專利名稱：過壓防護(hù)放電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求I的前序部分的過壓防護(hù)放電器(Oberspannungsableiter)的領(lǐng)域。此外，本發(fā)明涉及一種模塊化地構(gòu)建的放電器系統(tǒng)(Ableitersystem)以及ー種用于制造過壓防護(hù)放電器的方法。
背景技術(shù)：
過壓防護(hù)放電器以最不同的實(shí)施形式已知。例如，文件EP-A-O 642 141公開了ー種過壓防護(hù)放電器。該已知的過壓防護(hù)放電器具有用于放掉過壓的主動(dòng)件(Aktivteil)，其尤其由變阻器塊(Varistorblock)構(gòu)成。主動(dòng)件或變阻器塊被插入由玻璃纖維強(qiáng)化的聚酰胺構(gòu)成的預(yù)制的框架中。已知的框架在側(cè)向具有框架開ロ，穿過框架開ロ實(shí)現(xiàn)將放電元件插入框架中。在將電極和變阻器塊插入框架中之后，借助于導(dǎo)電良好的夾緊裝置在框架內(nèi)固定地夾緊變阻器塊和電極，由此一方面將變阻器塊或主動(dòng)件固定地保持在框架中，而另一方面建立用于變阻器塊彼此間接觸和/或用于借助于電極之一接觸變阻器塊所需的接觸壓力。在文件EP-A-O 642 141中，典型地具有在螺桿(Schraube)中所引導(dǎo)的螺紋銷的夾緊裝置同時(shí)相應(yīng)形成用于過壓防護(hù)放電器的聯(lián)接電極或者所聯(lián)接配件(Anschlussarmatur)或其部件。換句話說，用于接觸變阻器塊的電極相對(duì)于框架可這樣移動(dòng)，使得通過螺紋銷的旋轉(zhuǎn)可使起初與變阻器塊相間隔的電極貼靠到變阻器塊處并且以壓力加載。帶有插入其中的變阻器塊的框架由帶有遮蔽部(Schirm)的護(hù)罩(Mantel)完全包圍。帶有遮蔽部的護(hù)罩也被稱為防雨罩(Wetterschutzgehjiuse)。對(duì)于該已知的過壓防護(hù)放電器證實(shí)為不利的是，在框架與變阻器塊之間構(gòu)造有間隙。該間隙在理想情況中通過防雨罩的硅酮物質(zhì)來填充。由于在過壓防護(hù)放電器的運(yùn)行期間的熱負(fù)載和硅酮對(duì)于水蒸汽的可透過性，水尤其可在該間隙中聚集。水的這樣的聚集促使過壓防護(hù)放電器失效。從文件EP-A-O 614 198中已知另一過壓防護(hù)放電器。在該壓放電器中，放電元件被布置在聯(lián)接配件之間，聯(lián)接配件在它那方面借助于回環(huán)(Schlaufe)相連接。借助于可旋轉(zhuǎn)的、保持在聯(lián)接配件中的ー個(gè)中的壓緊螺栓，將用于接觸變阻器塊的接觸電極和變阻器塊相互夾緊。由此在變阻器塊彼此之間和在接觸電極與貼靠在其處的變阻器塊之間也建立必要的接觸壓力?；丨h(huán)中的每ー個(gè)由卷繞的、玻璃纖維強(qiáng)化的帶來制造，其置入塑料基質(zhì)中。放電元件和回環(huán)完全由而聯(lián)接配件至少部分由設(shè)有遮蔽部的鋳造罩殼(其由絕緣材料構(gòu)成)包圍，鑄造罩殼形成防雨罩。從文件EP-A-O 847 062中已知另一過壓防護(hù)放電器。在該過壓防護(hù)放電器中，夾緊裝置通過絕緣材料管來構(gòu)造，配件中的一個(gè)在端側(cè)擰入其中。在配件之間又布置有放電元件。通過將配件擰入絕緣材料管中，使配件、絕緣材料管和放電元件固定地相互夾緊。此外可從該文件中得出，絕緣材料管優(yōu)選地由熱塑性的聚合體和置入其中的填料(Fullstoff)、例如玻璃纖維制成。在另ー在文件EP-A-O 847 062中所公開的過壓防護(hù)放電器的實(shí)施形式中，在將放電元件和配件裝配在絕緣材料管中之后，在端側(cè)利用由絕緣材料構(gòu)成的蓋來封閉絕緣材料管。優(yōu)選地，對(duì)于蓋使用相同的絕緣材料并且該封閉優(yōu)選地借助于超聲波實(shí)現(xiàn)。從文件EP-A-O 372 106中已知ー種過壓防護(hù)放電器，在其中放電元件、吸熱元件和聯(lián)接配件被插入由聚こ烯構(gòu)成的預(yù)制的管中。在插入放電元件、吸熱元件和聯(lián)接配件之后，借助于加熱使該管這樣收縮，使得放電元件、吸熱元件和聯(lián)接配件被固定地壓向彼此。從文件EP-A-O 393 854中已知ー種過壓防護(hù)放電器，為了防止在故障情況中裂開(Auseinanderbersten),其具有排氣孔。
從文件WO 97/32382中已知另一過壓防護(hù)放電器。從文件WO 97/32382中已知的第一過壓防護(hù)放電器具有用于在過壓防護(hù)放電器的軸向上強(qiáng)化的加強(qiáng)條，其置入塑料基質(zhì)中。同樣在文件WO 97/32382中所公開的第二過壓防護(hù)放電器具有由絕緣材料制成的連接元件，其將電極和變阻器塊保持在一起。連接元件具有由樹脂材料構(gòu)成的基礎(chǔ)層。此外，連接元件具有ー個(gè)或多個(gè)外部的層，其同樣由樹脂材料構(gòu)成。相對(duì)短的纖維束(Faserbundel)被混合到外部的層的樹脂材料中。此外，被允許在中壓和高壓電網(wǎng)中使用的過壓防護(hù)放電器必須滿足標(biāo)準(zhǔn)IEC60099。對(duì)于過壓防護(hù)放電器存在該問題，即在放電元件過載的情況下，也就是說，如果帶有變阻器的主動(dòng)件由于過高的瞬時(shí)過壓或過高的功率卸載而吸收了過多的能量，則在主動(dòng)件內(nèi)可發(fā)生氣化作用(Gasbildung)。