用于浪涌保护器的无炸药中断器设备制造技术

中断器设备提供过载保护。该设备包括第一端子、第二端子、以及无炸药断路触发器，第一端子被配置为与高电压浪涌保护器的第一端子建立电连接，第二端子被配置为与电力网线路侧导体建立电连接，无炸药断路触发器响应于第二端子处的过载状况而致使第一端子和第二端子之间的电气导电路径的中断。间的电气导电路径的中断。间的电气导电路径的中断。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于浪涌保护器的无炸药中断器设备

技术介绍

[0001]避雷器(lightning arrester)或浪涌保护器(surge arrester)通常与电力线路连接以将电浪涌电流携带到地。以这种方式，可以减小和/或防止对靠近避雷器连接的线路和设备的损坏。在跨电力线路的正常系统电压期间，避雷器具有非常高的电阻，并且所起作用等效于绝缘体。当发生系统扰动时，诸如直接和/或间接的雷电浪涌、开关浪涌或电压升高，避雷器达到阈值电压，在阈值电压下电阻变得非常小并且浪涌电流经由避雷器被传导到地，因此钳制和限制系统上的电压升高。常见的系统扰动的示例包括雷电冲击、开关浪涌电流、以及暂时的过电压，其可能因多种故障状况而发生，这些故障状况从系统绝缘故障到树枝造成高阻抗连接到地。典型做法是使用浪涌保护器来保护系统部件免受危险的瞬态过电压状况的影响。
[0002]在浪涌之后，电压下降并且避雷器通常回到高电阻状态。然而，一旦避雷器过载或发生故障，高电阻状态可能无法恢复，并且避雷器可能持续提供从电力线路到地的电气路径。最终地，随着金属氧化物变阻器元件升温，避雷器将由于电流演变成短路状况而出现故障，并且需要将避雷器替换。为了避免线路锁定，通常将断路器组件结合避雷器使用，以将发生故障的避雷器与电路分隔开，并且提供避雷器故障的视觉指示。避雷器断路器被设计为将线路或地的引线与发生故障的避雷器分隔开，从而提供避雷器与系统隔离的视觉指示。当断路器工作并且端子引线移动远离避雷器时，会产生电弧，直到分隔距离大到足以中断，或更可能的是，直到上游设备通过暂时中断或者通过电路中断已经清除电路，诸如重合尝试的暂时中断用于清除故障，电路中断可能发生在如果重合器锁定、熔断器熔化、和/或在多次重合器故障清除尝试后分段器打开电路，。
[0003]随着对现代科技的依赖增加，系统的可靠性可能越发重要。引起灯闪烁的瞬间中断也可对敏感电力负载造成损坏或扰乱。而且，对公共事业而言，派出线路工作人员进行电力恢复工作的成本可能很高。工作人员必须通过诸如熔断器、分段器、和/或重合器的过电流保护设备找到系统中断点。然后，如果避雷器基于避雷器的断路器未能完全分隔而保持短路，工作人员必须清除避雷器的故障并且随后重置跳闸的过电流设备。
