Устройство защиты от перенапряжений



Устройство защиты от перенапряжений
Устройство защиты от перенапряжений
Устройство защиты от перенапряжений
Устройство защиты от перенапряжений
Устройство защиты от перенапряжений

 


Владельцы патента RU 2497250:

Феникс Контакт ГмбХ & Ко. КГ (DE)

Устройство защиты от перенапряжений имеет корпус (1) и по меньшей мере два электрических проводника (2), подведенных к корпусу (1) для электрического подсоединения к устройству защиты от перенапряжений, тепловой переключатель (14), искровой разрядник (15) и воспламенитель (16). В корпусе (1) расположены разрядник (3) для защиты от перенапряжений для ограничения перенапряжения электрических проводников (2), а также реагирующий на давление переключатель (4) для замыкания накоротко электрических проводников (2). Тепловой переключатель (14) термически соединен с разрядником (3) для защиты от перенапряжений и выполнен таким образом, чтобы воспламенять искровой разрядник (15) посредством воспламенителя (16). Технический результат - возможность надежно и безопасно отсекать ток повреждения, замыкая накоротко электрические проводники (2) даже в случае неисправного разрядника (3) для защиты от перенапряжений, когда в корпусе (1) возникает дуга. 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Настоящее изобретение относится к устройству защиты от перенапряжении, имеющему корпус и, по меньшей мере, два электрических проводника, подведенных к корпусу для электрического подсоединения к устройству защиты от перенапряжений.

Электрические схемы и оборудование работают в оптимальном режиме при установленном для них напряжении, так называемом номинальном напряжении при условии отсутствия перенапряжений. Перенапряжениями считаются все напряжения, которые превышают верхний допустимый предел номинального напряжения. Они также включают все переходные перенапряжения, которые могут возникать вследствие атмосферных разрядов, а также вследствие операций включения или коротких замыканий в питающих энергосетях, которые могут гальванически, индуктивно или емкостно вноситься в электрические схемы. Для защиты электрических или электронных схем от переходных перенапряжений, в частности, электронных измерительных схем, схем управления и схем включения в разнообразных областях применения разработаны устройства защиты от перенапряжений, которые в течение нескольких десятилетий известны из уровня техники.

Основу каждой промышленной установки образуют линии или проводники систем измерения и управления. Для бесперебойной работы этих линий необходима высокая степень доступности передаваемых сигналов. Таким образом, схемы защиты соответствующих устройств защиты от перенапряжений должны быть адаптированы к различным сигналам и принципам измерений. В частности, в качестве разрядников для защиты от перенапряжений используются варисторы, помехоподавляющие диоды и газовые разрядники для защиты от перенапряжений или искровые разрядники, а также сочетания упомянутых компонентов. Среди прочего можно выделить отдельные разрядники для защиты от перенапряжений с учетом уровня разрядной емкости или уровня защиты. Если варисторы обычно используются для защиты средней стадии, газовые разрядники для защиты от перенапряжений и искровые разрядники обычно используются для защиты низшей стадии. Кроме того, отдельные разрядники для защиты от перенапряжений можно подразделить на ограничивающие напряжение элементы, например, варисторы, с одной стороны, и переключающие напряжение элементы, например, газовые разрядники для защиты от перенапряжений и искровые разрядники, с другой стороны. Варисторы, в частности, именуются далее разрядниками для защиты от перенапряжений без ограничения ими изобретения.

Разрядники для защиты от перенапряжений, в частности, варисторы и искровые разрядники подвержены старению, в результате которого изменяются их номинальные характеристики. Со временем старение может приводить, например, к нежелательному увеличению токов утечки и последующему отказу разрядников для защиты от перенапряжений в процессе операции разряда или также в условиях работы от тока сети. Соответственно, разрядники для защиты от перенапряжений с использованием варистора часто имеют автомат тепловой защиты, посредством которого варистор, который уже не функционирует правильно, отключают от контролируемого пути тока. В случае перегрузки разрядников для защиты от перенапряжений в процессе операции разряда или в результате кратковременных перенапряжений (TOV) электротехническое состояние, в которое переходит разрядник для защиты от перенапряжений, как правило, не может быть ясно определено. В частности, импеданс разрядников для защиты от перенапряжений может изменяться, в результате чего через разрядники для защиты от перенапряжений протекают сильные сетевые токи, которые все же слишком слабы для приведения в действие расположенных выше по потоку устройств защиты от перенапряжений. Из-за сильного преобразования энергии в таком устройстве защиты от перенапряжений, которое становится низкоимпедансным, происходит такой быстрый нагрев компонента устройства защиты от перенапряжений, что обычные тепловые размыкатели не способны своевременно срабатывать, и возникают открытые электрические дуги. Известные из техники размыкатели также не рассчитаны на высокую коммутационную способность, в результате чего, когда уже протекают сильные токи, и размыкатель срабатывает, также возникают дуги, которые не могут быть погашены. В обоих случаях дуги способны вызывать возгорание, взрыв и(или) нарастание давления, которое не способны без ущерба контролировать обычные пластиковые корпуса устройств защиты от перенапряжений. Результатом таких дуг является, например, недопустимая потеря защиты оболочки электрооборудования, а также ущерб для соседних узлов вплоть до разрушения всей промышленной установки.

