專利名稱：帶有熱過(guò)載保護(hù)的過(guò)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(guò)載保護(hù)(thermischemiiberlastschutz)的過(guò)電壓放 電器(tlberspannungsableiter)及其應(yīng)用，并涉及一種用于保護(hù)過(guò)電壓放電器免受熱過(guò)載 (thermischer Oberlastung )的方法。
背景技術(shù)：
由文件DE 10059534C1可知一種過(guò)電壓放電器。

發(fā)明內(nèi)容
有待實(shí)現(xiàn)的目的在于，提供一種用于過(guò)電壓放電器的熱過(guò)載保護(hù)和提供一種方 法，它們可靠且簡(jiǎn)單地保護(hù)過(guò)電壓放電器免受熱過(guò)載。該目的通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的過(guò)電壓放電器來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，該目的按照根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。過(guò)電壓放電器具有至少兩個(gè)電極(Elektrode)，其中，電極中的至少一個(gè)具有通 風(fēng)道(BelUftungskanal)。這種過(guò)電壓放電器既可為雙電極過(guò)電壓放電器又可為三電極 過(guò)電壓放電器，其中，外側(cè)電極中的至少一個(gè)設(shè)有通風(fēng)道。電極可構(gòu)造成相對(duì)的銷式電極 (Stiftelektroden)。備選地，一電極可作為管形電極(Rohrelektrode)來(lái)實(shí)施，一銷式電 極凸入到該管形電極中。過(guò)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(guò)電壓放電器。過(guò)電壓放電器的內(nèi)腔相對(duì)于周圍環(huán)境不透氣地(gasdicht)被 封閉(verschlossen)。過(guò)電壓放電器的內(nèi)腔中存在有氣體。在過(guò)電壓放電器的內(nèi)部，在超越一定的極限電壓時(shí)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(guò)所供應(yīng)的電流而被 維持。該電弧產(chǎn)生了過(guò)電壓放電器的熱負(fù)荷，該熱負(fù)荷不得超越對(duì)于過(guò)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(jìn)行加載時(shí)，過(guò)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(guò)電壓放 電器會(huì)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(shí)熔 融。通風(fēng)道用于將過(guò)電壓放電器的內(nèi)腔與過(guò)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(guò)通風(fēng)道到達(dá)過(guò)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(shí)施形式中，通風(fēng)道布 置在銷式電極中。在一種備選的實(shí)施形式中，通風(fēng)道布置在外電極(Auiienelektrode)或 管形電極中。通過(guò)空氣流入到過(guò)電壓放電器的內(nèi)腔中，防止了由于熱過(guò)載而發(fā)生過(guò)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(huì)存在如下危險(xiǎn)，即， 過(guò)電壓放電器著火。通過(guò)空氣供給有目的地防止了過(guò)電壓放電器的過(guò)熱，因?yàn)樵诹魅氲目諝獾那樾蜗聦?shí)現(xiàn)了電路的斷開(kāi)。優(yōu)選地，在一種實(shí)施形式中，通風(fēng)道在其面對(duì)過(guò)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(shí)施形式中，熔融元件具有低熔點(diǎn)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(shí)施形式中，熔融元件如此地構(gòu)造，S卩，在過(guò)電壓放電器的升溫的情 形下，熔融元件具有孔穴(Loch)，通過(guò)孔穴，空氣到達(dá)過(guò)電壓放電器的內(nèi)腔中。在一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，過(guò)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(guò)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(jìn)一步的火 花形成，由此，過(guò)電壓放電器的不允許地高的升溫的危險(xiǎn)可幾乎被防止。因此，相比于所施 加的電壓，被通風(fēng)的(belilfteten)過(guò)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(guò)電壓放電器的內(nèi)腔中，過(guò)電壓放電器被從電路(在正常 情況下，該電路通過(guò)該過(guò)電壓放電器而被連接)斷開(kāi)。在一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，通風(fēng)道利用低熔點(diǎn)焊料來(lái)封閉。那么，該焊料形成了焊 料塞。在可用的正常狀態(tài)中過(guò)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(kāi)啟通風(fēng)道， 也就是，使得過(guò)電壓放電器借助于來(lái)自外部的空氣供給而被通風(fēng)。通過(guò)熔融元件的熔融溫 度可確定如下溫度，即，在該溫度下，過(guò)電壓放電器被通風(fēng)且因此從電路斷開(kāi)。在另一種優(yōu)選的實(shí)施形式中，在外側(cè)在熔融元件處布置有蓋板(Abdeckscheibe)。 在這種實(shí)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(shí)施形式中，蓋板以這樣的方式安裝，S卩，使得，通過(guò)蓋板而顯 示出過(guò)電壓放電器的功能狀態(tài)(Funktionszustand)。