專利名稱：顯示電氣設(shè)備，特別是過電壓泄電器故障狀態(tài)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種顯示電氣設(shè)備，特別是過電壓泄電器故障狀態(tài)的裝置，包括一個(gè)傳感器，用于探測(cè)流經(jīng)設(shè)備的故障電流，還包括一個(gè)容納傳感器的氣密絕緣殼體和一個(gè)顯示元件。當(dāng)出現(xiàn)故障電流時(shí)，傳感器可致使殼體破壞，使人能看到顯示元件。觀察者無需使用輔助手段即可識(shí)別設(shè)備的故障狀態(tài)并及時(shí)更換該設(shè)備。
本發(fā)明所依據(jù)的顯示設(shè)備的已有技術(shù)是歐洲專利說明書EP0564334Al。其中描述的顯示裝置用于監(jiān)視高壓或中壓電網(wǎng)使用的過電壓泄電器的故障狀態(tài)。該裝置具有一個(gè)絕緣殼體，上面有一個(gè)易碎的窗口。一根電壓泄電器的接線端子穿過絕緣殼體。在殼體內(nèi)部的一段接線端子外面套著一個(gè)磁芯，磁芯具有電流轉(zhuǎn)換器的二次繞組，該電流轉(zhuǎn)換器的一次繞組就是接線端子。二次繞組和一個(gè)歐姆電阻相連，電阻安裝在殼體內(nèi)的引爆物質(zhì)內(nèi)。如果出現(xiàn)了故障，電流轉(zhuǎn)換器連續(xù)將電流供給電阻，使電阻強(qiáng)烈升溫。電阻達(dá)到臨界極限溫度后，點(diǎn)燃引爆物質(zhì)。使絕緣殼體的窗口破碎，將作為顯示元件的色帶自殼體中顯出。在故障狀態(tài)出現(xiàn)并顯示后，要將過電壓泄電器和顯示裝置拆下和更換。
本發(fā)明如權(quán)利要求所述的方案提出的任務(wù)是，制造一種上述類型的顯示裝置，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在動(dòng)作后能以經(jīng)濟(jì)的方式重新使用。
以上任務(wù)的解決方案是，所述顯示裝置的絕緣殼體由一個(gè)分成兩部分的，裝有顯示元件的金屬殼體所包圍，傳感器和絕緣殼體是動(dòng)作元件的一部分，在出現(xiàn)故障電流時(shí)，通過形成壓力氣體使金屬殼體的兩個(gè)部分相背地移動(dòng)，使顯示元件顯示出來，并構(gòu)成故障電流的導(dǎo)電通路。金屬殼體由兩個(gè)不同直徑的碗狀體構(gòu)成，碗狀體的底部分別固定著動(dòng)作元件的一個(gè)端部，其中較大直徑的第一碗狀體將較小直徑的第二碗狀體容納在內(nèi)，第二碗狀體的外側(cè)有顯示元件。第二碗狀體呈錐形，第一碗狀體的邊緣至少具有一個(gè)朝向碗狀體內(nèi)部的接觸元件，此元件在兩個(gè)碗狀體移動(dòng)時(shí)與第二碗狀體的錐形擴(kuò)口部分接觸并保持導(dǎo)電通路。至少一個(gè)接觸元件制成環(huán)狀，并具有可與第二碗狀體的錐形擴(kuò)口相配合的內(nèi)錐度。金屬殼體的內(nèi)部通過一個(gè)自第二碗狀體的底部至第一碗狀體的邊緣延伸的覆蓋件封閉。兩個(gè)碗狀體至少有一個(gè)具有排放所形成的壓力氣體的排氣孔。動(dòng)作元件的絕緣殼體內(nèi)具有一個(gè)與電氣設(shè)備的建立電位元件電氣相連的火花間隙和引爆物質(zhì)。傳感器是平行于火花塞間隙設(shè)置的歐姆電阻?；鸹ㄩg隙處的兩個(gè)電極由動(dòng)作元件的絕緣殼體固定，并與兩個(gè)碗狀體之間中的一個(gè)構(gòu)成導(dǎo)電通路。絕緣殼體由脆性材料制成，在壓力氣體形成時(shí)可至少分裂成兩部分，每部分均與固定兩個(gè)電極的部件相連。
