封装的、耐压构成的、能承载闪电电流的、具有工频续流熄灭能力的过电压放电器制造技术

本发明专利技术涉及一种封装的、耐压构成的、能承载闪电电流的、具有工频续流熄灭能力的过电压放电器，包括两个间隔开地绝缘地对置的主电极，其中为了至少在脉冲状冲击电流负荷时形成多个放电隙，在主电极之间的空间内设有至少一个间隔盘或间隔体，其中间隔盘或间隔体具有多个平行延伸的通道、同心的环形缝隙和／或螺纹状的凹槽并且在导电的或半导电的实施形式中相对于主电极绝缘。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的、封装的、耐 压构成的、能承载闪电电流的、具有工频续流熄灭能力(Netzfolgestroml6schverm6gen )的过电压方文电器，该过电压方丈电器 包括两个间隔开地绝缘地对置的主电极。
技术介绍
为了提高过电压^t电器的抗冲击电流性，由DE 101 64 025 B4已 知，利用准并联的放电器。在这里平行设置的火花隙具有一个单独的 压力平衡腔和多个单独的排气装置。仅冷却体由两个火花隙共同利用。在按照DE 102 31 431 Al的触角形火花隙中，放电室划分成多个 平行的室，它们横向于运行方向地与穿通部连接以平衡压力。那里的 室用于触发平行的电弧和用于在功率大的脉冲时一致地加载压力。通过导电的或半导电的材料延长在火花隙主电极之间的分隔隙属 于已知的现有技术。延长主分隔隙的目的是，通过提高电弧起弧电压 来改善续流熄灭能力。对此请参阅DE 197 17 802或DE 196 19 223。在力求使火花隙的结构尺寸小时，延长电弧不再是令人满意的。 因此在所述的现有技术中还提高电弧电压，例如通过限制电弧和通过 径向地通以气体。但在所述已知的装置中不利的是，用于脉沖电流和续流的电弧通 道是相同的。这导致对于完全不同的电流负荷不可能独立地确定参数。用于放电的通道一方面必须尽可能地小，以便在续流时实现高的 电弧电压。另一方面，通道应具有尽可能大的横截面，以便在脉沖放 电时限制电弧电压并从而限制能量转换率。这一方面出于减小火花隙负荷的原因是必需的，而另一方面为了确保尽可能低的安全电平以及 与现代放电器模块的其他过压保护装置或终端装置的足够的协调能力 是必需的。此外，特别是在脉沖负荷时对所使用的材料提出极高的机械要求， 所述要求限制放电通道的最小横截面。这些问题导致显著的结构上的超负荷和在制造火花隙时相应较大 的花费。总之，由现有技术可以得出结论对于脉沖负荷时和续流负荷时 相反的要求，火花隙的设计必然导致折衷方案并且从而对于相应的负 荷情况得不到理想的解法方案。由于上述型式的电网火花隙的总是受影响的续流限制，在工作的 电网电压的范围内的电弧起弧电压是必需的。因为在脉沖和工频续流 时仅可以有限地独立地影响电弧电压，这一方面导致火花隙的设计在 很大程度上面向续流负荷的要求，而另一方面导致在脉沖负荷时、亦 即在施加千安范围内的电流时产生可能几倍于在工频续流时的电压的 电弧电压。所述高的电压不仅损害安全电平和可协调性，而且导致火花隙的 显著的负荷。除动态机械负荷外，这还涉及能量转换率。提高的能量 转换率导致所用材料的显著的烧损并且造成火花隙的本身需要避免的 磨损。为了降低在火花隙的脉沖负荷时的电弧电压，例如已试图在脉沖 电流时在放电区域与压力平衡区域之间产生所谓的喷嘴堵塞或者在脉 沖负荷时在压力平衡区域内产生背压(对此参见DE 101 64 025 B4)。上述方法虽然在脉冲负荷时使电弧电压降低，借此可保证安全电 平以及与其他装置的协调能力，但在内部大大提高火花隙的压力负荷。
技术实现思路
因此由上述内容出发，本专利技术的目的在于，提出一种封装的、耐 压构成的、能承载闪电电流的、具有工频续流熄灭能力的过电压放电器，该过电压放电器包括两个间隔开地绝缘地对置的主电极，所述过 电压放电器以简单而经济的方式提供在脉沖放电和工频续流时独立影 响电弧电压的可能性，其中还特别是在脉沖负荷时降低火花隙各个构 件的机械负荷。按照本专利技术，这通过在火花隙主电极之间的一个或多个导电的或 半导电的间隔件内部创造多个分开的平行的放电通道来实现。因此，通过结构措施在火花隙内实现在脉沖状放电与由于工频的 续流的负荷之间的功能分离。