專利名稱：封裝的、耐壓構(gòu)成的、非氣密密封的、基本結(jié)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)對稱的大功率火花隙的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1的前序部分所述的封裝的、耐壓構(gòu)
成的、非氣密密封的、基本結(jié)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)對稱的大功率火花隙，其具有 兩個間隔的相對設(shè)置的主電極， 一個具有端面巻邊的金屬外殼，至少 一個觸發(fā)電極， 一個放電腔以及用于主電極的優(yōu)選在端面設(shè)置的電連
背景技術(shù)：
按照現(xiàn)有技術(shù)在火花隙基礎(chǔ)上的浪涌電壓保護器中，所述火花隙 在低壓范圍內(nèi)應(yīng)用時封裝設(shè)置，以免排出威脅環(huán)境的高溫或被電離的 氣體。
在屬于較早現(xiàn)有技術(shù)的放電器中，絕大部分的、直至約90%的能 量轉(zhuǎn)換都以熱氣體的形式排放到環(huán)境中。很明顯，采用現(xiàn)代的火花隙 來避免排放，這提高了熱負載以及動態(tài)負載。在封裝的放電器中，這 種提高的負荷妨礙在盡可能小的結(jié)構(gòu)尺寸中對于高脈沖電流和高續(xù)電 流進行必要的控制。
為實現(xiàn)在若干千伏范圍內(nèi)的更低的安全電平，放電器中設(shè)有附加 的觸發(fā)裝置。 一個這樣的觸發(fā)裝置要求另一個附加的、通常加載高壓 的電極的絕緣。在結(jié)構(gòu)空間上的更多消耗以及附加的絕緣材料也導致 以這種方式實現(xiàn)的放電器功率的其它限制。
由DE 100 08 764A1以及其中展示的封裝的火花隙已知，經(jīng)由火 花隙的金屬外殼套輸入觸發(fā)電勢。設(shè)置在該處的主電極相互絕緣并相 對于外殼被安裝在火花隙中。然而基于短的電弧長度和以及電弧的簡 單分布通過該現(xiàn)有技術(shù)的方案只能夠達到較小的續(xù)流極限。在DE 100 18 012 Al的封裝的放電器中，觸發(fā)電極的電勢同樣通 過火花隙的耐壓金屬外殼被輸送。這里的耐壓外殼一體構(gòu)成并且為制 造的目的必要時采用簡單的成形工藝。然而，放棄觸發(fā)電勢的絕緣套 管導致在該變型方案中用于火花隙內(nèi)部的絕緣體的費用增加，因為兩 個電極不僅必須相互之間絕緣，而且也相對于整個外殼絕緣。除了要 求更多的空間，特別是火花隙的散熱也受到耗費的耐電壓的絕緣體的 阻礙，這導致絕緣部件熱負荷的增加、較長的冷卻時間以及為火花隙 提供的空間的大幅度的限制。所有這些缺點最終限制火花隙的功率。
如果為改善火花隙的特定參數(shù)而實行自產(chǎn)氣體的附加排放，就會 產(chǎn)生更高的能量轉(zhuǎn)換，該能量轉(zhuǎn)換除熱負荷之外導致脈沖電流和續(xù)電 流中的繼續(xù)升高或動態(tài)壓力加載。
在DE101 64 025 Al中展示了 一個封裝的可觸發(fā)的火花隙，該火 花隙按照Radax Flow原理工作。在該現(xiàn)有技術(shù)的解決方法中，火花 隙現(xiàn)有的長方平行六面體形的外殼用于冷卻高溫氣體。通過第二個與 外殼絕緣的主電極的絕緣件輸送到觸發(fā)電極。基于外殼的幾何實施形 式， 一個這樣的變型方案成本較高并且相對于用做冷卻氣體的區(qū)域極 大地限制了有效電弧范圍的位置。
上述現(xiàn)有技術(shù)中的較為有價值的方案包括有承受雷電的低壓空氣 火花隙，該火花隙以其構(gòu)造具有高耐壓性。
在EP0 305 077A1中介紹了一個較小功率的火花隙，其中，觸發(fā) 電極穿過火花隙的由絕緣材料制成的外殼。該不具有承受雷電的火花 隙具有較小的主電極距離，且不具有提高電弧電壓的措施。該現(xiàn)有技
分的。這樣一個火花隙不適合投入低壓電網(wǎng)使用。這里的外殼的動態(tài) 負載性以及觸發(fā)電極的套管同樣都很小。

發(fā)明內(nèi)容
由以上可知，本發(fā)明的目的在于，實現(xiàn)進一步改進的、封裝的、 耐壓構(gòu)成的、非氣密密封的、基本結(jié)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)對稱的大功率火花隙，其具有兩個相互間隔相對設(shè)置的主電極， 一個金屬巻邊的外殼，至 少一個觸發(fā)電極， 一個放電腔以及用于主電極的優(yōu)選在端面i殳置的電 連接觸點，其中火花隙應(yīng)保證利用簡單的觸發(fā)電極觸點接通在簡單的
技術(shù)可控結(jié)構(gòu)中對高沖擊電流的承受能力。
通過按權(quán)利要求1的特征組合的火花隙實現(xiàn)本發(fā)明目標，其中從 屬權(quán)利要求公開了至少符合目的的結(jié)構(gòu)以及進一步設(shè)計。
在本發(fā)明的第一種實施形式中，觸發(fā)電極的觸點接通借助于絕緣 電線或優(yōu)選帶狀導體按本發(fā)明實現(xiàn)，所述導體在縫隙形的空間內(nèi)插入 到其中一個主電極的外側(cè)和主電極內(nèi)置及定心體的所屬的側(cè)面之間。
所述導體的外部連接端可在相應(yīng)主電極的端面連接觸點的區(qū)域內(nèi) 觸及，并且所述導體的內(nèi)部的去絕緣皮的端部與觸發(fā)電極電連接。
所述優(yōu)選使用的帶狀導體位于縫隙形空間內(nèi)并且在成型時貼靠在 主電極的外輪廓上，基于這個事實，任何在主電極內(nèi)置及定心體中的 其它的槽或類似物都是不必要的。當與帶狀導體或各個主電極的材料 相比主電極內(nèi)置及定心體具有較小的硬度和固定彈性時尤其如此，要 考慮到同在敷設(shè)的帶狀導體區(qū)域內(nèi)的足夠的機械穩(wěn)定性以及密封性。
在具有帶狀導體的實施形式中，該帶狀導體幾乎能夠任意地在火 花隙的零件之間導引，也就是不依賴于相應(yīng)的相鄰部件的電勢。無論 在何種情況下都要考慮該帶的絕緣的抗脈沖性要高于觸發(fā)脈沖的脈沖 電壓。
在觸發(fā)電極和帶的去絕緣皮的端部之間的連接可以通過夾緊、釬 焊、熔焊、粘接來實現(xiàn)。
所述已經(jīng)觸點接通的觸發(fā)電極然后在與既有的接頭組裝后被進一 步加工，也就是說，由具有處于其中的第一電極的第一個主電極內(nèi)置 及定心體、具有觸發(fā)電極的第二電極的物體以及與之相對設(shè)置的第二 主電極形成的層疊式結(jié)構(gòu)。包圍第二主電極的主電極內(nèi)置及定心體容 納帶狀導體。在連接中金屬外殼分別在所述整個結(jié)構(gòu)的端面區(qū)域內(nèi)形 成巻邊，使得形成極為耐壓和牢固的火花隙。
在火花隙的第二種實施形式中，為觸發(fā)電極的觸點接通，主電極
6嵌入體和定心體之一絕緣地設(shè)置并具有一個在軸向方向上延伸的孔。 在所述孔中具有彈簧接觸件，例如螺旋彈簧形式的接觸件，其內(nèi)
側(cè)端部與觸發(fā)電極相接觸并且其外端部在配屬的端面的外部觸點的區(qū)
域內(nèi)是可觸及的。
所述在軸向方向上延伸的孔在端面外部觸點的區(qū)域內(nèi)封閉，使得
所述結(jié)構(gòu)的組裝完成后所述彈簧接觸件與觸發(fā)電極預(yù)緊或預(yù)緊地支承
在該電極上o
在所述彈簧接觸件的外端部區(qū)域內(nèi)可以布置另一個、但是徑向的、 與在軸向方向上延伸的第一孔相交的孔。通過所述徑向的第二孔能夠
電連接彈簧接觸件。
這里還存在優(yōu)選的可能性，即在徑向的另一個孔中置入第二彈簧 接觸件，該第二彈簧接觸件以其一端在所述兩個孔的交點上接觸第一 彈簧接觸件，以建立電連接。
所述第二彈簧接觸件可以與外部接頭相連接，并且與金屬外殼相 接觸，以通過所述外殼為觸發(fā)電極輸送觸發(fā)電壓。


接下來借助實施例參照附圖進一 步描述本發(fā)明。 圖l示出封裝的、耐壓構(gòu)成的、基本結(jié)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)對稱的大功率火 花隙的截面圖，所述火花隙具有用來觸點接通觸發(fā)電極的帶狀導體，
圖2示出基本結(jié)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)對稱構(gòu)成的大功率火花隙的截面圖，包 括與觸發(fā)電極通過彈簧接觸件的電連接。
具體實施例方式
