專利名稱：帶有放電元件的過電壓防護(hù)放電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種過電壓防護(hù)放電器，其具有放電元件，該放電元件用 于形成放電電流路徑并由延長(zhǎng)了爬電距離的屏蔽層圍繞，其中，該屏蔽層 帶有至少一個(gè)由電絕緣材料制成的屏蔽件。
背景技術(shù)：
這種過電壓防護(hù)放電器例如由WO 98/38653已知。在該文獻(xiàn)中描述了 一種過電壓防護(hù)放電器，其具有由夾緊元件貫穿的放電元件。該放電元件 的端側(cè)分別設(shè)有接頭元件。該放電元件由電絕緣材料圍繞，其中形成有多 個(gè)屏蔽件。通過屏蔽層延長(zhǎng)了接頭元件之間的爬電距離，從而提高了耐壓 強(qiáng)度。
在》文電過程中，相對(duì)較大的電流流過》文電元件。同時(shí)，短時(shí)間內(nèi)在方文 電元件的內(nèi)部產(chǎn)生要散發(fā)到環(huán)境中去的大量熱量。
如果放電元件出現(xiàn)了太強(qiáng)的溫升，那么這就對(duì)過電壓防護(hù)放電器造成 了不可修復(fù)的損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，這樣設(shè)計(jì)一種本文開頭所述類型的 過電壓防護(hù)放電器，使得放電元件的強(qiáng)烈溫升得到避免。
根據(jù)本發(fā)明這樣地解決這一技術(shù)問題，即，將放電元件的至少一個(gè)區(qū) 段與屏蔽件相鄰地設(shè)置，該區(qū)段沒有被電絕緣材料遮蓋。
放電元件沒有被電絕緣材料遮蓋的區(qū)段可以以改進(jìn)的方式輻射熱能。 在此優(yōu)選的是，將放電元件直接或間接地與能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)流的氣體相接觸。 例如，采用金屬氧化物變阻器作為放電元件。他們通常以燒結(jié)工藝制成并 在必要時(shí)設(shè)有提高其機(jī)械強(qiáng)度的釉層。這種燒結(jié)材料能夠?qū)?nèi)部由電流產(chǎn) 生的熱量迅速地向外排出并向外輻射。通過能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)流的氣體可以將這 些熱量迅速地從;改電元件的表面輻射和傳導(dǎo)出來。在此可以^見定，該表面
附帶地設(shè)有一個(gè)額外地促進(jìn)散熱的適當(dāng)結(jié)構(gòu)。這樣，可以例如相應(yīng)地設(shè)計(jì) 釉層或者用另外的涂層來圍繞所述放電元件。在放電元件的結(jié)構(gòu)基本上呈 圓柱形的情況下，優(yōu)選的是將未被遮蓋的區(qū)段相對(duì)于圓柱體軸線徑向布置。 另 一種優(yōu)選的設(shè)計(jì)可以將所述至少一個(gè)區(qū)段圍繞放電元件環(huán)形地延伸。用于延長(zhǎng)爬電距離的屏蔽件通常具有盤狀的環(huán)形結(jié)構(gòu)。因?yàn)榻殡姷脑?因，放電元件優(yōu)選被構(gòu)造為大致圓柱形。屏蔽件相對(duì)于放電元件的圓柱體 軸線徑向地設(shè)置。在多個(gè)屏蔽件沿圓柱體軸線布置的情況下，有利的是放 電元件未被遮蓋的區(qū)段被設(shè)計(jì)為環(huán)形。這些區(qū)段就可以例如設(shè)置在兩個(gè)屏 蔽件之間。有利的是，該環(huán)被設(shè)計(jì)成圓筒形。由此，提供了朝向所有側(cè)面 輻射熱量的可能性。有利的是，可以例如使屏蔽件至少部分地由與放電元件相接觸的支承 元件保持。由于放電元件僅僅部分地被電絕緣材料制成的覆蓋件覆蓋，因此有利 的是，為屏蔽件配設(shè)支承元件，使得它們具有足夠的機(jī)械穩(wěn)定性。通過支 承元件還可以這樣地進(jìn)一步降低屏蔽件的壁厚，使得僅僅采用了為實(shí)現(xiàn)其 電氣任務(wù)、即延長(zhǎng)爬電距離所必需的量的絕緣材料，因?yàn)闄C(jī)械穩(wěn)定性可以 由支承元件承受?？梢岳缫?guī)定，將電絕緣材料靠在放電元件上并也可以 通過依靠面?zhèn)鬟f保持力。不過，支承元件也可以這樣設(shè)計(jì)，使得電絕緣材 料與放電元件相隔開地保持。有利的是，可以將放電元件由多個(gè)彼此對(duì)接在一起的模塊構(gòu)成，并由 屏蔽件覆蓋至少 一個(gè)對(duì)接位置。