CN203746746U - 开关用触发装置及其保护装置与过电压保护设备 - Google Patents

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安德列亚斯·梅茨格
斯文·本克
约阿希姆·沃斯吉安
马丁·斯特里韦
曼弗雷德·赖特
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    • H01H37/76—Contact member actuated by melting of fusible material, actuated due to burning of combustible material or due to explosion of explosive material
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Abstract

本实用新型涉及一种开关用触发装置及其保护装置与过电压保护设备。其中，用于开关的触发装置，用于与电气元件一起应用，所述触发装置具有闭合式空心体，其中，所述空心体具有在热输入时发生膨胀的流体，所述空心体采用这种设计方案，即，使得所述流体在升温超过一规定温度的情况下将之前闭合的所述空心体破坏并暴露，在使用过程中沿纵向以机械方式对所述触发装置施加作用力，其中，在使用过程中使得所述触发装置与所述电气元件发生热接触并在一规定温度下受到破坏；所施加的作用力在发生破坏的情况下对所述开关进行操纵以便将所述电气元件断开。

Description

开关用触发装置及其保护装置与过电压保护设备
技术领域
本实用新型涉及一种与电气元件一起应用的开关用触发装置及其保护装置与过电压保护设备。 
背景技术
现有技术中存在大量与电气元件一起应用的开关用温控触发装置。 
这些触发装置例如用来断开压敏电阻器或者用来桥接火花隙。例如，压敏电阻器会因老化或受损而出现电流上升，并可能造成过热甚至所谓“合金短路”现象。火花隙上也可能出现需要实施断路操作的情形。特别是在采用直流电压的情况下缺少一零点，使得点火的电弧只有在低于电弧点火电压时才会熄灭。这种效应例如可能会引起升温，因而需要对相应元件采取断路或桥接措施以达到防火的目的。 
在此情况下可采用不同机制。 
举例而言，采用双金属为开关元件。以便触发周期性开关过程。 
但对必须断开的电气元件而言，该需要受到保护的电气元件通常已永久性受损，因此通常不希望将其重新接通。而且大功率双金属开关肯定很昂贵。 
另一方面还使用熔断丝或熔化焊接件来直接或间接实现开关过程。 
但这种结构既复杂又价格高昂。 
此外，在很多场合下需要提供另一触发方案。这在迄今为止所提出的解决方案中是无法或只能在有限范围内实现的。 
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种与电气元件一起应 用的开关用触发装置，该开关克服了现有技术中的一或多项缺点。 
本实用新型通过一种用于开关的触发装置，用于与电气元件一起应用，从而实现了上述目的，其中，该触发装置具有闭合式空心体，该空心体具有在热输入时发生膨胀的流体，该空心体采用这种设计方案，即，使得该流体在升温超过一规定温度的情况下将之前闭合的空心体破坏并暴露，在使用过程中沿纵向以机械方式对触发装置施加作用力，在使用过程中使得触发装置与电气元件发生热接触并在一规定温度下受到破坏，所施加的作用力在发生破坏的情况下对开关进行操纵以便将电气元件断开。 
根据本实用新型的另一个设计方案，触发装置与一具有电气元件的抗压外壳发生接触，该抗压外壳具有一可以沿横向作用于触发装置的撞击销，该撞击销因电气元件的升温和/或压力升高而受到操纵。 
根据本实用新型的另一个设计方案，所述触发装置侧向偏移在横向上产生一施力，在横向上的机械稳定性低于纵向上，以便实现触发。 
根据本实用新型的另一个设计方案，沿纵向对触发装置施加作用力，该触发装置与一具有电气元件的抗压外壳发生接触，发生在该抗压外壳内的压力变化将触发装置从一静止位置引出，从而释放作用力。 
根据本实用新型的另一个设计方案，触发装置还具有一用于实现外部触发的加热电阻器。 
本实用新型还通过一种用于与电气元件一起应用的保护装置实现了本实用新型的目的，该保护装置具有一开关和一上述触发装置。 
根据本实用新型的另一个设计方案，开关为可将通过电气元件的电流断开的断开开关。 
本实用新型还通过一种过电压保护设备实现了本实用新型的目的，该过电压保护设备包含一用作电气元件的过电压保护装置、一开关和一上述触发装置。 
附图说明
图1为本实用新型的一方面所述触发装置的示意图； 
图2为本实用新型的一方面中的一基本电路原理图； 
图3为本实用新型的一方面中的一基本电路原理图；以及 
图4、5和6分别为本实用新型不同实施方式的另一方面。 
附图标记说明 
撞击销                            B 
电气元件                          EB 
热膨胀流体（气体，液态）          FL 
作用力                            F 
抗压外壳                          G 
闭合式空心体                      H 
支架                              HL 
