具有多個(gè)串聯(lián)的、處于堆疊結(jié)構(gòu)中的單火花隙的火花隙的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種火花隙，其具有多個(gè)串聯(lián)的、處于堆疊結(jié)構(gòu)中的單火花隙，所述單火花隙通過(guò)絕緣的間隔件（5）彼此隔開(kāi)并且所述火花隙在通常的工作條件下是幾乎無(wú)續(xù)流的，其中單火花隙具有電極（4）并且設(shè)置有外部的連接電極，以及火花隙還具有用于影響在堆疊結(jié)構(gòu)上的電壓分布的控制元件和/或構(gòu)成為點(diǎn)燃輔助裝置。根據(jù)本發(fā)明，機(jī)械預(yù)張緊的絕緣元件（8）能夠插入或者樞轉(zhuǎn)進(jìn)入單火花隙的兩個(gè)相鄰的電極（4）之間，以便在干擾或者過(guò)載的情況下中斷火花隙的主電流路徑。
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有多個(gè)串聯(lián)的、處于堆疊結(jié)構(gòu)中的單火花隙的火花隙【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的火花隙，其具有多個(gè)串聯(lián)的、處于堆疊結(jié)構(gòu)中的單火花隙，所述單火花隙通過(guò)絕緣的間隔件彼此隔開(kāi)并且所述火花隙在通常的工作條件下是幾乎無(wú)續(xù)流的，其中單火花隙具有電極并且設(shè)置有外部的連接電極，以及所述火花隙還具有用于影響在堆疊結(jié)構(gòu)上的電壓分布的控制元件和/或構(gòu)成為點(diǎn)燃輔助裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在W02007/065997中公開(kāi)了一種用于低壓領(lǐng)域的火花隙，其中將電流窄通道集成到線路路徑中，所述電路窄通道在續(xù)流或者脈沖電流過(guò)高的情況下熔化。然而，在根據(jù)喇叭原理(Hoernerprinzip)的由工藝所決定而存在續(xù)流的火花隙中，不存在單純熱學(xué)觸發(fā)。同樣，缺少指示。因此不能夠?qū)崿F(xiàn)限定的“失效安全狀態(tài)”。
[0003]在CN101090197A中公開(kāi)了具有電指示器和外部的控制或者點(diǎn)燃輔助裝置的用于低壓應(yīng)用的單電極的堆疊結(jié)構(gòu)，其中在控制或者點(diǎn)燃輔助裝置的電流路徑中設(shè)置有至少一個(gè)保險(xiǎn)裝置，其也構(gòu)成為熱熔保險(xiǎn)裝置。
[0004]在那，監(jiān)控控制或點(diǎn)燃輔助裝置的電流和在控制或點(diǎn)燃輔助裝置的區(qū)域中的溫度。然而在該變型方案中，僅存在一個(gè)到所涉及的構(gòu)件的不充分的熱耦合，使得僅能對(duì)火花隙的熱學(xué)狀態(tài)進(jìn)行受限制的評(píng)估。
[0005]此外，溫度保險(xiǎn)裝置通常并不設(shè)計(jì)用于尤其是在優(yōu)選的直流電壓應(yīng)用的情況下進(jìn)行可靠的分開(kāi)，使得控制或 點(diǎn)燃輔助裝置并進(jìn)而整個(gè)電涌放電器不能夠置于限定的失效安全狀態(tài)中。此外，在那里的電指示器需要專(zhuān)用電源，其中與此相關(guān)附加的器件妨礙控制和點(diǎn)燃輔助裝置的功能并且還必須耐壓地構(gòu)成。
[0006]綜上所述能夠確定的是:從用于基于單電極的堆疊裝置的火花隙的低壓領(lǐng)域中沒(méi)有已知用于直接狀態(tài)監(jiān)控的機(jī)構(gòu)，所述機(jī)構(gòu)將所涉及的火花隙和/或所屬的控制或點(diǎn)燃輔助裝置轉(zhuǎn)移到限定的應(yīng)急開(kāi)放狀態(tài)中。
[0007]在中壓或者高壓領(lǐng)域中已知了用于由火花隙和/或壓敏電阻構(gòu)成的堆疊結(jié)構(gòu)的裝置，在過(guò)載的情況下所述裝置將放電器與電網(wǎng)分離。這種放電器具有壓力控制的或者氣體控制的裝置，所述裝置分裂連接線路并進(jìn)而將在放電器之外的長(zhǎng)的分離間隙實(shí)現(xiàn)為空氣隙。也還部分地直接使用爆裂藥。這種裝置例如在DE 20 56 526中示出。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)中已知的具有高的續(xù)流消除能力和相應(yīng)的續(xù)流限制性能的火花隙在故障情況下具有足夠大的電流，以便能夠觸發(fā)通常設(shè)置在外部的過(guò)流保護(hù)裝置，其中所述火花隙例如基于喇叭原理或者Radax-Flow原理。