本發(fā)明的特點(diǎn)是，其金屬殼體可多次使用，需更換的只是可購(gòu)買并可以大批量生產(chǎn)的動(dòng)作元件。顯示裝置引爆后產(chǎn)生的碎片很容易從金屬殼體中清除，然后換上新的動(dòng)作元件。通過選擇合適的動(dòng)作元件中的歐姆電阻，例如熔斷電阻或PTC電阻，可以以十分簡(jiǎn)單的方式使被保護(hù)設(shè)備承受的工作狀態(tài)，例如在4/10毫秒內(nèi)達(dá)100kA的沖擊電流對(duì)顯示器產(chǎn)生的影響但顯示裝置不動(dòng)作。通過采用平行于歐姆電阻的火花間隙，可在顯示裝置動(dòng)作時(shí)引發(fā)電弧，從而在動(dòng)作元件內(nèi)的引爆物質(zhì)被引爆時(shí)，實(shí)現(xiàn)更大的安全性。引爆時(shí)所產(chǎn)生的碎片被限制在金屬殼體內(nèi)，所產(chǎn)生的壓力氣體可從金屬殼體內(nèi)被引向不會(huì)造成進(jìn)一步損壞的方向。裝在金屬殼體內(nèi)并在裝置動(dòng)作時(shí)顯現(xiàn)的顯示元件實(shí)際上可從所有的方向上看到。
下面對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例和所實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)做進(jìn)一步的說明。其中

圖1表示本發(fā)明所述的顯示裝置的軸向剖開的俯視圖，該顯示裝置裝在一個(gè)過電壓泄電器的接線端子內(nèi)，處于故障電流產(chǎn)生前未動(dòng)作的狀態(tài)，它基本呈圓柱形對(duì)稱形狀；
圖2表示圖1所示顯示裝置動(dòng)作后的情況。
在圖1和圖2中表示的作為過電壓泄電器的電氣設(shè)備，用標(biāo)號(hào)1表示，具有一個(gè)起接線端子作用的導(dǎo)電部件2，它和顯示過電壓泄電器1的故障狀態(tài)的裝置3以導(dǎo)電方式相連。顯示裝置包括一個(gè)由兩部分組成的金屬殼體4，殼體由電的良導(dǎo)體制成，例如鋁或鋁合金，殼體固定在顯示裝置3的動(dòng)作元件5上。動(dòng)作元件5包括一個(gè)圓柱對(duì)稱的氣密絕緣殼體6，它由脆性材料制成，例如高填料環(huán)氧基聚合物，還包括兩個(gè)圓柱對(duì)稱的、安裝在絕緣殼體內(nèi)并固定在絕緣殼體6一端的電極7和8。兩個(gè)電極7和8沿絕緣殼體6的軸線串聯(lián)布置，并在相鄰的部位形成自由端，其中電極7制成火花塞電極結(jié)構(gòu)，該電極形成了處在絕緣殼體6內(nèi)的火花間隙9。電極7和8相對(duì)的端部與平行于火花間隙9并構(gòu)成熔斷保險(xiǎn)或冷導(dǎo)體的電阻10的接線相連。電阻10的規(guī)格可保證能承受過電壓泄電器1所能維持的高沖擊電流，例如100kA4/10微秒，當(dāng)負(fù)載在一段規(guī)定的時(shí)間，例如0.1毫秒內(nèi)超過了規(guī)定的電流極限值時(shí)，例如20A，則其電導(dǎo)性將由于熔化或由于PTC過渡效應(yīng)而突然減小。在絕緣殼體6內(nèi)部、火花間隙9的附近裝有引爆物質(zhì)11，其數(shù)量可保證點(diǎn)燃后使絕緣殼體6至少分為兩塊相脫離的并分別和兩個(gè)電極7、8相連的部分。
金屬殼體4由兩個(gè)直徑不同的碗狀體12、13構(gòu)成，其底部分別與動(dòng)作元件5的兩對(duì)置端相連。直徑較大的碗狀體12將直徑較小的碗狀體13包容在內(nèi)。碗狀體12的底部有一個(gè)孔，一個(gè)與過電壓泄電器的導(dǎo)電部分2電氣連接的并具有外螺紋的電極7的接線端子穿過該孔。碗狀體12由圖中未畫出的螺母與動(dòng)作元件5的上端固定在起。碗狀物12的邊緣至少具有一個(gè)朝向碗狀物內(nèi)部的接觸元件14，它制成環(huán)狀，并具有一個(gè)內(nèi)錐度。該接觸元件14有內(nèi)螺紋，該螺紋和碗狀體12的外螺紋相配合。此外，碗狀體12還具有壓力氣體的排放孔15。排放孔可以與殼體內(nèi)的過濾器的固定部分相連，其結(jié)構(gòu)可保證壓力氣體排出時(shí)被引向預(yù)定的方向。
