專利名稱：帶有熱過載保護的過電壓放電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有熱過載保護(thermischemiiberlastschutz)的過電壓放 電器(tlberspannungsableiter)及其應(yīng)用，并涉及一種用于保護過電壓放電器免受熱過載 (thermischer Oberlastung )的方法。
背景技術(shù)：
由文件DE 10059534C1可知一種過電壓放電器。

發(fā)明內(nèi)容
有待實現(xiàn)的目的在于，提供一種用于過電壓放電器的熱過載保護和提供一種方 法，它們可靠且簡單地保護過電壓放電器免受熱過載。該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的過電壓放電器來實現(xiàn)。此外，該目的按照根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法來實現(xiàn)。過電壓放電器具有至少兩個電極(Elektrode)，其中，電極中的至少一個具有通 風(fēng)道(BelUftungskanal)。這種過電壓放電器既可為雙電極過電壓放電器又可為三電極 過電壓放電器，其中，外側(cè)電極中的至少一個設(shè)有通風(fēng)道。電極可構(gòu)造成相對的銷式電極 (Stiftelektroden)。備選地，一電極可作為管形電極(Rohrelektrode)來實施，一銷式電 極凸入到該管形電極中。過電壓放電器的電極借助于管狀的絕緣體、優(yōu)選借助于陶瓷筒而 彼此連接成過電壓放電器。過電壓放電器的內(nèi)腔相對于周圍環(huán)境不透氣地(gasdicht)被 封閉(verschlossen)。過電壓放電器的內(nèi)腔中存在有氣體。在過電壓放電器的內(nèi)部，在超越一定的極限電壓時產(chǎn)生電弧擊穿 (Lichtbogenuberschlag)。只要存在用于電弧的電氣條件，則電弧通過所供應(yīng)的電流而被 維持。該電弧產(chǎn)生了過電壓放電器的熱負(fù)荷，該熱負(fù)荷不得超越對于過電壓放電器及其安 裝周圍環(huán)境而言特定的值。另一方面，在被以直流電壓或交流電壓或者直流電流或交流電 流進行加載時，過電壓放電器受到熱負(fù)荷。尤其在雷擊電流或沖擊電流的情形下，過電壓放 電器會受到熱負(fù)荷。熔融元件(Schmelzelement)如此地設(shè)置，S卩，使得其在升溫(Erw^mung)時熔 融。通風(fēng)道用于將過電壓放電器的內(nèi)腔與過電壓放電器的外部區(qū)域(Auiienbereich)相連 接。在可熔元件熔融的情形下，外部區(qū)域的大氣(通常是空氣)通過通風(fēng)道到達(dá)過電壓放 電器的內(nèi)腔中并使電弧熄滅。由此，電路被中斷。在一種特別有利的實施形式中，通風(fēng)道布 置在銷式電極中。在一種備選的實施形式中，通風(fēng)道布置在外電極(Auiienelektrode)或 管形電極中。通過空氣流入到過電壓放電器的內(nèi)腔中，防止了由于熱過載而發(fā)生過電壓放電器 的不允許地高的(unzumssighohen)升溫。由于不允許地高的升溫，會存在如下危險，即， 過電壓放電器著火。通過空氣供給有目的地防止了過電壓放電器的過熱，因為在流入的空氣的情形下實現(xiàn)了電路的斷開。優(yōu)選地，在一種實施形式中，通風(fēng)道在其面對過電壓元件的外部區(qū)域的電極的端部處借助于熔融元件而被封閉。在一種有利的實施形式中，熔融元件具有低熔點焊料(niedrigschmelzenden Lot)的特性。但是，同樣可能的是，熔融元件具有硬焊料(Hartlot)的特性。在一種優(yōu)選的實施形式中，熔融元件如此地構(gòu)造，S卩，在過電壓放電器的升溫的情 形下，熔融元件具有孔穴(Loch)，通過孔穴，空氣到達(dá)過電壓放電器的內(nèi)腔中。在一種優(yōu)選的實施形式中，過電壓放電器的電極具有如此之大的間隔，S卩，使 得在空氣處的擊穿電壓(tTberschlagsspannung)比預(yù)定的過電壓放電器的觸發(fā)電壓 (Zundspannung)高。因此，在流入的空氣的情形下，在所施加的電壓下不再發(fā)生進一步的火 花形成，由此，過電壓放電器的不允許地高的升溫的危險可幾乎被防止。因此，相比于所施 加的電壓，被通風(fēng)的(belilfteten)過電壓放電器的觸發(fā)電壓具有顯著地更高的值。