按附圖的所述基本上旋轉(zhuǎn)對稱的大功率火花隙具有兩個相對設(shè)置 的主電極2和3。
所述主電極2、 3的橫截面呈T形，其中T形的在軸向方向上延 伸的臂具有一外部電接頭，例如以螺紋孔的形式。
通過主電極內(nèi)置及定心體4和5將主電極2和3相對于外殼1固定，所述外殼l優(yōu)選由金屬制成。
觸發(fā)電極6，其例如盤形地可以構(gòu)成有通孔，通過其內(nèi)側(cè)一直達 到放電腔7或伸入到該放電腔7內(nèi)。
所述觸發(fā)電極6通過一個絕緣體6a相對于外殼1和兩個主電極2 和3固定在其位置上。
所述外殼1在端面圓周具有巻邊，賦予整體結(jié)構(gòu)以必要的耐壓性。
按圖l的實施例中，主電極內(nèi)置及定心體5絕緣地構(gòu)成。 一個耐 脈沖電壓的薄帶8被引入在對于火花隙已經(jīng)是必要的部件之間直到觸 發(fā)電極6并與其接觸。
在觸發(fā)電極6和所述帶狀導線8的去絕緣皮的端部之間必要的連 接可以通過夾緊、釬焊、熔焊以及粘接實現(xiàn)。
所述優(yōu)選采用的帶8相對于電線具有如下優(yōu)點，基于帶8從一毫 米到若干亞毫米的較小的厚度，不需要在火花隙相應(yīng)的部件中，特別 是在主電極內(nèi)置及定心體5中進行特別的加工或者設(shè)置槽，這樣在技 術(shù)方面不產(chǎn)生附加的要求。
嵌入的帶在主電極內(nèi)置及定心體5相對于附屬的主電極3插入之 前未對火花隙元件的組裝(其構(gòu)成為層疊式結(jié)構(gòu))造成任何困難。
按圖2的實施例的所述封裝的、基本旋轉(zhuǎn)對稱的大功率火花隙在 基本結(jié)構(gòu)條件上具有與按圖l描述的火花隙相似的結(jié)構(gòu)。
與按圖l的實施形式不同，現(xiàn)在，在主電極嵌入體和定心體5中 設(shè)置一在軸向方向上延伸的孔，該孔接納第一彈簧接觸件9。
前述孔向上，也就是朝向整體結(jié)構(gòu)的端面封閉，基于這個事實， 所述彈簧接觸件能夠在組裝好的狀態(tài)下處于彈簧預(yù)緊下，這樣通過彈 簧接觸件9的自由端能夠?qū)崿F(xiàn)觸發(fā)電極6的可靠的觸點接通。
在按圖2所示的示例中，在主電極3中還構(gòu)成一通孔12,其直徑 大于彈簧接觸件9的直徑，以避免短路(如果不能在該處的孔12中再 裝入一個附加的空心圓筒形的絕緣件或者所述彈簧具有一絕緣層的 話)。
當然，也存在如下可能，即替代孔12在T形主電極3的橫向的臂中設(shè)置一個切口形槽，這樣彈簧接觸件9只與觸發(fā)電極6接觸。
對于如下情況，即用于固定觸發(fā)電極6的絕緣部件6a并非空心圓 筒，該部件也具有相應(yīng)的通孔，使得彈簧接觸件9與觸發(fā)電極6的表 面形成電連接。
按圖2的展示，在主電極內(nèi)置及定心體5中設(shè)計另一個徑向的孔， 所述徑向孔與在軸向方向上延伸的孔相交。
所述另一個徑向的孔容納一個接觸件，特別是第二彈簧接觸件 10，該接觸件借助開口 11通過夾緊可固定在主電極內(nèi)置及定心體5 中。
通過必要的在軸向方向上延伸的孔以及采用彈簧接觸件9雖然形 成整體結(jié)構(gòu)的一定的非對稱性，然而組裝費用與按圖l的實施形式相 比只是極小地提高。也不需要給觸發(fā)電極6的觸點接通提供更多的空 間。
按圖2的本發(fā)明的方案的設(shè)計，第二彈簧接觸件10能與金屬外殼 l相連接，以通過該外殼給觸發(fā)電極6引入觸發(fā)電壓。
總之，通過本發(fā)明能夠以簡單的、不影響組裝進程的方式將封裝 的、耐壓的、非氣密密封的火花隙絕緣地導入觸發(fā)電勢。本發(fā)明的另 一優(yōu)點在于，幾乎所有構(gòu)件或組件都可以應(yīng)用于火花隙的不具有觸發(fā) 器或具有觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)，使得涉及零件的制造以及用于倉儲的費用都 得到縮減。附圖標記清單
I 金屬外殼
2, 3 主電極
4， 5 主電極內(nèi)置及定心體
6 觸發(fā)電極
6a 用于觸發(fā)電極的絕緣體
7 放電腔
8 帶狀導體
9 第一彈簧接觸件
10 第二彈簧接觸件
II 開口
12 主電極3中的孔
權(quán)利要求