碗狀體13的底部同樣有一個(gè)孔，具有外螺紋并接地的電極8的接線端子穿過該孔。碗狀體13由圖中未畫出的螺母與動(dòng)作元件5的底端固定在一起。碗狀體13在其被碗狀體12蓋住的外側(cè)有一個(gè)例如作為顏色涂層構(gòu)成的顯示元件16。碗狀體13呈圓錐狀，在其邊緣的外側(cè)構(gòu)成導(dǎo)電接觸元件17，該元件和環(huán)狀接觸元件14的內(nèi)錐部相吻合。金屬殼體4通過一個(gè)從碗狀體13的底部延伸到碗狀體12邊緣的覆蓋層18所封閉。
顯示裝置3的工作方式如下所述在正常的工作條件下，過電壓泄電器1只有很小的泄漏電流，此電流的典型數(shù)值位于毫安范圍。該泄漏電流經(jīng)導(dǎo)電部分2流過電極7、電阻10、電極8和與電極8電氣相連的螺紋，并經(jīng)過圖中未畫出的柔性導(dǎo)體接地。同樣從過電壓泄電器1限定的的沖擊電流，例如高達(dá)100kA4/10微秒，作為過電壓的結(jié)果經(jīng)泄電器導(dǎo)體接地，而無需顯示裝置3動(dòng)作。
過電壓泄電器1或者以類似方式工作的另一種電氣設(shè)備，例如一個(gè)開關(guān)或者變壓器的絕緣子，或者高壓系統(tǒng)的絕緣子發(fā)生了損壞，則高達(dá)安或千安級(jí)的故障電流將通過起到電流傳感器作用的歐姆電阻10。電阻10將強(qiáng)烈升溫并在幾毫秒內(nèi)熔化或產(chǎn)生PTC過渡效應(yīng)，進(jìn)入高電阻狀態(tài)。故障電流此時(shí)只能以電弧方式在火花間隙9形成電流通路。在火花間隙9的范圍內(nèi)設(shè)置的引爆物質(zhì)11由于光電弧的作用而被引爆。由此產(chǎn)生的壓力氣體將脆性絕緣殼體6突然破壞，并將電極8和與其固定在一起的碗狀體13向下推動(dòng)，直至達(dá)到顯示裝置3在圖2中所示的狀態(tài)。壓力氣體穿過排氣孔從碗狀體12和13包圍的金屬殼體4內(nèi)部排出。絕緣殼體6破裂時(shí)產(chǎn)生的碎片由金屬殼體4限制在殼體內(nèi)部。
圖2所示的狀態(tài)下，作為接觸元件17的碗狀體13的錐形擴(kuò)張口部分將和碗狀體12上固定的環(huán)狀接觸元件14卡在一起。故障電流此時(shí)將不能經(jīng)動(dòng)作元件5的火花間隙9流過，而是經(jīng)過與電極7相連的碗狀體12和相互接觸的接觸元件14和17以及碗狀體13上固定的電極8之間形成的通路接地。碗狀體12支撐顯示元件14的部分此時(shí)可以被觀察者看到，從而發(fā)出過電壓泄電器損壞的信號(hào)。
損壞的過電壓泄電器1和顯示裝置3此時(shí)可拆下，并換上新的。顯示裝置3可以通過裝上新的動(dòng)作元件5而以經(jīng)濟(jì)的方式修復(fù)。擰下接觸元件14并松開兩個(gè)圖中未畫出的螺母，可僅將兩個(gè)電極7和8拆掉，然后只需要裝上新的動(dòng)作元件5并擰緊即可。
權(quán)利要求
