CN101842947A - 具有壳体和至少一个放电元件的过电压保护放电器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种过电压保护放电器,包括壳体(10)和至少一个放电元件例如变阻器以及用于使放电元件与电网分离的分离装置,该分离装置包括钎焊点(14),该钎焊点连接到在放电器内部的电的连接路径(A;B)中,可运动的导体部段或可运动的导电的桥(3)一方面通过钎焊点(14)与放电元件连接,并且导体部段或桥另一方面与放电器的电的第一外接头连接;以及包括产生预紧力的构件例如弹簧(6、11),与此有关的力矢量间接或直接通过可运动的分离架(13)沿分离方向作用到导体部段或桥(3)上。按本发明在导体部段或桥(3)的运动路径中设置导电元件(4、17),该导电元件的第一端部在分离装置触发时与导体部段或桥(3)接触,其中该导电元件的第二端部与电的第二外接头连接并且导电元件包括开关装置或构成为开关装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的作为德国专利申请No.102006052955.3的补充的过电压保护放电器,包括壳体和至少一个放电元件例如变阻器以及用于使放电元件与电网分离的分离装置,该分离装置包括钎焊点,该钎焊点连接到在放电器内部的电的连接路径中,可运动的导体部段或可运动的导电的桥一方面通过钎焊点与放电元件连接,并且导体部段或桥另一方面与放电器的电的第一外接头连接,以及包括产生预紧力的构件例如弹簧,与此有关的力矢量间接或直接通过可运动的分离架沿分离方向作用到导体部段或桥上。
背景技术
已知也具有短路功能的分离装置,在分离装置分离或触发的转换状态时电流路径通过故障的放电元件这样处于短路,使得电流从放电元件换向到接通的旁路上。
这样连接的低电阻的短路路径例如可以用于操作设置在上游的开关元件或者产生确定的持续短路,该开关元件调节到相关电网的短路电流上,该持续短路电流在确定的应用情况中定义为所谓的故障安全状态。
对于现有技术例如要参考EP 0860927A1。在该文件中描述非常耗费的机电装置,该机电装置监控通过变阻器的电流并且在超过规定的临界值之后通过机电触点接通在至变阻器路径的旁路中的短路。
按DE 3734214C2可热式触发的分离装置属于现有技术,该分离装置的开关元件是转换触点。转换触点按已知方式通过钎焊点闭合变阻器回路。如果触发开关元件,那么另一个触点闭合,该触点或者可以作为内部或者可以作为外部的故障指示器或者可以同样通过相应的外部连接作为短路。
按DE 4124321C1,一种用于过电压装置放电的结构属于现有技术,其中设置多个过电压限制元件例如变阻器或二极管和例如通过过热或泄漏电流的确定而触发的断开构件。为了改善尤其是冗余地构成的这样的结构在那儿设定,设置至少两个过电压限定的元件,其中每个元件足够地确定尺寸,以便在相关的使用位置上保证过电压保护。在热熔保险丝的意义上的热式断开器监控过电压限制元件的泄漏电流,使得例如第一元件在过热时可以断开并且可以接通第二元件。
用于在第一变阻器失灵之后接通的冗余的变阻器也失灵的情况的附加的安全按DE 4124321C2在于,冗余的变阻器或者通过打开在横向电流路径中的开关或者也通过打开在纵向电流路径中的开关与电压分离。因此同时要保护的***与电网分离并且防止该***受到不利的过电压。
