本发明专利技术涉及用于保护高电压装置的电压浪涌保护装置1、21、31。电压浪涌保护装置1、21、31包括变阻器2、22、32，变阻器具有由变阻器材料4、24、34隔开的第一部分2a、22a、32a和第二部分2b、22b、32b。电压浪涌保护装置1、21、31进一步包括可扩张部件5、25、35，可扩张部件布置成在变阻器2、22、32的第一部分2a、22a、32a和第二部分2b、22b、32b之间施加阈值电压之后，作用于可动电触头7、27、37上，以使电压浪涌保护装置1、21、31短路。本发明专利技术还涉及高电压断路器。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电压浪涌保护装置和高电压断路器
本专利技术大体涉及高电压装置的领域，并且更特别地，涉及保护这样的高电压装置。
技术介绍
大多数电力系统和装置有时候都会经受施加的过度瞬态电压，而且例如由于雷击的原因而产生的这样的电压浪涌可导致代价非常高的损害和后续服务中断。因此需要用于保护电力系统和装置的器件。常常使用依赖于电压的电阻器即变阻器来保护电力装置免受电压浪涌的影响。变阻器还被称为非线性电阻器，因为它具有非线性电流-电压特性。如果施加的电压小于某个电压，则变阻器基本是绝缘体。如果施加的电压高于某个电压(开关电压)，则变阻器电阻下降，并且允许增加的电流流过它。变阻器并联地连接到待保护的装置上，并且布置成在被过电压触发时，使高电压产生的电流分流离开装置。另外，可利用各类断路器来中断故障电流。但是，针对DC电流设计断路器是困难的，因为电流高，没有中断电流时的任何零电流穿越。基于绝缘栅双极晶体管(IGBT)的一种已知的高电压直流(HVDC)断路器技术包括多个堆叠地安装的IGBT单元。各个单元包括并联连接的若干IGBT模块，各个模块又包括多个并联的半导体芯片，半导体芯片通常仅承受线电压的一小部分。如果一个这种半导体芯片(IGBT芯片)被过电压破坏，则内部装置使其短路，内部装置必须经受住满线电流。短路装置具有有限的电流承受容量，而且必须在短时间内更换整个IGBT单元。对于DC断路器应用，由于连续的大DC电流没有任何零电流穿越(这将加强从一个失效IGBT芯片到另一个的过渡)，所以失效的IGBT芯片无法长时间停留在短路模式中。因而必须使DC断路器跳脱，而且必须更换失效装置。因而在这方面需要改进。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供一种用于高电压装置的使得能够进行安全短路功能的电压浪涌保护装置，诸如断路器。根据本专利技术的第一方面，该目标由用于保护高电压装置的电压浪涌保护装置实现。电压浪涌保护装置包括变阻器，变阻器具有由变阻器材料隔开的第一部分和第二部分。电压浪涌保护装置包括可扩张部件，可扩张部件布置成在变阻器的第一部分和第二部分之间施加阈值电压之后，作用于可动电触头上，以使电压浪涌保护装置短路。本专利技术提供电压浪涌保护装置，其使用变阻器的热能来触发旁通过程，由此就不需要外部控制或辅助功率供应来形成旁路。在实施例中，当经受阈值电压时，变阻器材料产生热和/或气体，从而使可扩张部件扩张。在实施例中，可动电触头布置成能够在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置上，电压浪涌保护装置未启动，而在第二位置上，电压浪涌保护装置被启动。当可动电触头在其第二位置上时，第一部分和第二部分通过可动电触头电连接。在实施例中，变阻器包括至少部分地沿电压浪涌保护装置的长度方向包围变阻器的电绝缘壳体。可动电触头布置成能够沿着电绝缘壳体在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置上，电压浪涌保护装置未启动，而在第二位置上，电压浪涌保护装置被启动，其中，当可动电触头在其第二位置上时，第一部分和第二部分通过可动电触头电连接。在实施例中，可动电触头包括可动螺旋弹簧或可动金属环。在实施例中，电压浪涌保护装置包括布置在可扩张部件和电触头之间的可动电绝缘环。可扩张部件布置成通过可动电绝缘环作用于可动电触头上。可动电绝缘环可布置成能够沿着电绝缘壳体移动，电绝缘壳体至少部分地沿电压浪涌保护装置的长度方向包围变阻器。在实施例中，可动电触头布置在可扩张部件和电绝缘环之间。当在第二位置上时，可动电触头接触螺旋弹簧，螺旋弹簧布置在下部部分上。在实施例中，可动电触头布置在通过至少部分地沿长度方向包围变阻器的电绝缘壳体且进入到变阻器材料中的膛孔中，以及，可动电触头的一个侧端接触可扩张部件，可扩张部件布置成围绕变阻器材料且部分地在膛孔中的壳，可动电触头布置成沿径向方向移动。在实施例中，可扩张部件包括在经受温度升高和/或压力时能够扩张的材料。在实施例中，可扩张部件包括硅酮凝胶、硅酮糊或硅酮脂。 根据本专利技术的第二方面，目标由一种高电压断路器实现，该高电压断路器包括串联连接的一个或多个半导体单元，其中，以上所述的电压浪涌保护装置并联地连接到各个这种半导体单元上。根据本专利技术的第三方面，目标由一种高电压断路器实现，该高电压断路器包括两个或更多个半导体单元，其中，半导体单元反串联地连接成对，以及其中，以上所述电压浪涌保护装置并联地连接到各个这种成对的半导体单元上。在阅读以下描述和附图之后，本专利技术的另外的特征和优点将变得清楚。【附图说明】图1a和Ib示出在启动之前和之后的、根据本专利技术的第一实施例的电压浪涌保护>J-U ρ?α装直。图2示出图1a和Ib的电压浪涌保护装置的变阻器的上部部分。图3a和3b示出在启动之前和之后的、根据本专利技术的第二实施例的电压浪涌保护>J-U ρ?α装直。图4示出本专利技术的实施例的特征。图5a、5b和5c在不同视图中不出在启动之前和之后的、根据本专利技术的第三实施例的电压浪涌保护装置。图6示出包括保护装置的HVDC断路器的第一实施例。图7示出包括保护装置的HVDC断路器的第二实施例。【具体实施方式】在以下描述中，为了阐明而不是限制，阐述了具体细节，诸如特定的设计等，以便提供对本专利技术的彻底理解。但对本领域技术人员显而易见的将是，可在脱离这些具体细节的其它实施例中实践本专利技术。在其它情况下，省略了对众所周知的装置和电路的详细描述，以防止不必要的细节使本专利技术的描述模糊不清。相同标号在描述中指示相同元件。图1a和Ib示出在启动之前和之后的、根据本专利技术的第一实施例的电压浪涌保护装置。在图1a中以横截面视图示出启动之前的电压浪涌保护装置1，在下面表示为保护装置I。电压浪涌保护装置I适于保护高电压装置、高电压直流装置以及高电压交流装置。保护装置I包括变阻器2，变阻器2具有优选为圆柱形的密封绝缘壳体3。变阻器2包括第一部分2a (在下面表示为上部部分2a)和第二部分2b (在下面表示为下部部分2b)。上部部分2a和下部部分2b由金属制成且构成电极。上部部分2a和下部部分2b由变阻器材料4隔开。变阻器2例如可为金属氧化物变阻器(MOV)。因而在保护装置I的长度方向L上，变阻器2包括上部部分2a、变阻器材料4和下部部分2b。变阻器2的变阻器材料4和上部部分2a被可扩张部件5沿周向和长度方向L包围。因而可扩张部件5沿保护装置I的径向方向r布置在一侧上的包围的圆柱形绝缘壳体3的至少一部分和另一侧上的变阻器2的变阻器材料4和上部部分2a之间。可扩张部件5包括具有超过变阻器2的保护水平的电压承受力的材料。在变阻器2失效之前，可扩张部件5在热、化学和电方面是稳定的，并且选择可扩张部件5，以便经受住在变阻器2吸收其额定能量时出现的温度，例如250°C。变阻器材料4在变阻器2失效之后产生的热快速且高效地传递到可扩张部件5。