因此，由于空氣涌入到過電壓放電器的內(nèi)腔中，過電壓放電器被從電路(在正常 情況下，該電路通過該過電壓放電器而被連接)斷開。在一種優(yōu)選的實施形式中，通風(fēng)道利用低熔點焊料來封閉。那么，該焊料形成了焊 料塞。在可用的正常狀態(tài)中過電壓放電器不透氣地被封閉。在不允許地高的升溫的情形下， 熔融元件優(yōu)選地如此地設(shè)置，即，使得，熔融元件熔融并且至少以這樣的程度開啟通風(fēng)道， 也就是，使得過電壓放電器借助于來自外部的空氣供給而被通風(fēng)。通過熔融元件的熔融溫 度可確定如下溫度，即，在該溫度下，過電壓放電器被通風(fēng)且因此從電路斷開。在另一種優(yōu)選的實施形式中，在外側(cè)在熔融元件處布置有蓋板(Abdeckscheibe)。 在這種實施形式中，熔融元件優(yōu)選地位于通風(fēng)道的外側(cè)端部與蓋板之間。優(yōu)選地，蓋板由銅制成。但是，蓋板同樣可由另一種(優(yōu)選地耐熱的)材料制成。在一種特別有利的實施形式中，蓋板以這樣的方式安裝，S卩，使得，通過蓋板而顯 示出過電壓放電器的功能狀態(tài)(Funktionszustand)。因此，在過電壓放電器的優(yōu)選橫放的 布置下，可實現(xiàn)的是，通過蓋板來顯示過電壓放電器是否已被通風(fēng)。在未被通風(fēng)且因此可用 的過電壓放電器的狀態(tài)下，蓋板位于熔融元件上。在不允許的升溫的情形下，熔融元件熔 融，由此，蓋板從熔融元件松開(16sen)，并且尤其地由于蓋板的重量而從其原始位置松開。 在此，蓋板或者完全地從電極上落下，或者至少從其原始位置移開(entfernt)。由此，可能 的是，基于蓋板的關(guān)于過電壓放電器的位置推斷過電壓放電器的功能狀態(tài)。因此，觀察者可 通過察看過電壓放電器的端側(cè)面(Stirnseite)而立即確定，過電壓放電器是否還在完好 的狀態(tài)中(即，未被通風(fēng))，或者其是否由于不允許地高的升溫而已被通風(fēng)并且因此無法再 供其原始的應(yīng)用所使用且必須被替換。在另一種優(yōu)選的實施形式中，在蓋板處布置有機械的彈簧。在已熔融的熔融元件的情形下，彈簧被如此地布置，S卩，使得蓋板由于彈簧的力而 被從熔融元件或從該原始位置松開并被壓到位于附近的接觸元件上。通過蓋板與接觸元件 的接觸，電觸點被閉合且電信號被產(chǎn)生。該電信號可被使用以用于進一步的處理，例如用于 過電壓放電器的功能狀態(tài)的顯示。因此，在這種實施形式中，過電壓放電器同樣被設(shè)計用于 豎放的布置。過電壓放電器優(yōu)選地在電信設(shè)備(例如電信網(wǎng)絡(luò))中被應(yīng)用。過電壓放電器在其應(yīng)用方面不限于電信網(wǎng)絡(luò)，并且同樣可在任何其它的、在其中高電壓必須借助于過電壓放 電器而被導(dǎo)出的電氣線路中被應(yīng)用。尤其地，過電壓放電器適合用于防雷應(yīng)用，在該防雷應(yīng) 用中，過電壓放電器至少有時候處于或可處于電網(wǎng)電壓下。過電壓放電器尤其地適合于，在 電網(wǎng)保護的領(lǐng)域中，也就是在建筑物的供電(230V-網(wǎng))中，被使用以用于保護免受雷電沖 擊電流和過電壓。
過電壓放電器用作于，在很短的時間中將較高的脈沖狀的若干千伏(von einigen kV)的電壓和若干千安(von einigen kA)的電流短路或者引出至地。在故障情況中持續(xù)較 久的負(fù)荷(例如當(dāng)電網(wǎng)電流通過電信網(wǎng)絡(luò)或電壓放電器而被短路時(功率交叉))，可能發(fā) 生過電壓放電器的不允許地高的升溫，這可能導(dǎo)致燃燒。通過如上所述的過電壓放電器，這 種過度的加熱被防止，因為在過電壓放電器的通風(fēng)中，實現(xiàn)了電路的斷開且過電壓放電器 冷卻。此外，描述了一種用于保護如之前所述的過電壓放電器免受熱過載的方法，該方 法具有下列步驟。當(dāng)過電壓放電器不允許地強烈地升溫時，熔融元件由于過電壓放電器的 升溫而熔融。由于熔融元件的熔融，在下一步驟中，過電壓放電器通過通風(fēng)道而被通風(fēng)，并 且，由于電弧的熄滅，電路斷開。在另一優(yōu)選的方法步驟中，蓋板在熔融元件熔融時從其原始位置中松開。因此優(yōu) 選地，在過電壓放電器的橫放的安裝的情形下，蓋板從其原始位置(在電極的外側(cè)面上)中 移開。在另一優(yōu)選的方法步驟中，蓋板在熔融元件熔融時通過彈簧的力而被壓到接觸元 件上。通過蓋板與接觸元件之間的接觸，電信號由接觸元件產(chǎn)生和傳遞。該裝置和方法在下面借助于實施例和屬于其的附圖而被進一步說明。接下來所描述的圖紙不應(yīng)理解為按比例的。相反，為了更好的圖示，各個尺寸可能 以放大、縮小或甚至經(jīng)變形的方式被示出。