有选择地通过附加的开关的短路应能跨接横向电流路径,使得最后被保护的***短路。这种必要的开关的打开可以通过共同的操作同步地实现。如果要保护的***的断开和/或短路不是期望的,那么上述开关的功能通过采用跨接或移除这样的构件而被取消。但是基本上附加的开关的布置对于在纵向电流路径上或者在横向电流路径上的短路是必要的,这在处于壳体中的过电压保护放电器的本来就受限的结构空间中进一步限制花费。
尤其在光电设备中由于供给源的特性那儿的工作电流几乎与短路电流相同。在加热变阻器和其分离装置时传统的分离在这样的直流电压应用中不是主要目的,因为光电设备的***电压直至为1000V并且1000V直流电路的中断总体上仅能以巨大的结构或仪器的耗费实现。
发明内容
因此由上述内容出发,本发明的目的是,提出一种进一步发展的过电压保护放电器,包括壳体和至少一个放电元件例如变阻器以及分离装置,该分离装置也是可加装的,该过电压保护放电器能够可靠地引导短路电流,以得到用于在可装备的或可加装的放电器的意义上的新应用范围。
本发明目的的解决方案通过按权利要求1的特征组合的过电压保护放电器实现,其中从属权利要求至少是适宜的结构和进一步方案。
按本发明用于过电压保护放电器的本身已知的分离装置配备有附加的连接,该连接给已有的分离功能扩展了短路功能,该短路功能在时间上受限地引导故障电流。在此建议,附加的连接构成各种各样的,使得按需求在相应实现的过电压保护放电器上从外部的激活变得可能。
在相应的描述中关于分离装置由如下出发,即该分离装置包括具有在相应的响应温度中熔化的焊料的钎焊点。当然分离装置也可以通过其它的熔化材料实现,所述材料本身不具有导电的特性,而且此时通过桥形件实现至连接路径的电连接,该桥形件的机械位置借助于熔化材料保证。
按本发明在弹簧预紧的导体或弹簧预紧的桥的运动路径中设置至少一个导电元件,该导电元件的第一端部在分离装置触发时与导体部段或桥接触。导电元件的第二端部与电的第二外接头连接。另外设有保护构件,用于保护设置在导体部段或桥与导电元件之间的接触点免受溅出的焊料残余物或焊料或上述的熔化材料之害。
在一种优选的结构中导电元件构成为桥状弓形件,其第二端部在为此设定的接线柱拧紧时能与电的外接头连接。按这样的方式简化装配,因为桥状弓形件不必单独地接触。
在另一种优选的结构中导电元件的第一端部具有一定程度上平坦的或轻微弯曲的板形件,其中板具有相对于导体部段或桥的基本上平行的定向,而且是与分离情况有关的情况下。通过这种平行的定向应实现尽可能大面积的低电阻的接触和贴靠。
板在其朝第二端部定向的下侧上具有用于接纳溅出的焊料或熔化材料的凹部或凹槽。按这样的方式有效地防止,焊料沉淀在板上并且在那儿构成***的位置,这导致不期望的过渡电阻。凹部必要时能够容纳导体部段或桥的腐蚀的材料。
在本发明的意义上导电元件能事后安装到放电器中,以便除了分离功能之外也实现短路故障安全功能。
优选设置为导电元件的桥状弓形件具有用于固定在放电器壳体上或该壳体内的构件。导电元件这样确定尺寸或设计,使得在预定的时间之后消除短路功能。
用于固定的构件例如包括在弓形件中的凹槽或空隙以及与之互补的、用于构成形锁合的、在壳体中的凸起或对应凹槽。这样的固定构件的技术变化当然属于可考虑的有选择变形方案。
为了按在分离情况中起作用的短路器的意义有选择地激活导电元件,绝缘板可以设置在导电元件与导体部段或桥之间。有选择地导电元件可以至少在其第一端部上设有能拆卸的例如以绝缘软管形式的绝缘套。同样如绝缘板那样,绝缘套也可以通过在壳体中的适合的开口移除,以便释放附加功能“短路”。
为了有选择地激活导电元件,在本发明的实施形式中能调节在导电元件与导体部段或桥之间的相对距离。在此在第一位置中实现,导体部段或桥在分离情况中与导电元件充分接触。另外通过关于导体部段或桥的路径限定可以防止接触导电元件。在本实施形式中可考虑设置限制路径或行程的可调节的偏心轮。