纵向                              LR 
压力                              P、PE 
横向                              QR 
开关                              S 
保护装置                          SE 
触发装置                          SPA 
温度                              
断裂温度                          Tbruch 
过电压保护装置（MOV、、TVS） 
过电压保护设备                    
具体实施方式
图1为用于开关S的触发装置SPA的示意图，该触发装置（例如）如图3所示与一电气元件EB一起应用。这个触发装置SPA具有一总是闭合的空心体H，其内部设有会在热输入时发生膨胀的流体FL。流体FL既可具有液相（虚线所示），又可具有气相或者二者的混合物。流体FL也可以具有在热输入时会熔化或者升华的固态成分。 唯一重要的是，流体FL在热输入时会发生膨胀，使得空心体H在一规定温度Tbruch下被该膨胀流体破坏。亦即，流体FL在超过一规定温度的情况下将之前闭合的空心体H破坏并暴露。这个过程可以指空心体H发生爆炸或爆裂。 
其中，所述触发装置可以设计为，其以一纵向LR直立，该纵向大致对应于空心体H的中轴线（如圆柱轴线），该触发装置还具有一横向，其大致垂直于纵向LR且例如沿径向分布。其中，所述触发装置可在纵向LR和横向QR上具有不同的特性。举例而言，纵向LR上的机械强度可以高于横向QR。在此情况下，沿横向QR施加的作用力可能造成机械断裂。 
在图2所示的使用过程中，沿纵向LR以机械方式对触发装置SPA施加作用力F。 
此外，在使用过程中使得触发装置SPA与受监测的电气元件EB发生热接触以及/或者压力接触。 
如果电气元件EB和触发装置SPA升温，则触发装置SPA会在一规定温度Tbruch下受到破坏，其中，所施加的作用力F会在发生破坏的情况下对开关S进行操纵以便将电气元件EB断开。 
下面利用以图4为例的另一实施方式对这个过程进行详细说明。 
这里的触发装置与受监测的电气元件EB（如过电压保护装置 ）均布置在一基本抗压的外壳G内，其中，由于升温以及/或者压力升高，该受监测的电气元件EB（如过电压保护装置）将触发装置SPA破坏，且开关S转入断开的第二状态。其中，触发装置SPA承载于支架HL上且沿纵向LR被施加一作用力F。 
举例而言，该受监测的电气元件EB实施为压敏电阻器MOV，则故障压敏电阻器MOV的升温以及随着压敏电阻器MOV的爆炸性破坏而发生的合金短路均会造成相应的压力升高P以及/或者相应的施力F。在此情况下，每个上述效应以及将上述效应相结合均能被该设备的相应结构用来实施触发。 
下文中假定所述触发装置SPA实施为球形洒水器或类似设备（参见图4）。如果沿纵向LR对触发装置SPA施加作用力F，则触发装置 SPA可与一具有受监测的电气元件EB（如过电压保护装置）的抗压外壳G发生接触，其中，抗压外壳G还具有一可以沿横向QR作用于触发装置SPA的撞击销B，其中，该撞击销B因受监测的电气元件EB（如过电压保护装置）的升温和/或压力升高P而受到操纵从而能够从外部作用于触发装置SPA。 
作为图5所示的替代或补充方案，触发装置SPA还可具有一用于实现外部触发的加热电阻器R。 
举例而言，该电阻器R可实施为一围绕触发装置SPA卷绕而成的螺旋线。如果有电流I通过该螺旋线R，则该螺旋线及球形洒水器SPA升温。这样就以简单的方式利用一源于外部的热输入来打破该触发装置SPA从而对开关S进行开关操作。 
根据本实用新型的一种改进方案，使所述触发装置侧向偏移并同样沿横向对其施加一作用力。其中，触发装置SPA在横向QR上的机械稳定性低于纵向LR上，以便实现触发。触发装置SPA例如可以与支架构成某种肘节连接。其中，预应力F采用某种大小，使得该作用力将触发装置SPA保持在一静止位置上。在这个静止位置上，作用力F大致沿纵向LR作用于触发装置SPA，这个位置也可以被视为某种相对的能量最小值。图6示出这个状态。其中，预应力F采用某种大小，使得该作用力在纵向LR上尚不致造成破裂，但在横向QR上足以造成破裂。通过随后应用力的平行四边形，沿横向施加足以使所述触发装置破裂的作用力FQR。 
亦即，采用侧向偏移并相应施加作用力F以及采用撞击销B的直接机械作用均能达到触发的效果。 
通过上述方案，一方面能利用升温来触发触发装置SPA，另一方面也能提供一即使在压力极小的情况下也能实现的压力控制触发方案。 
如图6中的虚线框所示，可从结构上将开关S与触发装置SPA相结合并形成保护装置SE。 
利用前述触发装置SPA可实现不同的开关类型S，例如，切换开关、断开开关或者闭合开关以及上述开关的任意组合体。开关S优选 为可将通过该电气元件EB的电流断开的断开开关。 
保护装置SE此外还可具有受监测的电气元件EB且例如可实施为过电压保护设备。其中，该电气元件可为过电压保护装置，如火花隙。 
本实用新型实现了对开关过程的低成本不可逆触发，亦即，达到直接电性开关操作的目的。此外，本实用新型的设计方案允许应用非导电材料实施触发，举例而言，可将球形洒水器用作触发装置SPA来监测过电压保护装置。因此，球形洒水器SPA也可以用来实施电性火灾监测。 

