多端子電涌放電器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電涌放電器的領(lǐng)域。具體而言，本發(fā)明涉及一種適于中到高電壓的空氣絕緣多端子電涌放電器。此外，本發(fā)明涉及包括多個(gè)此類多端子電涌放電器的放電器布置。
【背景技術(shù)】
[0002]為了保護(hù)電氣設(shè)備，如例如，變壓器免于可能有破壞性的過壓瞬變，通常使用電涌放電器。此類過壓瞬變可由外部事件(如例如閃電)或由內(nèi)部事件(如例如通過切換連接于變壓器的電路斷路器引起的變壓器繞組中的共振)兩者引起。
[0003]出于安全目的，電涌放電器通常包括一定數(shù)量的變阻器塊，其在超過取決于變阻器的電壓閾值的情況下提供傳導(dǎo)路徑用于將過壓瞬變安全地轉(zhuǎn)移和/或旁通至地面。
[0004]大體上，電涌放電器在各種實(shí)施例中是已知的。例如，W02011/095590A1和US2012/0293905A1涉及一種電涌放電器，其具有布置在于注射模制或壓力鑄造過程中產(chǎn)生的連接元件中的有功部分和兩個(gè)電極。
[0005]EP0642141A1和US 5，602，710公開了一種具有兩個(gè)連接配件之間的變阻器塊的電涌，其以絕緣材料鑄造來形成整體本體。
[0006]US 4，604，673公開了一種殼型配電變壓器，其具有包括金屬氧化物變阻器裝置的電涌保護(hù)裝置。為了使變阻器裝置絕緣，其安裝在填充油的罐內(nèi)。變阻器裝置連接在變壓器的高壓繞組與地面之間。又一個(gè)連接設(shè)在變阻器裝置的中點(diǎn)與高壓繞組的中點(diǎn)之間，以保護(hù)高壓繞組免于經(jīng)由其端子進(jìn)入的電壓浪涌以及經(jīng)由變壓器的低壓繞組的端子進(jìn)入的電流浪涌?jī)烧?。此類集成的保護(hù)手段的缺陷可為，整個(gè)最終構(gòu)件不可相對(duì)于其安全介電功能和可靠性測(cè)試，如例如標(biāo)準(zhǔn)所述，因?yàn)榻饘傺趸镒冏杵餮b置可限制測(cè)試電壓。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于提供一種多端子電涌放電器，其在周圍空氣中操作并且由其絕緣，并且提供了多個(gè)可從外部接近的電連接并且/或者簡(jiǎn)化了電涌放電器的安裝。
[0008]該目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題來實(shí)現(xiàn)。另外的示例性實(shí)施例從從屬權(quán)利要求和以下描述中為明顯的。
[0009]本發(fā)明的方面涉及一種多端子電涌放電器。電涌放電器可特別適于保護(hù)電氣設(shè)備，如例如變壓器免于高于大約IkV的中到高的過壓瞬變。
[0010]電涌放電器包括沿電涌放電器的縱向方向延伸的有功部分、抵靠有功部分的第一端的第一電極，以及抵靠有功部分的第二端的第二電極，該第二端在電涌放電器的縱向方向上與第一端相對(duì)。電涌放電器還包括機(jī)械地連接和固定第一電極和第二電極的絕緣固定裝置，以及圍繞有功部分布置的絕緣殼體。有功部分包括至少兩個(gè)基于金屬氧化物的變阻器元件，以及布置在至少兩個(gè)變阻器元件之間的又一個(gè)電極，該又一個(gè)電極提供了可從外部接近的電連接。