为了按在分离情况中起作用的短路器的意义有选择地激活导电元件,在一种补充的实施形式中在导体部段或桥的运动路径中能采用以钉、销或类似止挡的形式的限定元件。
如已经描述的那样设定,绝缘板或钉或销能穿过壳体从外面可接近地构成,以便尤其可以事后移除该构件。
相应激活的短路功能可通过指示器发出信号。在此也可以设定,铅封用于移除绝缘板、钉或销的通口。在此例如可考虑的塞子形的铅封在移除时带走绝缘板、钉或销。这种去掉铅封的过电压保护放电器显示设定的附加的短路功能。
附图说明
下面借助于实施例和参照附图详细解释本发明。其中:
图1显示放电器的原理电路图,包括变阻器和组合的分离和断路特性;
图2显示在未触发状态下的、具有开关功能的分离装置的实施形式的示意图;
图3显示类似于图2的分离装置的视图,但是在触发状态下和短路情况下;
图4显示具有可移除的绝缘板的开关装置的实施形式;
图5a和5b显示开关装置的另一实施形式,其中短路功能可通过导电元件的偏心轮控制的运动调节;
图6显示过电压保护放电器的实施例,包括壳体和变阻器放电元件以及热式分离装置,其中分离架将机械运动传递到热式分离装置上并且在分离情况中通过作为导电元件的桥式弓形件实现短路;
图6b显示类似于按图6的视图,但是在分离状态下和触发的短路情况下;
图6a显示桥式弓形件的板形端部的详细视图,包括在短路位置中关于舌簧的可见的凹部;
图7显示具有作为开关装置的导电元件的原理图。
具体实施方式
按图1的视图,在外接头A与B之间连接变阻器2。变阻器2能通过可热式触发的分离装置(舌簧)3被分离。在点a与c之间通常通过导体部段或桥存在电连接,而且是在未触发的状态下。在状态3’下触发分离装置1并且借助于短路弓形件4建立在路径a到b上的连接,该短路弓形件4跨过变阻器2。按图操作的或触发的短路状态在点a与b之间虚线表示。根据图2至5在焊料脱焊之后在压力弹簧6(按图6和6b的附图标记11)的影响下执行转换运动。
图2示意地显示在未操作或未触发状态下的具有分离和短路功能的开关装置1。
操作的即触发的短路状态按图2示意图的形式在点a与b之间虚线表示。如提到的,在脱焊过程之后在弹簧6的力的影响下实现转换运动。构成导体部段的舌簧3同时用于实现在连接点A与B之间的期望的短路,其中该舌簧与导电元件或短路弓形件4贴靠。
借助于图3操作的或触发的状态即在点A与B之间的期望的短路显而易见,而且是由于舌簧的运动,该舌簧现在处于短路位置3’中。
在按图4的实施例中这样设置绝缘板7,使得舌簧3或3’不能贴靠到短路弓形件4。这意味着,舌簧3、3’的运动路径受绝缘板7限制。取代绝缘板7在本发明的意义上也可以采用钉或销。或者存在如下可能性,即至少短路弓形件4的画平行细线表示的端部能用可移除的绝缘软管套上。
按图5a和5b的示意图,在开关装置中其短路功能通过手动地操作一个构件尤其是偏心轮8接通或断开。
借助于偏心轮8实现不同的操作行程8’、8”,短路弓形件的可运动的部分4’可以关于刚性的弓形件部分4”变化,使得如在图5b中描述的,可实现与舌簧3的接触,这在按图5a的短路弓形件4’的可运动部分的位置中是不可能的。为了舌簧的运动限定的目的,在本实施形式中还设置止挡9。
偏心轮8可通过在虚线表示的壳体中的开口容易地调节到其按图5a和5b的示意图的不同位置中,其中通过偏心轮8的可见的自由操作端部也显而易见,该偏心轮处于相应的状态(短路或不短路)中。
从而在按图5a的开关位置“分离”中通过旋转点5支承的短路弓形件4’处于舌簧3的活动半径和作用范围之外,使得防止在路径a/b上的接触。