[0004]常规的断路器组件可包括用于破坏电路路径并且物理地分隔电气端子的爆炸性炸药。在专利技术人为Boese的美国专利申请公开号US 2018/0076617、专利技术人为Woodworth的美国专利号7,675,728、专利技术人为Krause的美国专利号5,952,910、专利技术人为Raudabaugh的美国专利号5,057,810和5,113,167、以及专利技术人为Putt的美国专利号5,434,550、专利技术人为Cunningham的美国专利号4,471,402、专利技术人为Lenk的美国专利号4,609,902中公开了这种断路器组件的示例，并且这些专利或专利申请中的每一个的主题内容通过引用并入于此。传统上，聚合物外壳的配电级避雷器可以与绝缘支架一起组装，该绝缘支架物理地支撑避雷器并且当避雷器故障发生时，其将避雷器的地端与系统的地隔离。地引线断路器将断路器的地端连接到系统中性线或地线。在正常的服务状况中，避雷器分级电流流经避雷器、断路器、以及到达地。如果避雷器发生故障，避雷器的60Hz故障电流流经已发生故障的避雷器以及断路器，这使得断路器工作。断路器将地的引线与避雷器物理断路，从而在触发系统的
过电流保护和清除避雷器的故障后，有效地将发生故障的避雷器与地隔离。将避雷器与地分隔允许公共事业在清除故障后向其用户恢复服务。如果断路器操作通过重合操作被清除，则可能仅发生瞬间的中断。如果熔断器或分段器工作，或者重合器锁定，则必须恢复系统。
[0005]现有的断路器通常具有与火花间隙并联的分级部件。分级部件和火花间隙位于诸如未安装起爆器的爆破筒(unprimed cartridge)的引爆设备附近。分级部件在正常服务状况下传导避雷器分级电流。如果发生避雷器故障，则泄漏电流从几毫安增加到几安培或几千安培，这取决于在避雷器位置处的公共事业系统接地。经过避雷器和断路器的这一电流流动使得跨断路器的分级部件形成电压。当电压达到预定水平，并联的火花间隙产生电火花，从而保护分级部件并且导致爆破筒上的热量积聚。对火花间隙的控制和分级配合属性可能会有问题并且可能随时间改变，因此影响断路属性的可预测性。
[0006]基于在爆破筒中的热量积聚，爆破筒随后引爆并且将地引线的连接分隔开。通常，分级部件是电阻、电容、以及电感的组合物，其提供等效电路的阻抗，这造成跨火花间隙的电压的一部分。当系统上发生过电压事件时，电压跨避雷器上升以使得其实现传导，随后分级电路中的电压上升使得旁路的火花间隙发生飞弧。只有当事件的电流足够大或时间足够长时，爆破筒才会点燃并且使得分隔发生。
[0007]如果封装的绝缘系统保持有效的话，由于在避雷器中使用的现代金属氧化物变阻器未表现出老化现象，因此避雷器的寿命可以很长。通常，只有在避雷器所保护的基建设备被替换时，避雷器可被移除或替换。避雷器通常会保持安装几十年。服务寿命超过40
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50年是常见的。由于爆炸性爆破筒老化并且在制造后5年内开始改变，这种长的服务寿命带来了附加的复杂性。爆炸物的制造商不建议使用超过10年，并且对于断路器而言存在其寿命比避雷器更早地变得不可靠的可能性。如果断路器未能分隔，则系统无法恢复，直到公共事业的工作人员找到并且移除短路的避雷器。为了改进的系统可靠性，存在用快速中断组件来替代常规的避雷器断路器的需求。

