用于对过电压进行放电的设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于对过电压进行放电的设备(1)，该设备包括至少部分地具有非线性的电流/电压特性曲线的过压放电单元(10)，其中，该过压放电单元(10)的第一端子电极(16)与该设备(1)的高压端子(18)相连，并且该过压放电单元(10)的第二端子电极(22)与该设备(1)的低压端子或接地端子(24)相连，并且其中，该过压放电单元(10)至少部分地由绝缘体(20)包围，其特征在于，该设备(1)具有与该设备(1)的低压端子或接地端子(24)相连的切割元件(40)，该切割元件靠近该设备(1)的高压引导区段、尤其靠近过压放电单元(10)的高压引导区段设置，并且该切割元件在由于该设备(1)的电气过载而引起绝缘体(20)膨胀时切入绝缘体(20)中并且由此电弧在高压引导区段和切割元件(40)之间可被点燃和稳定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对过电压进行放电的设备
本专利技术涉及一种用于对过电压进行放电的设备，尤其是一种具有固体绝缘体的可插塞式过压放电器。
技术介绍
高压供电网除了承受稳定存在的工作电压之外也承受过压，高压供电网仅被有限地绝缘以抵抗过压。因此通常使用过压放电器，该过压放电器尤其将短暂的过压限制到对于运行设施的绝缘部无危险的值。这种过压放电器的使用例如对于保护变压器或气体绝缘开关(GIS)的汇流排是非常重要的，一方面因为运行设施成本高昂并且因此尽可能地避免损坏并且另一方面因为过压损坏可能导致停电。在中压系统中，迄今已经使用可插塞式过压放电器，例如由DE3815666C2已知的过压放电器那样。对于工作电压超过50kV的高压应用，迄今使用被封装的并且被存在于高压下的绝缘气体(例如六氟化硫(SF6))填充的放电器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种按照此类型的设备，该设备在使用在高压供电设施中时也具有高运行安全性，尤其在该设备发生电气过载时危害和损坏的危险也应该小。在一种实施形式中，所述目的通过一种用于对过电压进行放电的设备来实现，该设备包括至少部分地具有非线性的电流/电压特性曲线的过压放电单元，其中，该过压放电单元的第一端子电极与该设备的高压端子相连，并且该过压放电单元的第二端子电极与该设备的低压端子或接地端子相连，并且其中，该过压放电单元至少部分地由绝缘体包围，并且该设备具有与该设备的低压端子或接地端子相连的切割元件，该切割元件靠近该设备的高压引导区段、尤其靠近过压放电单元的高压引导区段设置，并且该切割元件在由于该设备的电气过载而引起绝缘体膨胀时切入绝缘体中并且由此电弧在高压引导区段和切割元件之间可被点燃和稳定，尤其在高压引导区段和切割元件之间的区域中可通过与该设备分开设置的电气分离装置来稳定直到切断电气过载。由此稳定的电弧的长度可以小于切割元件的直径、尤其小于切割元件的优选圆形环绕的切割刃的直径、并且优选小于该直径的80％或者甚至70％。在一种实施形式中，所述绝缘体是可弹性变形的并且尤其由硅橡胶制成的固体绝缘体，其具有沿着纵向方向用于容纳过压放电单元的优选居中穿过的开口并且在其外表面上可以具有圆柱形的或者尤其朝向低压侧端部渐缩的外形。绝缘体可以在其内侧、尤其在配设于过压放电单元高压侧的区段中局部地具有导电性，例如以便构成场控元件。绝缘体可以在用于容纳过压放电单元的区域中具有小于过压放电单元的外径的净宽度，从而绝缘体由于其弹性变形而紧密地贴靠在过压放电单元上。该设备可以是可插塞式的，其中，绝缘体可以一件式地也具有在插塞该设备时紧密地贴靠在配设的插座体上的且与该插座体构成高品质电气接口的区段。该设备可以使用于超过50kV、尤其超过70kV并且优选超过120kV的工作电压。过压放电单元可以由取决于电压的电阻器(所谓的压敏电阻)构成，其电阻取决于电压并且尤其是自临界电压起减小，使得通过由此调节的电流通量可以降低过压。