專利名稱：過壓放電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及過壓放電器(Oberspannungsableiter )。
背景技術(shù)：
由出版物DE M31236A公知一種過壓放電器。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的任務(wù)在于，說明一種具有快速動(dòng)作性能的過壓放電器。該任務(wù)通過一種按權(quán)利要求1所述的過壓放電器得以解決。該過壓放電器的有利擴(kuò)展方案為從屬權(quán)利要求的主題。說明一種具有優(yōu)選不透氣的外殼的過壓放電器。過壓放電器的外殼具有至少一個(gè)充氣的優(yōu)選管狀的絕緣體，該絕緣體包括至少兩個(gè)電極。過壓放電器的電極優(yōu)選彼此相間隔地設(shè)置。在絕緣體的內(nèi)側(cè)上至少在彼此相間隔或在相關(guān)聯(lián)的區(qū)域內(nèi)設(shè)置多個(gè)材料層的序列，該序列此外稱為層序列。層序列包括至少一個(gè)導(dǎo)電或半導(dǎo)電層、至少一個(gè)導(dǎo)電層和至少一個(gè)絕緣層。導(dǎo)電或半導(dǎo)電層用于降低過壓放電器的點(diǎn)火電壓并也稱為點(diǎn)火帶。通過至少一個(gè)導(dǎo)電層、絕緣層和至少一個(gè)導(dǎo)電或半導(dǎo)電層的層序列，引起施加在過壓放電器的電極之間的電場畸變。通過設(shè)置在絕緣體內(nèi)側(cè)上的層序列，因此達(dá)到在導(dǎo)電或半導(dǎo)電層的區(qū)域內(nèi)電場的有針對性畸變和與此相關(guān)的明顯提高。通過場畸變優(yōu)選發(fā)生導(dǎo)電或半導(dǎo)電層的端區(qū)內(nèi)的場提高。端區(qū)優(yōu)選至少處于過壓放電器的至少一個(gè)電極附近。通過設(shè)置在絕緣體內(nèi)側(cè)上的層序列，過壓放電器由于導(dǎo)電或半導(dǎo)電層的端區(qū)內(nèi)的場提高而具有非?？焖俚膭?dòng)作時(shí)間。在一種實(shí)施方式中，至少一個(gè)絕緣層設(shè)置在導(dǎo)電或半導(dǎo)電層與導(dǎo)電層之間。這些層在一種實(shí)施方式中也可以具有每種可能的其他層序列。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，絕緣層具有盡可能小的厚度，從而導(dǎo)電或半導(dǎo)電層與導(dǎo)電層之間的距離盡可能小。絕緣層優(yōu)選具有0.1到5mm之間的厚度。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，絕緣層具有少于Imm的厚度。導(dǎo)電層在一種實(shí)施方式中優(yōu)選具有垂直于層的堆疊方向并排設(shè)置的至少兩個(gè)彼此相間隔的分區(qū)。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，導(dǎo)電層的彼此相間隔的分區(qū)這樣被實(shí)施，使得導(dǎo)電層的每個(gè)分區(qū)分別與過壓放電器的電極之一具有優(yōu)選直接的電接觸。導(dǎo)電層的分區(qū)也可能經(jīng)由附加的導(dǎo)電體與過壓放電器的電極具有接觸。優(yōu)選地，導(dǎo)電層的分區(qū)具有與過壓放電器的相應(yīng)所接觸的電極相同的電位。優(yōu)選地，導(dǎo)電層的至少兩個(gè)分區(qū)具有相同的大小。但導(dǎo)電層的分區(qū)也可以具有不同的大小。導(dǎo)電層在一種實(shí)施方式中施加在絕緣層上。優(yōu)選地，導(dǎo)電層在絕緣層的至少一個(gè)面上延伸，其中，導(dǎo)電層分成彼此絕緣的至少兩個(gè)分區(qū)。在一種實(shí)施方式中規(guī)定，導(dǎo)電層具有至少兩個(gè)在過壓放電器的縱向上彼此相間隔的圓柱體的形狀。在一種實(shí)施方式中，導(dǎo)電層的至少兩個(gè)圓柱體施加在絕緣層的外側(cè)上。