專利名稱：電涌放電器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于保護(hù)電網(wǎng)中的設(shè)備的電涌放電器，該電涌放電器具有對過電壓靈敏的接地開關(guān)。
背景技術(shù)：
電涌放電器被用于防止與配電網(wǎng)連接的設(shè)備受到由雷擊、開關(guān)電涌、不正確的連接和其它異常狀態(tài)或故障引起的過電壓情況的損壞。
在一個(gè)電涌放電器中的靈敏元件是一個(gè)可變電阻器，也被稱為一個(gè)非線性電阻器，因?yàn)樗尸F(xiàn)出一個(gè)非線性的電流—電壓關(guān)系。如果施加的電壓小于一個(gè)確定的電壓(開關(guān)或鉗位電壓)，那么該可變電阻器基本上是一個(gè)絕緣體并且只有小的漏電流流過可變電阻器。如果施加的電壓大于開關(guān)電壓，那么可變電阻器阻值下降，允許增加的電流流過可變電阻器。也就是一個(gè)可變電阻器在低于它的開關(guān)電壓時(shí)是高電阻的，而在超過它的開關(guān)電壓時(shí)是明顯導(dǎo)通的。在Honl et al.，US5,299,088(1994)；Koch et al.，EP 0,230,103 A2(1987)；Koch et al.，EP0,299,464 A1(1987)；Mikli，US 5,325,087(1994)；和Wiseman et al.，WO93/26017(1993)中公開了典型的電涌放電器的設(shè)計(jì)。
通常電涌放電器方式連接到電力系統(tǒng)上，它的一端與電力系統(tǒng)的一相導(dǎo)體連接，而它的另一端接地或與中性線連接。在正常的系統(tǒng)電壓上，電涌放電器阻止電流流過(除了漏電流之外)。但是，如果超過開關(guān)電壓的一個(gè)過電壓狀態(tài)產(chǎn)生，那么電涌放電器變?yōu)閷?dǎo)通并且使電涌能量接地同時(shí)“鉗位”或把系統(tǒng)電壓限制到一個(gè)值，該值能夠由被保護(hù)的設(shè)備容忍而不被損壞。
即使一個(gè)持續(xù)的工頻過電壓，設(shè)備絕緣的耐電壓時(shí)效能夠超過損壞極限，導(dǎo)致故障。雖然放電器能夠防止由雷擊(幾十到幾百微秒)或開關(guān)電涌(幾千微秒)產(chǎn)生的相對短時(shí)間周期的損壞，但是即使具有可變電阻器的電壓限制，一個(gè)持續(xù)的或永久的工頻過電壓狀態(tài)能夠?qū)е略O(shè)備絕緣的損壞和/或故障。雖然一個(gè)典型電涌放電器的目的是限制瞬時(shí)過電壓狀態(tài)，但是它的目的并不是防止持續(xù)的或永久的工頻過電壓狀態(tài)。在這種工頻過電壓狀態(tài)下，希望電涌放電器產(chǎn)生一個(gè)永久的低電阻接地通路，以便產(chǎn)生一個(gè)有意的短路電路，該短路電路將導(dǎo)致有意的過電流保護(hù)操作，這種操作將分段和斷開放電器和被保護(hù)的設(shè)備，以便避免其它可能的損壞狀態(tài)。
發(fā)明概述供一種電涌放電器，包括(a)一個(gè)第一連接器，用于把電涌放電器與電力系統(tǒng)的一相導(dǎo)線電連接；(b)一個(gè)第二連接器，用于把電涌放電器與電力系統(tǒng)的一個(gè)中性線或接地線電連接；(c)一個(gè)電涌放電元件，它與第一和第二連接器電連接并且包括至少一個(gè)由可變電阻材料構(gòu)成的部件；(d)一個(gè)開關(guān)，它與第一和第二連接器連接并且與電涌放電元件并聯(lián)連接，當(dāng)該開關(guān)處于閉合位置時(shí)，它構(gòu)成在第一和第二連接器之間的一個(gè)短路通路并且把電涌放電元件旁路；(e)非晶體金屬元件，它被設(shè)置在第一和第二連接器之間并且與電涌放電元件串聯(lián)連接，該非晶體金屬元件具有極限溫度，在該極限溫度或在該極限溫度之上非晶體金屬元件的抗拉強(qiáng)度顯著地下降；和(f)一個(gè)彈簧，當(dāng)非晶體金屬元件處在低于極限溫度的一個(gè)溫度上時(shí)，該彈簧把不足以使非晶體金屬元件斷開的一個(gè)拉力施加給非晶體金屬元件，而當(dāng)非晶體金屬元件處在等于低于或高于極限溫度的一個(gè)溫度上時(shí)，該彈簧把足以使非晶體金屬元件斷開的一個(gè)拉力施加給非晶體金屬元件；當(dāng)非晶體金屬元件沒有被斷開時(shí)該彈簧把開關(guān)保持在打開位置，而當(dāng)非晶體金屬元件被斷開時(shí)該彈簧把開關(guān)移動(dòng)到閉合位置，以便構(gòu)成在第一和第二連接器之間的電路通路。
在使用中，該電涌放電器被連接作為在電力系統(tǒng)的相導(dǎo)線和中性導(dǎo)線和/或接地導(dǎo)線之間的旁路裝置。通常，由于施加的電壓小于可變電阻材料的轉(zhuǎn)換電壓并且由于彈簧把開關(guān)保持在打開位置，所以除了漏電流流過電涌放電元件之外，在電網(wǎng)和接地導(dǎo)線之間沒有電流流過。即使一個(gè)過電壓，可變電阻材料變得顯著地導(dǎo)電，增加的電流通過可變電阻材料和與可變電阻材料串聯(lián)連接的非晶體金屬元件在相導(dǎo)線和接地導(dǎo)線或中性導(dǎo)線之間流動(dòng)。利用這種方法，過電壓能量被旁路接地，并且防止了在電網(wǎng)上的設(shè)備被損壞。如果過電壓持續(xù)，那么持續(xù)的電流流過非晶體金屬元件并且使其加熱。在一個(gè)足夠高的電流密度持續(xù)足夠長的時(shí)間周期時(shí)，非晶體金屬元件被加熱到它的極限溫度或超過它的極限溫度，導(dǎo)致了非晶體金屬元件的抗拉強(qiáng)度的顯著下降。由彈簧施加的拉力使非晶體金屬元件斷開或其它的方式使非晶體金屬元件遮斷，由此使彈簧釋放以便把開關(guān)移動(dòng)(正向的或反向的)到它的閉合位置，實(shí)現(xiàn)在第一和第二連接器之間的短路通路。在同時(shí)，借助于電涌放電元件和非晶體金屬元件，在第一和第二連接器之間的通路被旁路。因此，產(chǎn)生一個(gè)接地的永久旁路短路通路。在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，電涌放電器提供一個(gè)可見記號，該記號表示接地機(jī)構(gòu)已經(jīng)被斷開，并且向系統(tǒng)操作人員發(fā)出警報(bào)信號。
附圖簡述

圖1a是一個(gè)表示本發(fā)明的電涌放電器與配電網(wǎng)連接的電路圖。
圖1b是表示相同的電路圖，但它是在響應(yīng)一個(gè)超過工頻過電壓狀態(tài)之后，具有在閉合位置中永久短路開關(guān)接地的狀態(tài)。
圖2a是表示本發(fā)明的電涌放電器。
圖2b是表示相同的電涌放電器，但具有絕緣擊穿的非晶體金屬元件。
圖2c是表示圖2a和2b的電涌放電器，但它表示分解圖。
優(yōu)選實(shí)施方案描述本發(fā)明的電涌放電器的操作和它與常規(guī)電涌放電器相比具有的優(yōu)點(diǎn)通過參照附圖和下列的詳細(xì)描述將變得更明顯。應(yīng)該理解的是一個(gè)常規(guī)電涌放電器執(zhí)行一個(gè)單一的功能，即防止電壓電涌，而本發(fā)明的裝置不僅執(zhí)行相同的功能，而且即使在一個(gè)穩(wěn)定的工頻過電壓狀態(tài)下還具有設(shè)置一個(gè)永久短路接地的能力。因此本發(fā)明的裝置在廣義的范圍內(nèi)被稱為“電涌放電器”。
