專利名稱：具有至少一個放電元件的過電壓放電器的制作方法
技術領域：
根據權利要求1的前序部分所述，本發明涉及一種具有至少一個放電元件-例如 壓敏電阻-的過電壓放電器，以及用于將放電元件從網絡分離的分離裝置，其中該分離裝 置包括集成在放電器內部電氣連接通路內的熱分離部位，通過該分離部位，一方面可移動 的導體段或可移動的導電橋和放電元件連接，另一方面導體段或橋和放電器的第一電氣外 端子連接；以及包括生成預應力的裝置-例如彈簧，其中與此有關的力矢量通過可移動的 分離塊直接或間接地在分離的方向上作用于導體段或橋，此外在導體段或橋的運動路徑內 或盡頭處設置導電元件，在分離裝置被觸發時該導電元件和導體段或橋接觸，并和第二電 氣外端子連接，以便形成短路聯接器。
背景技術：
具有短路功能的分離裝置也是已知的，其中在分離裝置的分離或觸發的連接狀態 時，電流通路經過損壞的放電元件而處于短路中，使得電流從放電元件轉向接通的旁路。如此接通的低歐姆的短路路徑例如可以用于確認前置連接的、調節所涉及網絡的 短路電流的開關元件，或者用于生成經定義的持續短路，這種持續短路在特定的用途中被 定義為所謂的自動防故障狀態(Fail-Safe-Zustand)。針對現有技術應當例如參看文獻EP 0860927A1。其中描述了一種非常昂貴的機電 裝置，該裝置通過壓敏電阻監控電流，并在超過預先給定的閾值后，通過機電接觸接通到通 向壓敏電阻路徑的旁路。根據文獻DE 3734214C2所述，可熱觸發的分離裝置屬于現有技術，其開關元件為 轉換觸頭。該轉換觸頭以公知的方式通過焊點閉合壓敏電阻回路。如果開關元件被觸發， 則閉合另一個接點，該接點可以要么作為內部要么作為外部的錯誤顯示或經過相應的外部 連接作為短路而被誤接。尤其在光電設備中，由于供給源的特征，那里的工作電流近似等于 短路電流。在這種直流電壓應用中，通過加熱壓敏電阻得到的經典的分離及其分離裝置并 非主要目的，因為光電設備的系統電壓達到1000V，中斷1000V的直流電路只有靠巨大的結 構或設備的花費才有可能實現。文獻DE 102006052955A1公開了一種改進的、具有外殼和至少一個放電元件-例
如壓敏電阻-的過電壓放電器，其中設置有一個分離裝置，并且還可能可后期改裝地構造 放電器，使其可以可靠地弓I導短路電流。對此為用于過電壓放電器的分離裝置配備附加的連接，該附加的連接為現有的分 離功能擴展了短路功能。具體地，附加的連接可以構造為各種形式，使得在相應的已實現的 過電壓放電器上可以根據需要從外部激活。對此在彈簧預緊的導體或橋的運動軌跡內設置至少一個導電元件，其第一端點在 分離裝置觸發的情形下與導體段或橋接觸。導電元件的第二端點與第二電氣外端子連接。 此外還設置裝置，用于防止四濺的焊劑殘渣或焊接材料或者熔化的材料落到導體段或橋與 導電元件之間的接觸部位。
在這種公知的理論中，原則上存在可靠地引導短路電流的可能性。但在接通以及 打開分離裝置時會在分離部位的元件之間形成電火花或電弧。這種電弧直到通過相應的開 關舌片(Schaltzimge)實現短路連接才逐漸消失。由于電弧的熱效應，位于固定的壓敏電 阻接點和開關舌片或短路接點之間的路徑在電弧剛消失之后抗電強度很低，之后抗電強度 的提升也非常地緩慢。如果要通過相應的開關裝置_例如保險裝置_非常快速地中斷短路 路徑中的短路電流，則該開關裝置迅速地形成加載在壓敏電阻接點和開關舌片或短路接點 之間的電氣平行 的路徑上的高電壓。如果這路徑由于前述的電弧負載還不具備足夠的抗電強度，則其由于電壓負載而 再次電火并在放電器中再次形成電弧。在這種情況下，分離裝置就失效了。
發明內容