Claims (8)

1.一种用于开关的触发装置，用于与电气元件一起应用，其中，所述触发装置具有闭合式空心体，所述空心体具有在热输入时发生膨胀的流体，所述空心体采用这种设计方案，即，使得所述流体在升温超过一规定温度的情况下将之前闭合的所述空心体破坏并暴露，在使用过程中沿纵向以机械方式对所述触发装置施加作用力，在使用过程中使得所述触发装置与所述电气元件发生热接触并在一规定温度下受到破坏，所施加的作用力在发生破坏的情况下对所述开关进行操纵以便将所述电气元件断开。 
2.根据权利要求1所述的触发装置，其中，所述触发装置与一具有所述电气元件的抗压外壳发生接触，所述抗压外壳具有一可以沿横向作用于所述触发装置的撞击销，所述撞击销因所述电气元件的升温和/或压力升高而受到操纵。 
3.根据权利要求1或2所述的触发装置，其中，所述触发装置侧向偏移在横向上产生一施力，在横向上的机械稳定性低于纵向上，以便实现触发。 
4.根据权利要求1所述的触发装置，其中，沿纵向对所述触发装置施加作用力，所述触发装置与一具有所述电气元件的抗压外壳发生接触，发生在所述抗压外壳内的压力变化将所述触发装置从一静止位置引出，从而释放所述作用力。 
5.根据权利要求1所述的触发装置，其特征在于， 
所述触发装置还具有一用于实现外部触发的加热电阻器。 
6.一种用于与电气元件一起应用的保护装置，具有一开关和一如权利要求1至5中任一项所述的触发装置。 
7.根据权利要求6所述的保护装置，其特征在于， 
所述开关为可将通过所述电气元件的电流断开的断开开关。 
8.一种过电压保护设备，包含一用作电气元件的过电压保护装置、一开关和一如权利要求1至5中任一项所述的触发装置。 
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