在另一種實(shí)施方式中，分區(qū)可以具有適用于在導(dǎo)電或半導(dǎo)電層的區(qū)域內(nèi)引起電場畸變的每種其他形狀。在一種實(shí)施方式中，絕緣層包括玻璃或陶瓷。絕緣層也可以包括其他適用的電絕緣材料。在一種實(shí)施方式中，絕緣層具有圓柱體的形狀。在另一種實(shí)施方式中，絕緣層可以具有條的形狀。由導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料組成的層優(yōu)選用于降低過壓放電器的點(diǎn)火電壓并稱為點(diǎn)火帶或點(diǎn)火條。條優(yōu)選在過壓放電器的縱向上延伸。在一種實(shí)施方式中，所述點(diǎn)火帶或點(diǎn)火條中的多個(gè)可以在過壓放電器的縱向上彼此平行設(shè)置。導(dǎo)電或半導(dǎo)電層優(yōu)選與過壓放電器的電極相間隔并與所述電極沒有直接的電接觸。在一種實(shí)施方式中，由導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料組成的層含有石墨。在一種實(shí)施方式中，由導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料組成的層在其最大的伸展上平行于過壓放電器的縱軸延伸。在另一種實(shí)施方式中，由導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料組成的層也可以分成多個(gè)彼此相間隔的區(qū)域。在一種實(shí)施方式中，由導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料、絕緣層和導(dǎo)電層組成的層序列可以直接施加在絕緣體的內(nèi)側(cè)上。在這種實(shí)施方式中具有優(yōu)點(diǎn)的是，至少一個(gè)導(dǎo)電層直接施加在絕緣體的內(nèi)側(cè)上。在設(shè)置在絕緣體內(nèi)側(cè)上的導(dǎo)電層后面是例如包括玻璃和/或陶瓷的至少一個(gè)由絕緣材料組成的層。優(yōu)選在至少一個(gè)由絕緣材料組成的層上施加至少一個(gè)由導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料組成的區(qū)域。在另一種實(shí)施方式中，在絕緣層上施加多個(gè)彼此相間隔的由導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料組成的區(qū)域。在另一種實(shí)施方式中，層序列包括至少一個(gè)置入過壓放電器的絕緣體內(nèi)部空間的單獨(dú)的部件。優(yōu)選地，單獨(dú)的部件的外部尺寸優(yōu)選對應(yīng)于放電器體內(nèi)部空間的尺寸。在另一種實(shí)施方式中，單獨(dú)的部件也可以由多個(gè)組合的單部件組成，其單個(gè)或組合地設(shè)置在絕緣體的內(nèi)部空間內(nèi)。在一種實(shí)施方式中，至少一個(gè)單獨(dú)置入的部件也可以包括至少一個(gè)導(dǎo)電或半導(dǎo)電層和至少一個(gè)絕緣層。至少一個(gè)導(dǎo)電層在該實(shí)施方式中單獨(dú)設(shè)置在絕緣體的內(nèi)側(cè)上。在另一種實(shí)施方式中，部件置入絕緣體內(nèi)側(cè)上的凹處內(nèi)，其中，凹處在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中對應(yīng)于所置入的部件的尺寸。在另一種實(shí)施方式中，凹處也可以具有更大的尺寸。優(yōu)選地，導(dǎo)電或半導(dǎo)電層具有條或帶的形狀，其中，點(diǎn)火帶用于載流子的場致發(fā)射。過壓放電器的點(diǎn)火電壓通常隨著所施加的電壓斜面的斜率而明顯升高。在具有 100V以下的點(diǎn)火電壓值的放電器的情況下動(dòng)態(tài)點(diǎn)火電壓與靜態(tài)點(diǎn)火電壓之比是特別不利的。在這種情況下，來自通常存在的石墨點(diǎn)火帶的載流子的場致發(fā)射僅非常弱。與前述的過壓放電器相反，載流子的弱場致發(fā)射特別是在電信領(lǐng)域限制了使用可能性。使用在避雷應(yīng)用的情況下同樣受到限制，在所述避雷應(yīng)用時(shí)在同時(shí)良好的動(dòng)態(tài)性能的情況下要求低靜態(tài)動(dòng)作電壓。