[0009]基于單電極的堆疊結(jié)構(gòu)的火花隙優(yōu)選構(gòu)成為是無(wú)續(xù)流的，使得首先當(dāng)整個(gè)放電器已經(jīng)不可修復(fù)地?fù)p傷或火花放電并且為對(duì)于周?chē)脑O(shè)備部件有潛在危害時(shí)，在此也才流過(guò)對(duì)外部過(guò)流保護(hù)裝置足夠大的觸發(fā)電流。因此，為了及早地識(shí)別故障并且斷開(kāi)而存在對(duì)于具有用于這種火花隙的指示器的集成保護(hù)裝置的需要。在無(wú)續(xù)流的電涌放電器中例如會(huì)由于高的脈沖電流、過(guò)高的電網(wǎng)電壓或者其組合而造成熱學(xué)或者機(jī)械損傷。在此，可能例如是控制或者點(diǎn)燃輔助裝置處的放電器的部分的損害，但是或者也可能為主功能組的損傷，所述損傷在一次性的過(guò)載之后造成放電器的臨界狀態(tài)或者也由于多次過(guò)載而造成放電器的過(guò)度老化。
[0010]具有外部電勢(shì)控制裝置和阻抗的單電極的這類(lèi)堆疊結(jié)構(gòu)具有分離間隙，所述分離間隙的數(shù)量被選擇為，使得火花隙的性能直至最大允許的工作電壓的大小而在響應(yīng)時(shí)是一定程度上無(wú)續(xù)流的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]對(duì)于這種火花隙而言，本發(fā)明的任務(wù)是，提出一種用于狀態(tài)控制的裝置，所述裝置對(duì)例如由于火花隙和/或控制或點(diǎn)燃輔助裝置的過(guò)高的脈沖電流負(fù)載所引起的熱學(xué)的、絕熱的和/或機(jī)械的過(guò)載做出反應(yīng)。除了整個(gè)放電器的相應(yīng)的狀態(tài)的指示之外，將控制或點(diǎn)燃輔助裝置和/或整個(gè)電涌放電器置于限定的應(yīng)急開(kāi)放狀態(tài)中。
[0012]因此，要實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)控制裝置應(yīng)當(dāng)檢測(cè)、指示放電器的任意功能損害以及將控制或點(diǎn)燃輔助裝置和/或整個(gè)電涌放電器轉(zhuǎn)移到安全狀態(tài)中。
[0013]本發(fā)明的任務(wù)的解決借助根據(jù)權(quán)利要求1的教導(dǎo)的特征組合來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中從屬權(quán)利要求至少包括合乎目的設(shè)計(jì)方案和改進(jìn)方案。因此，由于溫度提高和/或超過(guò)例如保險(xiǎn)裝置的電流平方積分而中斷控制或點(diǎn)燃輔助裝置上的和/或火花隙上或其中的相應(yīng)的電流路徑并且將絕緣元件引入主電流路徑中。在此，絕緣元件的運(yùn)動(dòng)與光學(xué)指示器和可能的信號(hào)裝置耦合。優(yōu)選地，借助于共同的構(gòu)件實(shí)現(xiàn)兩種觸發(fā)可行性，即以熱學(xué)的和絕熱的方式。
[0014]因此，從上述內(nèi)容概括而言，以具有多個(gè)串聯(lián)的、處于堆疊結(jié)構(gòu)中的單火花隙的火花隙為基礎(chǔ)，所述單火花隙通過(guò)絕緣的間隔件彼此隔開(kāi)，并且所述火花隙在通常工作條件下是幾乎無(wú)續(xù)流的，其中單火花隙具有電極并且設(shè)置有外部連接電極。此外，存在用于影響在堆疊結(jié)構(gòu)上的電壓分布的控制元件和/或其構(gòu)成為點(diǎn)燃輔助裝置。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，之前提及的機(jī)械預(yù)張緊的絕緣元件能夠被插入或者樞轉(zhuǎn)進(jìn)入單火花隙的兩個(gè)相鄰的電極之間，以便在干擾或者過(guò)載的情況下內(nèi)部地中斷火花隙的主電流路徑。
[0016]絕緣元件被構(gòu)成為電流窄通道和/或熱學(xué)窄通道的至少一個(gè)阻擋元件鎖止并且在干擾或者過(guò)載情況下被釋放。因此，阻擋元件在后一種情況下作用為釋放或觸發(fā)元件。
[0017]阻擋元件位于主電流路徑中，并由能導(dǎo)電的材料制成。由于阻擋元件的幾何形狀和材料特性，通過(guò)電流平方積分實(shí)現(xiàn)絕熱觸發(fā)和/或通過(guò)< 400°C的熔點(diǎn)實(shí)現(xiàn)熱學(xué)觸發(fā)。
[0018]阻擋元件和/或絕緣元件與干擾指示器連接或者能夠觸發(fā)這種指示器。
[0019]在本發(fā)明的一種實(shí)施形式中，阻擋元件由保險(xiǎn)帶和一定量的焊料的串聯(lián)電路組成。
[0020]之前描述的保護(hù)和中斷裝置能夠設(shè)置在火花隙的兩個(gè)電極之間，所述電極在堆疊結(jié)構(gòu)的邊緣區(qū)域中位于連接電極附近，以便中斷到控制元件的電流連接路徑。
[0021]因此，預(yù)張緊的絕緣元件直接地或者間接地在觸發(fā)情況中同時(shí)分離到控制元件的電流連接路徑并且將與絕緣元件相鄰的相應(yīng)電極絕緣。[0022]在另一種實(shí)施形式中，在到控制或者點(diǎn)燃輔助裝置的電引線中引入電保險(xiǎn)裝置，所述電保險(xiǎn)裝置在電過(guò)載的情況下中斷電流連接。
[0023]所述保險(xiǎn)裝置能夠構(gòu)成為熱熔保險(xiǎn)裝置。
[0024]此外，能夠以機(jī)械的、光學(xué)的或者類(lèi)似的方式用信號(hào)表示保險(xiǎn)裝置的中斷。
[0025]在本發(fā)明的一種實(shí)施形式中，將指示銷(xiāo)保險(xiǎn)裝置(Kennmeldersicherung)連接到電極中的一個(gè)上，其中通過(guò)保險(xiǎn)裝置引導(dǎo)用于電壓分布或者點(diǎn)燃的電流。此外，經(jīng)由能導(dǎo)電的、熱敏感的機(jī)構(gòu)(尤其是焊料)來(lái)進(jìn)行保險(xiǎn)裝置和電極之間的連接。
[0026]在脈沖電流過(guò)高、過(guò)載或損傷堆疊火花隙的單部件的情況下，會(huì)危害整個(gè)布置的機(jī)械狀態(tài)。由于單部件的移動(dòng)或者間隙形成可能分別造成在電涌保護(hù)裝置響應(yīng)時(shí)的故障和危害。如果不能夠經(jīng)由脈沖電流沖擊引起的能量輸入或者發(fā)熱來(lái)充分地檢測(cè)故障，那么根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行機(jī)械監(jiān)控。為此整個(gè)堆疊結(jié)構(gòu)受到彈簧預(yù)張緊，其中絕緣元件在彈簧預(yù)張緊減弱的情況下中斷主電流路徑。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]下面將借助實(shí)施例以及輔助以附圖更為詳細(xì)地闡明本發(fā)明。
[0028]在附圖中:
[0029]圖1示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的單火花隙的堆疊結(jié)構(gòu)的原理圖；
[0030]圖2示出用于實(shí)現(xiàn)堆疊結(jié)構(gòu)的應(yīng)急開(kāi)放狀態(tài)的具有絕緣元件的保護(hù)裝置的第一實(shí)施形式，所述絕緣元件能夠中斷主電流路徑；
[0031]圖3示出具有電流窄通道以及與其串聯(lián)的通過(guò)焊料形成的熱學(xué)窄通道的一種實(shí)施形式；
[0032]圖4示出具有單獨(dú)的指示功能的一種實(shí)施形式；
[0033]圖5a示出用于監(jiān)控控制和點(diǎn)燃輔助裝置的狀態(tài)的第一實(shí)施形式；
[0034]圖5b示出如圖5a中示出的類(lèi)似的實(shí)施形式，然而其中在此控制或點(diǎn)燃輔助裝置設(shè)置在絕緣元件的上游并且單獨(dú)地中斷引線，其中，當(dāng)?shù)娇刂苹螯c(diǎn)燃輔助裝置的引線經(jīng)過(guò)絕緣元件引導(dǎo)且在分開(kāi)的情況下中斷所述引線時(shí)，絕緣元件能夠用于將兩個(gè)單部件安全分離；
[0035]圖6示出具有單獨(dú)的保護(hù)裝置以及控制或點(diǎn)燃輔助裝置的一種實(shí)施形式，所述實(shí)施形式同樣實(shí)施指示功能和必要時(shí)也實(shí)施遠(yuǎn)程信號(hào)表示功能；
[0036]圖7示出具有控制或點(diǎn)燃輔助裝置的引線中的過(guò)流保險(xiǎn)裝置和用線保護(hù)的觸發(fā)器的一種實(shí)施例；
[0037]圖8示出具有帶有指示銷(xiāo)保險(xiǎn)裝置的用于控制或點(diǎn)燃輔助裝置的保護(hù)裝置的一種實(shí)施例，以及
[0038]圖9示出機(jī)械分離裝置中的一種實(shí)施例，其中將整個(gè)堆疊結(jié)構(gòu)保持處于彈簧預(yù)張緊。
【具體實(shí)施方式】
[0039]在類(lèi)型相關(guān)的火花隙中在實(shí)際應(yīng)用中不能夠排除電涌放電器由于多次過(guò)載而發(fā)生的老化并且例如產(chǎn)生過(guò)低的絕緣電阻。由于老化在火花隙中引起的過(guò)載通常借助常規(guī)開(kāi)關(guān)設(shè)備形式的外部過(guò)流保護(hù)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，因?yàn)閷?duì)至今常見(jiàn)的放電器的電網(wǎng)分離的要求由于預(yù)期的故障電流的大小而在這種火花隙中是非常高的。
[0040]該實(shí)施例示出基于用于電網(wǎng)應(yīng)用的、尤其是在直流應(yīng)用領(lǐng)域中的用于電涌放電器的、集成到設(shè)備中的失效保護(hù)-保護(hù)裝置。
[0041]需要指出的是，如今常見(jiàn)的火花隙基于部分極為不同的材料和技術(shù)，使得火花隙的電學(xué)老化同樣表現(xiàn)得極為不同。這又引起對(duì)于用于實(shí)現(xiàn)失效保護(hù)狀態(tài)等的可能的保護(hù)裝置在要應(yīng)用的觸發(fā)機(jī)構(gòu)和開(kāi)關(guān)能力方面極其不同的要求。