圖1a是一個(gè)表示本發(fā)明的電涌放電器與電網(wǎng)10連接的電路圖，在電網(wǎng)10中由線電壓11來的電力被提供給一個(gè)負(fù)載12。電涌放電器13把電網(wǎng)10與地14連接。一個(gè)接地14的電通路是借助于可變電阻器15和非晶體金屬元件16串聯(lián)連接構(gòu)成的通路a，它們串聯(lián)連接的順序是不重要的。對于正常的操作，本發(fā)明是不受位置影響的，即使可變電阻器15是在非晶體金屬元件16的電源側(cè)也不要緊，反之依然。在正常工作狀態(tài)下，可變電阻器15是處在它的高電阻狀態(tài)，以致于流過地的電流僅是小的漏電流.即使在一個(gè)過電壓狀態(tài)下，以致于可變電阻器15的轉(zhuǎn)換電壓被超過，可變電阻器15實(shí)際上變?yōu)閷?dǎo)通和增加的能量借助于可變電阻器15和非晶體金屬元件16被分流到地14。電網(wǎng)10應(yīng)該具有一個(gè)過電流保護(hù)裝置17，例如一個(gè)熔絲或用于系統(tǒng)過電流保護(hù)的斷路器。電涌放電器13還設(shè)置有用于接地14的另一個(gè)通路b。然而，在正常工作狀態(tài)或瞬態(tài)電壓電涌狀態(tài)下的電涌放電器13中，由于開關(guān)觸點(diǎn)18a和18b被保持分離，所以通路b是開路的。彈簧20施加一個(gè)趨向使開關(guān)觸點(diǎn)18a和18b彼此相對的力，來使通路b閉合，但是由非晶體金屬元件來防止進(jìn)行這種操作(彈簧20是電絕緣的并且不形成一個(gè)接地的電通路。)。
圖1b是表示當(dāng)一個(gè)異常高的和/或持久工頻過電壓狀態(tài)存在時(shí)獲得的位置情況。如果這個(gè)過電壓情況沒有被抑制，那么這個(gè)過電壓足以使可變電阻器15和/或電網(wǎng)10上的設(shè)備損壞或破壞。但是，在損壞能夠發(fā)生之前，由通過電通路的電流或通過由可變電阻器15產(chǎn)生的熱，或由在兩種情況結(jié)合產(chǎn)生的熱使非晶體金屬元件16被加熱到非晶體金屬元件16的極限溫度或在其之上的一個(gè)溫度。由于在這個(gè)溫度上非晶體金屬元件16的抗拉強(qiáng)度被減小，所以非晶體金屬元件16由彈簧20斷開，同時(shí)使開關(guān)觸點(diǎn)18a和18b相互接觸。因此，接地的通路a被斷開而閉合接地通路b。由于一個(gè)過熱的可變電阻器可以由突發(fā)力來斷開，所以防止了設(shè)備和人員被損害或傷害。在持續(xù)的過電壓狀態(tài)已經(jīng)被消除之后，通過替換非晶體金屬元件16可以重新設(shè)置電涌放電器13。此外，電涌放電器13可以被設(shè)計(jì)成一個(gè)可處理的單元，在這種情況下整個(gè)單元被替換。
圖2a表示本發(fā)明的一個(gè)電涌放電器13的機(jī)械特征截面圖。夾在金屬接觸盤32a和32b(例如由黃銅制成)之間的可變電阻器15被包含在一個(gè)絕緣座34的里面。為了更好的電接觸，可變電阻器15面對金屬接觸盤32a和32b的面可以被涂上一種導(dǎo)電材料(例如銀涂料)或可以通過濺射在其表面上淀積像鋁這樣的金屬。通過在可變電阻器15和金屬接觸盤32a和32b之間插入一個(gè)薄鋅片或一層錫/焊接鍍層(沒有示出)可以在它們之間設(shè)置一個(gè)軟金屬界面。絕緣座34也包含有由金屬或其它導(dǎo)電材料構(gòu)成的外殼30。