Кроме того, из техники известны устройства защиты от перенапряжений, в которых разрядник для защиты от перенапряжений заключен в металлический корпус, в результате чего происходящий внутри корпуса отказ не вызывает недопустимых выбросов в окружающую среду. Более того, в случае перегрузки разрядника для защиты от перенапряжений в таких вариантах осуществления должна быть предусмотрена возможность замыкания накоротко возникающих дуг металлическим проводящим корпусом, в результате чего сводится к минимуму преобразование внутренней энергии, и может ускоренно срабатывать расположенное выше по потоку устройство защиты от перенапряжений, например, плавкий предохранитель. Соответственно, в таких устройствах защиты от перенапряжений предполагается, что в случае отказа помещающегося в корпусе разрядника для защиты от перенапряжений внутри металлического корпуса возникнет дуга, которая погаснет сама или будет погашена в результате срабатывания расположенного выше по потоку разрядника для защиты от перенапряжений.

Тем не менее одним из недостатков является то, что поведение дуги и ее влияние на внутреннее пространство устройства защиты от перенапряжений, а также на его электрические функциональные компоненты являются неопределенными и неизвестными. При возникновении дуги металл плавится и испаряется в исходных положениях электрической дуги, в результате чего происходит постоянное механическое ослабление металлического корпуса устройства защиты от перенапряжений, которое незаметно снаружи устройства защиты от перенапряжений. Пары металла, образующиеся под действием дуги, осаждаются на внутренних поверхностях корпуса устройства защиты от перенапряжений. Если пары металла осаждаются на изоляционных материалах корпуса, возникают неопределенные условия изоляции. Внутренние повреждения, в особенности, опасны при самогашении дуги без срабатывания расположенного выше по потоку устройства защиты от перенапряжений, в результате чего внутреннее повреждение устройства защиты от перенапряжений остается полностью незамеченным. Соответственно, возможно, что даже при срабатывании расположенного выше по потоку устройства защиты от перенапряжений причина срабатывания может быть не установлена, и неисправное или в значительной степени поврежденное устройство защиты от перенапряжений будет снова приведено в действие.

Соответственно, в основу настоящего изобретения положена задача создания устройства защиты от перенапряжений, которое особо простым способом обеспечивает надежную отсечку тока повреждения даже в случае отказа разрядника для защиты от перенапряжений.

Решение этой задачи изобретения обеспечивается посредством признаков независимого пункта формулы изобретения. В зависимых пунктах формулы изобретения представлены предпочтительные варианты осуществления изобретения.

Соответственно, решение этой задачи обеспечивается посредством устройства защиты от перенапряжений, имеющего корпус и по меньшей мере два электрических проводника, подведенных к корпусу для электрического подсоединения к устройству защиты от перенапряжений, при этом в корпусе помещается разрядник для защиты от перенапряжений для ограничения перенапряжения электрических проводников и реагирующий на давление переключатель для замыкания накоротко электрических проводников.

Таким образом, в изобретении предложено устройство защиты от перенапряжений, которое даже в случае неисправного разрядника для защиты от перенапряжений осуществляет надежное и безопасное низкоимпедансное замыкание накоротко электрических проводников, когда в корпусе устройства защиты от перенапряжений возникает дуга, в результате чего может срабатывать предпочтительно расположенное выше по потоку устройство защиты от перенапряжений, например, плавкий предохранитель. Тем самым преодолеваются описанные выше недостатки известного уровня техники, когда в корпусе устройства защиты от перенапряжений возникает дуга, что может приводить к ограничению функциональных возможностей разрядника для защиты от перенапряжений, незаметному снаружи устройства защиты от перенапряжений. Таким образом, в изобретении предложен совершенно новый подход, в котором преодолены описанные выше недостатки известного уровня техники.

Под действием дуги внутри корпуса повышается давление, в результате чего реагирующий на давление переключатель, который срабатывает при повышении давления, накоротко замыкает электрические проводники, и срабатывает предпочтительно расположенное выше по потоку устройство защиты от перенапряжений, например, плавкий предохранитель, который отключает ток повреждения, подаваемый на проводники. Таким образом, срабатывание устройства защиты от перенапряжений является четко определенным, в результате чего исключается риск, как в известном уровне техники, возникновения сравнительно высокоимпедансной дуги, приводящей к запоздалому срабатыванию устройства защиты от перенапряжений. Таким образом, дуга горит в корпусе лишь очень короткое время и не способна разрушить его до такой степени, чтобы вызвать выбросы, такие как выбросы паров металла. Кроме того, за счет малой продолжительности горения дуги, также выгодно уменьшается повышение давления в корпусе, происходящее под действием дуги, в результате чего даже тонкостенные корпуса способны выдерживать давление, что делает возможным экономически выгодное производство устройств защиты от перенапряжений.

Иными словами, устройство защиты от перенапряжений согласно изобретению делает возможным особо безопасное и простое прерывание цепи, в результате чего даже в случае неисправного разрядника для защиты от перенапряжений и возникновения дуги в корпусе давление, повышающееся в корпусе под действием дуги, воздействует на реагирующий на давление переключатель, который накоротко замыкает электрические проводники, и срабатывает предпочтительно расположенное выше по потоку устройство защиты от перенапряжений, например, плавкий предохранитель, который прерывает электрическую цепь или ток повреждения, подаваемый на проводники. Соответственно, специалист в данной области техники смог бы согласовать реагирующий на давление переключатель и объем корпуса таким образом, чтобы даже маломощные дуги или дуги, которые только возникают, вызывали срабатывание, то есть включение реагирующего на давление переключателя. В тоже время, специалист в данной области техники смог бы сконструировать устройство защиты от перенапряжений, в котором разность давлений в корпусе вследствие нагрева, колебаний условий окружающей атмосферы и(или) типичных вибраций промышленной установки не вызывала бы срабатывание реагирующего на давление переключателя. В частности, предпочтительно, чтобы реагирующий на давление переключатель срабатывал, то есть включался настолько быстро, чтобы через дугу не могли протекать соответствующие остаточные сетевые токи.

Разрядник для защиты от перенапряжений может быть выполнен в виде любого разрядника для защиты от перенапряжений, известного из уровня техники, то есть, например, в виде варистора, помехоподавляющего диода и(или) газового разрядника для защиты от перенапряжений или искрового разрядника, а также сочетания упомянутых компонентов. Корпус устройства защиты от перенапряжений предпочтительно является стойким к сжатию, то есть предпочтительно выполнен таким образом, что повышение давления в корпусе не вызывает увеличение объема корпуса. Корпус особо предпочтительно корпус изготовлен из непроводящего материала, такого как, например, пластмасса или металл, который предпочтительно является проводящим. Разрядник для защиты от перенапряжений и(или) реагирующий на давление переключатель предпочтительно соединены с проводниками токопроводным соединением.

Особо предпочтительно, чтобы реагирующий на давление переключатель накоротко замыкал электрические проводники при превышении в корпусе предварительно заданного давления. Предварительным заданным давлением может являться давление на 2%, 5%, 10%, 20% или 50% выше, чем рабочее давление в корпусе. Рабочее давление означает давление в корпусе, которое преобладает без подаваемого напряжения или тока на электрические проводники в корпусе. Более того, предпочтительно реагирующий на давление переключатель рассчитан на регулирование, чтобы "срабатывание" переключателя можно было задавать в зависимости от регулируемого давления.

В одном из дополнительных предпочтительных вариантов осуществления изобретения предусмотрен фиксирующий переключатель для фиксации срабатывания переключателя, при этом фиксирующий переключатель может срабатывать при повышении давления и(или) изменении температурных условий в корпусе. Более того, предпочтительно, чтобы была предусмотрена пружина для воздействия на переключатель упругой силой, в результате чего пружина приводит в действие переключатель после того, как срабатывает фиксирующий переключатель. С одной стороны, в вариантах осуществления этого типа ускоряется операция срабатывания переключателя, то есть за счет упругой силы пружины, воздействующей на переключатель, а, с другой стороны, предусмотрено, что фиксирующий переключатель срабатывает только при повышении давления в корпусе и (или) или изменении температурных условий в корпусе, то есть, например, при повышении температуры, в частности под действием дуги, и тем самым переключатель накоротко замыкает электрические проводники, в результате чего срабатывает предпочтительно расположенное выше по потоку устройство защиты от перенапряжений, например, плавкий предохранитель.

В одном из дополнительных вариантов осуществления предпочтительно, чтобы были предусмотрены тепловой переключатель и искровой разрядник, при этом тепловой переключатель термически соединен с разрядником для защиты от перенапряжений, а тепловой переключатель выполнен таким образом, что искровой разрядник может воспламеняться тепловым переключателем. Термин "термически соединен" в контексте настоящего изобретения означает, что в случае повышения температуры разрядника для защиты от перенапряжений он передает повышение температуры тепловому переключателю, то есть температура теплового переключателя также повышается. Тепловой переключатель может быть выполнен в виде любого теплового переключателя, известного из техники, например, в виде биметаллического теплового переключателя. В одном из вариантов осуществления этого типа предусмотрено, что, например, тепловой переключатель срабатывает в случае максимальной температуры, которая может быть предварительно задана, в результате чего срабатывает реагирующий на давление переключатель под действием дуги, которая инициирована заданным путем, или под действием нарастания давления. Соответственно, искровой разрядник, который способен, например, накапливать давление в корпусе, имеет принцип воспламенения согласно DE 10146728. Также предпочтительно, чтобы воспламенитель искрового разрядника был выполнен согласно DE 102004009072.

Более того, согласно другому варианту осуществления изобретения особо предпочтительно, чтобы переключатель мог приводиться в действие необратимым путем. "Необратимый" означает, что, после того как переключатель срабатывает, он остается во включенном положении. Кроме того, в данном случае предпочтительно, чтобы было предусмотрено фиксирующее устройство для фиксации переключателя во включенном положении. Фиксирующее устройство может быть выполнено, например, в виде известного из техники утолщения с соответствующей приемной частью для утолщения.

Согласно одному из дополнительных предпочтительных вариантов осуществления предусмотрено, что фиксирующее устройство выполнено таким образом, чтобы фиксировать переключатель во включенном положении магнитным способом. Фиксирующее устройство предпочтительно выполнено в виде магнитного стопорного приспособления со стационарными магнитами, оттяжного фиксирующего пружинного механизма и(или) путем сварки, пайки или плавления переключателя во включенном положении или контактов, образующих замыкание накоротко. Это достигается за счет таких вариантов осуществления, в которых неисправное или в значительной степени поврежденное устройство защиты от перенапряжений не может быть снова приведено в действие, поскольку после включения переключателя его состояние фиксируется фиксирующим устройством.

Чтобы инициировать включение реагирующего на давление переключателя, устройство защиты от перенапряжений согласно одному из выгодных вариантов осуществления изобретения имеет приспособление для индикации включенного состояния переключателя. Приспособление этого типа может представлять собой, например, механический или оптический дисплей для отображения состояния устройства защиты от перенапряжений. В качестве альтернативы или дополнительно может быть предусмотрена дистанционная индикация для сигнализации о состоянии устройства защиты от перенапряжений, для чего в устройстве защиты от перенапряжений предпочтительно предусмотрен соответствующий переключающий контакт в качестве генератора сигналов. Оптический дисплей может быть образован, например, нанесенной на корпус цветной оболочкой или красочным покрытием или пленкой, цвет которой изменяется в зависимости от температуры корпуса.

В принципе, переключатель может быть выполнен в виде любого известного из техники реагирующего на давление переключателя. Тем не менее, в одном из дополнительных вариантов осуществления изобретения особо предпочтительно, чтобы переключатель был выполнен в виде скользящего элемента. Более того, предпочтительно, чтобы скользящий элемент перемещался по направляющей между проводниками или между проводником стенкой корпуса. Особо предпочтительно, чтобы скользящий элемент был выполнен в виде токо-, электропроводящей, уплотняющей и (или) самовозращающейся фиксирующей закорачивающей перемычки. Более того, предпочтительно, чтобы скользящий элемент был выполнен в виде скользящего, электроизоляционного и (или) динамически уплотняющего скользящего элемента с закорачивающей перемычкой. Посредством вариантов осуществления этого типа может быть создана особо простая конструкция устройства защиты от перенапряжений или реагирующего на давление переключателя, в которой в случае взрыва разрядника для защиты от перенапряжений скользящий элемент способен обеспечивать дополнительное динамическое уплотнение корпуса. В частности, особо предпочтительно, чтобы корпус из проводящего материала имел изоляцию, помещающуюся между скользящим элементом и корпусом. Изоляция предпочтительно выполнена из непроводящего и (или) негорючего материала.