[0042]下面對(duì)實(shí)施例的描述限于在最大允許工作電壓情況下一定程度上不允許續(xù)流的火花隙，并且尤其限于設(shè)置用于應(yīng)用于低壓直流電網(wǎng)中的火花隙。
[0043]根據(jù)所選類(lèi)型的放電器的原理結(jié)構(gòu)基于由足夠多的單電極構(gòu)成的堆疊結(jié)構(gòu)，使得優(yōu)選能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)續(xù)流的火花隙。在此方面應(yīng)參考根據(jù)圖1的原理圖。
[0044]這種放電器I具有至少兩個(gè)連接電極或者連接端子3、殼體2以及用于引導(dǎo)堆疊結(jié)構(gòu)(未示出)的裝置。
[0045]堆疊結(jié)構(gòu)由片狀的單電極4和絕緣的或高歐姆的間隔件5的串聯(lián)電路構(gòu)成。
[0046]間隔件的體積電阻率>103Ωπι。為了控制總火花隙的火花放電性能，在相應(yīng)的布線中多重設(shè)置具有相應(yīng)的分立器件的控制或點(diǎn)燃輔助裝置6。所述器件通常也與火花隙的多個(gè)電極電接觸。
[0047]根據(jù)本發(fā)明的用于這種火花隙的保護(hù)裝置必須能夠考慮可能的老化引起的全部故障情況、關(guān)于所鑒定的額定參數(shù)的過(guò)載以及電網(wǎng)的可能的故障狀態(tài)。
[0048]在此描述的火花隙的漸漸老化能夠通過(guò)間隔件5的熱學(xué)老化、通過(guò)由于雜質(zhì)引起的間隔件5的絕緣能力損失和通過(guò)長(zhǎng)期的電壓過(guò)高來(lái)考慮，使得于是電涌放電器不具有足夠的絕緣電阻或者甚至為低阻抗的短路，并進(jìn)而不再具有設(shè)備的保護(hù)功能。
[0049]然而除了這種相對(duì)慢地進(jìn)行的過(guò)程之外，在火花隙的被鑒定的額定值之外的一個(gè)或多個(gè)脈沖狀的負(fù)載也會(huì)導(dǎo)致整個(gè)機(jī)械裝置的損害，使得在負(fù)載之后不排除在常規(guī)工作條件中或者在其他故障情況下的功能損害。
[0050]電學(xué)上完全或者部分并聯(lián)于實(shí)際火花隙的控制或點(diǎn)燃輔助裝置6同樣會(huì)經(jīng)受老化，因?yàn)樗隹刂苹螯c(diǎn)燃輔助裝置往往由彼此連接的且還與堆疊結(jié)構(gòu)的子火花隙連接的分立器件構(gòu)成。在火花隙故障的情況下、在布置的負(fù)載位于額定范圍之外的情況下、在污損或者另外的老化的情況下，會(huì)造成個(gè)別器件的或者還有該控制裝置的相應(yīng)的接觸部承受負(fù)載以及造成沿著相對(duì)火花隙的并聯(lián)布置的火花放電。因此原則上，所述并聯(lián)布置的保護(hù)電路也是有意義的，以便保護(hù)整個(gè)布置免受進(jìn)一步的損傷。
[0051]為了保護(hù)具有在正常工作條件下無(wú)續(xù)流的堆疊結(jié)構(gòu)和控制或點(diǎn)燃輔助裝置6的放電器I，實(shí)現(xiàn)在此提出的保護(hù)裝置，所述保護(hù)裝置能夠保護(hù)電涌放電器最佳地免受過(guò)載以及老化現(xiàn)象的后果，以及能夠以節(jié)約空間的方式集成到放電器中。
[0052]下面描述的保護(hù)裝置對(duì)例如由在火花隙中有脈沖負(fù)載時(shí)超過(guò)能量轉(zhuǎn)換限制值引起的火花隙的熱學(xué)的和/或絕熱的發(fā)熱做出反應(yīng)以及對(duì)控制或點(diǎn)燃輔助裝置的多種的故障狀態(tài)做出反應(yīng)。該裝置實(shí)現(xiàn)放電器狀態(tài)的遠(yuǎn)程信號(hào)表示和/或指示并且將整個(gè)放電器I或者控制或點(diǎn)燃輔助裝置6置于應(yīng)急開(kāi)放狀態(tài)中。用于火花隙的和控制或點(diǎn)燃輔助裝置的相應(yīng)的保護(hù)裝置能夠根據(jù)應(yīng)用情況不僅單獨(dú)地被使用而且以不同組合的方式被使用，并且并不受根據(jù)下面的描述的示例性實(shí)施形式限制。
[0053]根據(jù)作為緊湊型設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施形式，為火花隙和控制或點(diǎn)燃輔助裝置設(shè)置共同的指示和/或遠(yuǎn)程信號(hào)表示。在此，指示也可以階梯式地進(jìn)行，使得例如通知設(shè)備驅(qū)動(dòng)器是否僅控制或點(diǎn)燃輔助裝置過(guò)載并且轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的應(yīng)急開(kāi)放狀態(tài)，并進(jìn)而原則上還以提高的保護(hù)水平保護(hù)了該設(shè)備，或者通知是否整個(gè)電涌保護(hù)放電器處于應(yīng)急開(kāi)放狀態(tài)中并且設(shè)備不受保護(hù)地暴露于可能的電涌事件。