如果氣體不能從過壓防護(hù)放電器中漏出，則這導(dǎo)致過壓防護(hù)放電器的爆炸。這對(duì)于在其中布置有過壓防護(hù)放電器的設(shè)備本身而且對(duì)于就在過壓防護(hù)放電器附近工作的人員示出危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于說明一種放電器，其可成本有利地制造、在運(yùn)行中可靠并且滿足相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明，該目的通過帶有權(quán)利要求I的特征的過壓防護(hù)放電器、通過帶有權(quán)利要求21的特征的模塊化地構(gòu)建的放電器系統(tǒng)且通過根據(jù)權(quán)利22和23的用于制造過壓防護(hù)放電器的方法來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明的過壓防護(hù)放電器具有主動(dòng)件和兩個(gè)貼靠到主動(dòng)件處的電極以及由絕緣材料構(gòu)成的連接元件，主動(dòng)件和電極布置在連接元件中。根據(jù)本發(fā)明，連接元件在其制造期間收縮。通過連接元件在冷卻和/或硬化期間的收縮，電極被固定地壓到主動(dòng)件處，由此在相應(yīng)的電極與主動(dòng)件之間建立良好的電接觸。另外，通過收縮可確保連接元件直接貼靠到主動(dòng)件處，由此在過壓防護(hù)放電器的運(yùn)行期間污物、例如水不可侵入連接元件與主動(dòng)件之間。由此提高過壓防護(hù)放電器的可靠性。另外，證實(shí)為有利的是，連接元件在徑向上直接貼靠到主動(dòng)件處，由此過壓防護(hù)放電器的機(jī)械特性相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)改善，尤其在剪切力方面。另外，較少數(shù)量的單件使極其成本有利的生產(chǎn)成為可能。另外，可在強(qiáng)度方面優(yōu)化連接元件的設(shè)計(jì)，因?yàn)樵谄渲圃熘蟛豢蓪⒘硗獾脑脒B接元件中，如這在現(xiàn)有技術(shù)中部分是這種情況,例如參見文件EP-A-O 642 141。因此，連接元件的機(jī)械強(qiáng)度可被優(yōu)化并且用于連接元件的材料耗費(fèi)被最小化。因此，可在遵守相關(guān)的安全要求和標(biāo)準(zhǔn)的情況下降低成本。此外，根據(jù)本發(fā)明的過壓防護(hù)放電器可更簡(jiǎn)單地來制造，因?yàn)椴恍枰貏e的夾緊元件如螺桿和螺紋銷(如在現(xiàn)有技術(shù)中已知)來在電極與主動(dòng)件之間建立接觸壓カ。按照根據(jù)權(quán)利要求2的ー實(shí)施形式，連接元件借助于圍繞電極和主動(dòng)件直接澆鑄(Directverguss)來構(gòu)造。由此，可實(shí)現(xiàn)特別成本有利的制造方法。另外，直接燒鑄使之成為可能，即連接元件直接貼靠地、沒有空隙地圍繞主動(dòng)件來構(gòu)造。這意味著，尤其在徑向上在主動(dòng)件與連接元件之間不產(chǎn)生空腔。由此，過壓防護(hù)放電器具有特別有利的電氣特性，尤其由此在過壓防護(hù)放電器的運(yùn)行時(shí)間期間濕氣或水不能在主動(dòng)件與連接元件之間聚集。按照根據(jù)權(quán)利要求3的ー實(shí)施形式，連接元件具有均勻的結(jié)構(gòu)和均勻的材料結(jié)構(gòu)。連接元件的該結(jié)構(gòu)使其能夠借助于注塑法完整制造。因此，可極其成本有利地制造根據(jù)權(quán)利要求3的過壓防護(hù)放電器，因?yàn)槠浜艽蟪潭壬峡扇詣?dòng)地來制造。按照根據(jù)權(quán)利要求4的ー實(shí)施形式，過壓防護(hù)放電器不具有使電極相互連接的加強(qiáng)部(Verst^kung)。加強(qiáng)部的置入將強(qiáng)迫在將材料噴入或引入用于制造連接元件的模(Form)中之前的另一生產(chǎn)步驟。該附加的生產(chǎn)步驟(就算可以)也極其難以自動(dòng)化。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，過壓防護(hù)放電器可通過省去加強(qiáng)部來明顯成本更有利地制造。按照根據(jù)權(quán)利要求5的ー實(shí)施形式，連接元件關(guān)于軸線不僅徑向地而且軸向地包圍主動(dòng)件和電極。通過軸向的包圍將電極形狀配合地保持在連接元件內(nèi)。由此尤其防止在故障情況中電極的軸向拋出(Herausschleudern)。本發(fā)明的另外的優(yōu)選的實(shí)施形式在從屬權(quán)利要求中以及在實(shí)施例中來說明。


下面根據(jù)附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明的實(shí)施形式。在此僅示意性地
圖I以剖面圖顯示了帶有可插拔的電極的根據(jù)第一實(shí)施例的過壓防護(hù)放電器；
圖2以透視圖顯示了根據(jù)圖I的過壓防護(hù)放電器；
圖3以剖面圖顯示了帶有可插拔的電極的根據(jù)第二實(shí)施例的過壓防護(hù)放電器；
圖4以透視圖顯示了根據(jù)圖3的過壓防護(hù)放電器；
圖5和6以剖面圖顯示了帶有可旋擰的電極的過壓防護(hù)放電器的另外的實(shí)施例；
圖7和8以剖面圖顯示了帶有可焊接的電極的過壓防護(hù)放電器的另外的實(shí)施例；