[0011]絕緣殼體還可圍繞固定裝置布置。絕緣殼體可與絕緣固定裝置集成形成，即，絕緣殼體可為固定裝置的一部分，或者絕緣殼體可形成為電涌放電器的單獨(dú)部分。大體上，絕緣殼體可提供用于電涌放電器的全面保護(hù)層。絕緣殼體例如可圍繞有功部分模制(例如，直接模制)，并且可選圍繞固定裝置，使得有功部分可不暴露于環(huán)境，特別是使得相比于殼體具有高導(dǎo)電性的水、濕氣、污垢和/或類似物質(zhì)不可進(jìn)入電涌放電器并且/或者與有功部分接觸。殼體可直接接觸和/或直接鄰接固定裝置的至少一部分和可選有功部分。絕緣殼體還可至少部分地圍繞第一電極和第二電極模制。為了避免包含空氣和/或滯留空氣，以及確保有功部分、固定裝置和/或第一電極和第二電極處的絕緣殼體的適當(dāng)粘合，粘合促進(jìn)材料層，如例如，粘合促進(jìn)劑、粘結(jié)劑和/或底漆，可布置在絕緣殼體與有功部分和/或固定裝置之間。
[0012]具有絕緣殼體的電涌放電器可適于在空氣中操作，并且例如不在填充有電介質(zhì)的容器中，如例如，填充油的罐。具體而言，電涌放電器可適于由周圍空氣絕緣，其中周圍空氣可表示與電涌放電器的外表面直接接觸的空氣層。
[0013]又一個(gè)電極可有利地提供兩個(gè)金屬氧化物變阻器元件之間的電和/或熱連接，同時(shí)還向電涌放電器提供中點(diǎn)電連接和/或電放出，該電連接和/或電放出可容易地從電涌放電器的外部接近，并且電連接于外部構(gòu)件，如例如，至變壓器的繞組的電線。這里注意的是，用語"中點(diǎn)電連接"可表示沿縱向方向的第一電極與第二電極之間的任意位置和/或地點(diǎn)和/或任意區(qū)域上布置的電連接和/或電放出，即，用語可不限于布置在電涌放電器的幾何中部中的電連接。例如，相比于將兩個(gè)公共電涌放電器螺栓連接在一起來提供又一個(gè)電極，本發(fā)明的電涌放電器可節(jié)省生產(chǎn)成本、安裝成本和/或維護(hù)成本。除此之外，經(jīng)由又一個(gè)電極，本發(fā)明的電涌放電器作為更緊湊的設(shè)計(jì)而節(jié)省空間，并且可相對(duì)于過壓瞬變對(duì)已經(jīng)存在的保護(hù)系統(tǒng)容易和/或快速地安裝和/或改造。結(jié)果，多端子電涌放電器可在經(jīng)濟(jì)上有競(jìng)爭(zhēng)力且吸引人。
[0014]電涌放電器的有功部分可大致為圓柱形。此外，電涌放電器的縱向方向可大致平行于電涌放電器的有功部分的縱向延伸方向。大體上，有功部分可在達(dá)到和/或超過電壓的取決于變阻器的閾值的情況下特別地提供第一電極與第二電極之間的傳導(dǎo)路徑。變阻器元件可在這里和下文中表示由基于金屬氧化物的材料，如例如基于ZnO的材料制成的變阻器塊。此類材料可在達(dá)到一定電壓水平下電阻較高，超過該電壓水平，材料轉(zhuǎn)變成導(dǎo)電狀態(tài)。變阻器元件例如可為圓柱形、立方形體形、盒形或任意形狀。變阻器元件和又一個(gè)電極例如可沿縱向方向堆疊在彼此的頂部上。各個(gè)變阻器元件可具有至少400V的標(biāo)稱電壓，其中至少兩個(gè)變阻器元件可具有相同或不同的標(biāo)稱電壓。
[0015]第一電極、第二電極和又一個(gè)電極可表示電涌放電器的電端子，其向電涌放電器提供電放出和/或電連接。本文中，特別是又一個(gè)電極提供電連接和/或放出，其可通過將導(dǎo)電元件(如例如，觸頭元件、線纜和/或電線)連接于又一個(gè)電極來從外部接近和/或接觸。又一個(gè)電極可在該上下文中表示電涌放電器的中點(diǎn)連接，該中點(diǎn)連接可在分別第一電極和第二電極的電勢(shì)之間的任意電勢(shì)范圍中。