而如前所述的過壓放電器具有非常快速的動(dòng)作性能，因?yàn)橥ㄟ^施加在放電器內(nèi)側(cè)上的層序列在點(diǎn)火帶的區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)電場的有針對性畸變和明顯提高。通過無場點(diǎn)火帶與導(dǎo)電區(qū)域之間盡可能小的距離，達(dá)到點(diǎn)火帶端部的區(qū)域內(nèi)更強(qiáng)的場提高。


借助下面的圖和實(shí)施例對上述主題進(jìn)行更詳細(xì)的說明。下面描述的附圖不應(yīng)理解為按正確比例的，更確切地說，為更好地表示可以放大、 縮小或還失真地示出所有尺度。彼此相同或者承擔(dān)相同功能的元件用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)注。圖1示意示出層序列實(shí)施方式的展開；圖2示意示出具有層序列實(shí)施例的部件；圖3示出層序列具有單獨(dú)條的形狀的實(shí)施方式；圖4示意示出層序列施加在絕緣體內(nèi)側(cè)上的實(shí)施方式；圖如和恥示意示出有(5a)和無(5b)層序列的2電極過壓放電器中的電場的等電位線。
具體實(shí)施例方式在圖1中作為展開示意示出層序列4的實(shí)施方式。層序列4包括絕緣層7，在其下側(cè)施加導(dǎo)電層6的兩個(gè)彼此相間隔的導(dǎo)電區(qū)8、8'。導(dǎo)電區(qū)8、8' —直延伸到絕緣層7的相應(yīng)邊緣處。在一種未示出的實(shí)施方式中，導(dǎo)電區(qū)8、8'也可以一直延伸到絕緣層6的邊緣上或也可以通過絕緣層6的邊緣延伸。在絕緣層7的上側(cè)施加導(dǎo)電或半導(dǎo)電層5的多個(gè)彼此相間隔的條狀段。導(dǎo)電或半導(dǎo)電層5的所述段是所謂的“點(diǎn)火帶”。導(dǎo)電或半導(dǎo)電層5 優(yōu)選含有石墨。在一種未示出的實(shí)施方式中，“點(diǎn)火帶”也可以具有每種適用的其他形狀或也可以覆蓋更大的平面區(qū)域。優(yōu)選地，導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料5的區(qū)域在過壓放電器的縱向上具有其最大的伸展。層序列4優(yōu)選設(shè)置在過壓放電器的絕緣體的內(nèi)側(cè)上。圖2示出作為單獨(dú)的部件9實(shí)施的層序列4。部件9在所示的實(shí)施方式中具有圓柱形體。部件9的形狀在這種情況下主要通過由絕緣材料組成的層7的形狀確定。優(yōu)選地， 絕緣層7至少包括陶瓷和/或玻璃。在所示的實(shí)施方式中，在絕緣層7的外側(cè)上施加導(dǎo)電層6的兩個(gè)彼此相間隔的區(qū)域8、8'，所述區(qū)域環(huán)繞圓柱狀絕緣層7的整個(gè)圓周延伸。在所示的實(shí)施方式中，彼此相間隔的區(qū)域8、8'分別一直伸及圓柱體的端部。導(dǎo)電區(qū)8、8'在一種實(shí)施方式中一直延伸到圓柱形體的相應(yīng)端側(cè)。通過圓柱狀絕緣層6的端面上的導(dǎo)電區(qū)8、8'，置入過壓放電器內(nèi)的部件9因此優(yōu)選具有導(dǎo)電區(qū)8、8'與過壓放電器電極的直接接觸。通過相應(yīng)導(dǎo)電層8、8與過壓放電器電極之一的導(dǎo)電接觸，導(dǎo)電層8、8'因此優(yōu)選具有與過壓放電器的相應(yīng)所接觸的電極相同的電位。在絕緣層7的內(nèi)側(cè)上施加由導(dǎo)電或半導(dǎo)電材料5組成的彼此相間隔的所謂“點(diǎn)火帶”?！