因此，在過(guò)電壓放電器的優(yōu)選橫放的 布置下，可實(shí)現(xiàn)的是，通過(guò)蓋板來(lái)顯示過(guò)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(guò)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(kāi)(16sen)，并且尤其地由于蓋板的重量而從其原始位置松開(kāi)。 在此，蓋板或者完全地從電極上落下，或者至少?gòu)钠湓嘉恢靡崎_(kāi)(entfernt)。由此，可能 的是，基于蓋板的關(guān)于過(guò)電壓放電器的位置推斷過(guò)電壓放電器的功能狀態(tài)。因此，觀察者可 通過(guò)察看過(guò)電壓放電器的端側(cè)面(Stirnseite)而立即確定，過(guò)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(wú)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(shí)施形式中，在蓋板處布置有機(jī)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(kāi)并被壓到位于附近的接觸元件上。通過(guò)蓋板與接觸元件 的接觸，電觸點(diǎn)被閉合且電信號(hào)被產(chǎn)生。該電信號(hào)可被使用以用于進(jìn)一步的處理，例如用于 過(guò)電壓放電器的功能狀態(tài)的顯示。因此，在這種實(shí)施形式中，過(guò)電壓放電器同樣被設(shè)計(jì)用于 豎放的布置。過(guò)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(guò)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(guò)電壓放 電器而被導(dǎo)出的電氣線路中被應(yīng)用。尤其地，過(guò)電壓放電器適合用于防雷應(yīng)用，在該防雷應(yīng) 用中，過(guò)電壓放電器至少有時(shí)候處于或可處于電網(wǎng)電壓下。過(guò)電壓放電器尤其地適合于，在 電網(wǎng)保護(hù)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(hù)免受雷電沖 擊電流和過(guò)電壓。
過(guò)電壓放電器用作于，在很短的時(shí)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(guò)電信網(wǎng)絡(luò)或電壓放電器而被短路時(shí)(功率交叉))，可能發(fā) 生過(guò)電壓放電器的不允許地高的升溫，這可能導(dǎo)致燃燒。通過(guò)如上所述的過(guò)電壓放電器，這 種過(guò)度的加熱被防止，因?yàn)樵谶^(guò)電壓放電器的通風(fēng)中，實(shí)現(xiàn)了電路的斷開(kāi)且過(guò)電壓放電器 冷卻。此外，描述了一種用于保護(hù)如之前所述的過(guò)電壓放電器免受熱過(guò)載的方法，該方 法具有下列步驟。當(dāng)過(guò)電壓放電器不允許地強(qiáng)烈地升溫時(shí)，熔融元件由于過(guò)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(guò)電壓放電器通過(guò)通風(fēng)道而被通風(fēng)，并 且，由于電弧的熄滅，電路斷開(kāi)。在另一優(yōu)選的方法步驟中，蓋板在熔融元件熔融時(shí)從其原始位置中松開(kāi)。因此優(yōu) 選地，在過(guò)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(kāi)。在另一優(yōu)選的方法步驟中，蓋板在熔融元件熔融時(shí)通過(guò)彈簧的力而被壓到接觸元 件上。通過(guò)蓋板與接觸元件之間的接觸，電信號(hào)由接觸元件產(chǎn)生和傳遞。該裝置和方法在下面借助于實(shí)施例和屬于其的附圖而被進(jìn)一步說(shuō)明。接下來(lái)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(gè)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(lái)標(biāo)示。圖1顯示了帶有通風(fēng)道的過(guò)電壓放電器的電極，通風(fēng)道利用熔融元件來(lái)封閉，圖2顯示了帶有蓋板的過(guò)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(diǎn)式過(guò)電壓放電器的示意性的簡(jiǎn)圖，圖4顯示了過(guò)電壓放電器的電極的示意性的簡(jiǎn)圖，在該電極中蓋板設(shè)有機(jī)械的彈
ο
具體實(shí)施例方式在圖1中在橫截面中示出了過(guò)電壓放電器的電極1的第一種實(shí)施形式。優(yōu)選地， 電極1具有通風(fēng)道2，其將過(guò)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(guò)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(guò)電壓放電器的內(nèi)部 區(qū)域中具有均勻的電極端面。在過(guò)電壓放電器的電極ι的內(nèi)側(cè)端面之間實(shí)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(guò)電極1且在兩個(gè)端部處朝向電極1的 內(nèi)腔而敞開(kāi)。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(guò)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(guò)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(guò)電壓放電器的電極1的另一種實(shí)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(guò)熔融元件3在其位置中被 固定。在過(guò)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(kāi)。在過(guò)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(dòng)或甚至完全落下。因此，蓋板4的位置充當(dāng)指示器(過(guò)電壓放電器是已被通風(fēng)還是仍處于完好狀態(tài) 中)。在過(guò)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(guò) 電壓放電器被通風(fēng)且因此不可使用，那么蓋板4至少?gòu)乃脑嘉恢弥幸崎_(kāi)，或者蓋板4完 全地從該位置中移開(kāi)。