在一种实施形式中，所述过压放电单元包括多个串联连接的压敏电阻、例如圆盘形的金属氧化物压敏电阻，这些压敏电阻优选借助纤维增强的、尤其是玻璃纤维增强的塑料棒张紧成一个堆叠体，优选以圆筒状的形式设置，并且优选被可时效硬化的液态硅绝缘材料填充并且被无气套地包封浇铸。对于安全运行该放电设备重要的是，其承受所出现的过压直到单独的电气分离装置的嵌接。在相应富含能量的过压中由于设备的电气过载可以导致绝缘体膨胀。尤其是，可以通过由于富含能量的过压而引起的热过载来改变个别压敏电阻的电压特性曲线，这些压敏电阻然后持久地导通或短路。在所产生的短路电流路径中可以形成电弧，该电弧通过形成气体压力而导致绝缘体的膨胀。在已知的设备中，这导致整个设备的裂开并且导致失控地形成相对长的并且由此富含能量的电弧，通过该电弧可导致环绕的系统部件的损坏。在按照本专利技术的解决方案中，切割元件切入绝缘体中并且在需要时分开绝缘体。通过将切割元件靠近该设备的高压引导区段设置，只产生能量相应少的较短电弧，该电弧另外还在由该设备的几何结构预设的部位上产生。优选环形设置的切割刃构成尖点，借助该尖点，一方面膨胀的绝缘体可被分开并且另一方面可以提供金属的自耗电极，端侧的电弧弧根在该自耗电极上可被稳定。由此可以确保避免整个设备的裂开并且避免由此带来的对人员或者包围损坏处的系统部件的危害。在一种实施形式中，所述切割元件包括具有小于60°、尤其小于50°并且优选小于30°的切割角的切割刃。切割刃在此可以基本上是圆形的并且包围整个绝缘体。切割刃可以由朝着绝缘体的方向以锐角朝向彼此延伸的两个切割侧构成。这两个切割侧之一在此可以相对于切割元件的纵向轴线成直角地定向，其中，切割元件的纵向轴线可以与过压放电单元的的纵向轴线和/或该设备的纵向轴线叠合。第二切割侧可以弯曲地、例如以球面的形式延伸。在一种实施形式中，所述切割元件(尤其是切割元件的切割刃)在该设备的正常运行状态中与绝缘体隔开距离。由此在装配时通过切割刃可靠地阻止绝缘体的损坏。此外，因为切割刃以较高的速度切入绝缘体的外表面中，由此也在故障时使绝缘体的切入或分离简化。在一种实施形式中，所述切割元件的切割刃相对于该设备的纵向轴线设置在过压放电单元的区域中、尤其设置在过压放电单元的高压侧端部的区域中。被证明尤其有利的是，切割刃不直接设置在过压放电单元的高压侧的端子上，而是以相当于放电单元直径的20％和500％之间的、尤其是在40％和300％之间的并且优选50％到200％之间的轴向距离或者以大约相当于多个压敏电阻元件之一的轴向长度的间距设置在过压放电单元的高压侧的端子上。由此在故障时构成具有确定位置和长度的电弧。在一种实施形式中，所述切割元件优选一件式地也具有管接头，用于容纳包封绝缘体的绝缘管。该管接头在此可以具有槽纹，绝缘管可以借助该槽纹与切割元件粘接。在管接头的区域中的净宽度在此大于切割元件的净宽度，例如该净宽度可以是切割元件在切割刃区域中的净宽度的120％和250％。绝缘管构成该设备的壳体的一部分。绝缘管可以与绝缘体径向隔开距离，从而在该设备内部在绝缘体和绝缘管之间暂时提供空置容积，绝缘体在电气过载时可以向该空置容积扩宽，而壳体并且尤其是该设备的绝缘管不会裂开并且不存在对人员或者围绕的系统部件的危害。绝缘管由电绝缘的材料、尤其由塑料、优选由纤维增强塑料并且尤其是玻璃纤维增强塑料制成。在一种实施形式中，该设备在其与高压端子对置的端部上具有卸压装置。经由该卸压装置可以在电气过载时排出在该设备之内形成的气体压力，绝缘管可以保持完好。卸压装置确保实现通过首先在轴向方向上沿着该设备的纵向方向移动的气流来卸压，该气流优选在该设备的低压侧端部上排出。此外，由此可靠地阻止尤其是系统的固定有该设备的部件的损坏。在一种实施形式中，所述卸压装置具有用于阻止超过规定尺寸的颗粒从该设备中排出的阻挡元件。该阻挡元件例如可以通过沿着轴向方向封闭该设备的壳体的孔板。该孔板尤其可以沿着轴向方向封闭绝缘管。