在“短路”位置上相反,由于可运动的短路弓形件4’通过偏心轮状的圆盘8移动到舌簧3的活动范围中而实现在路径a/b上的连接。
在按图6的实施例中具有附加的短路功能的过电压保护放电器集成到壳体10中。借助于可摆动地支承的分离架13和拉力弹簧11,预紧力作用到舌簧3上,该舌簧借助于钎焊部14与(未显示的)变阻器的穿过壳体隔壁15的接头16连接。
导电元件按图6的实施形式构成为桥状的弓形件17。弓形件17具有板形的第一端部18。桥状弓形件17的第二端部在为此设置的接线柱19拧紧的情况下与电的外接头连接。
桥状弓形件17的板形端部18在其朝第二端部定向的下侧上具有凹部20用于接纳钎焊点14的在分离情况下可能溅出的焊料。
桥状弓形件17通过用于固定的构件21可固定在放电器壳体10上或该壳体内。在导电元件的板形端部18与导体部段或舌簧3之间的距离可以通过板形端部18的弯折或弯曲进行调节或改变。板形端部18关于舌簧3位置的角度位置起决定性作用。在任何情况下在此确保,对于期望的可靠的短路舌簧3大面积地且平面地与板形端部18接触。
如果按图6的视图舌簧通过钎焊点14在位置c上脱焊,那么实现分离架13的旋转运动并且从而舌簧3转换运动直到按位置b的终端位置中,该位置b相应于短路位置。
由按图6的示意图可见,具有短路功能的进一步发展的过电压保护放电器可以毫无问题地安置在用于带罩轨条装配的标准壳体中,其中桥状弓形件17在未显示的壳体盖取下之后是可容易接近的。因此在装配方以小的耗费提供没有或有短路功能的过电压保护放电器,其中通过桥状弓形件17事后的安装也可以实现以后的短路功能。
图6b显示在实现的装置中而且在触发的状态(触发的开关位置b)下的按本发明的分离装置的视图。
凹部20这样位于在桥状弓形件17的板形端部18的区域中,使得舌簧3的钎焊点14与桥状弓形件17接触。在此可能附着的或溅出的焊料可以通过借助于凹部20得到的自由空间并且不导致可能过高的过渡电阻。
设有焊膏的钎焊点14或14’(见图6a)不参与真正的大面积的触点闭合。仅舌簧3’的部分b贴靠在桥状弓形件17的板形端部18的表面上。
图7显示具有导电元件的原理图,该导电元件构成为开关装置SE。
在过电压保护放电器例如MOV(金属氧化物变阻器)持续短路时在光电设备中的无变压器的变流器中会产生问题而且是通过产生的反向电流引起的。
另外在更换短路的过电压保护放电器时存在形成电弧的危险,因为放电器处于短路并且另外光电发生器的电流出现。在此维护人员不能测量电压,因为存在短路情况。在然后下面尝试更换放电器时产生危险的干扰电弧。
为了避免上述缺点,在本发明的结构和进一步方案中设定,导电元件与开关装置组合或者导电元件本身构成为在短路分支中的开关装置。
在短路情况中通过开关装置构成的旁路在此不设计成持续电流承载能力。在故障电流流动一定的时间之后,实现旁路的断开。导电元件通过期望的尺寸不足设计(Unterdimensionierung)引起地可以具有导电部分的较小的横截面并且因此可以廉价地制成。
导电元件可以构成为保险装置或者具有功率半导体或者与功率半导体一起构成电路,其中功率半导体在引导短路电流之后借助于起始脉冲转变到打开状态。
分配给导电元件的功能用在图7中右侧的半导体开关的或保险装置的符号图表示。
功能顺序可以如下面描述的那样。在状态①中过电压保护放电器处于规定的功能中。
在过电压保护放电器MOV过载的情况下,热式分离装置的接头运动到位置②,即运动到在旁路中的短路元件的连接点。短路元件SE关闭。在打开热式分离装置时产生的电弧由接触元件引导并且在实现短路接触时自主地熄灭。直接在实现短路接触之后电弧熄灭并且电流流过旁路即开关装置SE。