用屏蔽件對(duì)對(duì)接位置的覆蓋保護(hù)了對(duì)接位置，防止了異物和濕氣的侵 入。放電元件向外密封在該對(duì)接位置上。而且，通過在放電元件的外殼表 面上自由保留的范圍可以使熱量良好地向外傳遞。在此，可以將屏蔽件澆 注在放電元件或支承元件上。不過，也可以預(yù)制該屏蔽件并將其安裝在放 電元件和支7"R元件上。有利的是，可以將支承元件插入到對(duì)接位置中。通過將支承元件插入到對(duì)接位置內(nèi)，可以使簡(jiǎn)單的放電元件結(jié)構(gòu)本身 得到固定保持，而無需附加的保持裝置。在一種有利的設(shè)計(jì)中，支承元件可以在兩個(gè)對(duì)接模塊之間呈盤狀地延伸。在一種盤狀支承元件的設(shè)計(jì)中，支承元件突伸到要構(gòu)成的放電電流路 徑內(nèi)。此外有利的是，支承元件由一種導(dǎo)電材料(例如金屬或塑料)制成。 通過在放電元件的各個(gè)模塊之間插入不同厚度的墊盤，也可以例如補(bǔ)償所 述模塊的尺寸制造公差，從而使放電元件具有標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)度。同時(shí)，支承元 件可以基本上仿效放電元件的橫截面，即，支承元件因此可以被設(shè)計(jì)為大 致圓盤形。為將相應(yīng)的支承力引入到屏蔽層內(nèi)，有利的是，使該盤擴(kuò)大到 放電元件橫截面之外，從而產(chǎn)生一個(gè)環(huán)繞的環(huán)。不過作為替換，也可以只 從放電元件輻射狀地突伸出若干單個(gè)的橋接件并使支承元件僅在所述模塊 的支承表面的范圍內(nèi)呈盤狀地延伸。也有利的是，支承元件具有 一個(gè)用于控制電場(chǎng)的場(chǎng)控制電極。支承元件的設(shè)置在放電元件內(nèi)的區(qū)段本身可以是要形成的放電電流路 徑的一部分，并因此呈介電防護(hù)地被設(shè)置。為了不對(duì)放電元件本身的介電 效應(yīng)造成不利影響，可以在該支承元件上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)使電場(chǎng)均勻化的 場(chǎng)控制電極。在此，可以例如用屏蔽件的電絕緣材料圍繞場(chǎng)控制電極和/或 支承元件。例如，可采用圓環(huán)形的場(chǎng)控制電極作為場(chǎng)控制電極。這可以例 如通過支承元件的對(duì)應(yīng)成型構(gòu)成。此外，在圓盤的情況下，可以為圓盤的 邊緣設(shè)置相應(yīng)的輪廓。不過，也可以在支承元件上固定單獨(dú)的場(chǎng)控制電極。 場(chǎng)控制電極應(yīng)具有對(duì)電場(chǎng)有積極影響的表面形狀。還有利的是，所述電絕緣材料是硅。為了在中壓、高壓和超高壓范圍內(nèi)，即，在電壓在10 kv至550 kv乃至更高的情況下也能使用所述過電壓防護(hù)放電器，相應(yīng)地使用高質(zhì)量的絕 緣材料，以避免絕緣材料中出現(xiàn)部分放電。硅易于加工并可制成不同的形 狀。因此，在釆用硅的情況下，尤其有利的是，將其直接噴射在放電元件 上，以便在必要時(shí)改鑄現(xiàn)有支承元件并在放電元件和要形成的屏蔽件之間 形成一種機(jī)械穩(wěn)定的連接。


下面在附圖中示意. 釋。在附圖中 圖1
圖2以透視圖示出了多個(gè)過電壓防護(hù)放電器， 圖3示出了屏蔽件的實(shí)施例的局部剖面。
具體實(shí)施方式
在圖1中以剖;規(guī)圖形式示出了的過電壓防護(hù);改電器具有由多個(gè)單個(gè)才莫 塊2構(gòu)成的放電元件1。所述模塊分別設(shè)計(jì)為其軸線3處在圖示平面內(nèi)的圓 柱。不過，；溪塊2此外還可以采用其它的結(jié)構(gòu)形式。因此，可以例如也將 所述模塊構(gòu)造為中空?qǐng)A柱形結(jié)構(gòu)，從而沿圓柱體軸線3產(chǎn)生一個(gè)例如夾緊 元件可以從其中穿過的凹槽。各個(gè)模塊2分別彼此同軸地設(shè)置，其中，每?jī)蓚€(gè)相鄰的模塊相互對(duì)接。 在對(duì)接位置的范圍內(nèi)分別插入有一個(gè)盤狀支承元件4。盤狀支承元件4由導(dǎo) 電材料(例如金屬)制成。支承元件4分別接觸彼此相鄰設(shè)置的模塊2。