SK164997A3 - Arrester - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka bleskoistky s keramickým izolátorom plneným plynom, s dvoma elektródami, zasadenými so vzájomným odstupom do keramického izolátora, medzi ktorými sa pri výskyte prepäťových podmienok vytvorí elektricky vodivé spojenie a so skratovacím prvkom, usporiadaným na vonkajšiej strane keramického izolátora na vytvorenie galvanického spojenia medzi obidvoma elektródami pri prekročení teploty bleskoistky, kritickej pre okolie, ktorý je s jednou elektródou vodivo spojený, a s druhou prostredníctvom izolačného tavného telesa.

Hlavnou úlohou takýchto všeobecne známych bleskoistiek je, chrániť elektrické prístroje, zariadenia apod. proti prepätiam, vznikajúcim úderom blesku, dotykom s vedením vysokého napätia apod. Bleskoistky pozostávajú v princípe z iskriska, plneného plynom, v ktorom v plynotesnom, izolovanom telese sú usporiadané v malej vzdialenosti proti sebe najmenej dve elektródy, a v prípade potreby oddelia elektricky vodivé časti zariadenia. Pri výskyte prepätia nastane medzi elektródami výboj v plyne, pričom sa napätie, ktoré je na chránenom zariadení, zníži na zápalné napätie výboja v plyne.

V prípade, že prepäťové podmienky trvajú dlhšiu dobu a iskriskom stále preteká prúd, môže nastať to, že bleskoistka sa zohreje tak, že sa jednak zničí a svoju funkciu už nemôže vykonávať, čo by viedlo ku zničeniu chráneného zariadenia, a jednak existuje v dôsledku silného zohriatia nebezpečie vzniku požiaru pre okolie. Pre odstránenie takýchto nebezpečenstiev sa používajú tak zvané „Fail-Safe-zariadenia“ alebo „termoochranné zariadenia“, ktoré pri výskyte takýchto preťažení vyvolajú prostredníctvom vlastného skratovacieho prvku skrat medzi elektródami. Tým sa zabráni tomu, aby sa bleskoistka ďalej nezohrievala.

Ί

Doterajší stav techniky

U jednej bleskoistky v úvode uvedeného typu, popísanej v pat. spise EP-A-0 548 587, je skratovaci prvok tvorený pružinovým kontaktom, upraveným na jednej elektróde, ktorý je keramickým izolátorom vedený k druhej elektróde a prostredníctvom izolačného tavného telesa je od nej udržiavaný s odstupom. Toto tepelné ochranné zariadenie v dôsledku skratovacieho prvku, obklopujúceho z vonku druhú elektródu, k určitému zväčšeniu výšky bleskoistky, čo je najmä nežiadúce pre také bleskoistky, ktoré sú určené pre osadenie v prístrojovej skrinke. A to nie len preto, že tieto skrinky sa neustále zmenšujú a vyžadujú zodpovedajúcu minimalizáciu bleskoistiek, ale hlavne i preto, že medzi susednými oddeleniami skrinky sa musí udržiavať dostatočne veľký zabezpečovací odstup. To posledné znamená, že bleskoistky sa musia v oddeleniach skriniek umiestnit tak, aby možný skrat nemohol zničiť susedné bleskoistky. Táto požiadavka zvyšuje náklady na osadenie prístrojových skriniek.

Podstata vynálezu

Vynálezom sa má navrhnúť taká bleskoistka vyššie uvedeného typu, ktorá má kompaktný tvar a pri jej umiestnení do prístrojovej skrinky sa nemusí dbať na zvláštnu polohu alebo miesto bleskoistky.

Táto úloha sa podľa vynálezu rieši tým, že keramický izolátor má najmenej jednu kontaktnú oblasť, vodivo spojenú s jednou elektródou, a že izolačné tavné teleso dosadá na túto kontaktnú oblasť.

Realizácia bleskoistky podľa vynálezu má tú prednosť, že skratovaci prvok dosahuje iba do blízkosti druhej elektródy a nemusí vyčnievať nad ňou, ako tomu bolo dosiaľ. Tým je presunuté miesto možného skratu od okraja bleskoistky smerom do vnútra, takže výskytu skratu medzi susednými kontaktnými časťami je zabránené. Okrem toho je bleskoistka v dôsledku svojej kompaktnej konštrukcie univerzálne použiteľná.

Prvá výhodná realizácia bleskoistky podlá vynálezu sa vyznačuje tým, že keramický izolátor má na obidvoch koncoch kontaktnú oblasť a že izolačné tavné teleso dosadá na kontaktnú oblasť, spojenú s druhou elektródou.

Toto symetrické vytvorenie keramického izolátora vedie aj pri realizácii dvoch metalizovaných oblastí k zníženiu výrobných nákladov, pretože pri vytvorení skratovacieho prvku nie je potreba tento skratovací prvok umiestniť na správnej, tj. elektróde, ktorá je protiľahlá voči kontaktnej oblasti.

Druhá výhodná realizácia bleskoistky' podľa vynálezu sa vyznačuje tým, že priemer keramického izolátora je menši ako priemer elektród a že tavné teleso je dimenzované tak, že elektródy iba nepatrne presahuje.