圖9以剖面圖顯示了由根據(jù)圖I和2的過壓防護(hù)放電器來構(gòu)建的模塊化地構(gòu)建的放電器系統(tǒng)的第一實(shí)施例；以及
圖10以剖面圖顯示了由根據(jù)圖3和4的過壓防護(hù)放電器來構(gòu)建的模塊化地構(gòu)建的放電器系統(tǒng)的第二實(shí)施例。在附圖標(biāo)記清單中概括性地列出了在附圖中所使用的附圖標(biāo)記及其含義。原則上，在圖中相同的部件設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。所說明的實(shí)施形式示例性地代表發(fā)明對(duì)象而不具有限制性的作用。
具體實(shí)施方式

圖I顯示了根據(jù)本發(fā)明的過壓防護(hù)放電器10。過壓防護(hù)放電器10主要具有以下元件主動(dòng)件12、兩個(gè)電極14，16和將主動(dòng)件12與電極14，16相互連接的、由絕緣材料制成的連接元件18。
主動(dòng)件12具有至少ー個(gè)在電流-電壓比方面非線性的電阻、尤其氧化鋅(ZnO)基的非線性的電阻。這樣的非線性的電阻也被稱為變阻器。主動(dòng)件12大致具有帶有軸線A的直圓柱的形狀，其中圓柱的兩個(gè)端面中的每個(gè)構(gòu)造為用于借助于兩個(gè)電極14、16中的一個(gè)電接觸主動(dòng)件12的接觸面13。原理上，用于主動(dòng)件12的其它形狀同樣是可能的，尤其空心柱形。圓柱或者說主動(dòng)件12的軸線A處于過壓防護(hù)放電器10的軸線A上。根據(jù)本發(fā)明的過壓防護(hù)放電器10滿足標(biāo)準(zhǔn)IEC 60099。尤其地，過壓防護(hù)放電器10至少具有l(wèi)kV(l千伏)的額定電壓。因此，如果低于額定電壓的電壓加到主動(dòng)件12處，則主動(dòng)件12鎖止。在電壓大于額定電壓時(shí)，主動(dòng)件12導(dǎo)電。因此，大于額定電壓的電壓(其也被稱為超壓)通過過壓防護(hù)放電器10來導(dǎo)出。在軸線A的方向上，在主動(dòng)件12的ー側(cè)上，兩個(gè)電極14、16中的第一電極14貼靠到主動(dòng)件12處。在主動(dòng)件12的與第一電極14相対的那側(cè)處，第二電極16貼靠到放電元件12處。因此，在軸線A的方向上，在主動(dòng)件12的ー側(cè)上布置第一電極而在另ー側(cè)上布置第二電極16，其中，第二電極16在軸線A的方向上關(guān)于主動(dòng)件12與第一電極14相對(duì)而置。 在ー備選的實(shí)施形式中，電極14、16附加地利用導(dǎo)電的粘合劑固定在主動(dòng)件12處。兩個(gè)電極14、16(第一電極14和第二電極16)各具有接觸面,其確定用于貼靠到主動(dòng)件12的相應(yīng)的接觸面13處。另外，兩個(gè)電極14、16各具有連接和接觸區(qū)域17。圍繞主動(dòng)件12和兩個(gè)電極14、16來構(gòu)造連接元件18。連接元件18例如以注塑法圍繞主動(dòng)件12和圍繞電極14、16來噴注。該方法是對(duì)直接澆鑄的示例。因此，連接元件18包圍主動(dòng)件12和兩個(gè)電極14、16。尤其地，連接元件18關(guān)于軸線A徑向地直接貼靠到主動(dòng)件12處。因?yàn)樵诶鋮s和/或硬化時(shí)連接元件18在軸線A的方向上由于收縮而收紫，兩個(gè)電極14、16中的每個(gè)相對(duì)于主動(dòng)件12以壓カ來加載，從而在兩個(gè)電極14、16中的每個(gè)與主動(dòng)件12之間建立良好的電連接。因此，由于通過注塑包封(Umspritzen)主動(dòng)件12和兩個(gè)電極14、16制造連接元件18，在連接元件18中建立內(nèi)應(yīng)力，其使電極14、16和主動(dòng)件12相互夾緊。因此，連接元件18將兩個(gè)電極14、16在軸線A的方向上壓到主動(dòng)件處，其中，通過該制造過程在連接元件18中建立應(yīng)カ用于將電極14、16壓到主動(dòng)件12處。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于借助于注塑包封主動(dòng)件和兩個(gè)電極14、16制造連接元件18，可取消用于建立用于夾緊主動(dòng)件12與電極14、16的機(jī)械應(yīng)カ的獨(dú)立的元件或裝置。另外，可取消特別的、對(duì)于建立該應(yīng)カ所需的工作步驟。換句話說，第一電極14以及第ニ電極16關(guān)于連接元件18位置固定地來布置。通過以注塑法制造連接元件18且通過借助于注塑包封主動(dòng)件12和兩個(gè)電極14、16制造連接元件18，可能在材料耗費(fèi)較小的情況下構(gòu)造帶有特別有利的機(jī)械特性的連接元件18。另外，由于過壓防護(hù)放電器10由主動(dòng)件12、電極14，16和連接元件18構(gòu)成的極其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，制造過程能夠盡可能自動(dòng)化，由此可實(shí)現(xiàn)制造成本的降低。尤其由此使制造過程的自動(dòng)化成為可能，即取消用于建立用于夾緊主動(dòng)件12與電極14、16的應(yīng)カ的獨(dú)立的元件或裝置。另外，可取消用于建立應(yīng)カ的特別的工作步驟，因?yàn)橹鲃?dòng)件12與兩個(gè)電極14、16的機(jī)械夾緊通過連接元件18的冷卻和/或硬化而實(shí)現(xiàn)。