包c(diǎn)火帶”在投影中與由導(dǎo)電材料6組成的兩個(gè)彼此相間隔的區(qū)域8、8'重疊。為此優(yōu)選設(shè)置所示的部件9，以便被裝入過壓放電器的內(nèi)部空間中。在這種情況下具有優(yōu)點(diǎn)的是，部件9的外徑大約對應(yīng)于放電器的絕緣體1的內(nèi)徑。部件9的長度優(yōu)選對應(yīng)于在絕緣體1內(nèi)可供使用的自由空間的長度。具有絕緣體1的放電器在該圖中出于概覽的原因沒有示出。在另一種未示出的實(shí)施方式中，導(dǎo)電層6也可以單獨(dú)地被施加在放電器的絕緣體 1的內(nèi)側(cè)上。在這種情況下，部件9包括絕緣層7和“點(diǎn)火帶”形式的導(dǎo)電或半導(dǎo)電層5。在圖3中示出層序列4的一種實(shí)施方式，其中層序列4具有單獨(dú)的條的形狀。條在所示的實(shí)施方式中包括由絕緣層7組成的至少一個(gè)條狀元件，具有設(shè)置在該條上的由導(dǎo)電或半導(dǎo)電層5組成的區(qū)域作為“點(diǎn)火帶”。導(dǎo)電層6設(shè)置在放電器的絕緣體1的內(nèi)部空間 2中的凹處10內(nèi)。絕緣體1優(yōu)選具有多個(gè)圓周形彼此相間隔的凹處10。導(dǎo)電層6在所示的實(shí)施方式中具有兩個(gè)在放電器的縱向上彼此相間隔的分區(qū)8、8'。導(dǎo)電層6彼此相間隔的區(qū)域8、8'優(yōu)選分別具有與過壓放電器的最近電極2的直接接觸。具有所施加的“點(diǎn)火帶”的絕緣層的條作為單獨(dú)的元件置入或插入凹處10內(nèi)。在另一種未示出的實(shí)施方式中，由導(dǎo)電材料組成的層6同樣可以已經(jīng)施加在所置入的由絕緣層7和“點(diǎn)火帶”組成的條上。圖4示意示出另一種實(shí)施方式，其中層序列4施加在放電器的絕緣體1的內(nèi)側(cè)上。 在所示的實(shí)施方式中，導(dǎo)電層6的彼此相間隔的區(qū)域8、8'直接施加在絕緣體1的內(nèi)側(cè)上。 導(dǎo)電層6的區(qū)域8、8'在所示的實(shí)施方式中優(yōu)選側(cè)面地一直延伸到絕緣體1的相應(yīng)端區(qū)，從而存在與放電器的電極的直接電接觸。在導(dǎo)電層6上設(shè)置由絕緣材料7組成的層。絕緣層 7優(yōu)選覆蓋放電器的絕緣體1的整個(gè)內(nèi)表面。在絕緣層7上在所示的實(shí)施方式中施加導(dǎo)電或半導(dǎo)電層5的條狀“點(diǎn)火帶”?！包c(diǎn)火帶”優(yōu)選在放電器的縱向上延伸?！包c(diǎn)火帶”在放電器的縱向上優(yōu)選達(dá)到如此遠(yuǎn)，使得其端部至少部分與區(qū)域8、8'重疊，其中，區(qū)域8、8'和“點(diǎn)火帶”通過設(shè)置在其間的絕緣層5彼此不具有直接的電接觸。在圖fe中示意示出2電極過壓放電器中的電場的等電位線，其中，在過壓放電器的絕緣體1的內(nèi)側(cè)上設(shè)置層序列4。層序列4包括導(dǎo)電層6的兩個(gè)彼此相間隔的區(qū)域8、 8'、絕緣層7和“點(diǎn)火帶”形式的導(dǎo)電或半導(dǎo)電層5。通過層序列4實(shí)現(xiàn)在“點(diǎn)火帶”的端部區(qū)域內(nèi)電場的畸變。通過這種場畸變，在“點(diǎn)火帶”端部處電場提高，所述提高通過“點(diǎn)火帶”的端部處的等電位線的緊密放在一起的場線示出。圖恥示出2電極過壓放電器中的電場的等電位線，其中在絕緣體1的內(nèi)側(cè)上僅施加一個(gè)作為“點(diǎn)火帶”的導(dǎo)電或半導(dǎo)電層5。通過缺乏的絕緣層和導(dǎo)電層的彼此相間隔的區(qū)域，在“點(diǎn)火帶”的端部處不發(fā)生電場的明顯提高?！包c(diǎn)火帶”端部區(qū)域中的等電位線與圖fe 中的等電位線相比更遠(yuǎn)地彼此相間隔。在傳統(tǒng)的過壓放電器中，在“點(diǎn)火帶”端部區(qū)域中因此不存在電場的明顯提高。雖然在實(shí)施例中只能描述本發(fā)明的有限數(shù)量的可能改進(jìn)方案，但本發(fā)明并不局限于所述改進(jìn)方案。原則上層序列的各個(gè)分層可以分別具有多個(gè)單層或?qū)有蛄锌梢跃哂卸鄠€(gè)側(cè)面地彼此相間隔的分區(qū)。這里所說明的主題的描述并不限于各個(gè)專門的實(shí)施方式；更確切地說，各個(gè)實(shí)施方式的特征只要技術(shù)上合理就可以任意相互組合。附圖標(biāo)記列表1 絕緣體2、2'電極3 絕緣體1的內(nèi)側(cè)
