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(hù)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(fù)載以及動態(tài)負(fù)載。在封裝的放電器中，這 種提高的負(fù)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(jìn)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(dǎo)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(dá)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(dǎo)致在該變型方案中用于火花隙內(nèi)部的絕緣體的費(fèi)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(fèi)的耐電壓的絕緣體的 阻礙，這導(dǎo)致絕緣部件熱負(fù)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(fù)荷之外導(dǎo)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?；谕鈿さ膸缀螌嵤┬?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(fù)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(jìn)一步改進(jìn)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(biāo)，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(jìn)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(dǎo)體按本發(fā)明實現(xiàn)，所述導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dāng)與帶狀導(dǎo)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(dǎo)體區(qū)域內(nèi)的足夠的機(jī)械穩(wěn)定性以及密封性。
在具有帶狀導(dǎo)體的實施形式中，該帶狀導(dǎo)體幾乎能夠任意地在火 花隙的零件之間導(dǎo)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(jìn)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(dǎo)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(jìn)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(dǎo)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(dá) 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(dǎo)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(jìn)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(dāng)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(fèi)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(jìn)程的方式將封裝 的、耐壓的、非氣密密封的火花隙絕緣地導(dǎo)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(fèi)用都 得到縮減。附圖標(biāo)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(dǎo)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(dǎo)線或優(yōu)選一帶狀導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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