連接元件18在鄰接到主動(dòng)件12的護(hù)罩區(qū)域處的區(qū)域中(也就是說在軸線A的方向上在兩個(gè)電極14、16之間)具有通孔30。該通孔30用于將任何情況下在主動(dòng)件12的故障情況中在連接元件的內(nèi)部中形成的氣體導(dǎo)出，而由此連接元件18不爆炸式地被破壞。通過通孔30尤其防止在故障情況中過壓防護(hù)放電器10的爆炸式的破壞。在構(gòu)造連接元件18時(shí)構(gòu)造通孔30。因此，通過通孔30來構(gòu)造排氣孔，在故障情況中可在連接元件內(nèi)形成的氣體可通過其流出。因此，通過在連接元件18的鄰接到主動(dòng)件12的護(hù)罩區(qū)域的區(qū)域中構(gòu)造通孔30，任何情況下在主動(dòng)件12的區(qū)域中形成的氣體可關(guān)于軸線A徑向地向外流出。在ー實(shí)施形式中，連接元件18具有至少兩個(gè)并且/或者最多二十個(gè)通孔30。優(yōu)選地，連接元件18具有至少三個(gè)且最多十個(gè)通孔30，特別優(yōu)選地至少三個(gè)且最多五個(gè)通孔30。通孔30的凈橫截面面積至少彼此大致相同地來構(gòu)造。另外，通孔30彼此關(guān)于軸 線A在周向上以有規(guī)律的間距構(gòu)造在連接元件18處。由此，連接元件18具有籠式的結(jié)構(gòu)。該制造過程使之成為可能，即帶有該結(jié)構(gòu)的連接元件18可從一件來制造或者說可一件式地制造。尤其地，籠式的結(jié)構(gòu)特征在于，主動(dòng)件12不可通過通孔30漏出。由此可以以有利的方式防止主動(dòng)件12或部件或其大的部分被從連接元件18中拋出。因此，在故障情況中，籠式的結(jié)構(gòu)直接有助于安全性。如果在故障情況中主動(dòng)件12由于過高的超壓被過載，則這可導(dǎo)致氣化作用并且/或者導(dǎo)致主動(dòng)件12的破碎。通過產(chǎn)生的氣體可拋出(wegschleudern)碎片。根據(jù)本發(fā)明的過壓防護(hù)放電器10的連接元件18有效地防止碎片的拋出?；\式的結(jié)構(gòu)另外特征在于，電極14、16在軸線A的方向上以及在對(duì)此的徑向上與連接元件18形狀配合地保持在連接元件18內(nèi)。換句話說,連接元件18關(guān)于軸線A徑向地以及軸向地包圍主動(dòng)件12和電極14、16。如在圖中所示，連接元件18在軸線A的方向上除了在連接和接觸區(qū)域17的區(qū)域中之外完全包圍主動(dòng)件12和電極14、16。如所實(shí)施的那樣，連接元件18在周向上具有通孔30。因此，籠式的結(jié)構(gòu)防止在故障情況中電極14、16尤其在軸線A的方向上被從連接元件18中拋出。優(yōu)選地，僅在軸線A的方向上或者說最多相應(yīng)的電極14、16的連接和接觸區(qū)域17從連接元件18中伸出。如果連接元件18尤其具有偶數(shù)的通孔30，則通孔也可具有不同的凈直徑，其中，在該情況中應(yīng)注意在周向上有規(guī)律的構(gòu)造。例如，帶有較小凈直徑的通孔可跟隨帶有較大凈直徑的通孔，其中，帶有較大凈直徑的通孔又跟隨帶有較小凈直徑的通孔。同樣可考慮其它順序，例如帶有三個(gè)不同的凈直徑。通過通孔的數(shù)量的選擇并且通過通孔的形狀的選擇，一方面可在主動(dòng)件12與電極14、16的機(jī)械夾緊方面優(yōu)化連接元件18的機(jī)械穩(wěn)定性且在故障情況中優(yōu)化連接元件18的機(jī)械要求。在故障情況中，對(duì)連接元件18的機(jī)械要求尤其特征在于，任何情況下氣體必須從連接元件18的內(nèi)部中漏出，然而不允許大的碎片從連接元件18的內(nèi)部中拋出。通孔30的總面積、也就是說所合計(jì)的面積在主動(dòng)件12的側(cè)面積的20%與90%之間、優(yōu)選地在30%與80%之間且特別優(yōu)選地在40%與70%之間。主動(dòng)件12的側(cè)面積是主動(dòng)件12的表面積的該部分，其在軸線A的方向上位于兩個(gè)接觸面13之間，兩個(gè)電極14、16中的ー個(gè)各貼靠到接觸面13處。備選地，通孔30的總面積可為主動(dòng)件12的側(cè)面積的至少33%。優(yōu)選地，通孔30至少近似地具有橢圓的形狀，其中，兩個(gè)橢圓軸線中的較長(zhǎng)那個(gè)在軸線A的方向上延伸。由此實(shí)現(xiàn)，連接元件18具有特別好的機(jī)械特性。為了可完全借助于注塑法制造連接元件18，使用適合于注塑的材料用于連接元件
18。這尤其是勻質(zhì)的材料。勻質(zhì)的材料也包括宏觀上均勻的材料混合物，例如接下來所實(shí)施的那樣。因此，完全通過注塑所制造的連接元件18本身同樣具有至少宏觀上均勻的結(jié)構(gòu)以及至少宏觀上均勻的材料結(jié)構(gòu)。例如，連接元件18的結(jié)構(gòu)不具有不同的并且/或者不具有多個(gè)層。另外，不將強(qiáng)化部(例如帶等)(其將兩個(gè)電極相互連接)插入或置入連接元件中。這樣的強(qiáng)化部將導(dǎo) 致連接元件的不均勻的結(jié)構(gòu)并且使完全借助于注塑制造連接元件不可能，因?yàn)楸仨氃趯⒉牧蠂娙胱⑺苣Ｖ兄皩?qiáng)化部插入其中。因此，電極14、16在完全借助于注塑制成的連接元件18中僅經(jīng)由其相互連接。連接元件18優(yōu)選地由熱固塑料材料制成。其可包含不能伸展的纖維或者還有球體(Kugeln)作為填料。另外，在連接元件18中可包含另外的添加剤。作為纖維可考慮玻璃纖維、玄武巖纖維(Basaltfaser)和芳綸纖維。纖維長(zhǎng)度必須適合于注塑法或壓鑄法。備選地，連接元件18也可由塑料制成。通常，用于連接元件18的材料尤其必須滿足該條件，即該材料不蠕變或幾乎不蠕變，因?yàn)榉駝t在運(yùn)行時(shí)間上電極14、16與主動(dòng)件12之間的接觸壓カ減小。另外，材料應(yīng)交聯(lián)(vernetzen)。此外,材料必須電絕緣。又可使填 料、添加劑和/或纖維如上面所實(shí)施的那樣與塑料混合。兩個(gè)電極14、16優(yōu)選地由導(dǎo)電良好的板材(例如鋁、鋼、青銅或銅或其合金)制成并且優(yōu)選地具有例如O. Imm至6mm的、優(yōu)選地O. 5mm至4mm的且最特別優(yōu)選地Imm至3mm的板材厚度。如在圖I中所示，兩個(gè)電極14、16的連接和接觸區(qū)域17可不同地來構(gòu)造。兩個(gè)電極14、16中的第一電極14的連接和接觸區(qū)域17確定用于與聯(lián)接配件或例如結(jié)合圖9所說明的那樣與另ー過壓防護(hù)放電器10’的第二電極16共同作用。優(yōu)選地，過壓防護(hù)放電器10和另ー過壓防護(hù)放電器10’盡可能相同地來構(gòu)造，但是尤其可具有用于不同的額定電壓的主動(dòng)件12。為了與另ー過壓防護(hù)放電器10’的第二電極16共同作用，第一電極14具有銷凸出部(Stiftfortsatz)50,其確定用于與第二電極16的裝配孔52共同作用。因?yàn)檫^壓防護(hù)放電器10 —方面具有帶有銷凸出部50的第一電極14而另一方面具有帶有裝配孔52的第二電極16，可使多個(gè)過壓防護(hù)放電器10彼此排成行，其中，銷凸出部50和裝配孔52這樣相互協(xié)調(diào)，使得通過將銷凸出部50引入裝配孔52中來建立機(jī)械固定的且導(dǎo)電良好的連接。如果過壓防護(hù)放電器10被設(shè)有聯(lián)接配件，則第一電極14和/或第二電極16的連接和接觸區(qū)域17也可不同地來構(gòu)造。另外，第一和/或第二電極14、16的連接和接觸區(qū)域17也可構(gòu)造為聯(lián)接配件。在圖5至8中顯示了兩個(gè)電極14、16的另外的實(shí)施形式，其中，圖5和7各顯示了ー實(shí)施例，其很大程度上與在圖I和2中所示的第一實(shí)施例相同地來構(gòu)造，然而帶有不同地構(gòu)造的電極14、16。圖6和8各顯示了ー實(shí)施例，其很大程度上與第二在圖3和4中所示的實(shí)施例相同地來構(gòu)造，然而帶有不同地構(gòu)造的電極14、16。在圖5和6中所示的電極14、16這樣來構(gòu)造，即電極14、16可相互旋擰。對(duì)此，第ー電極14在連接和接觸區(qū)域17中具有徑向上布置在外部的螺紋。第二電極16在連接和接觸區(qū)域17中具有徑向上處于內(nèi)部的螺紋，其確定用于被擰到第一電極14的螺紋上或擰到相應(yīng)地相同地構(gòu)造的螺紋上。在圖7和8中所示的電極14、16這樣來構(gòu)造，即電極14、16可相互焊接。在該情況中，電極14、16可相同地來構(gòu)造?！と缦旅鎭碇圃煸趫DI和2中所示的放電器10。將主動(dòng)件12和兩個(gè)電極14、16置入模、尤其注塑模中，其中，第一電極14和第二電極16各以其接觸面貼靠到主動(dòng)件12的兩個(gè)接觸面13中的一個(gè)處。借助于注塑模的ー個(gè)或兩個(gè)可在主動(dòng)件12的軸線A的方向上移動(dòng)的滑塊(Schieber)，優(yōu)選地將第一電極14和第二電極16固定地壓到主動(dòng)件12處。借助于另一可關(guān)于軸線A徑向地移動(dòng)的徑向滑塊，這樣來設(shè)計(jì)模，使得如結(jié)合圖I和2所說明的那樣在噴注之后產(chǎn)生連接元件18。尤其地，徑向滑塊被徑向地壓到主動(dòng)件12處。徑向滑塊用于在連接元件18中構(gòu)造通孔30。接著，將用于制造連接元件18的材料噴入模中。在該材料冷卻和/或硬化時(shí)，其尤其在軸線A的方向上收縮，由此在連接元件18中建立將兩個(gè)電極14、16固定地壓到主動(dòng)件12處的應(yīng)力。該應(yīng)カ保證用于通過兩個(gè)電極14、16電接觸主動(dòng)件12的足夠的接觸壓力。備選于借助于注塑制造連接元件18，也可通過壓制法來制造連接元件18。在這樣的方法中，例如以墊(Matte)等的形式來提供用于制造連接元件18的材料。將材料置入摸、尤其壓模中。該模具有凹處，其對(duì)應(yīng)于連接元件18的陰性形狀。在置入材料之后，將主動(dòng)件12和兩個(gè)電極14、16置入模中。在置入材料、電極14，16和主動(dòng)件12之后，封閉該模。通過熱和壓カ由該材料來制造連接元件18，其中，該材料硬化并且與注塑法類似地收縮。由此，類似于借助于注塑的制造方法將電極14、16壓到主動(dòng)件處。該壓制法是對(duì)直接澆鑄的另一不例。在另外的實(shí)施形式中，除了變阻器之外，主動(dòng)件12可具有另外的元件(如金屬塊(Metallblock))。備選地,主動(dòng)件也可僅由ー個(gè)金屬塊或多個(gè)金屬塊來形成。同樣，主動(dòng)件12可具有多個(gè)變阻器。金屬塊可用于從變阻器處導(dǎo)出熱并且/或者増大在過壓防護(hù)放電器的聯(lián)接配件之間的漏電路徑(Kriechweg)。另外，可利用不導(dǎo)電的材料包裹或纏繞變阻器和/或另外的元件。用于包裹的材料例如可以是玻璃纖維、芳綸纖維或玄武巖纖維。代替纖維，也可使用帯。