Táto realizácia má tú prednosť, že skratovací prvok od bleskoistky do strany prakticky neprekáža a neovplyvňuje kompaktnosť bleskoistky

Tretia výhodná realizácia bleskoistky podľa vynálezu sa vyznačuje tým, že kontaktná oblasť, alebo kontaktné oblasti sú tvorené jednotnou metalizačnou vrstvou pokrývajúcou príslušnú čelnú stranu a na to nadväzujúce okrajové pásmo vonkajšiej plochy keramického telesa.

Táto realizácia má tú prednosť, že metalizácia potrebná pre spájanie elektród na keramický izolátor a kontaktné oblasti na vonkajšiej ploche keramického izolátora sa môže previesť v jednej pracovnej operácii. Okrem toho, je elektrická vodivosť pri priebežnej metalizácii, tj. pokovovaní striekaním, optimálna.

Prehľad obrázkov na výkrese

Vynález bude v ďalšom texte bližšie vysvetlený na príkladoch realizácií, znázornených na výkresoch.

Na obr. 1 je znázornený pohľad spredu na dvojpólovú bleskoistku

Na obr. 2 je znázornený pohľad v smere šipky II z obr. 1

Na obr. 3 je znázornený pohľad spredu na trojpólovú bleskoistku

Príklady uskutočnenia vynálezu

Dvojpólová bleskoistka í, znázornená na obr. 1 a 2 pozostáva z trubkového keramického izolátora 2, ktorého obidva konce sú plynotesné uzavreté dvomi kovovými elektródami 3, 4 prostredníctvom vysokotepelného spájania. Takto vytvorený priestor pre výboj v plyne je naplnený ušľachtilým plynom, ako napríklad argónom alebo neónom. Na jednej čelnej strane keramického izolátora 2 je usporiadaný skratovaci prvok 5, ktorý slúži k vytvoreniu galvanického spojenia medzi obidvomi kovovými elektródami _3, 4 pri preťažení bieskoistky 1_.

Skratovaci prvok 5_ pozostáva, ako vyplýva z obrázku, z pružiny 6 alebo iného s elektródou ktorej druhý koniec nesie spojený zo zliatiny medi a berýlia, jeden koniec ie navarený a vhodného materiálu, ktorého 4, s výhodou je na ňu izolačné tavné teleso z polypropylénu a toto tlačí v oblasti pred elektródou 3_ zvonku proti keramickému izolátoru 2. Keramický izolátor 2 je na svojich koncoch opatrený vždy jednou kontaktnou oblasťou 8 resp. 9, vyznačenou na obrázkoch šrafované a vodivo spojenou s príslušnou elektródou 3 resp. 4, pričom izolačné tavné teleso 7 dosadá na kontaktnú obíasť 8 spojenú s elektródou 3. Kontaktné oblasti metalizovanou vrstvou pokrývajúcou vždy príslušnú ňu nadväzujúcim okrajovým pásmom vonkajšiej plochy izolátora 2 . Metalizovaná vrstva, tj. vrstva kovu

8, 9 sú tvorené čelnú stranu a na keramického vytvorená striekaním, pozostáva z vonkajšiej vrstvy z niklu a z vnútornej vrstvy pre vytvorenie trvalého spojenia medzi vrsivou niklu a keramickým izolátorom 2 . Vnútorná vrstva je s výhodou tvorená zliatinou poiybaén-mangán, alebo iným vhodným materiálom alebo vhodnou zliatinou.

s

Bleskoistka 1 pracuje tak, že v normálnom prípade nie je medzi elektródami 3 a 4 napätie. Pri výskyte prepäťových podmienok dochádza v určenom priestore vo vnútri keramického izolátora 2 medzi elektródami 3 a 4 k výboju v plyne, pričom sa prepätie zníži na úroveň, ktorá nie je nebezpečná pre chránené zariadenie.

Keď prepäťové podmienky trvajú dlhší čas, zohreje sa bleskoistka 1 tak silno, že izolačné tavné teleso 7 zmäkne a pružina 6 vytvorí vodivé spojenie s kontaktnou oblasťou 8 a elektródy 3 a >4 sú galvanický spojené.

Kontaktné oblasti 8, 9 sú výhodné tým, že pružina 6 pre vytvorenie spoľahlivého vodivého spojenia medzi obidvomi elektródami 3 s 4 môže byť kratšia ako dosiaľ, a elektródy 3 sa nemusí bezprostredne dotýkať. Tým ie presunuté miesto medzi možným skratom medzi pružinou 6 a elektródou 3 z vonkajšieho okraja bleskoistky smerom do vnútra a preto má od susedných bleskoistiek, usporiadaných v prístrojovej skrinke, väčšiu vzdialenosť.