相同的元件或者承擔(dān)相同功能的元件利用相同的附圖標(biāo)記來標(biāo)示。圖1顯示了帶有通風(fēng)道的過電壓放電器的電極，通風(fēng)道利用熔融元件來封閉，圖2顯示了帶有蓋板的過電壓放電器的電極，蓋板位于通風(fēng)道上方的熔融元件 上，圖3顯示了兩點式過電壓放電器的示意性的簡圖，圖4顯示了過電壓放電器的電極的示意性的簡圖，在該電極中蓋板設(shè)有機械的彈
ο
具體實施例方式在圖1中在橫截面中示出了過電壓放電器的電極1的第一種實施形式。優(yōu)選地， 電極1具有通風(fēng)道2，其將過電壓放電器的內(nèi)部與外周圍環(huán)境相連接。優(yōu)選地，通風(fēng)道2在 其外側(cè)端部處設(shè)有熔融元件3，其不透氣地封閉過電壓放電器。熔融元件可構(gòu)造成焊料塞。 優(yōu)選地，通風(fēng)道2如此地布置，S卩，使得，電極ι的端面(Stirnfmche)在過電壓放電器的內(nèi)部 區(qū)域中具有均勻的電極端面。在過電壓放電器的電極ι的內(nèi)側(cè)端面之間實現(xiàn)火花間隙的形成。在圖1中，通風(fēng)道2具有第一孔，其橫向地穿引過電極1且在兩個端部處朝向電極1的 內(nèi)腔而敞開。垂直于第一孔而布置的第二孔與該第一孔一起構(gòu)成了通風(fēng)道2。在第二孔的 外側(cè)端部處，通風(fēng)道2利用可熔元件3而不透氣地被封閉。通風(fēng)道2可具有任何這樣的所希望的形狀，即，該形狀適合于將過電壓放電器的 周圍環(huán)境與內(nèi)腔相連接，從而使得空氣可到達(dá)過電壓放電器的內(nèi)腔中。優(yōu)選地，通風(fēng)道不終 止于電極1的內(nèi)側(cè)端面的區(qū)域中。圖2在橫截面中顯示了過電壓放電器的電極1的另一種實施形式。通風(fēng)道2在外 側(cè)端部處利用熔融元件3和蓋板4不透氣地被封閉。蓋板4通過熔融元件3在其位置中被 固定。在過電壓放電器的不允許地高的升溫的情況下，熔融元件3熔融，由此蓋板4從熔融 元件3松開。在過電壓放電器的水平的安裝的情形下，蓋板4在熔融元件3熔融的情況下 從熔融元件3脫離并滑動或甚至完全落下。因此，蓋板4的位置充當(dāng)指示器(過電壓放電器是已被通風(fēng)還是仍處于完好狀態(tài) 中)。在過電壓放電器完好狀態(tài)中，蓋板4位于它的在熔融元件3上的原始位置處。如果過 電壓放電器被通風(fēng)且因此不可使用，那么蓋板4至少從它的原始位置中移開，或者蓋板4完 全地從該位置中移開。在圖3中示出了 2電極過電壓放電器的示意性的簡圖。過電壓放電器在這種實施 形式中具有兩個電極1，它們中，兩個電極1中的至少一個具有通風(fēng)道2。通風(fēng)道利用熔融 元件3而不透氣地被封閉。在過電壓放電器的兩個電極1之間作為絕緣體布置有管狀的筒 5，其與兩個電極1 一起構(gòu)成了實際上的過電壓放電器。優(yōu)選地，筒5由陶瓷材料制成。筒 5與兩個電極1一起形成了過電壓放電器的不透氣地被封閉的內(nèi)腔。過電壓放電器的兩個 電極1的間隔這樣地大，即，使得在空氣處兩個電極1之間的擊穿電壓要高于預(yù)定的過電壓 放電器的觸發(fā)電壓。圖4在橫截面中顯示了過電壓放電器的另一種實施形式的電極1。電極1的通風(fēng) 道2利用熔融元件3不透氣地被封閉。蓋板4如此地布置在熔融元件3上，S卩，在電極1與 蓋板4之間布置有彈簧6。蓋板4通過熔融元件3而被固定。在過電壓放電器的不允許地 高的升溫的情況下，熔融元件3熔融。通過彈簧6的力，蓋板4被從熔融元件3松開并且通 過彈簧6而被壓到接觸元件7上，該接觸元件7布置在過電壓放電器的端側(cè)面處。通過蓋 板4與接觸元件7的接觸，由接觸元件觸發(fā)一信號，其通過信號線路8而被傳遞到未在該圖 中示出的評價裝置處。因此，接觸元件7的信號適合于直接地或間接地以光學(xué)的、聲學(xué)的或 另外的形式來展示過電壓放電器的功能狀態(tài)。雖然在實施例中僅描述了過電壓放電器的可能的改進方案的有限的數(shù)量，但是， 過電壓放電器不限于這些實施形式。原則上可能的是，三電極放電器同樣在中心電極處設(shè) 有通風(fēng)道，其借助于熔融元件而被封閉，其中，中心電極具有向外的直接的接觸。此外同樣 可能的是，選擇與所示出的不相同的通風(fēng)道的形狀和結(jié)構(gòu)。過電壓放電器不限于示意性地 示出的元件的數(shù)量。這里所說明的對象和方法的描述不限于各個特定的實施形式。相反，只要在技術(shù) 上有意義，則各個實施形式的特征可任意地彼此組合。參考標(biāo)號列表1 電極