在圖3中示出了 2電極過(guò)電壓放電器的示意性的簡(jiǎn)圖。過(guò)電壓放電器在這種實(shí)施 形式中具有兩個(gè)電極1，它們中，兩個(gè)電極1中的至少一個(gè)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(guò)電壓放電器的兩個(gè)電極1之間作為絕緣體布置有管狀的筒 5，其與兩個(gè)電極1 一起構(gòu)成了實(shí)際上的過(guò)電壓放電器。優(yōu)選地，筒5由陶瓷材料制成。筒 5與兩個(gè)電極1一起形成了過(guò)電壓放電器的不透氣地被封閉的內(nèi)腔。過(guò)電壓放電器的兩個(gè) 電極1的間隔這樣地大，即，使得在空氣處兩個(gè)電極1之間的擊穿電壓要高于預(yù)定的過(guò)電壓 放電器的觸發(fā)電壓。圖4在橫截面中顯示了過(guò)電壓放電器的另一種實(shí)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(guò)熔融元件3而被固定。在過(guò)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(guò)彈簧6的力，蓋板4被從熔融元件3松開(kāi)并且通 過(guò)彈簧6而被壓到接觸元件7上，該接觸元件7布置在過(guò)電壓放電器的端側(cè)面處。通過(guò)蓋 板4與接觸元件7的接觸，由接觸元件觸發(fā)一信號(hào)，其通過(guò)信號(hào)線路8而被傳遞到未在該圖 中示出的評(píng)價(jià)裝置處。因此，接觸元件7的信號(hào)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(lái)展示過(guò)電壓放電器的功能狀態(tài)。雖然在實(shí)施例中僅描述了過(guò)電壓放電器的可能的改進(jìn)方案的有限的數(shù)量，但是， 過(guò)電壓放電器不限于這些實(shí)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(guò)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(shuō)明的對(duì)象和方法的描述不限于各個(gè)特定的實(shí)施形式。相反，只要在技術(shù) 上有意義，則各個(gè)實(shí)施形式的特征可任意地彼此組合。參考標(biāo)號(hào)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(hào)線路
權(quán)利要求
一種過(guò)電壓放電器，具有至少兩個(gè)電極(1)，其中，所述電極(1)中的至少一個(gè)具有通風(fēng)道(2)，所述通風(fēng)道(2)將所述過(guò)電壓放電器的內(nèi)腔與所述過(guò)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(guò)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(shí)熔融，即，使得空氣通過(guò)一個(gè)或多個(gè)孔穴從所述外部區(qū)域經(jīng)過(guò)所述通風(fēng) 道(2)到達(dá)所述過(guò)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(xiàng)所述的過(guò)電壓放電器，其特征在于，所述兩個(gè)電極(1) 之間的間隔如此之大，即，使得空氣中所述兩個(gè)電極(1)之間的擊穿電壓高于預(yù)定的所述 過(guò)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(xiàng)所述的過(guò)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(guò)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(xiàng)所述的過(guò)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(xiàng)所述的過(guò)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(guò)電壓放電器，其特征在于，所述蓋板(4)顯示了所述過(guò)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(guò)電壓放電器，其特征在于，在所述蓋板(4)處布置有機(jī) 械的彈簧(6)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的過(guò)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(guò)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(xiàng)所述的過(guò)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(xiàng)所述的過(guò)電壓放電器的在電信設(shè)備中的應(yīng)用。
12.一種用于保護(hù)過(guò)電壓放電器免受熱過(guò)載的方法，具有根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng) 所述的過(guò)電壓放電器，所述方法帶有下列步驟-在熱過(guò)載的情形下使所述熔融元件(3)熔融， -通過(guò)通風(fēng)道(2)進(jìn)行所述過(guò)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(kāi)并從所述蓋板(4)的原始位置移開(kāi)。
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(guò)彈簧(6)的力被壓到 接觸元件(7)上。
全文摘要
描述了一種過(guò)電壓放電器，其具有至少兩個(gè)電極(1)。電極(1)中的至少一個(gè)具有通風(fēng)道(2)。過(guò)電壓放電器的內(nèi)腔通過(guò)通風(fēng)道(2)與過(guò)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(guò)電壓元件的外部區(qū)域的端部處。
文檔編號(hào)H01T1/15GK101868889SQ200880118100
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)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(qǐng)人:埃普科斯股份有限公司