技术实现思路

[0008]本文的一些实施例针对用于提供暂时过电压保护的中断器设备。所述设备可包括：第一端子、第二端子、以及无炸药(chargeless)断路触发器，所述第一端子被配置为与高电压浪涌保护器的第一端子建立电连接，所述第二端子被配置为与电力网线路侧导体建立电连接，所述断路触发器响应于所述第二端子处的过电压状况而致使在所述第二端子和所述第一端子之间的电气导电路径的中断。
[0009]在一些实施例中，所述高电压浪涌保护器包括被配置为与接地(ground connection)建立电连接的第二端子。
[0010]在一些实施例中，所述无炸药断路触发器包括第一火花间隙电极，其包括与所述中断器设备的所述第一端子导电接合的第一近端部分以及与所述第一近端部分相对的第一远端部分。所述触发器可包括第二火花间隙电极，其包括与所述中断器设备的所述第二端子导电接合的第二近端部分以及与所述第二近端部分相对的第二远端部分。一些实施例规定，所述第一远端部分与所述第二远端部分间隔开以在其间形成火花间隙。
[0011]所述触发器可包括分级部件和气体生成结构，所述分级部件包括从所述第一端子
到所述第二端子的电流路径并且所述分级部件响应于通过其中的电流变化率的增加而提供增加的电阻抗，所述气体生成结构被配置为生成灭弧材料(arc quenching material)。在一些实施例中，所述分级部件包括电感性分级部件和与所述电感性分级部件串联连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于提供过载保护的中断器设备，所述设备包括：第一端子，其被配置为与浪涌保护器的第一端子建立电连接；第二端子，其被配置为与电力网线路侧导体建立电连接；以及断路触发器，其响应于所述第二端子处的过电压状况，致使在所述第二端子和所述第一端子之间的电气导电路径的中断。2.根据权利要求1所述的中断器设备，其中，所述浪涌保护器包括被配置为与接地建立电连接的第二端子。3.根据权利要求1所述的中断器设备，其中，所述断路触发器包括：第一火花间隙电极，其包括与所述中断器设备的所述第一端子导电接合的第一近端部分以及与所述第一近端部分相对的第一远端部分；第二火花间隙电极，其包括与所述中断器设备的所述第二端子导电接合的第二近端部分以及与所述第二近端部分相对的第二远端部分，其中，所述第一远端部分与所述第二远端部分间隔开以在其间形成火花间隙；分级部件，其建立跨所述火花间隙的电压；以及气体生成结构，其被配置为生成灭弧材料。4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述分级部件响应于通过其中的电流变化率的增加而提供增加的电阻抗。5.根据权利要求3所述的设备，其中，所述分级部件包括电感性分级部件和与所述电感性分级部件串联连接的熔断体。6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述电感性分级部件包括熔断体，所述熔断体包括NiCr线电感器，所述NiCr线电感器生成与增加的温度相对应的增加的电阻。7.根据权利要求3所述的设备，其中，所述气体生成结构包括硼酸并且被配置为布置在所述火花间隙和/或所述分级部件的周围。8.根据权利要求1所述的设备，所述设备还包括限定腔体的壳体，所述腔体被配置为包括所述断路触发器，其中，所述中断器设备的所述第一端子包括伸长导体的第一端并且所述中断器设备的所述第二端子包括所述伸长导体的与所述第一端子相对的第二端，并且其中所述断路触发器包括：导电部件，其电耦合在所述高电压浪涌保护器的所述第一端子与焊料接头之间，所述焊料接头将所述导电部件导电地耦接到所述中断器设备的所述第一端子；以及柔性绝缘护套，其包括第一绝缘端和第二绝缘端，所述第一绝缘端对应于所述焊料接头并且能够相对于所述壳体移动，所述第二绝缘端附接到所述壳体，其中，所述柔性绝缘护套的所述第一绝缘端附接到所述焊料接头，并且所述柔性绝缘护套的所述第二绝缘端附接到所述壳体。9.根据权利要求8所述的中断器设备，其中，所述断路触发器还包括气体生成结构，所述气体生成结构在所述高电压浪涌保护器的所述第一端子与所述护套的所述第一绝缘端之间处在所述壳体的所述腔体中并且被配置为生成灭弧材料，其中，响应于与由所述气体生成结构生成的所述气体相对应的压力，断开力被施加到所述柔性绝缘护套的所述第一绝缘端和所述中断器设备的所述第一端子。
10.根据权利要求8所述的中断器设备，其中，响应于所述断开力被施加到所述柔性绝缘护套的所述第一绝缘端，包括所述第一端子和所述第二端子的所述伸长导体被推出所述壳体的所述腔体。11.根据权利要求10所述的中断器设备，其中，所述柔性绝缘护套包括硅胶，并且所述气体生成结构包括硼酸。12.根据权利要求8所述的中断器设备，其中，所述柔性绝缘护套包括弹性属性，并且所述柔性绝缘护套将偏置力施加到包括所述第一端子和所述第二端子的所述伸长导体上，其中，响应于所述焊料基于电浪涌电流而达到熔化温度，所述焊料被配置为变为液态并释放与所述中断器...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：日立能源瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：