因此，基于前述本發明的任務在于，提供一種改進的、具有至少一個放電元件和短 路功能的過電壓放電器，其中在切斷短路路徑中的開關裝置之前提高了分離路徑的抗電強 度，以便有效地阻止放電元件出現停止運轉或過負載的情況。本發明任務通過按照如權利要求1所述的特征組合的具有至少一個放電元件-尤 其是壓敏電阻，以及分離裝置的過電壓放電器得以解決，其中從屬權利要求至少包含有效 的設計和改進。因此由具有至少一個放電元件-例如壓敏電阻，以及分離裝置的過電壓放電器出 發，其中所述分離裝置用于將所述至少一個放電元件從網絡分離。分離裝置包括集成在放電器內部電氣連接通路內的公知的熱分離部位。通過該分 離部位，一方面可移動的導體段或可移動的導電橋和放電元件連接，另一方面導體段或橋 和放電器的第一電氣外端子連接。此外還包括生成預應力的裝置-例如至少一個彈簧，其 中彈簧的力矢量通過可移動的分離塊直接或間接地在分離的方向上作用于導體段或橋。此 外在導體段或橋的運動路徑內或盡頭處設置導電元件，該導電元件在分離裝置被觸發時和 導體段或橋接觸，并且該導電元件和第二電氣外端子連接，以便形成短路聯接器。此外還可 以設置用于中斷短路支路中的短路的裝置-例如保險裝置。根據本發明設置可移動的隔離部件，其在出現短路狀態時或之前直接沉入導體段 或橋的運動路徑中，以便對導電元件和分離部位之間再次點燃電弧產生反作用，或者阻止 或抑制導電元件和分離部位之間再次點燃電弧。通過根據本發明的解決方案，可以在電弧消失后明顯地提高分離路徑的強度，更 確切地說是在前置連接的斷路裝置-例如保險裝置形式的短路裝置-產生否則造成分離路 徑再次點火的電壓之前。在第一實施方式中，可移動的隔離部件構造為薄板，在靜止位置中其縱向范圍延 伸至運動路徑。在實際的分離過程中，薄板由可移動的橋帶離其靜止位置。可移動的橋到達短路 位置時，薄板彈回其靜止位置，因此分離路徑被相應的延長。在這種情形下，分離路徑通過 隔離部件被可靠地阻擋了。根據本發明的第一實施方式所述的薄板可以一端固定而具有彎曲回彈的屬性。作為替代地，所述薄板可以是剛性的，然而可以繞著一個端點旋轉。這里優選地使得薄板依靠彈簧的彈力保持靜止。在分離過程中通過可移動的橋的動能使薄板離開其靜止 位置，所述的動能通過相應的彈簧預應力傳輸到橋。在第二實施方式中，可移動的分離塊在分離情況下作用于橋，其中隔離部件集成 在分離塊中或分離塊包括這樣的隔離部件。此外帶有隔離部件的分離塊還可以表現為一種具有兩個柄的類似飛去來器的形 式，其中產生預應力的裝置作用于第一柄，第二柄構成隔離部件，而旋轉軸在兩個柄之間。在根據本發明的第三實施方式中，可移動的分離塊與作為隔離部件的旋轉滑閥協 同作用，其中在分離過程中旋轉滑閥由分離塊帶動，并在出現短路狀態時侵入運動路徑。旋轉滑閥安置于旋轉軸處，該旋轉軸與分離塊的旋轉點不同。在本發明的第四實施方式中，可移動的隔離部件例如管狀地、可滑動地安置于橋 旁或橋上，其中隔離部件由分離塊帶動，以便最遲在短路狀態時沉入或侵入運動路徑中。 前述的過電壓放電器的特征尤其在于其應用于具有在短路電流水平上的高系統 電壓和工作電流的直流電壓設備中，尤其是應用于光電設備中。
下面將結合實施例和附圖對本發明進行詳細地說明，其中，圖1示出了具有隔離薄板的第一實施方式的示意性示圖；圖2a示出了具有特別成型的分離塊的本發明的第二實施方式的示圖，其中分離 塊具有集成的隔離部件，所示為分離過程之前的狀態；圖2b示出了與圖2a類似的示圖，但所示為分離和實現短路之后的狀態；圖3a示出了具有旋轉滑閥的本發明的另一實施方式，其中旋轉滑閥至少部分地 由可旋轉的分離塊帶動，所示為分離過程之前的狀態；圖3b示出了與圖3a類似的示圖，但所示為分離和已實現的短路的狀態；圖4a示出了具有構造為滑閥的隔離部件的本發明的第四實施方式，所示為分離 之前的狀態；以及圖4b示出了與圖4a類似的示圖，但所示為已分離并短路的狀態。
具體實施例方式為了提高分離路徑的抗電強度，在各實施例中都在切斷短路路徑中的外部開關裝 置之前使用隔離部件或滑閥。該由絕緣材料制作的滑閥在分離部位c或固定的壓敏電阻連接腳和短路接點b之 間滑動，這樣接點c和b之間的路徑被延長并使再次點火變得困難。所述隔離部件或滑閥優選地在可移動的開關舌片3到達短路接點b之后才被引 入。這就確保了滑閥不會因電弧而損壞，并且電弧由于燒損或從旁橋接滑閥可能為再次點 火提供一條可能的替代的路徑。為此將隔離部件或滑閥時間上協調地與開關舌片3的運動 相關聯是主要的。上述的情形的區別在于滑閥，其在分離裝置打開時直接進入接點之間，從而消除 此處存在的電弧。在這種解決方案中，不具有短路路徑的放電器的開關能力通過滑閥而直 接得以提高。在低負載的情況下或應用于交流電網中時，這種方法絕對適合。而在高負載或應用于直流電領域中時，借助于滑閥直接消除電弧還存在問題。在本發明中有一點很重要，即滑閥與部件3和c之間的電弧盡可能不接觸或只是稍微接觸，以便不對這些部件造成損害并且在短路之前避免不必要的能量輸入的延伸和提
尚ο在部件3和b之間形成短路之后，滑閥或隔離部件應盡量可靠地阻止分離路徑并 且明顯延長部件3和c之間的路徑。從時間上看，這應當在切斷短路路徑中的短路電流之 前可靠地完成，即在部件3和c之間的路程被加載開關元件的開關電壓之前。在根據圖1的第一實施方式中描述了具有兩個端子部件或連接通路A和B的壓敏 電阻放電器2。可移動的導體段或可移動的導電橋3繞接觸點a轉動。固定的壓敏電阻端子c例 如通過低熔點的焊料與舌片3的相應端連接，由此在這里形成所希望的熱分離部位。在過負載的情況下，該分離部位熔化并且舌片3或可移動的導電橋3運動到位置 3’(如箭頭所示)。這樣，當舌片3的自由端到達與連接通路B連接的導電元件b，則實現 了所希望的短路。如圖1所示，在可移動的導電橋3的運動路徑中設置例如彈性的隔離薄板100，該 薄板例如可以固定于位置101。作為替代的，還可以使用固定的隔離薄板100，其通過預應力可轉動或可返回地固 定于位置101。當橋3運動時，薄板100被移動或輕微地彎曲。在舌片到達短路聯接器(即導電 元件b)時或不久前，薄板100快速返回其靜止位置或出發位置，即在部件b和c之間，因此 這兩個接點之間不會再有可能出現電弧的直接路徑。在圖2a和2b所示的實施例中，設置了可繞固定點轉動的分離塊(部件13內的箭 頭)。該分離塊13的造型與飛去來器類似。其第一端通過彈簧1而預拉伸。分離塊13的第二端構成了實際的隔離部件102。在預過載的情況下，熱分離部位熔化，然后橋3 (如箭頭所示)運動到導電元件 b (位置3’)，由此出現所希望的短路情況。這時隔離部件102出現在c和b之間的路徑中， 其結果是如所希望地阻斷了此處的分離路徑。分離塊13的隔離部件102可以通過開槽引導，這樣部件c和b之間不存在連續的 滑面。作為替代地或者附加地，也可以相對于由絕緣材料構成、用于覆蓋壓敏電阻2 (未示 出)的面提升部件c和b或橋3。圖2b示出了在短路和分離情況下，隔離部件102所到達的位置。在圖3a和3b所示的實施例中，分離組建13通過此處未示出的彈簧而預拉伸，其 中形成了組件13中箭頭所指方向的預應力。在分離塊13和橋3之間設置旋轉滑閥103作為隔離部件。該旋轉滑閥可轉動地保持在轉軸處，轉軸的軸位置不同于分離塊13的轉軸。在熱過負載的情況下，橋3從位置c運動到位置b-即導電元件b，從而形成所希望 的短路狀態(3’所示位置)。圖3b示出了短路狀態和旋轉滑閥103改變了的位置。這里，旋轉滑閥又進入到部 件c和b之間的路徑并擴大了分離距離。
如果需要，與部件13和103相關的位置可以構造為可返回的。旋轉滑閥103的運動與分離塊13的運動及其施加于橋3上的影響相協調。旋轉滑閥還可以構造為鏟狀或U狀，以便可以側面分離接點區域。在如圖4a和4b所示的實施例中，隔離部件作為滑閥104直接固定于橋3處或橋 3上。此外可移動部件104形式決定地與分離塊13連接，因此可移動部件104傳輸分離 塊的旋轉運動(如組件13內的箭頭所示)并將其轉化為縱向位移運動。如果橋3到達短路位置，圖中隔離部件104已向下運動，其中，凸出的一端侵入部 件b和c之間的分離路徑并增大了隔離距離。隔離部件104可以構造為管或凹口的管，其在接點分離后直接或有延時地完全或 部分地在橋3上滑動。通過部件104的移動和射擊可以影響是否需要消除電弧功能或只有實現短路之 后才侵入。附圖標記 1彈簧2壓敏電阻3可移動的橋3’可移動的橋的短路位置a可移動的橋的固定的端子連接點b導電元件c熱隔離部位或固定的壓敏電阻端子A ；B連接通路13分離塊100、102、103、104 可移動的隔離部件101可移動的隔離部件的固定點或旋轉點
權利要求