Согласно одному из выгодных вариантов осуществления изобретения в корпусе находится первый объем газа, который окружает разрядник для защиты от перенапряжений, при этом повышение давления первого объема газа вызывает включение переключателя. Согласно одному из дополнительных выгодных вариантов осуществления изобретения в корпусе находится второй объем газа, при этом в корпусе имеется приспособление для выпуска второго объема газа из корпуса, и при включении переключателя повышается давление второго объема газа, в результате чего второй объем газа выходит из устройства через приспособление. Первый и (или) второй объемы газа предпочтительно содержат несжимаемые и (или) невоспламеняющиеся или негорючие газы, например, содержат известный из техники инертный газ. Приспособление для выпуска второго объема газа предпочтительно выполнено в виде канала и (или) отверстия в корпусе.

Согласно другому предпочтительному варианту осуществления изобретения предусмотрен тепловой размыкатель для замыкания накоротко электрического проводника. Размыкатели этого типа известны из уровня техники, например, из DE 9305796 U1 или US 6430019. Более того, предпочтительно, чтобы корпус был выполнен из металла, а к корпусу был электрически подсоединен электрический проводник. В одном из вариантов осуществления этого типа предусмотрено особо простое и удобное выполнение корпуса.

Далее изобретение будет более подробно описано со ссылкой на прилагаемые чертежи, иллюстрирующие предпочтительные варианты осуществления.

На чертежах:

на фиг.1 схематически показано устройство защиты от перенапряжений согласно первому примеру осуществления изобретения,

на фиг.2 схематически показано устройство защиты от перенапряжений согласно второму предпочтительному примеру осуществления изобретения,

на фиг.3 схематически показано устройство защиты от перенапряжений согласно третьему предпочтительному примеру осуществления изобретения,

на фиг.4 схематически показано устройство защиты от перенапряжений согласно четвертому предпочтительному примеру осуществления изобретения и

на фиг.5 схематически показано устройство защиты от перенапряжений согласно пятому предпочтительному примеру осуществления изобретения.

на фиг.1-5 показано устройство защиты от перенапряжений согласно различным предпочтительным примерам осуществления изобретения. Устройство защиты от перенапряжений имеет стойкий к сжатию корпус 1 и два электрических проводника 2, подведенных к корпусу 1 для электрического подсоединения к устройству защиты от перенапряжений.

В корпусе 1, который согласно предпочтительному примеру осуществления, проиллюстрированному на фиг.1, выполнен из проводящего материала, помещается в разрядник 3 для защиты от перенапряжений, ограничивающий перенапряжение электрических проводников 2, а также реагирующий на давление переключатель 4, накоротко замыкающий электрические проводники 2.

Как показано на фиг.1-4, разрядник 3 для защиты от перенапряжений электропроводящим способом подсоединен к одному из двух электрических проводников 2, а также к корпусу 1, при этом металлический и, следовательно, электропроводящий корпус 1 в свою очередь электропроводящим способом подсоединен ко второму электрическому проводнику 2. Аналогичным образом реагирующий на давление переключатель 4 электрически подсоединен к одному из двух электрических проводников 2, при этом предусмотрен переключающий контакт 5, который электропроводящим способом подсоединен к электропроводящему корпусу 1 и, следовательно, также ко второму электрическому проводнику 2. В этом случае разрядник 3 для защиты от перенапряжений выполнен в виде варистора.

В случае тока повреждения, который не может быть обнаружен разрядником 3 для защиты от перенапряжений, возникающего в электрических проводниках 2 вследствие неисправного разрядника 3 для защиты от перенапряжений, например, вследствие старения в корпусе 1 образуется дуга, которая вызывает повышение давления в корпусе 1. В случае этого типа, то есть при отсутствии срабатывания неисправного разрядника 3 для защиты от перенапряжений повышение давления в корпусе 1 вызывает включение реагирующего на давление переключателя 4 и тем самым замыкание накоротко электрических проводников 2. Таким образом, может срабатывать расположенное выше по потоку не показанное устройство защиты от перенапряжений, например, плавкий предохранитель, который переключать ток повреждения, протекающий через проводники 2 или не показанную цепь, подсоединенную к проводникам 2.