特别是在脉沖状负荷时，将电弧划分到 火花隙内的多个平行的放电通道中，由此可以大大地降低压力、在脉 沖负荷时限制电弧电压和降低磨损。而在工频的续流时优选仅在一个放电通道中实现放电，其中通过电压。在上升时间在几微秒范围内的脉沖状电流时的放电紧挨在火花隙 形成、亦即火花隙触发之后常常具有有利的电流一 电压特性。该特性使得放电通道可以划分成平行的通道。所述的特性还由高 的电压需求和用于提供载流子的机理得出。在空气火花隙中、在标准压力下，电弧的特性在放电开始后相当 快地改变，从而一般在几微秒以后就已建立电弧放电的通常的不利的 电流一电压特性曲线。为了通过平行的通道实现对空气火花隙的有效的减荷，按照本发 明在放电开始时促进快速地划分到尽可能大量的平行通道中并且在较 长的时间间隔期间获得或强制得到有利的电流一电压特性曲线。通过将具有平行通道的、导电的或半导电的、间隔件或间隔体形 式的材料装入主电极之间来促进所述划分。在一种实施形式中，间隔 件也可以由绝缘的或不导电的材料制成。除控制电位和设定放电隙以外，所使用的材料通过其导电能力还 引起直到整个隙飞弧的剩余电压的下降。由此甚至在主电极之间的分 隔隙长的情况下也得到低的剩余电压和很好的协调能力。其中，在间隔件或间隔体内的通道的材料和几何选择成使得至少在以kA范围内的电流脉沖状放电时甚至在空气中、在较长的持续时 间期间也产生具有有利的电流 一 电压特性的放电。这如此实现，即每个电弧通过收缩和/或吹动(Beblasung)而放 出如此多的能量，以致其电压需求大大增加。所述强制得到的放电特效划分的物理前提条件。在另外在空气中通常不利的电流一电压特性时，即使在几何上存理地减荷或降低电弧电压也是不可能的。为了在空气中在标准压力下强制得到电弧的有利的特性，将火花 隙内的电弧至少部分从所谓的自由点燃的电弧转变为壁稳定型电弧。 其中使电弧放出很多能量，由此其电压需求在电流强度增大时增长。所述效应 一 直持续到施加的电流下降到使在 一个通道内的收缩和 冷却不再足够。分电弧从电流一电压特性曲线的有利区域转移或跃变到不利区域 中并且强制消弧。如果电流强度继续减小，则该过程在其他分电弧中 重复，直到仅还剩余一个放电通道。除环境条件如压力、气体、电极 材料外，对于有利的电流一电压特性足够的电流大小还取决于通道(即 几何、材料、热容、放气和表面)的冷却作用。除影响脉冲放电外，上述措施还允许影响在续流时的放电。如果 实现对电弧的很强的冷却，则在这里也可以划分在kA范围内的续流。通过参考以上说明以权利要求1的特征组合来实现本专利技术的目 的，其中诸从属权利要求至少构成合理的实施形式和改进方案。因此为了至少在脉沖状沖击电流负荷时形成多个放电隙，在主电 极之间的空间内设置至少 一 个由导电的或半导电的材料制成的间隔盘 或间隔体，其中间隔盘或间隔体具有多个平行延伸的通道、同心的环形缝隙和/或螺紋状的凹槽并且相对于主电极之一绝缘。间隔件或间隔体可以与两个主电极间隔开并且借助于支承件与主电极之一 电连接地构成。支承件可以贴靠在相应间隔盘或间隔体的整个表面上并且同样具 有多个通道、环形缝隙和/或凹槽，所述通道、环形缝隙和/或凹槽的 位置与在间隔盘或间隔体中的那些通道、环形缝隙和/或凹槽一致，以 形成连续的放电隙。在 一种实施形式中，在间隔盘或间隔体的与支承件相对的表面上 可以设有一具有通道、环形缝隙和/或凹槽的绝缘件，该绝缘件填充主 电极与间隔盘或间隔体之间的间距空间，其中这样形成的堆本文档来自技高网...

【技术保护点】
封装的、耐压构成的、能承载闪电电流的、具有工频续流熄灭能力的过电压放电器，包括两个间隔开地绝缘地对置的主电极（１、２）；其特征在于，为了至少在脉冲状冲击电流负荷时形成多个放电隙，在主电极（１、２）之间的空间内设有至少一个由不导电的、不导电但放气的、导电的或半导电的材料制成的间隔盘或间隔体（３），其中间隔盘或间隔体（３）具有多个平行延伸的通道（３１）、同心的环形缝隙（３２）和／或螺纹状的凹槽（３５）并且在导电的或半导电的实施形式中相对于主电极（１、２）绝缘。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：A埃尔哈特，S施莱特，
申请(专利权)人：德恩及索恩两合股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]