1.一種過電壓放電器，具有至少一個放電元件⑵以及用于將放電元件⑵從網絡分 離的分離裝置，放電元件例如是壓敏電阻，其中該分離裝置包括集成在過電壓放電器內部 電氣連接通路內的熱分離部位(c)，通過所述分離部位(c)，一方面可移動的導體段或可移 動的導電橋(3)與放電元件( 連接，另一方面所述導體段或所述導電橋C3)和過電壓放 電器的第一外部電氣端子(A)連接；該分離裝置還包括生成預應力的裝置-例如彈簧(1)， 其中相關的力矢量直接地或者通過可移動的分離塊(13)間接地在分離方向上作用于所述 導體段或所述導電橋C3)上，此外在所述導體段或所述導電橋(3)的運動路徑內或末端設 置導電元件(b)，該導電元件在分離裝置被觸發的情況下與所述導體段或所述導電橋(3) 接觸，并且該導電元件和第二外部電氣端子(B)連接，以便形成短路聯接器，其特征在于， 設置可移動的隔離部件(100 ；102 ；103 ； 104)，所述隔離部件在達到短路狀態時或緊鄰之前 侵入到所述導體段或所述導電橋(3)的運動線路中，以便阻止或抑制導電元件(b)和分離 部位(c)之間再次點燃電弧。
2.如權利要求1所述的過電壓放電器，其特征在于，所述可移動的隔離部件構造為薄 板(100)，所述薄板的縱向范圍在靜止位置中延伸至所述運動線路中，其中在分離過程中， 所述薄板(100)由所述可移動的導電橋C3)帶離其靜止位置，并且在所述可移動的導電橋 (3)到達短路位置時，所述薄板返回其靜止位置。
3.如權利要求2所述的過電壓放電器，其特征在于，所述薄板(100)—端固定，并且所 述薄板(100)具有彎曲回彈的屬性。
4.如權利要求2所述的過電壓放電器，其特征在于，所述薄板(100)是剛性的并能繞著 一端旋轉。
5.如權利要求4所述的過電壓放電器，其特征在于，所述薄板(100)在彈力支持下保持在其靜止位置。
6.如權利要求1所述的過電壓放電器，其特征在于，所述可移動的分離塊(13)在分離 情況下作用于所述導電橋(3)，其中所述分離塊(13)包括所述隔離部件(102)或具有這樣 的部件。
7.如權利要求6所述的過電壓放電器，其特征在于，具有隔離部件(102)的所述分離塊 表現為具有兩個柄的類似飛去來器的形狀，其中所述產生預應力的裝置作用于第一柄，第 二柄構成所述隔離部件(102)，而旋轉軸在這兩個柄之間。
8.如權利要求1所述的過電壓放電器，其特征在于，所述可移動的分離塊(13)與作為 隔離部件的旋轉滑閥協同作用，其中在分離過程中所述旋轉滑閥(103)由所述分離塊(13) 帶動，并在達到短路狀態時侵入到所述運動線路中。
9.如權利要求8所述的過電壓放電器，其特征在于，所述旋轉滑閥(103)安置于旋轉軸 處，所述旋轉軸與所述分離塊(1 的旋轉點不同。
10.如權利要求1所述的過電壓放電器，其特征在于，所述可移動的隔離部件(104)可 位移地安置于所述導電橋(3)旁或上，其中所述隔離部件(104)由所述分離塊(13)帶動， 以便最遲在短路狀態中侵入到所述運動線路中。
11.如前述權利要求之一所述的過電壓放電器，其特征在于，所述過電壓放電器應用于 短路電流水平上系統電壓和工作電流高的直流電壓設備中，尤其是應用于光電設備中。
全文摘要
本發明涉及具有至少一個放電元件(例如壓敏電阻)及將放電元件從網絡分離的分離裝置的過電壓放電器，分離裝置包括集成在放電器內部電氣連接通路內的熱分離部位，通過該分離部位，可移動的導體段或可移動的導電橋一方面和放電元件連接，另一方面和放電器的第一電氣外端子連接；包括生成預應力的裝置-例如彈簧，相關力矢量通過可移動的分離塊直接或間接在分離方向上作用于導體段或橋，在導體段或橋的運動路徑內或末端設置導電元件，導電元件在分離裝置觸發時和導體段或橋接觸，并和第二電氣外端子連接，以便形成短路聯接器。根據本發明設置可移動的隔離部件，其在出現短路狀態時或緊鄰之前直接沉入導體段或橋的運動線路中以便阻止或抑制導電元件和分離部位之間再次點燃電弧。
文檔編號H01C7/12GK102132467SQ200980133073
公開日2011年7月20日 申請日期2009年8月25日 優先權日2008年8月25日
發明者A·埃爾哈特, C·博格, S·施萊特 申請人:德恩及索恩兩合股份有限公司