Согласно проиллюстрированным предпочтительным примерам осуществления изобретения в корпусе 1 находится первый объем 6 газа, который окружает разрядник 3 для защиты от перенапряжений, при этом повышение давления первого объема 6 газа вызывает включение переключателя 4. Кроме того, в корпусе 1 находится второй объем 7 газа, при этом при включении переключателя 4 второй объем 7 газа выходит из корпуса 1 через приспособление 8 для выпуска второго объема 7 газа. Первый объем 6 газа и второй объем 7 газа представляют собой несжимаемый газ, невоспламеняющийся или негорючий газ. Как показано на фиг.1, приспособление 8 для выпуска второго объема 7 газа выполнено в виде канала для выравнивания давления.

Реагирующий на давление переключатель 4 снабжен перемещаемым механическим путем уплотнением 9, которое расположено между первым объемом 6 газа и вторым объемом 7 газа. Помимо этого, устройство защиты от перенапряжений имеет приспособление 10 для индикации включенного состояния переключателя 4, которое, например, может отображать включение переключателя 4 цветом снаружи корпуса 1 и (или) может уведомлять объект дальней связи, например, станцию мониторинга. В этом случае приспособление 10 для индикации включенного состояния переключателя 4 выполнено в виде подвижного штифта, приводимого в действие переключающим контактом переключателя 4.

Как показано на фиг.2, согласно одному из дополнительных примеров осуществления изобретения предусмотрен фиксирующий переключатель 11 для фиксации включения переключателя 4, при этом фиксирующий переключатель 11 может срабатывать при повышении давления в корпусе 1 и (или) изменении температурных условий в корпусе 1, например, при повышении температуры в корпусе 1 под действием дуги, образующейся вследствие неисправности разрядника для защиты от перенапряжений. Аналогичным образом предусмотрена пружина 12 для воздействия на переключатель 4 упругой силой, в результате чего пружина 4 приводит в действие, в частности, включает переключатель 4 после срабатывания фиксирующего переключателя 11. В конструкции этого типа за счет упругой силы создают предварительный натяг переключатель 4, в результате чего при возникновении дуги в корпусе фиксирующий переключатель 11 срабатывает вследствие повышения давления или повышении температуры в корпусе 1, и происходит ускоренное включение переключателя 4 под действием пружины 12.

Чтобы обеспечить постоянное замыкание накоротко двух электрических проводников 2 после того, как оно создается, то есть невозможность продолжения использования неисправного устройства защиты от перенапряжений, предусмотрено фиксирующее устройство 13 для фиксации включенного состояния переключателя 4. Фиксирующее устройство 13 может быть выполнено в виде известного из техники фиксатора, например, как показано на чертежах, в виде магнитного стопорного приспособления со стационарными магнитами или оттяжного фиксирующего пружинного механизма. Аналогичным образом может использоваться сварка, пайка или плавление заданным способом контактов, образующих замыкание накоротко переключателя 4 при его включении.

Кроме того, согласно первому примеру осуществления изобретения, показанному на фиг.3, в корпусе 1 предусмотрен тепловой переключатель 14, а также искровой разрядник 15. Тепловой переключатель 14, который выполнен в виде биметаллического переключателя, термически соединен с разрядником 3 для защиты от перенапряжений, и в случае нагрева, то есть повышения температуры разрядника 3 для защиты от перенапряжений, включается тепловой переключатель 14, воспламенитель 16, например, воспламенитель 16, известный из DE 102004009072, воспламеняет искровой разрядник 15, в результате чего происходит повышение давления в корпусе 1, и реагирующий на давление переключатель 4 накоротко замыкает электрические проводники 2. Таким образом, искровой разрядник 15 может действовать по принципу воспламенения согласно DE 10146728. Так, давление в корпусе 1 может повышаться вследствие воспламенения дуги заданным способом, в результате чего вследствие повышения давления включается реагирующий на давление переключатель 4.

Как показано на фиг.4, реагирующий на давление переключатель 4 может быть выполнен в виде токо-, электропроводящего, уплотняющего и (или) самовозращающегося фиксирующего скользящего элемента 17. В этом случае скользящий элемент 17 выполнен в виде закорачивающей перемычки 18, которая перемещается или скользит по направляющей между проводником 2 и стенкой корпуса 1. Если корпус 1 выполнен из проводящего материала, предпочтительно, как показано на фиг.4, использовать изоляцию 20 между скользящим элементом 17 и корпусом 1. Изоляция предпочтительно выполнена из непроводящего и(или) негорючего материала.

При повышении давления в корпусе 1 или первого объема 6 газа скользящий элемент 17, направляемый проводником 2 и стенкой корпуса 1, скользит в направлении переключающего контакта 19, в результате чего происходит замыкание накоротко между первым проводником 2 и переключающим контактом 19, который в свою очередь электропроводящим способом подсоединен ко второму проводнику 2.