在规定的时间之后开关装置SE打开并且中断故障电流。
机械开关装置、保险装置和功率半导体可以用作为开关装置。也可以采用设计成用在直流电压回路中的火花隙。按本发明的开关装置可以集成在过电压保护放电器中,但其中与外部开关装置的组合是可能的。在断开过程之后故障的过电压保护器由电路分离出来,但是保持供电。为了在确定的时间之后进行开关装置SE的打开过程,开关装置例如通过横截面降低而一定程度上可以构成为熔丝。
附图标记列表
1 具有触点a、b和c的分离装置
2 变阻器
3 舌簧(未操作的位置)
3’ 舌簧(操作的位置)
4 短路弓形件
4’ 短路弓形件的可运动部分
4” 短路弓形件的刚性部分
5 旋转点
6 弹簧
7 绝缘板
8 偏心轮
8’ 偏心轮的短的操作行程
8” 偏心轮的长的操作行程
9 止挡
10 放电器壳体
11 拉力弹簧
13 分离架
A 第一外接头
B 第二外接头
a 变阻器接触部/在舌簧上的接头
b 触发的开关位置
c 未触发的开关位置
b’ 第二变阻器接触部
14 钎焊点
15 隔壁
16 在钎焊点上的变阻器接头
17 桥状弓形件
18 板形端部
19 接线柱
20 凹部
21 用于固定的构件
SE 开关装置
Claims (21)
1.过电压保护放电器,包括壳体(10)和至少一个放电元件例如变阻器以及用于使所述一个或多个放电元件与电网分离的分离装置,该分离装置包括钎焊点(14),该钎焊点连接到在放电器内部的电的连接路径(A;B)中,可运动的导体部段或可运动的导电的桥(3)一方面通过钎焊点(14)与放电元件连接,并且导体部段或桥另一方面与放电器的电的第一外接头连接,以及包括产生预紧力的构件例如弹簧(6、11),与此有关的力矢量间接或直接通过可运动的分离架(13)沿分离方向作用到导体部段或桥(3)上,其特征在于:在导体部段或桥(3)的运动路径中设置导电元件(4、17),该导电元件的第一端部在分离装置被触发时与导体部段或桥(3)发生接触,该导电元件的第二端部与电的第二外接头连接并且导电元件包括开关装置或构成为开关装置。
2.按权利要求1所述的过电压保护放电器,其特征在于:导电元件是桥状弓形件(17),其第二端部在为此设置的接线柱(19)拧紧时能与电的外接头连接。
3.按权利要求1或2所述的过电压保护放电器,其特征在于:导电元件(4、17)的第一端部具有板形件(18),其中板与分离情况有关地具有相对于导体部段或桥(3)的平行的定向。
4.按权利要求3所述的过电压保护放电器,其特征在于:板或板形端部(18)在其朝桥状弓形件(17)的第二端部定向的下侧上具有用于接纳溅出的焊料的凹部(20)。
5.按权利要求1至4任一项所述的过电压保护放电器,其特征在于:导电元件(4、17)能事后安装到放电器中,以便除了分离功能之外也实现短路故障安全功能。
6.按权利要求2至5任一项所述的过电压保护放电器,其特征在于:桥状弓形件(17)具有用于固定在放电器壳体(10)上或该放电器壳体内的构件(21)。
7.按权利要求6所述的过电压保护放电器,其特征在于:所述构件(21)包括在弓形件(17)中的凹槽或空隙以及与之互补的、用于构成形锁合的、在壳体(10)中的凸起或对应凹槽。
8.按上述权利要求任一项所述的过电压保护放电器,其特征在于:为了按在分离情况中起作用的短路器的意义有选择地激活导电元件(4、17),绝缘板(7)能设置在导电元件(4、17)与导体部段或桥(3)之间或者导电元件(4、17)至少在其第一端部上具有能拆卸的绝缘套。