在圖3和4中顯示了根據(jù)本發(fā)明的過壓防護(hù)放電器10的第二實(shí)施例。在圖3和4中所示的過壓防護(hù)放電器10很大程度上與結(jié)合圖I和2所說明的過壓防護(hù)放電器10相同地來構(gòu)造。附加地，根據(jù)第二實(shí)施例的過壓防護(hù)放電器10具有罩殼或防雨罩40。罩殼40優(yōu)選地由硅制成并且在周向上完全包圍帶有主動(dòng)件12的連接元件18。在軸線10的方向上，罩殼40在過壓防護(hù)放電器10的全結(jié)構(gòu)高度上延伸。罩殼40在軸線A的方向上在第一電極14和第二電極16的區(qū)域中具有遮蔽部42。在通孔30的區(qū)域中，罩殼40具有這樣來選擇的壁厚，使得在故障情況中氣體可以至少幾乎無阻地通過通孔30從連接兀件18中漏出。在氣體漏出時(shí),可損壞罩殼或防雨罩40,例如通過罩殼40在貼靠到連接元件18的通孔30處的區(qū)域中的撕裂，使得氣體可幾乎無阻地漏出。
如果過壓防護(hù)放電器10被設(shè)計(jì)用于內(nèi)部應(yīng)用，則罩殼40也可被制造成不帶遮蔽部42。罩殼40 (任何情況下除了在遮蔽部42的區(qū)域中)可具有至少近似均勻的例如在Imm與IOmm之間、優(yōu)選地在Imm與6mm之間且特別優(yōu)選地在2mm與3mm之間的壁厚。因此，構(gòu)造在連接元件18中的通孔也呈現(xiàn)(abzeichnen)在罩殼40處。通過至少近似均勻的壁厚(任何情況下除了在遮蔽部42的區(qū)域中)，使在故障情況中氣體能夠無問題地排出。在圖3和4中所示的過壓防護(hù)放電器10很大程度上與結(jié)合圖I和2所示的過壓防護(hù)放電器相同地來制造。在另ー過程步驟中罩殼40圍繞帶有電極14、16和主動(dòng)件12的連接元件18來噴注。備選地，罩殼也可被預(yù)制并且推到帶有電極14、16和主動(dòng)件12的連接元件18上。在圖9和10中各顯不了模塊化地構(gòu)建的放電器系統(tǒng)60。該放電器系統(tǒng)60模塊化地由結(jié)合圖I和8所說明的過壓防護(hù)放電器10來構(gòu)建。為了以模塊化的結(jié)構(gòu)方式由過壓防護(hù)放電器10來制造放電器系統(tǒng)60，使預(yù)制的過壓防護(hù)放電器10 (如在圖1、2、3、4、5、6、7或8中所示)在軸線A的方向上彼此排成行并且電氣地且機(jī)械地經(jīng)由電極14、16相互連接。連接優(yōu)選地發(fā)生在兩個(gè)在方向A上相鄰的過壓防護(hù)放電器10的彼此直接相繼的電極的區(qū)域中，例如通過將在圖1-4中所示的銷凸出部50壓入同樣在圖1-4中所示的第二電極16的相應(yīng)成形的裝配孔52中。備選地，例如可將在圖5和6中所示的第一電極14的外螺紋53擰入同樣在圖5、6中所示的第二電極16的內(nèi)螺紋54中。作為另外的備選方案，還應(yīng)提及如在圖7、8中的電極的焊接。用于電極14、16的連接的另外的實(shí)施變體對(duì)于專家完全已知。如在圖10中所，罩殼40可布置在各個(gè)過壓防護(hù)放電器10的每個(gè)處。備選地，在圖10中兩件式地構(gòu)造的罩殼40也可一件式地來構(gòu)造。在該情況中，模塊化地構(gòu)建的放電器系統(tǒng)60如下面來制造。將如在圖I和2中所示的多個(gè)過壓防護(hù)放電器在電極14、16處機(jī)械地以及電地相互連接。接著，罩殼40被構(gòu)造在放電器系統(tǒng)60的軸線A的方向上的整個(gè)長(zhǎng)度上，例如通過推上預(yù)制的罩殼40。在過壓防護(hù)放電器10中所使用的主動(dòng)件12例如可構(gòu)造用于4kV (千伏)或6kV的額定電壓。由此，可由過壓防護(hù)放電器10來構(gòu)建帶有以4kV或6kV為級(jí)(in Schritten)的額定電壓的放電器系統(tǒng)60。例如，可通過帶有4kV的額定電壓的過壓防護(hù)放電器10和帶有6kV的額定電壓的過壓防護(hù)放電器10的組裝實(shí)現(xiàn)用于IOkV的額定電壓的放電器系統(tǒng) 60。因此可由過壓防護(hù)放電器10來實(shí)現(xiàn)用于例如8kV、IOkV, 12kV、14kV、16kV等的額定電壓的放電器系統(tǒng)60。當(dāng)然，過壓防護(hù)放電器的額定電壓不限于4kV和6kV，而是也可選擇其它的額定電壓。因此，放電器系統(tǒng)60可以以例如lkV、2kV、3kV還或O. 5kV或IOkV的任意級(jí)來模塊化地構(gòu)建。附圖標(biāo)記清單
10，10’過壓防護(hù)放電器 12主動(dòng)件 13接觸面 14第一電極 16第二電極17連接和接觸區(qū)域18連接元件30通孔 40罩殼、防雨罩42遮蔽部50銷凸出部52裝配孔53外螺紋54內(nèi)螺紋60放電器系統(tǒng)A軸線。
權(quán)利要求