阻挡元件可以优选在中央具有过压放电单元的支架，例如包含用于放电单元的低压侧端子的电气通道。卸压装置可以具有在电气过载时可裂开的锁紧元件、例如贴靠在阻挡元件上的膜片、尤其是金属膜片，其在正常运行情况下可靠地阻止湿气进入该设备中。在一种实施形式中，所述设备具有转向装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对过电压进行放电的设备(1)，该设备包括至少部分地具有非线性的电流/电压特性曲线的过压放电单元(10)，其中，过压放电单元(10)的第一端子电极(16)与该设备(1)的高压端子(18)相连，并且过压放电单元(10)的第二端子电极(22)与该设备(1)的低压端子或接地端子(24)相连，并且其中，过压放电单元(10)至少部分地由绝缘体(20)包围，其特征在于，该设备(1)具有与该设备(1)的低压端子或接地端子(24)相连的切割元件(40)，该切割元件靠近该设备(1)的高压引导区段、尤其靠近过压放电单元(10)的高压引导区段设置，并且该切割元件在由于该设备(1)的电气过载而引起绝缘体(20)膨胀时切入绝缘体(20)中并且由此电弧在高压引导区段和切割元件(40)之间能被点燃且能被稳定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.24 DE 102012008484.61.一种用于对过电压进行放电的设备(1)，该设备包括至少部分地具有非线性的电流/电压特性曲线的过压放电单元(10)，其中，过压放电单元(10)的第一端子电极(16)与该设备(1)的高压端子(18)相连，并且过压放电单元(10)的第二端子电极(22)与该设备(1)的低压端子或接地端子(24)相连，并且其中，过压放电单元(10)至少部分地由绝缘体(20)包围，其特征在于，该设备(1)具有与该设备(1)的低压端子或接地端子(24)相连的切割元件(40)，该切割元件靠近该设备(1)的高压引导区段设置，并且该切割元件在由于该设备(1)的电气过载而引起绝缘体(20)膨胀时切入绝缘体(20)中并且由此电弧在高压引导区段和切割元件(40)之间能被点燃且能被稳定。2.按照权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述切割元件(40)包括具有小于60°的切割角的切割刃(42)。3.按照权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述切割元件(40)在该设备(1)的正常运行状态中与绝缘体(20)隔开距离。4.按照权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述切割元件(40)的切割刃(42)相对于该设备(1)的纵向轴线(2)设置在过压放电单元(10)的区域中。5.按照权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，所述切割元件(40)也具有管接头，用于容纳包封绝缘体(20)的绝缘管(52)。6.按照权利要求1至5中任一项所述的设备(1)，其特征在于，该设备(1)在其与高压端子(18)对置的端部上具有卸压装置(50)。7.按照权利要求6所述的设备(1)，其特征在于，所述卸压装置(50)具有用于阻止超过预定尺寸的颗粒排出的阻挡元件(56)。8.按照权利要求1至5中任一项所述的设备(1)，其特征在于，该设备(1)具有转向装置(60)，借助该转向装置，在该设备(1)发生电气过载时从该设备(1)的壳体中排出的气流能够沿着...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·克莱因，M·策雷尔，G·莱昂哈特，
申请(专利权)人：普菲斯特勒连接装置有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE