CN100367439C - 过电压放电器的带电部件 - Google Patents

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Abstract

一种过电压放电器用的带电部件具有两个沿一轴线(z)相隔一定距离布置的连接配件(10、20)、至少一个设置在这两个连接配件之间的圆柱形可变电阻柱(30)和至少一个绝缘材料环(41、42)。该绝缘材料环支撑在这两个连接配件上并由此在形成接触力的情况下夹持该带电部件。这种带电部件具有结构高度小和材料使用少的特点，这个特点是这样实现的：这两个连接配件的至少一个具有一个垂直于轴线(z)布置的并设计成板(11、12)的电极以及一个在该板上一体构成的电接头(12、22)。此外，在板(11、21)和/或其边缘上一体构成了作为绝缘材料环(41、42)的支持装置用的凸缘(13、14、23、24)。

Description

过电压放电器的带电部件
技术领域
本发明涉及一种过电压放电器的带电部件。所述过电压放电器的带电部件具有两个沿一轴线相隔一定距离布置的连接配件、至少一个设置在这两个连接配件之间的圆柱形可变电阻柱和至少一个绝缘材料环，该绝缘材料环支撑在这两个连接配件上或这两个连接配件之一上并支撑在一个布置在这两个连接配件之间的所述可变电阻柱内的连接件上，并在形成接触力的情况下，所述可变电阻柱或一段由所述连接配件和连接件所界定的可变电阻柱段被夹持在一起。本发明也涉及一种含有该带电部件的过电压放电器。
背景技术
该带电部件包括两个沿一根轴线相隔一定距离布置的并可加1000伏以上电压的连接配件。在这两个连接配件之间有一个由一个可变电阻元件或两个或多个串联可变电阻元件组成的可变电阻柱。此外，该带电部件含有一个绝缘材料环或必要时两个或多个绝缘材料环。这个或这些绝缘材料环支持在两个连接配件上并由此在形成接触力的情况下把这两个连接配件和可变电阻柱夹持在一起。这个或这些绝缘材料环也可支持在这两个连接配件之一和一个布置在这两个连接配件之间的可变电阻柱内的连接件上，并在形成接触压力的情况下，把一个由支撑的连接配件和该连接件界定的可变电阻柱段夹持在一起。
当这个带电部件埋入一种聚合物中或装入一个必要时气体绝缘的外壳中，以防止接触或污染时，就形成一个过电压放电器。
本发明参考了有关现有技术例如EP 614198 B1或US 5942968提出的过电压放电器。这些专利文献描述的过电放电器分别有一个由一聚合物外壳包封的柱形带电部件，该带电部件具有一个连接在两个连接配件之间的可变电阻柱。夹持力但同时也是带电部分的接触力通过一个或多个支持在这两个连接配件上的预应力绝缘材料环来施加。连接配件分别由一个金属圆柱体加工而成并具有槽和/或凸起，它们分别用来支持绝缘材料环的一端。此外，连接配件具有引向柱方向的孔，以便容纳电接头以及必要时具有一个同样在柱方向延伸的并用来容纳可变电阻柱段的空腔。所以连接配件在柱方向延伸相当大的距离并由此增加带电部件的结构高度，从而也增加了过电压放电器的结构高度。
此外，EP 1066640 B1描述了一种具有一个包括一个可变电阻柱的带电部件，在该可变电阻柱中设置了一个带支点的连接件，在这些支点上，支持朝带电部件的一个上和一个下连接配件引导的预应力的绝缘材料环。这些绝缘材料环也用来形成夹持力和接触力。与上述先有技术比较，由于这个连接件使带电部件达到较高的介电能力并由此使过电压放电器达到较高的电压等级。
发明内容
本发明的目的是提出一种结构高度很小的带电部件。
根据本发明的带电部件，两个连接配件的至少一个具有一个垂直于轴线布置的并设计成板的电极以及一个在该板上形成的电接头和绝缘材料环的一端的支持装置，这些支持装置形成在该板内和/或该板的边缘上。这样，一方面明显减少了带电部件的结构高度，另一方面，连接配件可用较少的材料和费用制造，从而明显减少带电部件的制造费用。
出于节省材料考虑，建议集成在该板上的电接头做成扁的。这样的电接头可根据其上要连接的导体的布置和结构在相对于板平面成任意角度的情况下与该板连接。为了实现导体的便捷的连接，该电接头最好设计成孔板或插塞接触。
在本发明带电部件的一个实施方案中，接触力用至少一个盘形弹簧来实现，如果从面向可变电阻柱的板的一个表面凸出一个轴向对称的定心凸台，则该弹簧可在保留预定结构高度的情况下实现定心。这个凸台可集成中该板中，但也可设计成嵌入件并固定在该板的一个凹槽中。该凸台引入通常设计成圆锥形的环形盘的盘形弹簧孔。为了在安装时或在带电部件运行过程中避免盘形弹簧过分延伸，定心凸起部的直径和环形圆盘的内直径应相互这样匹配，避免盘形弹簧被压扁。
在本发明的带电部件时，支承装置最好具有至少一个在该板边缘上一体形成的凸缘，该凸缘比可变电阻柱的直径窄。这样一个窄的凸缘特另适用于制造大直径的带电部件。用多个这样的窄的凸缘和相应数目的绝缘材料环就可在保持通过该板的厚度一起确定的小的结构高度的情况下，获得一个机械稳定的带电部件。
如果支持装置具有一个一体集成在该板中的并通过可变电阻柱的轴导向的凸缘，则可在保持很小结构高度的情况下，用一个唯一的绝缘材料环达到带电部件的机械强度和要求的接触力。用具有两个凸缘的支持装置可附加地提高机械强度，这两个凸缘在板边缘的两个直线延伸段之一内一起形成。不论在板内只设置一个或两个或必要时更多的凸缘，为了在保持很小的结构高度的情况下，达到良好的机械强度和均匀的接触压力，最好每个凸缘都有一个几乎平行于板表面在板延伸的绝缘大部分引导的面，而且配置的环做成矩形并用矩形的一个边内侧支撑在该面上。
下面结合一些实施例来说明本发明。
附图说明
图1本发明带电部件的第一实施例的零件分解图；
图2带电部件的第一实施例的前视图；
图3带电部分的第一实施例的侧视图；
图4一种户内用的具有图1至3带电部件的过电压放电器的实施例；
图5一种露天用的具有图1至3带电部件的过电压放电器的实施例；
图6一个可承受高电压的本发明带电部件的第二实施例的外观图；
图7本发明带电部件的插接式第三实施例的视图；
图8本发明带电部件的第四实施例的视图；
图9本发明带电部件的第五实施例的视图。
具体实施方式
在所有图中，相同的附图标记表示作用相同的件。图1至3所示的带电部件包括两个用导电材料例如铝制成的并沿z轴(图1)相隔一定距离的连接配件10，20。这两个连接配件10或20各具有一个垂直于轴线布置的并设计为板11或21的电极以及一个在板11或21上构成的电接头12或22。在板的对边上，在板缘的直线延伸段内构成凸缘13、14或23、24。从板11的底面或板21的顶面凸起一个圆盘状的凸台15或25。凸台15或25旋转对称地包围轴线z并作为一个或多个盘形弹簧16或26的定中心和导向用，这些盘形弹簧分别呈圆锥状的环形盘并用导电材料制成。
凸台15或25、盘形弹簧16或26和圆柱形的可变电阻柱30用非线性电阻材料例如金属氧化物尤其是氧化锌制成，它们同轴布置在连接配件之间。由图看出，可变电阻柱30由一个唯一的可变电阻元件组成，但也可用多个叠置的元件。可变电阻柱30的上端而或下端面与一个电流转接元件17或27接触。在盘形弹簧16或26和电流转接元件17或27之间设置了一块传导电流的压力承受板18或28。
从图2和3可以看出，带电部件呈柱状。柱脚由板21构成，而柱头则由板11构成。根据图1，在柱脚和柱头之间依序布置盘形弹簧26、压力承受板18、电流转接元件27、可变电阻柱30、电流转接元件17、压力承受板18和盘形弹簧16。该柱由两个矩形绝缘材料环41和42夹持在一起。在制造带电部件时，该柱克服盘形弹簧16、26的力进行预加应力。于是盘形弹簧在两个凸台15和25上定中心。定心凸台15或25的直径和环形圆盘状的盘形弹簧16或26的内直径是这样相互适配的，即避免盘形弹簧被压扁并由此引起的不容许的过分延伸。在该柱进行预应力时，把绝缘材料环41或42推到凸缘13、23或14、24上，然后该柱消除应力。盘形弹簧的弹簧行程是这样设计的，即：由弹簧施加的和被绝缘材料环吸收的力足可把该柱作为带电部件夹持在一起。由于带电部件在一定运行条件下必须短暂地通导电流，所以必须同时选用足够大的力，以便从连接配件10经可变电阻柱30向连接配件20延伸的电流路径中的接触电阻保持较小。
如图3可以看出，凸缘13、23有一个几乎平行于板表面在板延伸的绝缘大部分引导的面，而矩形的绝缘材料环41则用两个对应的矩形边里侧支撑在该面上。通过凸缘和绝缘材料环的这种结构可减小连接配件10、20的尺寸和板11、22的厚度。除了获得带电部件小的结构高度外，也保证了它的机械强度和它的电流承受能力。
为了减少材料用量和制造费用，电接头12、22做成扁的。它们几乎可在任意角度的情况下在板11、22上一体构成。如果它们象图1至3实施例那样对准z方向，则它们在板的中心一体构成带孔的板。所以可在电接头12上用螺丝拧上一根可承受高电压的重的电缆芯线并在电接头22上用螺丝拧上一根相应的接地导线而可节省占用面积。但接头12、22也可象图7那样在板11、21的方向延伸并例如设计成插塞连接。
如图4和5所示，可变电阻柱、连接配件的板和绝缘材料环可用绝缘材料例如用硅或环氧树脂基的聚合物浇封。这样就形成一个根据浇注的绝缘材料适用于户内用(图4)或露天用(图5)的、从绝缘外壳50中引出电接头12、22的过电压放电器。
绝缘材料环不必一定要支持在两个连接配件上。如图6实施例所示，可承受高压的带电部件可在可变电阻柱中设置一个金属的连接件31，这样，绝缘材料环41、42就可支撑在连接配件10的上板11和连接件31上并在导电部件的上段产生夹持力和接触力。一个绝缘材料环43和另一个未画出的绝缘材料环支撑在连接件31和下连接配件20的板21上并在带电部件的下段内建立夹持力和接触力。
在图9所示带电部件实施例中，作为支持装置只有两个在板11、21内一起构成的并通过可变电阻柱的轴z的凸缘200和201。这样就保证了一个同样做成矩形的绝缘材料环40被夹持在轴z的中心区域，并保证了带电部件的均匀的夹持力的接触力。从而保证了在产生过电压时通过带电部件的放电电流的均匀的电流密度。
如图8所示，作为支持装置可在板11、21的边缘内一体形成凸缘131、132、231、232，这些凸缘比可变电阻柱的直径窄。这时，带电部件内的夹持力和接触力可通过相对多的窄的绝缘材料环411、412来获得。

Claims (10)

1.一种过电压放电器的带电部件，具有两个沿一轴线(z)相隔一定距离布置的连接配件(10、20)、至少一个设置在这两个连接配件之间的圆柱形可变电阻柱(30)和至少一个绝缘材料环(40、41、42、43、411、412)，该绝缘材料环支撑在这两个连接配件(10、20)上或这两个连接配件之一上并支撑在一个布置在这两个连接配件之间的所述可变电阻柱内的连接件(31)上，并在形成接触力的情况下，所述可变电阻柱(30)或一段由所述连接配件(10、20)和连接件(31)所界定的可变电阻柱段被夹持在一起，其特征为，这两个连接配件中的至少一个具有一个垂直于轴线布置的并设计成板(11、21)的电极以及一个在该板上一体构成的电接头(12、22)和支持所述绝缘材料环的一端的支持装置，所述支持装置在该板内和/或在该板的边缘上一体构成，所述电接头(12、22)做成扁的并且所述电接头设计成孔板或插塞接触。
2.按权利要求1所述的带电部件，其特征为，从一个面向可变电阻柱(30)的板(11、21)的表面凸起一个轴向对称的定心凸台(15、25)，该凸台作为至少一个设计成圆锥形环形圆盘的盘形弹簧(16、26)的导向用。
3.按权利要求2所述的带电部件，其特征为，定心凸台(15、25)的直径和该环形圆盘的内直径相互适配的，避免盘形弹簧(16、26)被压扁。
4.按权利要求1至3中任一项所述的带电部件，其特征为，该支持装置具有至少一个在板(11、12)的边缘上形成的凸缘(131，132，231，232)，该凸缘比可变电阻柱的直径窄。
5.按权利要求1至3中任一项所述的带电部件，其特征为，该支持装置具有至少一个在板(11、12)内形成的并通过可变电阻柱(30)的轴线(z)引导的凸缘(200、201)。
6.按权利要求1至3中任一项所述的带电部件，其特征为，该支持装置具有至少两个在板(11、12)内形成的凸缘(13、14、23、24)，这些凸缘分别设置在板边缘的一个或两个直线延伸的区域内。
7.按权利要求5的带电部件，其特征为，该凸缘具有一个平行于板表面在板延伸的绝大部分引导的面，而绝缘材料环(40、41、42、43)为矩形并用矩形的一边里侧支撑在该面上。
8.按权利要求6的带电部件，其特征为，该凸缘具有一个平行于板表面在板延伸的绝大部分引导的面，而绝缘材料环(40、41、42、43)为矩形并用矩形的一边里侧支撑在该面上。
9.按权利要求1至8中任一项所述的过电压放电器，具有一个绝缘材料制成的外壳(50)，所述外壳包封可变电阻柱(30)、连接配件(10、20)的一部分和绝缘材料环(40、41、42、43)。
10.按权利要求9所述的过电压放电器，其特征为，所述连接配件的电接头(12、22)从该外壳中引出。
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