在变阻器2失效之后(例如由超过300°C的变阻器温度限定，或者由变阻器2的套环内部或沿着套环发生的起弧限定)，可扩张部件5发生热击穿，从而通过化学分解产生气体。包围变阻器材料4的可扩张部件5具有使得气体压力能够启动电触头装置的粘度，这将在下面更详细地描述。变阻器2的上部部分2a设计成以便在离保护装置I的中心径向的一距离处包括环形第一通道8，第一通道8具有适当的第一宽度wl，并且部分地本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于保护高电压装置的电压浪涌保护装置(1，21，31)，所述电压浪涌保护装置(1，21，31)包括变阻器(2，22，32)，所述变阻器具有由变阻器材料(4，24，34)隔开的第一部分(2a，22a，32a)和第二部分(2b，22b，32b)，其特征在于，可扩张部件(5，25，35)布置成在所述变阻器(2，22，32)的所述第一部分(2a，22a，32a)和所述第二部分(2b，22b，32b)之间施加阈值电压之后，作用于可动电触头(7，27，37)上，以使所述电压浪涌保护装置(1，21，31)短路。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于保护高电压装置的电压浪涌保护装置(1，21，31)，所述电压浪涌保护装置(1,21,31)包括变阻器(2，22，32)，所述变阻器具有由变阻器材料(4，24，34)隔开的第一部分(2a，22a，32a)和第二部分(2b，22b，32b)，其特征在于，可扩张部件(5，25，35)布置成在所述变阻器(2，22，32)的所述第一部分(2a，22a，32a)和所述第二部分(2b，22b，32b)之间施加阈值电压之后，作用于可动电触头(7，27，37)上，以使所述电压浪涌保护装置(1，21，31)短路。2.根据权利要求1所述的电压浪涌保护装置(1，21，31)，其特征在于，当经受所述阈值电压时，所述变阻器材料(4，24，34)产生热和/或气体，从而使所述可扩张部件(5，25，35)扩张。3.根据权利要求1或2所述的电压浪涌保护装置(1，21，31)，其特征在于，所述可动电触头(7，27，37)布置成能够在第一位置(Pl，P1’，Pl)和第二位置(P2，P2’，P2〃)之间移动，在所述第一位置上，所述电压浪涌保护装置(1，21，31)未启动，而在所述第二位置上，所述电压浪涌保护装置(1，21，31)被启动，其中，当所述可动电触头(7，27，37)在其第二位置(P2，P2’，P2〃)上时，所述第一部分(2a，22a，32a)和所述第二部分(2b，22b，32b)通过所述可动电触头(7，27，37)电连接。4.根据前述权利要求中的任一项所述的电压浪涌保护装置(1，21)，其特征在于，所述可动电触头包括可动螺旋弹簧(7)或可动金属环(27)。5.根据前述权利要求中的任一项所述的电压浪涌保护装置(1，21)，其特征在于，所述变阻器(2，22)包括至少部分地沿所述电压浪涌保护装置(1，21)的长度方向(L)包围所述变阻器(2，22)的电绝缘壳体(3，23)，以及其中，所述可动电触头(7，27)布置成能够沿着所述电绝缘壳体(3，23)在第一位置(Ρ1，Ρ1’)和第二位置(Ρ2，Ρ2’)之间移动，在所述第一位置上，所述电压浪涌保护装置(1，21)未启动，而在所述第二位置上，所述电压浪涌保护装置(1，21)被启动，其中，当所述可动电触头(7，27)在其所述第二位置(Ρ2，Ρ2’)上时，所述第一部分(2a，22a)和所述第二部分(2b，22b)通过所述可动电触头(7，27)电连接。6.根据前述...
【专利技术属性】
技术研发人员：J伦德奎斯特，J赫夫纳，L斯科尔德，H维伊克，D安德斯森，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。