[0054]上述實(shí)施形式需要實(shí)現(xiàn)控制或點(diǎn)燃輔助裝置或者整個(gè)放電器的與故障有關(guān)的應(yīng)急開(kāi)放狀態(tài)，但是也需要根據(jù)有故障的部件或者故障狀態(tài)而變得有效的指示。
[0055]除了所介紹的用于近似無(wú)續(xù)流的火花隙的應(yīng)急開(kāi)放保護(hù)的實(shí)施方案之外，實(shí)現(xiàn)與故障有關(guān)的應(yīng)急開(kāi)放狀態(tài)和保護(hù)裝置與指示器的組合是重要的。
[0056]圖2示出了用于實(shí)現(xiàn)堆疊結(jié)構(gòu)的應(yīng)急開(kāi)放狀態(tài)的保護(hù)裝置的示例性實(shí)施例。
[0057]針對(duì)火花隙的過(guò)載危險(xiǎn)的保護(hù)裝置的有源的敏感元件7直接位于主電流路徑中并且由于老化或者在不允許的工作條件下(例如電網(wǎng)頻率的電涌)被脈沖沖擊電流和可能的漏電流流過(guò)。
[0058]有源的敏感元件7被布置為，使得火花隙或者火花隙的各個(gè)電極4的發(fā)熱直接導(dǎo)致有源元件7的發(fā)熱。在權(quán)利要求中稱(chēng)作阻擋元件7的元件優(yōu)選由具有限定的電流平方積分和/或< 400°C的熔點(diǎn)的能導(dǎo)電的材料制成。
[0059]阻擋元件7的電流平方積分與相應(yīng)的額定值、即火花隙的最大允許的脈沖沖擊電流協(xié)調(diào)，并且可以通過(guò)橫截面積或材料與期望的額定值或者過(guò)載標(biāo)準(zhǔn)匹配。
[0060]如果阻擋元件7由于不允許的溫度和/或電流強(qiáng)度而熔化，那么使例如構(gòu)成為擋板或者薄膜的絕緣元件8運(yùn)動(dòng)到能導(dǎo)電的電極4之間。
[0061]絕緣元件8的運(yùn)動(dòng)例如能夠借助于彈簧9來(lái)輔助并且直接地或間接地與指示器10耦合。
[0062]所提及的運(yùn)動(dòng)能夠平移地、但是還有旋轉(zhuǎn)地、即作為插入過(guò)程或樞轉(zhuǎn)過(guò)程來(lái)實(shí)施。
[0063]通過(guò)將絕緣元件8引入到火花隙的主電流路徑中，將所述火花隙與電網(wǎng)分離、實(shí)現(xiàn)安全的分離間隙并且因此將整個(gè)火花隙置于應(yīng)急開(kāi)放狀態(tài)。
[0064]阻擋元件7可以要么直接通過(guò)形鎖合的連接固定在單電極4上要么也經(jīng)由良好電的且能導(dǎo)熱的中間層12如在圖3中所示通過(guò)合適的連接技術(shù)、例如通過(guò)焊接固定在兩件式的電極中或者固定在兩個(gè)單獨(dú)的電極之間。
[0065]阻擋元件7原則上能夠定位在每個(gè)任意的位置上、即定位在堆疊的始端或末端上或者定位在火花隙的單電極之間。
[0066]在此，中央的布置是尤其優(yōu)選的變型方案，因?yàn)樵诖四軌驅(qū)⒆顝?qiáng)發(fā)熱的區(qū)域有利地用于確定阻擋元件7的尺寸。
[0067]在按照根據(jù)圖3的替選方案的一種實(shí)施形式中，電流窄通道11例如以非常簡(jiǎn)單的保險(xiǎn)帶形式實(shí)現(xiàn)，而熱學(xué)窄通道通過(guò)焊料13來(lái)實(shí)現(xiàn)，將單電極4上的保險(xiǎn)帶直接地或間接地經(jīng)由良好導(dǎo)熱和導(dǎo)電的中間層12與所述焊料耦合。
[0068]保險(xiǎn)帶11與所構(gòu)成的熔化積分值和根據(jù)圖3溫度敏感的焊料位置13的組合具有與根據(jù)圖2的在那實(shí)施為單元件的阻擋元件7相同的功能范圍，并且在由于溫度提高和/或電流強(qiáng)度所引起的過(guò)載的情況下而觸發(fā)保護(hù)裝置。[0069]根據(jù)本發(fā)明的保護(hù)裝置與已知的過(guò)流保護(hù)裝置相比在工作條件下根據(jù)確定作為無(wú)續(xù)流的實(shí)施方案的堆疊結(jié)構(gòu)的尺寸而不需要顯著的開(kāi)關(guān)能力，由此，結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單并且對(duì)所使用的材料的要求最小。由此，得到低廉的可實(shí)施性并且得到在火花隙布置之內(nèi)的節(jié)約空間的安裝。
[0070]在觸發(fā)保護(hù)裝置之后，絕緣元件8的運(yùn)動(dòng)能夠直接地與指示功能耦合。然而也可與指示功能無(wú)關(guān)地單獨(dú)運(yùn)動(dòng)。如圖4中示出的單獨(dú)運(yùn)動(dòng)具有能夠縮短運(yùn)動(dòng)路程并進(jìn)而最小化所需的力的優(yōu)點(diǎn)。
[0071]當(dāng)火花隙被置于應(yīng)急開(kāi)放狀態(tài)時(shí)，必須也能夠附加地將可能存在的控制和點(diǎn)燃輔助裝置6轉(zhuǎn)移到安全狀態(tài)。