2通風(fēng)道
3熔融元件
4蓋板
5筒
6彈簧
7接觸元件
8信號線路
權(quán)利要求
一種過電壓放電器，具有至少兩個電極(1)，其中，所述電極(1)中的至少一個具有通風(fēng)道(2)，所述通風(fēng)道(2)將所述過電壓放電器的內(nèi)腔與所述過電壓放電器的外部區(qū)域相連接，其中，所述通風(fēng)道(2)借助于熔融元件(3)而被封閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過電壓放電器，其特征在于，所述熔融元件(3)以如下方式被 設(shè)置，以便在升溫時熔融，即，使得空氣通過一個或多個孔穴從所述外部區(qū)域經(jīng)過所述通風(fēng) 道(2)到達(dá)所述過電壓放電器的內(nèi)腔中。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的過電壓放電器，其特征在于，所述兩個電極(1) 之間的間隔如此之大，即，使得空氣中所述兩個電極(1)之間的擊穿電壓高于預(yù)定的所述 過電壓放電器的觸發(fā)電壓。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的過電壓放電器，其特征在于，所述熔融元件布置 在所述通風(fēng)道的、面向所述過電壓元件的外部區(qū)域的端部處。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的過電壓放電器，其特征在于，所述熔融元件封閉 所述通風(fēng)道。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的過電壓放電器，其特征在于，在所述熔融元件(3)的面向所述外部區(qū)域的側(cè)面上布置有蓋板(4)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的過電壓放電器，其特征在于，所述蓋板(4)顯示了所述過電壓 放電器的功能狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的過電壓放電器，其特征在于，在所述蓋板(4)處布置有機 械的彈簧(6)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的過電壓放電器，其特征在于，在已熔融的熔融元件(3)的情形 下，所述蓋板通過所述彈簧(6)的力而與接觸元件(7)相連接。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的過電壓放電器的在電網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的過電壓放電器的在電信設(shè)備中的應(yīng)用。
12.一種用于保護過電壓放電器免受熱過載的方法，具有根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項 所述的過電壓放電器，所述方法帶有下列步驟-在熱過載的情形下使所述熔融元件(3)熔融， -通過通風(fēng)道(2)進行所述過電壓放電器的通風(fēng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在所述熔融元件熔融的情形下，蓋板(4)從所述熔融元件(3)松開并從所述蓋板(4)的原始位置移開。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述蓋板(3)通過彈簧(6)的力被壓到 接觸元件(7)上。
全文摘要
描述了一種過電壓放電器，其具有至少兩個電極(1)。電極(1)中的至少一個具有通風(fēng)道(2)。過電壓放電器的內(nèi)腔通過通風(fēng)道(2)與過電壓放電器的外部區(qū)域相連接，其中，通風(fēng)道(2)借助于熔融元件(3)而被封閉。優(yōu)選地，熔融元件布置在通風(fēng)道的面向過電壓元件的外部區(qū)域的端部處。
文檔編號H01T1/15GK101868889SQ200880118100
公開日2010年10月20日 申請日期2008年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月21日
發(fā)明者G·齊默曼, P·博伯特, R·摩齊尼克 申請人:埃普科斯股份有限公司