，结构单元的盖板16在按照图7所示的下部视频板上经历色彩变化。

当触发区域9中的热熔丝时，进而发生色彩的变化，例如从黄色到红色(图8，下部)，藉此就清楚地知道装置失效以及必须更换模块了。

Claims (8)

1.一种用于过电压旁泄的装置，包括一个或多个并联设置在一个结构单元中的过电压限制元件，如变阻器、二极管或类似物；在所述过电压限制元件热过载时电力分离所述元件的至少一个开关部件；以及用于显示和/或指示随后出现的错误状态的装置，

其特征在于：

一第一开关部件被设置成与所述过电压限制元件热接触，当达到第一温度极限值T1时，所述第一开关部件致动或触发一光学显示器，以表示已经达到过电压限制元件的边缘实用或使用寿命，还设置与所述过电压限制元件热接触的第二开关部件，当达到第二温度极限值T2时，所述第二开关部件以本身公知的方式实现电力分离和错误状态显示，其中所述温度极限值T2大于所述温度极限值T1。

2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：所述第一开关部件与一远程通讯触点功能地连接。

3.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述第一和第二开关部件的每一个与相应的滑块机械地连接，其中所述滑块位于所述结构单元的一个端面上，并且通过响应相应地致动的开关部件纵向移动，在所述端面上暴露彩色的或彩色编码的视野。

4.按照权利要求1或2所述的装置，其特征在于：所述第一开关部件是具有响应热效应的可变光学特性的装置。

5.按照权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于：所述开关部件包括在第一位置弹簧加载地设置的杠杆元件，其中所述第一位置通过可熔接线、蜡、热塑性材料或类似材料被固定，用于第一开关部件的所述材料的熔点被选择为低于所述第二开关部件的熔点。

6.按照权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于：所述开关部件包括被至少一个弹簧预加载的杠杆元件，其中第一开关部件的第一位置被一个热缩管材固定，使得在高达温度极限值T1的热负载时通过管材的收缩发生相应杠杆元件的位置变化，同时进行光学信号发送。

7.按照前面任一权利要求所述的装置，其特征在于：选择温度极限值T1与温度极限值T2之间的差值，使得专门适用于相应的安全需求。

8.按照前面任一权利要求所述的装置，其特征在于：两个变阻器盘被设置于结构单元内作为彼此相邻地平行间隔的过电压限制元件，其中所述开关部件被设置在所述变阻器盘之间的分隔部上，并且接触盘或接触板与相应开关部件热接触以连接所述变阻器，其中电磁力就此被中和并且大的冲击电流值可被控制。

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