1.一種顯示電氣設(shè)備，特別是過電壓泄電器(1)故障狀態(tài)的裝置，包括一個(gè)傳感器，用于探測(cè)流經(jīng)設(shè)備的故障電流，還包括一個(gè)容納傳感器的氣密絕緣殼體(6)和一個(gè)顯示元件(16)，其特征是，絕緣殼體(6)由一個(gè)分成兩部分的，裝有顯示元件(16)的金屬殼體(4)所包圍，傳感器和絕緣殼體(6)是動(dòng)作元件(5)的一部分，在出現(xiàn)故障電流時(shí)，通過形成壓力氣體使金屬殼體(4)的兩個(gè)部分相背地移動(dòng)，使顯示元件(16)顯示出來，并構(gòu)成故障電流的導(dǎo)電通路。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征是，金屬殼體(4)由兩個(gè)不同直徑的碗狀體(12，13)構(gòu)成，碗狀體的底部分別固定著動(dòng)作元件(5)的一個(gè)端部，其中較大直徑的第一碗狀體(12)將較小直徑的第二碗狀體(13)容納在內(nèi)，第二碗狀體的外側(cè)有顯示元件(16)。
3.如權(quán)利要求2所述的顯示裝置，其特征是，第二碗狀體(13)呈錐形，第一碗狀體(12)的邊緣至少具有一個(gè)朝向碗狀體內(nèi)部的接觸元件(14)，此元件在兩個(gè)碗狀體(12，13)移動(dòng)時(shí)與第二碗狀體(13)的錐形擴(kuò)口部分接觸并保持導(dǎo)電通路。
4.如權(quán)利要求3所述的顯示裝置，其特征是，至少一個(gè)接觸元件(14)制成環(huán)狀，并具有可與第二碗狀體(13)的錐形擴(kuò)口部分相配合的內(nèi)錐度。
5.如權(quán)利要求2至4之中任何一項(xiàng)所述的顯示裝置，其特征是，金屬殼體(4)的內(nèi)部通過一個(gè)自第二碗狀體(13)的底部至第一碗狀體(12)的邊緣延伸的覆蓋件(18)封閉。
6.如權(quán)利要求2至5之中任何一項(xiàng)所述的顯示裝置，其特征是，兩個(gè)碗狀體(12，13)至少有一個(gè)(12)具有排放所形成的壓力氣體的排氣孔(15)。
7.如權(quán)利要求1至6之中任何一項(xiàng)所述的顯示裝置，其特征是，動(dòng)作元件(5)的絕緣殼體(6)內(nèi)具有一個(gè)與電氣設(shè)備建立電位元件(2)電氣相連的火花間隙(9)和引爆物質(zhì)(11)。
8.如權(quán)利要求7所述的顯示裝置，其特征是，傳感器是平行于火花間隙(9)設(shè)置的歐姆電阻(10)。
9.如權(quán)利要求7或8所述的顯示裝置，其特征是，火花間隙(9)處的兩個(gè)電極(7，8)由動(dòng)作元件(5)的絕緣殼體(6)固定，并與兩個(gè)碗狀體(12，13)之間中的每一個(gè)構(gòu)成導(dǎo)電通路。
10.如權(quán)利要求9所述的顯示裝置，其特征是，絕緣殼體(6)由脆性材料制成，在壓力氣體形成時(shí)可至少分裂成兩部分，每部分均與固定兩個(gè)電極(7，8)的部件相連。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種顯示電氣設(shè)備，特別是過電壓泄電器(1)故障狀態(tài)的裝置，包括一個(gè)傳感器，用于探測(cè)流經(jīng)設(shè)備的故障電流，還包括一個(gè)容納傳感器的氣密絕緣殼體(6)和一個(gè)顯示元件(16)，本發(fā)明的特征是，絕緣殼體(6)由一個(gè)分成兩個(gè)部分的并裝有顯示元件(16)的金屬殼體(4)所包圍，傳感器和絕緣殼體(6)是動(dòng)作元件(5)的一部分，在出現(xiàn)故障電流時(shí)，通過形成壓力氣體使金屬殼體(4)的兩個(gè)部分相背地移動(dòng)，使顯示元件(16)顯示出來，并構(gòu)成故障電流的流動(dòng)通路。
文檔編號(hào)H01T4/08GK1135109SQ9610143
公開日1996年11月6日 申請(qǐng)日期1996年1月31日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月23日
發(fā)明者W·施密特 申請(qǐng)人:Abb管理有限公司