9.按权利要求1至7任一项所述的过电压保护放电器,其特征在于:为了按在分离情况中起作用的短路器的意义有选择地激活导电元件,能调节在导电元件(4、17)与导体部段或桥(3)之间的相对距离。
10.按权利要求1至7任一项所述的过电压保护放电器,其特征在于:为了按在分离情况中起作用的短路器的意义有选择地激活导电元件(4、17),能使用作为钉、销或类似结构的、限制导体部段或桥(3)的运动路径的元件。
11.按权利要求8或10所述的过电压保护放电器,其特征在于:绝缘板(7)或钉或销能从外面穿过壳体(10)被移除。
12.按权利要求9所述的过电压保护放电器,其特征在于:所述相对距离能通过从外面穿过壳体(10)能接近的偏心轮(8)借助于工具或手动地由手来调节。
13.按上述权利要求任一项所述的过电压保护放电器,其特征在于:相应可能的短路功能能通过指示器发出信号。
14.按上述权利要求任一项所述的过电压保护放电器,其特征在于:导体部段或桥(3)由非柔性的材料构成。
15.按权利要求3所述的过电压保护放电器,其特征在于:在导电元件(4、17)的板或板形端部(18)与导体部段或桥(3)之间的距离优选能通过第一端部的弯折或弯曲改变或调节。
16.按上述权利要求任一项所述的过电压保护放电器,其特征在于:导电元件构成为保险装置。
17.按权利要求1至15任一项所述的过电压保护放电器,其特征在于:导电元件具有功率半导体或者与功率半导体一起构成电路,其中功率半导体在引导短路电流之后借助于起始脉冲转变到打开状态。
18.按权利要求1至16任一项所述的过电压保护放电器,其特征在于:导电元件在横截面方面这样确定尺寸,使得在引导短路电流之后实现导电连接的断开。
19.按权利要求1至16任一项或18所述的过电压保护放电器,其特征在于:导电元件构成为非短路持续电流承载能力的。
20.过电压保护放电器,包括壳体(10)和至少一个放电元件例如变阻器以及用于使所述一个或多个放电元件与电网分离的分离装置,该分离装置包括钎焊点(14),该钎焊点连接到在放电器内部的电的连接路径(A;B)中,可运动的导体部段或可运动的导电的桥(3)一方面通过钎焊点(14)与放电元件连接,并且导体部段或桥另一方面与放电器的电的第一外接头连接,以及包括产生预紧力的构件例如弹簧(6、11),与此有关的力矢量间接或直接通过可运动的分离架(13)沿分离方向作用到导体部段或桥(3)上,其特征在于:
在导体部段或桥(3)的运动路径中能设置导电元件(4、17),该导电元件的第一端部在分离装置被触发时与导体部段或桥(3)接触,该导电元件的第二端部与电的第二外接头连接,另外设有保护构件,用于保护设置在导体部段或桥(3)与导电元件(4、17)之间的接触点免受溅出的焊料残余物之害,
为了按在分离情况中起作用的短路器的意义有选择地激活导电元件(4、17),绝缘板(7)能设置在导电元件(4、17)与导体部段或桥(3)之间或者导电元件(4、17)至少在其第一端部上具有能拆卸的绝缘套,或者
为了按在分离情况中起作用的短路器的意义有选择地激活导电元件,能调节在导电元件(4、17)与导体部段或桥(3)之间的相对距离,或者
为了按在分离情况中起作用的短路器的意义有选择地激活导电元件(4、17),能使用作为钉、销或类似结构的、限制导体部段或桥(3)的运动路径的元件,其中短路功能在预定的持续时间之后取消。
21.按上述权利要求任一项所述的过电压保护放电器,其特征在于:该过电压保护放电器应用在具有高的***电压和在短路电流水平上的工作电流的直流电压设备中,尤其应用于光电设备。
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