[0016]絕緣固定裝置可機(jī)械地連接和/或固定和/或夾持第一電極和第二電極。絕緣材料的固定裝置可表示適于分別朝向和/或抵靠有功部分的第一端和第二端壓制第一電極和第二電極的設(shè)備。固定裝置還可適于使有功部分機(jī)械地穩(wěn)定，特別是至少兩個(gè)變阻器元件和布置在至少兩個(gè)變阻器元件之間的又一個(gè)電極。固定裝置可沿縱向方向和/或沿徑向(即，沿正交于縱向方向的方向)使有功部分機(jī)械地穩(wěn)定。出于該目的，固定裝置可包括至少一個(gè)帶條狀、桿狀、帶狀、絲帶狀、環(huán)狀或任何其它適合長(zhǎng)形元件，其可側(cè)向地布置在連接第一電極和第二電極的有功部分的至少一側(cè)上，并且/或者可至少部分地包繞有功部分。固定裝置此外或作為備選可包括管狀元件，其可至少部分地包繞和/或包圍有功部分用于機(jī)械固定。此外，固定裝置可包括至少一個(gè)適合的附接器件，如例如，螺釘、螺栓和/或鉚釘，用于機(jī)械地固定有功部分和/或第一電極和第二電極。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，絕緣殼體包括固體絕緣材料和/或固態(tài)絕緣材料。換言之，絕緣殼體可由固體和/或固態(tài)材料制成，如例如，硅樹脂、彈性體、熱塑性塑料和/或duromere。此外，絕緣殼體可為注射模制和/或鑄造和/或擠出的。絕緣殼體例如可在電涌放電器的生產(chǎn)期間圍繞有功部分和固定裝置注射模制和/或鑄造和/或擠出。
[0018]絕緣硅樹脂殼體可提供例如相對(duì)于水、濕氣和/或污垢的低成本、耐用、穩(wěn)健、全面且可靠的絕緣和保護(hù)。這里可強(qiáng)調(diào)的是，此類硅樹脂殼體可不適于暴露于常用于變壓器的絕緣的電介質(zhì)如油，因?yàn)楣铇渲牟牧闲再|(zhì)可受影響，并且/或者硅樹脂殼體可在電介質(zhì)中退化。例如，硅樹脂可在暴露于油時(shí)被毀壞。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，有功部分還包括用于消散和/或傳導(dǎo)熱的至少一個(gè)金屬隔離物。金屬隔離物可由導(dǎo)電材料制成，如例如，鋁、Fe和/或適合的合金。大體上，金屬隔離物可具有小于電涌放電器的又一個(gè)電極厚度的厚度，其中厚度可分別表示沿縱向方向的延伸。金屬隔離物例如可布置在兩個(gè)變阻器元件之間。金屬隔離物可特別適于擴(kuò)散可圍繞有功部分和/或變阻器元件中的過壓瞬變的傳導(dǎo)路徑生成的熱，從而局部地減少熱并且因此減小對(duì)材料的應(yīng)力。此外，金屬隔離物可適于在鄰近金屬隔離物的兩個(gè)相鄰變阻器元件之間提供適當(dāng)?shù)碾娺B接。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，又一個(gè)電極包括孔，其適于提供用于電連接的放出區(qū)域和/或用于電涌的機(jī)械固定的固定區(qū)域。孔可表示可從又一個(gè)電極的外表面沿任意方向延伸到又一個(gè)電極中的凹口、開口、腔、切口、缺口、開孔和/或鉆孔。作為優(yōu)選，孔正交于電涌放電器的縱向方向延伸?？卓删哂腥我饨孛妫缋?，圓形、卵形、橢圓形、三角形、矩形、拋物線形、多邊形或任何其它截面。此外，孔的截面和/或周長(zhǎng)可沿孔的延伸不恒定。換言之，孔可朝孔的任一端成錐形，例如，朝又一個(gè)電極的中部區(qū)域和/或朝又一個(gè)電極的外表面或外周。大體上，孔可適于提供電涌放電器的可靠且穩(wěn)健的電連接和/或機(jī)械固定，例如，在變壓器的構(gòu)件上。例如，電線和/或連接器可至少部分地插入到孔中，并且利用適合的附接和/或固定器件(如，螺釘、鉚釘和/或螺栓)附接于又一個(gè)電極。