На фиг.5 показан один из дополнительных предпочтительных примеров осуществления изобретения с использованием электроизоляционного динамически уплотняющего скользящего элемента 17 с закорачивающей перемычкой 18. В отличие от фиг.4, на которой корпус 1 выполнен электропроводящим способом и электропроводящим способом подсоединен к одному из двух проводников 2, корпус 1 на фиг.5 выполнен из непроводящего материала, например, пластмассы.

Таким образом, в изобретении предложено устройство защиты от перенапряжений, которое безопасным и простым путем обеспечивает надежную отсечку тока повреждения, подаваемого на проводник 2 в случае неисправного разрядника 3 для защиты от перенапряжений даже при сильном преобразовании энергии в электрических проводниках 2. Поскольку в устройстве защиты от перенапряжений предусмотрен необратимо реагирующий на давление переключатель 4 для замыкания накоротко электрических проводников 2, дуга, образующаяся в корпусе 1, или вызываемое ей повышение давления в корпусе 1 инициирует включение реагирующего на давление переключателя 4, в результате чего накоротко замыкаются электрические проводники 2, и срабатывает расположенное выше по потоку устройство защиты от перенапряжений, например, плавкий предохранитель, который выключает ток повреждения в проводниках 2.

Список позиций

Корпус 1
Проводник 2
Разрядник для защиты от перенапряжений 3
Переключатель 4
Переключающий контакт 5
Первый объем газа 6
Второй объем газа 7
Приспособление для выпуска 9
Индикаторное устройство 10
Фиксирующий переключатель 11
Пружина 12
Фиксирующее устройство 13
Тепловой переключатель 14
Искровой разрядник 15
Воспламенитель 16
Скользящий элемент 17
Закорачивающая перемычка 18
Переключающий контакт 19
Изоляция 20.

1. Устройство защиты от перенапряжений, имеющее корпус (1), по меньшей мере, два электрических проводника (2), подведенных к корпусу (1) для электрического подсоединения к устройству защиты от перенапряжений, тепловой переключатель (14), искровой разрядник (15) и воспламенитель (16), в котором
в корпусе (1) расположены разрядник (3) для защиты от перенапряжений для ограничения перенапряжения электрических проводников (2) и реагирующий на давление переключатель (4) для замыкания накоротко электрических проводников (2),
тепловой переключатель (14) термически соединен с разрядником (3) для защиты от перенапряжений,
тепловой переключатель (14) выполнен таким образом, чтобы воспламенять искровой разрядник (15) посредством воспламенителя (16).

2. Устройство защиты от перенапряжений по п.1, в котором реагирующий на давление переключатель (4) выполнен таким образом, чтобы накоротко замыкать электрические проводники (2) при превышении предварительно заданного давления в корпусе (1).

3. Устройство защиты от перенапряжений по п.1, в котором предусмотрен фиксирующий переключатель (11) для фиксации включения переключателя (4), при этом фиксирующий переключатель (11) может срабатывать при повышении давления и(или) изменении температурных условий в корпусе (1).

4. Устройство защиты от перенапряжений по п.3, в котором предусмотрена пружина (12) для воздействия на переключатель (4) упругой силой таким образом, чтобы приводить в действие переключатель (4) после срабатывания фиксирующего переключателя (11).

5. Устройство защиты от перенапряжений по п.1, в котором предусмотрены тепловой переключатель (14) и искровой разрядник (15), при этом тепловой переключатель (14) термически соединен с разрядником (3) для защиты от перенапряжений, а тепловой переключатель (14) выполнен таким образом, чтобы воспламенять искровой разрядник (15).

6. Устройство защиты от перенапряжений по п.4, в котором переключатель (4) может включаться необратимым путем.

7. Устройство защиты от перенапряжений по п.1, в котором предусмотрено фиксирующее устройство (13) для фиксации включенного состояния переключателя (4).

8. Устройство защиты от перенапряжений по п.7, в котором фиксирующее устройство (13) выполнено таким образом, что фиксирующее устройство (13) магнитным путем фиксирует включенное состояние переключателя (4).

9. Устройство защиты от перенапряжений по п.1, в котором предусмотрено приспособление (10) для индикации включенного состояния переключателя (4).

10. Устройство защиты от перенапряжений по п.1, в котором переключатель (4) выполнен в виде скользящего элемента (17).

11. Устройство защиты от перенапряжений по п.10, в котором скользящий элемент (17) перемещается по направляющей между проводниками (2), или скользящий элемент (17) перемещается по направляющей между проводником (2) и стенкой корпуса (1).