1.一種過壓防護(hù)放電器(10)，其帶有主動(dòng)件(12)，其具有至少ー個(gè)放電元件、特別優(yōu)選地ZnO基的變阻器和至少IkV的額定電壓，其中，所述主動(dòng)件(12)至少近似柱形地來構(gòu)造并且沿著軸線(A)延伸；兩個(gè)貼靠到所述主動(dòng)件(12)處的且在所述軸線(A)的方向上彼此相對(duì)地布置的電極(14，16);和連接元件(18)，其中所述連接元件(18)由絕緣材料制成并且將所述電極(14，16)固定地壓到所述主動(dòng)件(12)處用于借助于所述電極(14，16)電接觸所述主動(dòng)件(12)，其特征在于，所述連接元件(18)至少?gòu)较虻仃P(guān)于所述軸線(A)直接貼靠到所述主動(dòng)件(12)處，所述連接元件(18)通過在所述連接元件(18)的制造期間在所述軸線(A)的方向上的收縮將所述電極(14，16)在所述軸線(A)的方向上壓到所述主動(dòng)件(12)處，并且所述連接元件(18)在所述兩個(gè)電極(14，16)之間的區(qū)域中具有通孔(30)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的過壓防護(hù)放電器，其特征在于，所述連接元件(18)借助于圍繞所述電極(14，16)和所述主動(dòng)件(12)直接澆鑄來構(gòu)造。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的過壓防護(hù)放電器，其特征在于，所述連接元件(18)具有至少宏觀上均勻的結(jié)構(gòu)和至少宏觀上均勻的材料結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的過壓防護(hù)放電器，其特征在于，所述過壓防護(hù)放電器(10)不具有將所述電極(14，16)相互連接的加強(qiáng)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的過壓防護(hù)放電器，其特征在于，所述連接元件(18)關(guān)于所述軸線㈧徑向地以及軸向地包圍所述主動(dòng)件(12)和所述電極(14，16)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的過壓防護(hù)放電器，其特征在于，所述過壓防護(hù)放電器(10)不具有另外的用于將所述電極(14，16)壓到所述主動(dòng)件(12)處的裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)所述的過壓防護(hù)放電器，其特征在于，所述連接元件(18)以注塑法或壓制法來制造。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項(xiàng)所述的過壓防護(hù)放電器，其特征在于，所述通孔(30)是排氣孔，可在所述連接元件(18)內(nèi)形成的氣體能夠通過所述通孔(30)徑向向外流出。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項(xiàng)所述的過壓防護(hù)放電器，其特征在于，所述連接元件(18)關(guān)于所述軸線(A)在周向上具有至少2個(gè)并且/或者最多20個(gè)通孔(30)，優(yōu)選地具有在3個(gè)與最多10個(gè)之間的通孔(30)且特別優(yōu)選地在3個(gè)與最多5個(gè)之間的通孔(30)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任一項(xiàng)所述的過壓防護(hù)放電器，其特征在于，所述通孔(30)的總面積在所述主動(dòng)件(12)的側(cè)面積的20%與90%之間、優(yōu)選地在30%與80%之間且特別優(yōu)選地在40%與70%之間。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至10中任一項(xiàng)所述的過壓防護(hù)放電器，其特征在于，所述通孔(30)至少近似地具有橢圓的形狀，其中，兩個(gè)橢圓軸線中的較長(zhǎng)的那個(gè)在所述主動(dòng)件(12)的軸線⑷的方向上延伸。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至11中任一項(xiàng)所述的過壓防護(hù)放電器，其特征在于，所述連接元件(18)由至少幾乎不蠕變的且電絕緣的塑料來制成，優(yōu)選地包含熱固性塑料。
13.根據(jù)權(quán)利要求I至12中任一項(xiàng)所述的過壓防護(hù)放電器，其特征在于，所述連接元件(18)以一件式制造的方式來構(gòu)造。
14.根據(jù)權(quán)利要求I至13中任一項(xiàng)所述的過壓防護(hù)放電器，其特征在于，所述連接元件(18)包圍所述主動(dòng)件(12)和所述兩個(gè)電極(14，16)。
15.根據(jù)權(quán)利要求I至14中任一項(xiàng)所述的過壓防護(hù)放電器，其特征在于，所述電極(14，16)由導(dǎo)電的板來制造。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的過壓防護(hù)放電器，其特征在于，所述板具有O.Imm至6_、優(yōu)選地O. 5mm至4mm且極其優(yōu)選地Imm至3mm的厚度。
17.根據(jù)權(quán)利要求I至16中任一項(xiàng)所述的過壓防護(hù)放電器，其特征在于，所述電極(14，16)相對(duì)于所述連接元件(18)位置固定地來布置。
18.根據(jù)權(quán)利要求I至17中任一項(xiàng)所述的過壓防護(hù)放電器，其特征在于，所述電極(14，16)構(gòu)造為聯(lián)接配件或連接電極。
19.根據(jù)權(quán)利要求I至18中任一項(xiàng)所述的過壓防護(hù)放電器，其特征在于，帶有布置在其中的所述主動(dòng)件(12)的所述連接元件(18)關(guān)于所述軸線至少在周向上由罩殼(40)、尤 其防雨罩包圍。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的過壓防護(hù)放電器，其特征在于，任何情況下除了在遮蔽部(42)的區(qū)域中，所述罩殼(40)具有至少近似均勻的例如在Imm與IOmm之間、優(yōu)選地在Imm與6mm之間且極其優(yōu)選地在2mm與3mm之間的壁厚。