[0072]根據(jù)圖5a，為此的可行性在于，例如在將阻擋元件7和絕緣元件8例如定位在火花隙的邊緣區(qū)域中時(shí)將電流連接路徑14設(shè)置在用于位于主電流路徑的火花隙的保護(hù)裝置的控制或點(diǎn)燃輔助裝置6的下游，并進(jìn)而通過(guò)在故障情況下設(shè)置在上游的分離間隙自動(dòng)地與電網(wǎng)分離。
[0073]然而還可行的是，經(jīng)由下述通路實(shí)現(xiàn)控制或點(diǎn)燃輔助裝置6的供電:所述路徑在絕緣元件或者與其耦合的指示器運(yùn)動(dòng)時(shí)被可靠地中斷。這能夠借助于分離切割器、夾緊接觸部或者穿通接觸部來(lái)進(jìn)行。為此可參考圖5b。這種解決方案可容易地實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榭刂苹螯c(diǎn)燃輔助裝置6在正常功能且沒(méi)有電指示器的情況下僅經(jīng)受低的電流負(fù)荷并且與此相關(guān)地只有在故障情況下會(huì)出現(xiàn)較大的電流。
[0074]根據(jù)上述內(nèi)容，在為了保護(hù)火花隙而使絕緣元件8運(yùn)動(dòng)時(shí)，在所描述的情況下也將控制或點(diǎn)燃輔助裝置6的路徑置于應(yīng)急開(kāi)放狀態(tài)中。在此，同時(shí)進(jìn)行指示器的操作或者構(gòu)成遠(yuǎn)程信號(hào)表不器。
[0075]如果僅在控制或點(diǎn)燃輔助裝置6的區(qū)域中出現(xiàn)故障并且不要進(jìn)行或者不實(shí)現(xiàn)整個(gè)電涌保護(hù)裝置的應(yīng)急開(kāi)放狀態(tài)的強(qiáng)制激活，那么用于控制或點(diǎn)燃輔助裝置的單獨(dú)活動(dòng)的保護(hù)裝置是有意義的，其同樣實(shí)施指示功能并且必要時(shí)也實(shí)施遠(yuǎn)程信號(hào)表示功能。
[0076]對(duì)于這種進(jìn)一步的實(shí)施形式，為了實(shí)現(xiàn)而根據(jù)圖6提出，將電保險(xiǎn)裝置15接合在控制或點(diǎn)燃輔助裝置6的電引線16中，所述電保險(xiǎn)裝置在由于故障情況引起的電過(guò)載時(shí)中斷電連接。
[0077]因此，電保險(xiǎn)裝置可實(shí)施為，使得其也能夠例如通過(guò)選擇熔化導(dǎo)體材料或者熔化導(dǎo)體接觸部或者連接而純粹以熱學(xué)方式觸發(fā)，從而在此形成熱熔保險(xiǎn)裝置。電連接的中斷能夠借助于絕緣的擋板或者預(yù)張緊的元件轉(zhuǎn)發(fā)給機(jī)械指示器10。在此，在最簡(jiǎn)單的情況下通過(guò)保險(xiǎn)裝置的電熔化導(dǎo)體在正常工作條件期間阻擋擋板，而在出現(xiàn)故障情況時(shí)被釋放而建立限定的分離位置。
[0078]用于控制或點(diǎn)燃輔助裝置的印刷電路板的故障狀態(tài)的指示器也能夠與例如指示銷(xiāo)保險(xiǎn)裝置(Kennmeldersicherung)、具有撞針的保險(xiǎn)裝置或者熱敏感的接觸位置形式的絕緣元件8的功能無(wú)關(guān)地進(jìn)行。除了所闡明的機(jī)械指示器之外，也能夠?qū)崿F(xiàn)電指示器。
[0079]在根據(jù)圖7的實(shí)施形式中，以并聯(lián)于用于控制或點(diǎn)燃輔助裝置6的過(guò)流保險(xiǎn)裝置15的方式保持機(jī)械預(yù)張緊的觸發(fā)器19。為了固定觸發(fā)器19，例如能夠使用具有低的額定電流強(qiáng)度的線20。線20與過(guò)流保險(xiǎn)裝置電并聯(lián)并且在觸發(fā)過(guò)流保險(xiǎn)裝置的情況下同樣被中斷。[0080]示例性的觸發(fā)元件19經(jīng)由彈簧9預(yù)張緊并且位于支撐元件18中。線20的固定借助于溫度敏感的有源元件7來(lái)進(jìn)行。所述材料與火花隙的電極4中的一個(gè)直接熱學(xué)接觸或者經(jīng)由小的熱梯度、例如借助于良好導(dǎo)熱的絕緣件17進(jìn)行熱學(xué)熱耦合輸入。兩個(gè)包圍絕緣件17的單電極4之間對(duì)功能所需的空氣隙經(jīng)由在絕緣件的上部三分之一處的合適的凹陷部來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0081]控制或點(diǎn)燃輔助裝置6的有故障的狀態(tài)的指示通過(guò)保險(xiǎn)裝置15的和電并聯(lián)的固定線20的電過(guò)載來(lái)進(jìn)行。在堆疊結(jié)構(gòu)的純熱學(xué)過(guò)熱的情況下，通過(guò)火花隙I的電極4處的過(guò)熱而熱學(xué)地觸發(fā)固定線20的固定。然后，釋放能導(dǎo)熱的絕緣件17并且用于實(shí)現(xiàn)所引入的絕緣隙。在兩種情況下，通過(guò)與觸發(fā)器19耦合進(jìn)行指示和/或遠(yuǎn)程信號(hào)表示。
[0082]原則上也能夠如在圖8中示出的那樣使用具有指示小片21的保險(xiǎn)裝置15或者指示銷(xiāo)保險(xiǎn)裝置。
[0083]信號(hào)線或者但是還有整個(gè)熔化導(dǎo)體在此能夠固定在具有相應(yīng)協(xié)調(diào)的溫度敏感的有源元件7的保險(xiǎn)裝置之內(nèi)。保險(xiǎn)裝置能夠借助有源元件7直接良好導(dǎo)熱地且導(dǎo)電地或者熱耦合地固定在電極4上。因此，在一種合適的實(shí)施形式中，能夠借助于唯一的部件15實(shí)現(xiàn)控制或點(diǎn)燃輔助裝置6的指示功能以及電接觸部14。在此，指示或者遠(yuǎn)程信號(hào)表示功能與保險(xiǎn)裝置的指示小片或者指示銷(xiāo)21耦合。
[0084]所介紹的壽命控制的實(shí)施形式尤其監(jiān)控過(guò)載對(duì)電涌放電器中的電流負(fù)載或溫度的影響。然而補(bǔ)充地，也可以將其他物理作用用于評(píng)價(jià)損傷或者用于監(jiān)控故障狀態(tài)。
[0085]對(duì)堆疊火花隙的單部件的損傷或者過(guò)高的脈沖電流過(guò)載會(huì)危害整個(gè)結(jié)構(gòu)的機(jī)械狀態(tài)。由于間隙形成或者由于單部件的移動(dòng)能夠在電涌保護(hù)裝置響應(yīng)時(shí)造成故障和危害。如果不能夠經(jīng)由由于脈沖沖擊電流引起的能量輸入或者發(fā)熱而充分地檢測(cè)這種故障，那么能夠進(jìn)行純機(jī)械的監(jiān)控。
[0086]為此，圖9示出與此相關(guān)的可行性。優(yōu)選地，借助于彈簧22保持整個(gè)堆疊結(jié)構(gòu)處于機(jī)械的彈簧預(yù)張緊。能夠承載脈沖電流的接觸部經(jīng)由滑動(dòng)連接部、例如螺旋彈簧接觸部、柔性連接部或者隔膜(Balg)以技術(shù)上已知的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0087]因此，將附加的或者已經(jīng)存在的絕緣元件8 (為此也參見(jiàn)圖5)安裝在各堆疊件之間，使得在堆疊的彈簧預(yù)張緊減弱的情況下與發(fā)熱或者能量負(fù)荷無(wú)關(guān)地進(jìn)行觸發(fā)。由于在脈沖沖擊電流在額定范圍中時(shí)火花隙的壓力負(fù)載所引起的堆疊的松開(kāi)位于所述設(shè)備的觸發(fā)界限之下。在松開(kāi)堆疊的情況下以限定的方式觸發(fā)該結(jié)構(gòu)能夠通過(guò)絕緣元件的或者擋板8的區(qū)域中的配對(duì)彈簧23來(lái)輔助。
[0088]接觸布置的機(jī)械損傷也會(huì)導(dǎo)致控制或點(diǎn)燃輔助裝置6的部件有缺陷地接觸。在該情況下，在放電器的實(shí)際正常功能中會(huì)引起形成火花，這導(dǎo)致放電器的原理上的火花放電危害?；鸹ㄐ纬筛鶕?jù)一種實(shí)施例借助于光或輻射傳感器來(lái)監(jiān)控。在此獲得的信號(hào)可以用于現(xiàn)有的保險(xiǎn)裝置的有針對(duì)性的過(guò)流觸發(fā)，由此能夠?qū)⒖刂苹蜉o助裝置置于所闡明的應(yīng)急開(kāi)放狀態(tài)。同樣地，能夠?qū)崿F(xiàn)指示或者可選地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信號(hào)表示，并且還將具有提高的保護(hù)水平的因此未受控的火花隙還保持作為電網(wǎng)上的備用保護(hù)器。
[0089]借助于所介紹的實(shí)施例可見(jiàn)的是，引入沒(méi)有顯著的固有開(kāi)關(guān)能力的絕緣元件如何適于將無(wú)續(xù)流的火花隙轉(zhuǎn)移到限定的失效安全狀態(tài)下，更確切地說(shuō)，在存在熱學(xué)的、絕熱的和/或機(jī)械的過(guò)載危害的情況下轉(zhuǎn)移。在此，可以只將控制或點(diǎn)燃輔助裝置置于應(yīng)急開(kāi)放狀態(tài)中、但是也可以將整個(gè)電涌放電器置于這種狀態(tài)下。所介紹的狀態(tài)控制裝置自己沒(méi)有能量需求并且因此是抗干擾的。絕緣元件的運(yùn)動(dòng)能夠與指示功能稱(chēng)合，但是也與所述指示功能無(wú)關(guān)地實(shí)施。
[0090]附圖標(biāo)記列表
[0091]I火花隙
[0092]2殼體
[0093]3連接電極
[0094]4電極
[0095]5絕緣的和高歐姆的間隔件
[0096]6控制或輔助裝置
[0097]7有源元件或阻擋元件
[0098]8絕緣元件
·[0099]9拉伸或壓縮彈簧
[0100]10到指示器的電流路徑
[0101]11電流窄通道/保險(xiǎn)帶
[0102]12中間電極
[0103]13熱敏感的連接元件
[0104]14到控制或點(diǎn)燃輔助裝置的電流路徑