12. Устройство защиты от перенапряжений по п.1, в котором в корпусе (1) находится первый объем (6) газа, который окружает разрядник (3) для защиты от перенапряжений, при этом в результате повышения давления первого объема (6) газа включается переключатель (4).

13. Устройство защиты от перенапряжений по п.1, в котором в корпусе (1) находится второй объем (7) газа, при этом корпус (1) имеет приспособление (8) для выпуска второго объема (7) газа из корпуса (1), и при включении переключателя (4) повышается давление второго объема (7) газа, в результате чего второй объем (7) газа выходит из корпуса (1) через приспособление (8).

14. Устройство защиты от перенапряжений по п.1, в котором предусмотрен тепловой размыкатель для замыкания накоротко электрических проводников (2).

15. Устройство защиты от перенапряжений по одному из предшествующих пунктов, в котором корпус (1) выполнен из металла, и к корпусу (1) электрически подсоединен электрический проводник (2).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к разряднику защиты от перенапряжений с корпусом (10) и по меньшей мере одним разрядным элементом, например варистором, а также разъединяющим приспособлением, служащим для того, чтобы разъединять разрядный элемент или разрядные элементы от сети.

Изобретение относится к разъединительному устройству переключения с первым электродным элементом и вторым электродным элементом, которые подвижны относительно друг друга для разъединения токопроводящей дорожки и по меньшей мере частично окружены электрически изолирующим корпусом, а также к способу производства разъединительного устройства переключения.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электрическим отделителям, используемым в воздушных линиях (ВЛ) сетей электроснабжения для автоматического отсоединения от сети поврежденного подвесного ограничителя перенапряжения нелинейного (ОПН).

Изобретение относится к вставному разряднику защиты от перенапряжения с корпусом для размещения разрядного элемента, который посредством проводящего соединительного элемента соединяется со штепсельными контактами, проходящими сквозь дно корпуса, причем между контактом разрядного элемента и соответствующим соединительным элементом образована термическая подпружиненная плавкая вставка, а также с воздействующим на плавкую вставку разделительным кронштейном, передающим усилие предварительного напряжения, и индикатором состояния.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для защиты электрооборудования, электропроводки, электрического прибора, цепи или распределительной сети от перенапряжений.

Изобретение относится к области техники высоких напряжений и может быть использовано в схемах грозозащиты высоковольтных электротехнических установок. .

Изобретение может найти применение в энергетике, в аппаратах защиты высоковольтных электрических сетей от перенапряжений - ограничителях перенапряжений нелинейных.

Изобретение относится к изоляторной системе. .

Изобретение относится к разрядникам для защиты от перенапряжений Разрядник для защиты от перенапряжений содержит сердечник, состоящий из столбика варисторных блоков (1), двух присоединительных блоков, между которыми закреплен столбик варисторных блоков (1), множества армирующих элементов, расположенных между присоединительными блоками (3) и закрепленных на них, причем армирующие элементы охватывают столбик варисторных блоков, и, по меньшей мере, одного стабилизирующего диска (25), расположенного на участке одного из ребер (7), а также наружный корпус (5) с ребрами, в котором сердечник расположен, по меньшей мере, частично.

Изобретение относится к ограничителям перенапряжения и, в частности, относится к ограничителям среднего и высокого напряжения, имеющим сокращенное количество составных элементов для облегчения их сборки.

Изобретение относится к устройствам защиты от скачков напряжения. .

Изобретение относится к электротехнике. .

Изобретение относится к способу определения параметров размыкателя для разрядника защиты от перенапряжения, причем переключающее движение размыкателя происходит с помощью переключающего язычка, который посредством постоянно действующей пружинной силы направлен в направлении, противоположном удерживающей силе, созданной при помощи защитного припоя.

Устройство защиты содержит разрядник (1, 1a) для защиты от перенапряжений, который содержит первый (4) и второй (5) присоединительные терминалы. По меньшей мере, один присоединительный терминал (4, 5) соединен с электропроводящей присоединительной токовой цепью (6), которая установлена карданно. Карданный шарнир (7, 7a) удерживается вторым присоединительным терминалом (5) и содержит первую скобу (8) и вторую скобу (9), входящие друг в друга. Первая скоба (8) прикреплена ко второму терминалу (5). Ко второй скобе (9) под жестко установленным углом прикреплено устройство (11) для разъединения присоединительной токовой цепи (6) в случае неисправности устройства. Технический результат - уменьшение необходимого конструктивного пространства с исключением приложения к устройству внешних усилий, которые могут вызвать механические повреждения устройства. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх