CN88100808A - 电涌放电器 - Google Patents

Abstract

一种包括一个有源部件和一个夹持部件的敞开式电涌放电器，所述有源部件具有多个由金属氧化物非线性电阻材料制成的、位于两个端部配件之间的电涌放电器元件(10)，而所述夹持部件具有多个绝缘材料制成的拉杆(6)，用来将电涌放电器机械地夹紧在一起，有源部件和夹持部件都暴露在围绕着所述电涌放电器的环境之中，并且各自做成所需外形，以便在端部配件(4，5)之间提供加长的沿面距离。

Description

本发明涉及一种包括一个有源部件和一个夹持部件的电涌放电器，所述有源部件含有至少一个由金属氧化物压敏电阻材料制成的、位于两个端部配件之间、实际为圆柱形的电涌放电器阀片，而所述夹持部件含有至少一根绝缘材料制成的拉杆，此拉杆在端部配件之间延伸，将电涌放电器机械地连接在一起。所述电涌放电器主要适用于大小约100KV或更高的电压，但是同样的实施例原则上也可用于较低的电压。

我们原先已从美国专利No.4    262    318得知一种电涌放电器，在这种电涌放电器中，由多个氧化锌压敏电阻制成的电涌放电器阀片排列成组，并封闭在一个瓷套中，在瓷套与压敏电阻阀片组之间有一个间隙。一旦在这种电涌放电器内部发生故障，会产生短路电流，气体剧烈地膨胀，因而在上面提到的间隙中形成很高的压力。所以在这种设计中，必须采用专门的，通常十分昂贵的压力释放装置，使得所述瓷套不会以不受控制的方式爆裂，防止抛出的裂片造成二次损害。这种设计的另一些缺点是：电涌放电器需要较大的空间;以及在同一个瓷套中只能容纳数量有限的平行压敏电阻阀片组。

我们原先还从GB-A-2    073    965得知另一种电涌放电器，其电涌放电器阀片装备有一个由能收缩的塑料或橡胶制成的、紧紧地包围着电涌放电器阀片的护套。为了增加此电涌放电器的机械强度，已建议在电涌放电器的端部配件之间安置一根绝缘拉杆，所述拉杆延伸穿过电涌放电器阀片的轴线孔。这种设计必须有一个使拉杆与外界环境隔开的气密护罩，因为另外将有产生沿面放电的危险，所述沿面放电可能在拉杆和轴线孔壁间必然形成的间隙中造成闪络。这种电涌放电器很少适用于较高电压。

本发明的目的是提供一种为高电压设计的电涌放电器，它不存在上述已有技术设计的缺点。本发明采用下述方法来达到这一目的：在电涌放电器中，有源部件和夹持部件都暴露在围绕着此电涌放电器的环境之中，并且各自做成所需外形，以便增大在端部配件之间的沿面距离。

由于采用了将电涌放电器机械连结在一起的绝缘拉杆，加上将拉杆和有源的电涌放电器阀片做成所需外形从而获得足够的沿面距离，外部的瓷套就能取消。这就导致了下述的优点（与带瓷套的电涌放电器比较）：

a）、在这种电涌放电器内部不存在封闭的气体容积，因而也就不存在电涌放电器内部一旦发生故障时由于压力增加而造成爆炸的危险，同时也就不会因电涌放电器的构件抛出而导致二次损害。

b）、因为这种电涌放电器不再装入瓷套的内部空间，电涌放电器原则上可由数量不限的平行柱（电涌放电器阀片组）构成，并且成本相对较低。

c）、这种电涌放电器的总高度比带瓷套的电涌放电器小。这特别是由于后者需要较大的端部配件而造成的。

d）、这种电涌放电器的重量较小。

e）、这种电涌放电器有源部件的冷却得到改善。

这种电涌放电器有源部件所需的沿面距离能通过几种不同的方法获得：

首先，这种电涌放电器阀片的柱形表面，可用相互迭孟的保护环和导向环紧紧地围住，所述保护环和导向环由抗沿面电流的材料制成，并加工成所需形状。

另一种方法是：将实际的电涌放电器阀片设计成具有多个增大沿面距离的环形凸起的加长元件，所述环形凸起沿这种电涌放电器阀片的轴线方向一个接着一个排列，具有与电涌放电器阀片的其余部分相同的材质，且与电涌放电器阀片的其余部分一起形成相互密合的部件（大体上如EP-A-0    196    370所示）。在柱形表面上还适当地安装着电绝缘材料制成的护套。

第三种方法是：可能包含多个顶面相互重叠的电涌放电器阀片的有源部件装备有紧紧地包围着的套管，此套管由抗沿面电流的塑料或橡胶制成，表面带有沟槽，并由热套法进行安装。

下面，参照附图所示的最佳实施例对本发明作更详细的介绍，其中：

图1是按照本发明设计的一种电涌放电器的侧视图;

图2是沿着图1中的Ⅱ-Ⅱ线剖切的该电涌放电器的横截面图;

图3是三个串联的压敏电阻片的轴向剖面图，所示压敏电阻片上装有与此电涌放电器阀片相连的筒体保护装置。

图1和2所示的电涌放电器具有一个有源部件，此部件包括三根平行柱，即同轴排列的圆柱形氧化锌压敏电阻片10（见图3）的阀片组1、2、3、这些阀片组排列在底板4和顶板5之间，且用三根绝缘拉杆6机械夹紧在一起，所述三根拉杆可用玻璃纤维制成，绕着此电涌放电器的周边相互均匀地分开布置。除了采用三根拉杆之外，只采用一根单独拉杆也是可以的，这根拉杆应位于三个压敏电阻阀片组之间的电涌放电器纵轴线上。拉杆6配备着端螺母7。为使压敏电阻片之间连结压力达到所需数值，在顶端板5处还为每根拉杆6装备一个弹簧组8。所述弹簧组8也可安置在每个压敏电阻阀片组的一端。

所示的电涌放电器的长度可为2米，每个阀片组可包括大约70个压敏电阻片。为了增加电涌放电器的机械强度，将一些金属支承板9安置在阀片组之间，并且均匀地分布在端板4、5之间。在支承板9上做出与压敏电阻片的横断面相适应的多个凹孔，形成邻接片的基座。因此，支承板9横越过阀片组并且在阀片组之间形成电并联。

图3表示出在支承板9之间的间隔中压敏电阻阀片组的构成方式，用等离子喷涂法在圆柱形压敏电阻片10的端面上做出铜或铝等材料的电极涂层。于是，每一阀片组中的压敏电阻片形成串联联接。此外，压敏电阻片还装备着电绝缘的筒体保护装置，此保护装置的设计与美国专利No    4    352    140所示的大体相同。所述筒体保护装置包括紧紧地包围着压敏电阻片的保护环11以及隔开的导向环12，保护环11可由硅橡胶或EPDM橡胶制成，导向环12可由聚丙烯制成。这些导向环12使压敏电阻片横向定位的同时在顶端相互重叠在一起。与此同时，导向环12封住了压敏电阻阀片组，致使在两个相邻片之间由于辉光放电而可能形成的电离气体不能向外散布。导向环12还配备着沿径向凸出的围绕的翅片13，以便加长顺着阀片组的沿面距离。保护环11的轴向长度与压敏电阻片几乎相同，还装备着在外部围绕着的凸台14，以便轴向固定导向环12。

此外，由于具有加长沿面距离的翅片13，导向环12的机械稳定性增大，金属支承板9的数量就可能显著地减少，甚至完全取消。

拉杆6用作电涌放电器的机械支承，为了使顺着拉杆6的沿面距离足够大，拉杆6可做成一定形状，例如做出沟槽或螺旋槽。拉杆6的表面也可以是平的，可用热套法装上一个市场购进的带槽的收缩软管，以便得到所需的沿面距离。

图中所示的电涌放电器主要是为安装在受保护环境中的室内高电压设备（例如高压直流电用的可控硅阀）的过电压保护而设计的，然而，本发明所提出的这种设计原理也能用于室外的电涌放电器，并显示其优越性。

本发明不受所示的最佳实施例限制，而能在所附权利要求的范围内用多种方法加以实现。

Claims (10)

1、一种包括一个有源部件(1，2，3)和一个夹持部件的电涌放电器，所述有源部件含有至少一个由金属氧化物压敏电阻材料制成的、位于两个端部配件之间、实际为圆柱形的电涌放电器阀片(10)，而所述夹持部件含有至少一根绝缘材料制成的拉杆(6)，此拉杆在端部配件之间延伸，将所述电涌放电器机械夹紧在一起。其特征为：有源部件(1，2，3)和夹持部件(6)都暴露在围绕着所述电涌放电器的环境之中，并且各自做成所需外形，以便在端部配件(4，5)之间提供加长的沿面距离；

2、根据权利要求1所述的电涌放电器，其特征为：所述有源部件（1，2，3）包括多个同轴排列成一个阀片组的电涌放电器阀片，所述电涌放电器阀片的端部表面具有低电阻接触层;

3、根据权利要求2所述的电涌放电器，其特征为：电涌放电器阀片（10）的柱形表面用绝缘材料制的环形保护部件（11，12）紧紧地围住，环形保护部件做成一定形状，使它们能在相互邻接的电涌放电器阀片之间相互重叠，其特征为：所述保护部件被做成具有至少一个加大沿面距离的环形凸起（13）;

4、根据权利要求1所述的电涌放电器，其特征为：在电涌放电器阀片（10）的柱形表面上做出多个增大沿面距离的环形凸起，这些环形凸起沿所述电涌放电器阀片的轴线方向一个接着一个排列，具有与电涌放电器阀片的其余部分相同的材质，并与电涌放电器阀片的其余部分一起形成相互密合的部件;

5、根据权利要求4所述的电涌放电器，其特征为：电涌放电器阀片的柱形表面装备有电绝缘材料制成的保护套，所述保护套做成一定形状，且紧固在电涌放电器阀片上;

6、根据权利要求5所述的电涌放电器，其特征为：所述保护套由一层聚合物或合成橡胶，或是一层玻璃，或是陶瓷材料组成;

7、根据权利要求1或2所述的电涌放电器，其特征为：所述有源部件（即1）装有紧紧地包围着的套，此套由塑料或橡胶材料制成，冷却时收缩，抗沿面电流，并在表面上做出沟槽，用热套法安装;

8、根据上述一条或多条权利要求所述的电涌放电器，其特征为：用来将电涌放电器机械夹紧在一起的所述拉杆（6）被加工出螺纹或沟槽，通过这种方式，使沿着电涌放电器端部配件之间的拉杆的沿面距离，比相应的具有单纯圆柱体形状的拉杆至少长30%;

9、根据权利要求1至7中任何一条所述的电涌放电器，其特征为：用来将电涌放电器机械夹紧在一起的所述拉杆（6）的表面是平的，有一个用热套法装上的护套，所述护套加工出沟槽以便加大沿面距离;

10、根据上述权利要求中任何一条所述的电涌放电器，其特征为：所述有源部件包括多个并排平行布置在端部配件之间的柱（1，2，3），每一个所述柱含有一个或多个电涌放电器阀片（10）。