4層序列5導(dǎo)電或半導(dǎo)電層6導(dǎo)電層7絕緣層8、8'導(dǎo)電層6的彼此相間隔的區(qū)域9部件10絕緣體1中的凹處
權(quán)利要求
1.過壓放電器，具有外殼，該外殼包括帶有至少兩個(gè)電極0、2')的至少一個(gè)管狀絕緣體(1)，其中，在絕緣體(1)的內(nèi)側(cè)C3)上至少在分區(qū)中設(shè)置層序列G)，該層序列包括至少一個(gè)導(dǎo)電或半導(dǎo)電層(5)、至少一個(gè)導(dǎo)電層(6)和至少一個(gè)絕緣層(7)。
2.按權(quán)利要求1所述的過壓放電器，其中，至少一個(gè)絕緣層(7)設(shè)置在導(dǎo)電或半導(dǎo)電層 (5)與導(dǎo)電層(6)之間。
3.按前述權(quán)利要求之一所述的過壓放電器，其中，導(dǎo)電層(6)包括至少兩個(gè)垂直于層序列的堆疊方向彼此相間隔的區(qū)域(8、8')。
4.按前述權(quán)利要求之一所述的過壓放電器，其中，導(dǎo)電和半導(dǎo)電層( 在其最大的伸展上平行于過壓放電器的縱軸延伸。
5.按前述權(quán)利要求之一所述的過壓放電器，其中，導(dǎo)電或半導(dǎo)電層( 具有石墨。
6.按前述權(quán)利要求之一所述的過壓放電器，其中，絕緣層(7)具有玻璃和/或陶瓷。
7.按前述權(quán)利要求之一所述的過壓放電器，其中，絕緣層(7)具有圓柱體的形狀。
8.按前述權(quán)利要求之一所述的過壓放電器，其中，導(dǎo)電層(6)具有兩個(gè)在過壓放電器的縱向上彼此相間隔的圓柱體的形狀。
9.按權(quán)利要求1-6之一所述的過壓放電器，其中，絕緣層(7)具有條的形狀。
10.按前述權(quán)利要求之一所述的過壓放電器，其中，絕緣體(1)的內(nèi)側(cè)用層序列(4)涂層。
11.按權(quán)利要求1-9之一所述的過壓放電器，其中，層序列以單獨(dú)的部件(9)的形式置入絕緣體(1)的內(nèi)部空間中。
12.按權(quán)利要求11所述的過壓放電器，其中，部件(9)置入絕緣體(1)的內(nèi)側(cè)上的適當(dāng)?shù)陌继?10)中。
13.按前述權(quán)利要求之一所述的過壓放電器，該過壓放電器具有用于載流子的場致發(fā)射的點(diǎn)火條形式的導(dǎo)電或半導(dǎo)電層(5)。
14.按前述權(quán)利要求之一所述的過壓放電器，其中，通過層序列(4)引起過壓放電器中電場的畸變，該畸變導(dǎo)致在導(dǎo)電或半導(dǎo)電層(5)的端部處的場提高。
15.按前述權(quán)利要求之一所述的過壓放電器，該過壓放電器通過設(shè)置在絕緣體(1)的內(nèi)側(cè)上的層序列⑷具有快速的動(dòng)作時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種過壓放電器，其具有帶有管狀絕緣體(1)和至少兩個(gè)電極(2、2′)的外殼。在絕緣體(1)的內(nèi)側(cè)(3)上至少在內(nèi)側(cè)(3)的分區(qū)中設(shè)置層序列(4)，該層序列包括至少一個(gè)導(dǎo)電或半導(dǎo)電層(5)、至少一個(gè)導(dǎo)電層(6)和至少一個(gè)絕緣層(7)。
文檔編號H01T1/20GK102301549SQ201080006145
公開日2011年12月28日 申請日期2010年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月29日
發(fā)明者G·齊默曼 申請人:埃普科斯股份有限公司