21.一種由至少兩個(gè)根據(jù)權(quán)利要求I至20中任一項(xiàng)所述的過壓防護(hù)放電器(10，10’)所構(gòu)建的模塊化地構(gòu)建的放電器系統(tǒng)(60)，其中，所述至少兩個(gè)過壓防護(hù)放電器(10，10’)中的一個(gè)過壓防護(hù)放電器(10)的第一電極(14)與另ー過壓防護(hù)放電器(10’)的第二電極(16)電氣地且機(jī)械地相連接。
22.一種用于制造過壓防護(hù)放電器(10)、尤其根據(jù)權(quán)利要求I至20中任ー項(xiàng)所述的過壓防護(hù)放電器(10)的方法，其中，所述過壓防護(hù)放電器(10)具有主動(dòng)件(12)，其具有至少一個(gè)放電元件、尤其基于ZnO的變阻器，其中，所述主動(dòng)件(12)至少近似柱形地來構(gòu)造、沿著軸線(A)延伸且在所述軸線(A)的方向上具有兩個(gè)彼此相間隔的接觸面(13)，其中，所述方法具有以下步驟 將所述主動(dòng)件(12)和兩個(gè)電極(14，16)插入模、尤其注塑模中，其中，這樣插入所述主動(dòng)件(12)和所述電極(14，16)，使得所述兩個(gè)電極(14，16)中的第一電極(14)貼靠到所述ー個(gè)接觸面(13)處而所述兩個(gè)電極(14，16)中的第二電極(16)貼靠到所述主動(dòng)件(12)的另ー接觸面處， 利用形成連接元件(18)的材料注塑包封所述主動(dòng)件(12)和所述電極(14，16)，其中，在所述注塑包封期間將通孔(30)成型到所述連接元件(18)中，以及 在所述模中冷卻和/或硬化期間用于形成所述連接元件(18)的所述材料在所述軸線㈧的方向上收縮，由此將所述電極(14，16)壓到所述主動(dòng)件(12)處。
23.一種用于制造過壓防護(hù)放電器(10)、尤其根據(jù)權(quán)利要求I至20中任ー項(xiàng)所述的過壓防護(hù)放電器(10)的方法，其中，所述過壓防護(hù)放電器(10)具有主動(dòng)件(12)，其具有至少一個(gè)放電元件、尤其基于ZnO的變阻器，其中，所述主動(dòng)件(12)至少近似柱形地來構(gòu)造、沿著軸線(A)延伸且在所述軸線(A)的方向上具有兩個(gè)彼此相間隔的接觸面(13)，其中，所述方法具有以下步驟 將材料放入模、尤其壓模中，其確定用于形成用于將所述電極(14，16)固定地壓到所述主動(dòng)件(12)處以借助于所述電極(14，16)電接觸所述主動(dòng)件(12)的連接元件(18)，以及 將所述主動(dòng)件(12)和兩個(gè)電極(14，16)插入所述模中，其中，這樣插入所述主動(dòng)件(12)和所述電極(14，16)，使得所述兩個(gè)電極(14，16)中的第一電極(14)貼靠到所述ー個(gè)接觸面(13)處而所述兩個(gè)電極(14，16)中的第二電極(16)貼靠到所述主動(dòng)件(12)的另ー接觸面處， 壓緊所述主動(dòng)件(12)、所述電極(14，16)和所述材料，由此從所述材料中形成所述連接元件(18)，其中，在所述壓緊期間將通孔(30)成型到所述連接元件(18)中，以及 在所述模中冷卻和/或硬化期間用于形成所述連接元件(18)的所述材料在所述軸線㈧的方向上收縮，由此將所述電極(14，16)壓到所述主動(dòng)件(12)處。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的方法，其特征在于將所述模的形成所述過壓防護(hù)放電器(10)的通孔(30)的元件壓到所述主動(dòng)件(12)處。
25.根據(jù)權(quán)利要求22至24中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，用于形成所述連接元件的所述材料是至少幾乎不蠕變的且電絕緣的塑料、優(yōu)選地?zé)峁绦运芰稀?br> 26.根據(jù)權(quán)利要求22至25中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于在將所述電極(14，16)和所述主動(dòng)件(12)插入所述模中之后借助于在所述軸線(A)的方向上可移動(dòng)地構(gòu)造的滑塊將所述兩個(gè)電極(14，16)壓到所述主動(dòng)件(12)處。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種過壓防護(hù)放電器，其帶有主動(dòng)件(12)、兩個(gè)貼靠到主動(dòng)件(12)處的電極(14,16)和連接元件(18)。主動(dòng)件(12)和電極(14,16)布置在連接元件(18)中。根據(jù)本發(fā)明，連接元件(18)以注塑法或壓制法來制造，其中，連接元件(18)在其制造期間收縮。由此電極(14,16)被固定地壓到主動(dòng)件(12)處。
文檔編號(hào)H01C17/00GK102725805SQ201180008369
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2011年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月5日
發(fā)明者D.內(nèi)澤爾, D.埃格, D.舍恩, L.格布哈特 申請(qǐng)人:Abb 技術(shù)有限公司