1. 封裝的、耐壓構(gòu)成的、非氣密密封的、基本結(jié)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)對稱的大功率火花隙，其具有兩個間隔的相對設(shè)置的主電極，一個具有端面卷邊的金屬外殼，至少一個觸發(fā)電極，一個放電腔和用于主電極的優(yōu)選在端面設(shè)置的電連接觸點，以及用于將主電極相對固定并且相對外殼固定的主電極內(nèi)置及定心體；其特征在于，為了觸發(fā)電極的觸點接通，一絕緣導線或優(yōu)選一帶狀導體設(shè)置在主電極之一的外側(cè)與主電極內(nèi)置及定心體的所屬側(cè)之間的縫隙形空間內(nèi)，其中所述導體的外部連接端在相應(yīng)主電極的端面的連接觸點的區(qū)域內(nèi)是可觸及的，并且所述導體的內(nèi)側(cè)的去絕緣皮的端部與觸發(fā)電極電連接。
2. 封裝的、耐壓構(gòu)成的、非氣密密封的、基本結(jié)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)對稱的 大功率火花隙，其具有兩個間隔的相對設(shè)置的主電極， 一個具有端 面巻邊的金屬外殼，至少一個觸發(fā)電極， 一個放電腔和用于主電極的 優(yōu)選在端面設(shè)置的電連接觸點，以及用于將主電極相對固定并且相對 外殼固定的主電極內(nèi)置及定心體；其特征在于，為了觸發(fā)電極的觸點 接通，所述主電極內(nèi)置及定心體之一絕緣構(gòu)成并具有一個在軸向方向 延伸的孔， 一彈簧接觸件位于所述孔中，所述彈簧接觸件的內(nèi)側(cè)端部 接觸觸發(fā)電極并且所述彈簧接觸件的外側(cè)端部在配屬的端面的外部觸 點的區(qū)域內(nèi)是可觸及的。
3. 按照權(quán)利要求2所述的火花隙，其特征在于，所述在軸向方向 延伸的孔在端面的外部觸點的區(qū)域內(nèi)是封閉的，這樣使得結(jié)構(gòu)組裝后 所述彈簧接觸件與觸發(fā)電極的表面預(yù)緊。
4. 按照權(quán)利要求2或3所述的火花隙，其特征在于，另一個徑向 的、與在軸向方向延伸的第一孔相交的孔構(gòu)成在彈簧接觸件外端區(qū)域 內(nèi)。
5. 按照權(quán)利要求4所述的火花隙，其特征在于，在所述徑向的孔 內(nèi)設(shè)置第二彈簧接觸件，所述第二彈簧接觸件以其一端在所述兩孔的 相交點上接觸第一彈簧接觸件以形成電連接。
6.按照權(quán)利要求5所述的火花隙，其特征在于，所述第二彈簧接 觸件與所述金屬外殼連接，以通過所述第二彈簧接觸件向觸發(fā)電極輸 送觸發(fā)電壓。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種封裝的、耐壓構(gòu)成的、非氣密密封的、基本結(jié)構(gòu)為旋轉(zhuǎn)對稱的大功率火花隙，其具有兩個間隔的相對設(shè)置的主電極，一個具有端面卷邊的金屬外殼，至少一個觸發(fā)電極，一個放電腔以及用于主電極的優(yōu)選在端面設(shè)置的電連接觸點，以及用于將主電極相對固定并且相對外殼固定的主電極內(nèi)置及定心體。按本發(fā)明在第一種實施形式中，為了觸發(fā)電極的觸點接通，一絕緣電線或優(yōu)選一帶狀導體在一個縫隙形空間內(nèi)設(shè)置在主電極之一的外側(cè)以及主電極內(nèi)置及定心體的所屬側(cè)之間，其中所述導體的外部連接端在相應(yīng)主電極的端面連接觸點的區(qū)域內(nèi)可觸及，且所述導體的內(nèi)側(cè)的去絕緣皮的端部與觸發(fā)電極電連接。在第二種實施形式中，為了觸發(fā)電極的觸點接通，所述主電極內(nèi)置及定心體之一絕緣構(gòu)成并具有一個在軸向方向延伸的孔，一彈簧接觸件位于所述孔中，所述彈簧接觸件的內(nèi)側(cè)端部接觸觸發(fā)電極且其外側(cè)端部在配屬的端面的外部觸點的區(qū)域內(nèi)是可觸及的。
文檔編號H01T4/12GK101427432SQ200780014536
公開日2009年5月6日 申請日期2007年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月9日
發(fā)明者A·埃爾哈特, S·希爾 申請人:德恩及索恩兩合股份有限公司