[0105]15保險(xiǎn)裝置
[0106]16保險(xiǎn)裝置的電端子
[0107]17良好導(dǎo)熱的絕緣元件
[0108]18支撐元件
[0109]19可運(yùn)動(dòng)的指示元件/觸發(fā)器
[0110]20線
[0111]21指示銷(xiāo)
[0112]22壓縮彈簧
[0113]23配對(duì)彈簧
【權(quán)利要求】
1.一種火花隙，其具有多個(gè)串聯(lián)的、處于堆疊結(jié)構(gòu)中的單火花隙，所述單火花隙通過(guò)絕緣的或者高歐姆的間隔件彼此隔開(kāi)，并且所述火花隙在通常的工作條件下是幾乎無(wú)續(xù)流的，其中所述單火花隙具有電極并且設(shè)置有外部的連接電極，以及所述火花隙還具有用于影響在所述堆疊結(jié)構(gòu)上的電壓分布的控制元件和/或構(gòu)成為點(diǎn)燃輔助裝置， 其特征在于， 機(jī)械預(yù)張緊的絕緣元件能夠插入或者樞轉(zhuǎn)進(jìn)入所述單火花隙的兩個(gè)相鄰的電極之間，以便在干擾或者過(guò)載的情況下中斷所述火花隙的主電流路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火花隙，其特征在于，所述絕緣元件被構(gòu)成為電流窄通道和/或熱學(xué)窄通道的至少一個(gè)阻擋元件鎖止并且在干擾或者過(guò)載情況下被釋放。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的火花隙，其特征在于，所述阻擋元件位于所述主電流路徑中，所述阻擋元件由具有載流能力的、能導(dǎo)電的材料制成并且具有< 400°C的熔點(diǎn)。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的火花隙，其特征在于，所述阻擋元件和/或所述絕緣元件與干擾指示器連接或者觸發(fā)這種指示器。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的火花隙，其特征在于，所述阻擋元件由保險(xiǎn)帶和一定量的焊料的串聯(lián)電路組成。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的火花隙，其特征在于，所述電極部分地具有絕緣覆層。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的火花隙，其特征在于，預(yù)張緊的所述絕緣元件直接地或者間接地在觸發(fā)情況下同時(shí)將到所述控制元件的電流連接路徑機(jī)械地破壞或者分離。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的火花隙，其特征在于，在到控制或點(diǎn)燃輔助裝置本身的引線中引入電保險(xiǎn)裝置，所述電保險(xiǎn)裝置在電過(guò)載情況下中斷電流連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的火花隙，其特征在于，所述保險(xiǎn)裝置構(gòu)成為熱熔保險(xiǎn)裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的火花隙，其特征在于，以機(jī)械的方式用信號(hào)表示所述保險(xiǎn)裝置的中斷。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的火花隙，其特征在于，指示銷(xiāo)保險(xiǎn)裝置連接到所述電極中的一個(gè)上，其中用于點(diǎn)燃或進(jìn)行電壓分布的電流通過(guò)所述保險(xiǎn)裝置來(lái)引導(dǎo)，以及還經(jīng)由能導(dǎo)電的、熱敏感的機(jī)構(gòu)、尤其是焊料來(lái)進(jìn)行所述保險(xiǎn)裝置與所述電極之間的連接。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的火花隙，其特征在于，整個(gè)所述堆疊結(jié)構(gòu)處于彈簧預(yù)張緊中，其中所述絕緣元件在彈簧應(yīng)力減弱的情況下中斷主電流路徑。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的火花隙，其特征在于，所述阻擋元件分別通過(guò)電的和導(dǎo)熱的中間層設(shè)置在兩件式的單電極中或者設(shè)置在兩個(gè)單電極之間。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的火花隙，其特征在于，所述阻擋元件形鎖合地固定在所述電極中的一個(gè)上。
【文檔編號(hào)】H01T4/16GK103444022SQ201280013931
【公開(kāi)日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月18日
【發(fā)明者】A·埃爾哈特, S·施萊特 申請(qǐng)人:德恩及索恩兩合股份有限公司