用於電能傳輸網絡中的過電壓防護放電器的製作方法
2023-07-04 09:29:41 2
專利名稱：用於電能傳輸網絡中的過電壓防護放電器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於電能傳輸網絡的過電壓防護放電器，它包括一個至少具有一個壓敏電阻塊的放電通路，其中該壓敏電阻塊具有兩個接觸區和一個外形輪廓區。在一種公知的這類過電壓防護放電器中，多個形成該過電壓防護放電器的放電通路的壓敏電阻塊相串接地設置，且夾緊在兩個端部配件之間。這種過電壓防護放電器安裝在不同電位面的能量傳輸網絡中。在兩端部配件之間環繞該壓敏電阻塊的外形輪廓設置了一個絕緣材料外殼。該壓敏電阻塊用絕緣纖維纏繞。這種壓敏電阻塊的內部故障會導致產生電弧。為了讓由於觸發電弧而產生的熱氣從該過電壓防護放電器的內部流出，絕緣纖維中設有孔。此外，絕緣纖維以機械方式將壓敏電阻塊箍緊，從而在故障情況壓敏電阻塊爆裂時產生的碎片被箍住(參見歐洲專利申請公開說明書EP 0 335 480 A2)。
本發明要解決的技術問題是提供一種本說明書開始部分所提到的那一類過電壓防護放電器，其能避免在出現故障時將壓敏電阻塊爆裂的危險。
上述技術問題是這樣解決的在至少一個壓敏電阻塊的外形輪廓區的至少一個分區設置了一個用於在超過該壓敏電阻塊的臨界溫度時引入電飛弧的覆蓋層。
藉助本發明設置的覆蓋層，在故障情況通過在外形輪廓區提前觸發電弧來防止在壓敏電阻塊內部擊穿。於是基本避免了壓敏電阻塊的碎裂。
作為覆蓋層的材料，可以優選採用一種導熱材料。這樣一種材料在壓敏電阻塊的臨界溫度時將其電阻減小到低於放電段的飛弧強度，於是引入一個電飛弧。這樣一種導熱材料允許用與通常製造壓敏電阻塊相同的生產工藝(即燒結和上釉)來製造。敷設覆蓋層也可以毫無問題地集成到通用的製造壓敏電阻塊的生產步驟中。
在本發明的進一步改進中，作為一種替換方式採用一種焰火材料來生成覆蓋層。
在由於到達壓敏電阻塊的臨界溫度而觸發焰火材料時由電離氣體形成一導電通路。該導電通路用來生成一個沿壓敏電阻塊外形輪廓區的電飛弧。該導電通路立即在壓敏電阻塊的外部形成一個電弧。利用焰火材料來製成覆蓋層給出了一種特別可靠的設計方案。就該層材料而言，可以考慮商業上通用的以硝化纖維為基的焰火材料。
焰火材料允許方便地敷設到壓敏電阻塊的外形輪廓區上。例如用一種硝化纖維在丙酮中的膏狀溶液來敷設覆蓋層。在敷設後溶劑蒸發，硝化纖維足夠牢固地固定在外形輪廓表面。硝化纖維的觸發溫度大約與壓敏電阻塊的臨界溫度相當，從而在壓敏電阻塊過載前出現所希望的外部擊穿。此外，硝化纖維製造成本不高。
本發明的一種優選結構為該覆蓋層以與其各自所選擇的材料無關的方式沿著至少一個壓敏電阻塊的外形輪廓線延伸。在這種情況下，該層可以敷設在該壓敏電阻塊的外表面或者置入一槽中。如果在外形輪廓區開有一條用於安放覆蓋層的槽，則可以在不改變外形輪廓的條件下將覆蓋層敷設在壓敏電阻塊上。
一條沿著一外形輪廓線延伸的覆蓋層在多個前後串接設置的壓敏電阻塊情況可到達每一個壓敏電阻塊，從而不論哪一個壓敏電阻塊出現故障，確保保護措施快速生效。
還可以將該層製成環狀。
如果覆蓋層成環狀敷設在壓敏電阻塊上，確保響應時間最短。必要時還可將一個環狀層與一個沿外形輪廓線走向的層結合起來。然而一個環狀布置的層會消耗較多的覆蓋層材料。在極端情況下，可以在壓敏電阻塊的整個外形輪廓表面上敷設覆蓋層。
下面結合附圖對三個實施方式進行說明
圖1示出了帶有一個沿一外形輪廓線走向的膜層的過電壓防護放電器的斷面圖；圖2示出了帶有多個呈環狀環繞放電通路走向的膜層的過電壓防護放電器的斷面圖；圖3為一個帶槽的單個壓敏電阻塊的透視圖。