Samozrejme z hľadiska funkcie by bola nutná iba kontaktná oblasť 8 u elektródy 3, takže kontaktná oblasť S u elektródy 4, by sa mohla vynechať. Ukázalo sa ale, že náklady spôsobené realizáciou dvoch kontaktných oblasti sú podstatne nižšie, ako náklady, ktoré by vznikli u bleskoistky iba s jednou kontaktnou oblasťou v dôsledku toho, že pri zostavovaní bleskoistky by bolo nutné dávať pozor najmä na priradenie medzi elektródu 4 nesúcu pružinu 6 a medzi kontaktnou oblasťou 8.

Tripólová bleskoistka 10 znázornená na obr. 3, pozostáva z jednej strednej elektródy 11, dvoch vonkajších elektród 12, dvoch keramických izolátorov 2. s kontaktnými oblasťami 8 a 9 a skratovacieho prvku 13, ktorý slúži na vytvorenie galvanického spojenia medzi vonkajšími elektródami 12 a strednou elektródou 1_±. Skratovací prvok 13 pozostáva z pružiny 6Í ktorá je zvarená so strednou ' elektródou 1Ί, ktorej obidva konce nesú vždy jedno izolačné tavné teleso 7, z ktorých každé dosadá na kontaktnú oblasť S_ vodivo spojenú s príslušnou vonkajšiou. elektródou 12. Materiály elektród H a 12, pružiny 6' a izolačných tavných telies 7 sú rovnaké ako u dvojpólovej bleskoistky 1, znázornenej na obr. 1 a 2. To isté piati i o kontaktných oblastiach 8 a 9 dvojpólovej poistky 1.

Ako je možné z obrázku poznať, je priemer keramických izolátorov 2_ menší, ako priemer elektród 11 a 12, takže izolačné tavné telesá 7 iba nepatrne presahujú okraj elektród. Tým sa nachádza skratovací ň

prvok 1_3 veľmi tesne pri keramických izolátoroch 2 neovplyvňuje kompaktnosť bleskoistky 10.

Je samozrejmé, že rovnako u bleskoistky znázornenej 2, je výhodne, ak priemer keramického izolátora 2 je elektród 3 a 4 a ak izolačné tavné teleso 7 presahuje nepatrne.

a prakticky na obr. 1 a menši, ako u elektródy len

Claims (7)

1. Patentové nároky

   1. Bleskoistka s keramickým izolátorom plneným plynom, s dvomi elektródami, zasadenými s odstupom navzájom od seba do keramického izolátora, medzi ktorými sa pri vyskyte prepäťovýcľi podmienok vytvorí elektricky vodivé spojenie a so skratovacím prvkom, usporiadaným na vonkajšiej strane keramického izolátora . pre vytvorenie galvanického spojenia medzi obidvomi elektródami pri prekročení teploty bleskoistky, kritickej pre okolie, ktorý je s jednou elektródou spojený vodivo a s druhou prostred n i ctvom izolačného tavného teiesa, vyznačujúca sa tým, že keramický izolátor (
2. 2 ) má najmenej jednu kontaktnú

   obiasť ( 8 ) vodivo spojenú s jednou elektródou (3 , 12) a ze izolačné tavné teleso ( 7) dosadá na túto kontaktnú oblasť / Λ \ (Oj. 2. Bleskoistka podľa nároku 1 , vyzná č u j u c a sa tým, že

   keramický izolátor (2) má na obidvoch koncoch kontaktnú oblasť (8, 9), a že izolačné tavné teleso (7) dosadá na kontaktnú obiasť (8) spojenú s druhou elektródou (8, 9).
3. 3. Bleskoistka podľa nároku 1 alebo 2 , vyznačujúca sa tým, že kontaktná oblasť (8) alebo kontaktné oblasti (8, 3) sú tvorené súvislou meializovanou vrstvou, pokrývajúcou príslušnú čelnú stranu a na to nadväzujúce c-krajové oásmo vonkajšiej olochv keramického izolátora (2).
4. 4. Bleskoistka podlá nároku 3, vyznačujúca sa t ý m , že elektródy ( 3, 4 ; 11,12) sú spojené s keramickým izolátorom ( 2 ) vysokotepelným spájaním a že metalizovaná vrstva ( 8 ) má takisto požadovanú elektrickú vodivosť a prúdovú zaťažiteínosť a takisto slúži ako spojenie pre spájaciu vrstvu.
5. 5. Bleskoistka podľa nároku 4, vyznačujúca sa t ý m , že metalizovaná vrstva pozostáva z elektricky vodivého materiálu, s výhodou z kovu alebo zo zliatiny.
6. 6. Bleskoistka podľa nároku 5, vyznačujúca sa tým, že medzi keramickým izolátorom (2) a meializovanou vrstvou je usporiadaná spodná vrstva pre zlepšenie priľnavosti metalizovanej vrstvy na keramickom izolátore (2).

   (. Bleskoistka podľa nároku 6, vyznačujúca sa tým, že spodná vrstva pozostáva 20 2iiatiny molybdénu a mangánu.
7. 8. Bleskoistka podl'a niektorého 2 nárokov 3 až 7, vyznačujúca sa tým, že metai!2ovaná vrstva (8, elektródy 3,4; 11,12) a skratovaci prvok (5, 13 ) sú upravené odolne proti korózii, s výhodou sú pocínované.