模 塊2本身由燒結(jié)的金屬氧化物構(gòu)成，同時(shí)，可以為外殼表面設(shè)有一個(gè)改善 表面機(jī)械強(qiáng)度的涂層或包鞘。因此，可以例如敷設(shè)釉層、塑料包鞘或類似 物。支承元件4設(shè)計(jì)成圓盤形，其中，圓盤形的直徑比放電元件1的直徑 大。由此沿徑向在各個(gè)支承元件4的周長(zhǎng)上形成一個(gè)環(huán)繞的環(huán)。此環(huán)繞的 環(huán)在其徑向外邊沿處成型為凸緣狀，使得支承元件4具有一個(gè)用于控制場(chǎng) 的場(chǎng)控制電極5。不過作為替代，場(chǎng)控制電極5可以由單獨(dú)的、固定于支承 元件4上的圓環(huán)構(gòu)成。支承元件4連同場(chǎng)控制電極5 —起分別由屏蔽件6 包封并受到防腐蝕保護(hù)。屏蔽件6例如澆鑄在放電元件1上并由電絕緣材 料(例如硅)制成。屏蔽件6在此分別覆蓋兩個(gè)彼此相鄰設(shè)置的模塊2之 間的對(duì)接位置。由此保護(hù)了放電元件1免受濕氣和異物的侵入。在各個(gè)屏 蔽件之間，分別構(gòu)成有一個(gè)與圓柱體軸線3同軸地設(shè)置的環(huán)形區(qū)段7。所述 環(huán)形區(qū)段7分別被設(shè)計(jì)成圓柱外殼形。熱量簡(jiǎn)單地從放電元件1內(nèi)出發(fā)通 過環(huán)形區(qū)段7向環(huán)繞的氣腔散發(fā)。為了額外地影響散熱，模塊2的表面在 環(huán)形區(qū)^a的范圍內(nèi)可以i殳置有適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)。因此，釉層可以例如具有相應(yīng) 的表面擴(kuò)大結(jié)構(gòu)。作為替代，也可以采用其它包鞘來對(duì)散熱造成積極的影 響。進(jìn)一步由支承元件4對(duì)散熱造成積極的影響。在選擇金屬支承元件4 時(shí)，可以通過置于對(duì)接處之間的支承元件4將熱量迅速地從放電元件1的
內(nèi)部導(dǎo)出。通過支承元件4的位于屏蔽件6中的區(qū)段，可以將熱量附加地向外傳輸。為了對(duì)從模塊2至支承元件4的熱量傳遞造成積極影響，可以 通過在圖1中未詳細(xì)示出的夾緊元件將所述放電元件1疊壓在一起。此夾 緊元件可以例如是將模塊2壓靠在基板8上的GFK桿(玻璃纖維強(qiáng)化塑料 桿)。在此，基板8可以例如由導(dǎo)電材料制成，并用作過電壓防護(hù)放電器的 連接元件。關(guān)于在放電元件1的位置相對(duì)的一端的圓柱體軸線3可以設(shè)有 另一種連接配件，其例如是夾緊裝置的一部分。在圖2中以透視圖的形式示出了三個(gè)過電壓防護(hù)放電器，它們同樣地 構(gòu)造。所述三個(gè)過電壓防護(hù)放電器設(shè)置在一個(gè)共同的基板8a上，并可以例 如借助夾緊元件9機(jī)械地保持。夾緊元件9由絕緣材料、例如玻璃纖維強(qiáng) 化塑料制成并在基板8和頂板IO之間設(shè)置有過電壓防護(hù)放電器的情況下將 基板8相對(duì)于頂板IO夾緊。夾緊元件9構(gòu)成為桿狀。此外，也可以采用帶 狀和條狀設(shè)計(jì)。基板8a和頂板IO用于過電壓防護(hù)放電器的電接觸。在此， 可以為導(dǎo)引唯一的放電電流而安裝三個(gè)過電壓防護(hù)放電器，其中，放電電 流被分配在三個(gè)過電壓防護(hù)放電器的放電元件上。圖3示出了屏蔽件6的局部剖視圖。可以看到作為放電元件1的一部 分的模塊2的剖面。在模塊2的對(duì)接處之間安裝有支承元件4。支承元件4 例如呈盤狀并平面地貫穿放電元件1。不過也可以將支承元件構(gòu)造為橋接件 形式并設(shè)置成沿徑向朝向放電元件1。在此，有利的是，在模塊2之間的對(duì) 接處也采用這樣構(gòu)成的支7 義元件。不過也可以以適當(dāng)?shù)男问?例如通過粘 接)將支承元件4固定在模塊2的表面上。支承元件4分別設(shè)有場(chǎng)控制電極5。場(chǎng)控制電極5在圖3所示的實(shí)施例 中由塑料制成。在此有利的是，采用一種帶有用于影響電場(chǎng)的相應(yīng)添加物 的彈性塑料。圍繞放電元件1的環(huán)形結(jié)構(gòu)是有利的。這種環(huán)形結(jié)構(gòu)可以具 有圓形的、卵形的或其它適當(dāng)?shù)慕孛嫘螤?。不過在采用徑向展寬的橋接件 形式的支承元件的情況下，也可以將球形場(chǎng)控制電極固定在支承元件的自 由端。場(chǎng)控制電極5的彈性設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，該電極可以例如借助噴射方法 預(yù)制而成并在安裝時(shí)利用其彈性變形能力推套到支承元件4上。也可以為 屏蔽件6敷設(shè)釆用相同的步驟。它們同樣可以預(yù)制并利用其彈性變形能力 推套到支承元件4上。不過也可以將場(chǎng)控制電極5和屏蔽件6都借助噴射 或鑄造方法安設(shè)在放電元件1上。除了利用硅來形成場(chǎng)控制電極5之外，也可以采用其它的塑料，只要 其能夠?qū)﹄妶?chǎng)造成影響即可。為此，例如可以將場(chǎng)控制電極的表面配備相 應(yīng)的涂層或?qū)ζ溥M(jìn)行帶來足夠的導(dǎo)電能力的相應(yīng)處理。作為替代，場(chǎng)控制電極5顯然也可以由金屬材料制成并固定在支承元件上。除了附圖所示的實(shí)施例變形之外，也可以安裝一種由陶資或其它的絕 緣材料制成的屏蔽層，該屏蔽層或者貼靠在放電元件上，或者通過至少一 個(gè)支承元件與其間隔地保持。在絕緣材料中設(shè)有相應(yīng)的凹槽，借助它使放 電元件不被覆蓋并且可以實(shí)現(xiàn)良好的散熱。
權(quán)利要求
1.一種帶有放電元件(1)的過電壓防護(hù)放電器，該放電元件用于形成放電電流路徑并具有延長(zhǎng)了爬電距離的屏蔽層，該屏蔽層帶有由電絕緣材料制成的至少一個(gè)屏蔽件(6)，其特征在于，所述放電元件(1)的至少一個(gè)沒有被所述電絕緣材料覆蓋的區(qū)段(7)與所述屏蔽件相鄰地設(shè)置。
2. 如權(quán)利要求1所述的過電壓防護(hù)放電器，其特征在于，所述至少一 個(gè)區(qū)段(7)呈環(huán)形地繞所述放電元件(1 )延伸。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的過電壓防護(hù)放電器，其特征在于，所述屏 蔽件(6)至少部分地由一個(gè)與所述放電元件(1)相接觸的支承元件(4) 保持。
4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的過電壓防護(hù)放電器，其特征在于， 所述放電元件(1)由多個(gè)彼此對(duì)接的模塊(2)構(gòu)成并至少有一個(gè)對(duì)接位 置由屏蔽件(6)覆蓋。
5. 如權(quán)利要求4所述的過電壓防護(hù)放電器，其特征在于，所述支承元 件(4)插裝在所述對(duì)接位置內(nèi)。
6. 如權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的過電壓防護(hù)放電器，其特征在于， 所述支承元件(4)在兩個(gè)相互對(duì)接的模塊(2)之間呈盤形地延伸。
7. 如權(quán)利要求4至6中任一項(xiàng)所述的過電壓防護(hù)放電器，其特征在于， 所述支承元件(4)具有用于控制電場(chǎng)的場(chǎng)控制電極(5)。
8. 如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的過電壓防護(hù)放電器，其特征在于， 所述電絕緣材料是硅。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有放電元件的過電壓防護(hù)放電器，該過電壓防護(hù)放電器具有帶有至少一個(gè)屏蔽件(6)的延長(zhǎng)了爬電距離的屏蔽層。該屏蔽層由電絕緣材料構(gòu)成，而放電元件(1)則用于構(gòu)成放電電流路徑。放電元件(1)的一個(gè)區(qū)段(7)與屏蔽件(6)相鄰地設(shè)置，該區(qū)段沒有被所述電絕緣材料遮蓋。在放電元件(1)上設(shè)置有用于使屏蔽件(6)機(jī)械穩(wěn)定的支承元件(4)。
文檔編號(hào)H01C7/12GK101164123SQ200680013922
公開日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2006年4月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月8日
發(fā)明者丹尼爾·佩珀, 埃哈德·皮珀特, 萊因哈德·戈勒 申請(qǐng)人:西門子公司