在圖1中以斷面圖表示的過電壓防護放電器具有一個第一端部配件2和一個第二端部配件3。在這兩個端部配件2和3之間設置了一個由三個壓敏電阻塊4a、4b、4c構成的放電通路。為了與過電壓防護放電器1電接觸和對其作機械固定，在該第一端部配件上設置了一個第一連接螺栓5，在第二端部配件上設置了一個第二連接螺栓6。這三個壓敏電阻塊4a、4b、4c為達到機械穩定用絕緣杆7將它們拉緊。為保護不受外部影響，過電壓防護放電器1具有一個絕緣材料製成的殼體8。沿著壓敏電阻塊4a、4b、4c的外形輪廓上設置了由一種在超過壓敏電阻塊的臨界溫度時會引起電飛弧的材料製成的覆蓋層9。該覆蓋層9例如可以由一種導熱材料或一種焰火材料構成。該覆蓋層9的作用方式在該層的設計方案中應當示例地解釋成焰火覆蓋層。
在過電壓防護放電器中出現內部故障時，例如在壓敏電阻塊4a或4b或4c有故障時由於故障電流流過放電通路而使壓敏電阻塊加熱。在達到約200℃的臨界溫度時使覆蓋層9觸發，且形成電離氣體。該電離氣體當時在第一端部配件和第二端部配件之間形成一導電通路。由於在兩端部配件之間施加有高電勢差，立即產生了電弧。該電弧在壓敏電阻塊4a、4b、4c外部燃燒；這樣防止壓敏電阻塊4a、4b、4c的內部擊穿。過電壓防護放電器1的內部由於電弧燃燒而形成的氣體過壓可通過絕緣材料殼體8的相應裂開而消失。
圖2所示的過電壓防護放電器1a具有與圖1中的過電壓防護放電器1原則上相同的構造。僅僅該覆蓋層9a、9b、9c以環狀環繞設置在壓敏電阻塊4a、4b、4C上。焰火材料的敷設可以用各種變化方式來完成。如已經提到的那樣，該焰火材料可以作為膏狀溶液來利用。在此實施方式情況，焰火材料以一帶狀結構形式卷繞在各自的壓敏電阻塊上。
按照圖3，一個單個的壓敏電阻塊4d沿著一外形輪廓線開有一槽10。該槽可充填用於在超過臨界溫度時會引起電飛弧的材料。
權利要求
1.一種用於電能傳輸網絡中的過電壓防護放電器(1，1a)，包括一個具有至少一個壓敏電阻塊(4a，4b，4c)的放電通路，其中該壓敏電阻塊(4a，4b，4c)具有兩個接觸區和一個外形輪廓區，其特徵在於在所述至少一個壓敏電阻塊(4a，4b，4c)的外形輪廓區的至少一個分區設置了一個用於在超過該壓敏電阻塊的臨界溫度時引入電飛弧的覆蓋層(9，9a，9b，9c)。
2.按照權利要求1所述的過電壓防護放電器(1，1a)，其特徵在於所述覆蓋層(9，9a，9b，9c)由一種導熱材料製成。
3.按照權利要求1所述的過電壓防護放電器(1，1a)，其特徵在於所述覆蓋層(9，9a，9b，9c)由一種焰火材料製成。
4.按照權利要求3所述的過電壓防護放電器(1，1a)，其特徵在於所述覆蓋層(9，9a，9b，9c)由一種以硝化纖維為基的材料製成。
5.按照權利要求1至4中任一項所述的過電壓防護放電器(1，1a)，其特徵在於所述覆蓋層(9)沿著至少一個壓敏電阻塊的外形輪廓線延伸。
6.按照權利要求1至4中任一項所述的過電壓防護放電器(1，1a)，其特徵在於所述覆蓋層(9a，9b，9c)成環狀。
7.按照權利要求1至6中任一項所述的過電壓防護放電器(1，1a)，其特徵在於所述覆蓋層(9)設置在一個槽中。
全文摘要
本發明公開了一種過電壓防護放電器(1)，其包括一個帶有至少一個壓敏電阻塊(4a，4b，4c)的放電通路，為防止在出現內部故障且與此相聯繫地形成一個電弧時使壓敏電阻塊(4a，4b，4c)爆裂，建議在至少一個壓敏電阻塊(4a，4b，4c)的外形輪廓區設置一個由一種在超過壓敏電阻塊(4a，4b，4c)的臨界溫度時會導致電飛弧的材料製成的覆蓋層(9，9a，9b，9c)。
文檔編號H01C1/00GK1528001SQ02811981
公開日2004年9月8日 申請日期2002年7月16日 優先權日2001年7月17日
發明者伯恩德·克魯斯卡, 卡伊·斯坦菲爾德, 伯恩德 克魯斯卡, 斯坦菲爾德 申請人:西門子公司