由第一和第二緊固部件36a和36b(由金屬或其它導(dǎo)電材料構(gòu)成的)、非晶體金屬元件16和絕緣管38組成的一個(gè)組件通過在絕緣座34中的一個(gè)開口與絕緣座34配合，以致于緊固部件36a接觸金屬接觸盤32a。非晶體金屬元件16通過螺桿35a和35b分別被緊固地連接到緊固部件36a和36b上。緊固部件36a和36b和在絕緣管38中的開口能夠是矩形的，以便防止緊固部件36a和36b和非晶體金屬元件16旋轉(zhuǎn)。在絕緣管38的周圍設(shè)置有彈簧20。在另一端上，端部塞40、套管42和第一連接器44在外殼30中保持配合結(jié)合在它們的位置上。端部塞40和第一連接器44是由金屬或其它導(dǎo)電材料構(gòu)成的，而套管42是由介電材料構(gòu)成的。在正常工作狀態(tài)下，由于由彈簧20施加的力不足以使非晶體金屬元件20斷開并把絕緣座34和可變電阻器15向右推，所以彈簧20被保持在壓縮狀態(tài)。第一連接器44設(shè)置有一個(gè)用于與地或中性點(diǎn)連接的裝置，而第二連接器46設(shè)置有一個(gè)用于與電網(wǎng)電連接的裝置。然而，應(yīng)該理解的是本發(fā)明的裝置不受位置影響，即連接可以是反向的，第一連接器44與電網(wǎng)連接，第二連接器46與地或中性點(diǎn)連接，而沒有功能性的損失。比彈簧20更弱的接觸彈簧50起著保證金屬接觸盤32a和32b緊固地壓著可變電阻器15和保證在它們之間具有良好的電接觸的功能，而它與可變電阻器15的厚度無關(guān)。O形環(huán)48和48a提供了一個(gè)周圍密封。由第一連接器44、金屬接觸盤32b、可變電阻器15、金屬接觸盤32a、緊固部件36a、非晶體金屬元件16、緊固部件36b、外殼30和第二連接器46形成了一個(gè)與圖1a中的通路a對應(yīng)的電通路。
圖2b表示當(dāng)一個(gè)異常高的或持久工頻過電壓狀態(tài)存在，使非晶體金屬元件16達(dá)到或超過它的極限溫度時(shí)獲得的位置情況。隨著抗拉強(qiáng)度的下降，由彈簧20施加的力足夠使非晶體金屬元件16斷開和把絕緣座34向右推，以致于金屬接觸盤32b接觸端部塞40。用這種方法，經(jīng)過可變電阻器15的原始電通路被打開，而一個(gè)與通路b對應(yīng)并且把可變電阻器15旁路的新的電通路被接通。這個(gè)新的電通路是由第一連接器44、金屬接觸盤32b、端部塞40、外殼30和第二連接器46構(gòu)成的。第一連接器44的移動(dòng)使O形環(huán)48暴露出來，以便提供一個(gè)可見的記號，該記號表示已經(jīng)轉(zhuǎn)換到通路b。此外，彈簧20、第一連接器44或其它可移動(dòng)部件中的一個(gè)部件的移動(dòng)能夠被用來驅(qū)動(dòng)(機(jī)械的、電的或液的)像一個(gè)符號、標(biāo)志和繼電器觸點(diǎn)這樣的一些其它記號的顯示。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是把電涌放電器13設(shè)計(jì)成在起動(dòng)接地功能中具有一個(gè)或兩個(gè)周波的延遲來避免由于干擾引起的斷路。最好電涌放電器13被設(shè)計(jì)成在持續(xù)的工頻過電壓狀態(tài)的10個(gè)周波之內(nèi)接地。同樣應(yīng)該理解的是當(dāng)非晶體金屬元件16被斷開時(shí)，彈簧20使通路b接通需要占用有限的時(shí)間量，該時(shí)間量是在幾分之一周期(假設(shè)頻率為50到60Hz)的數(shù)量級上，并且在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中可以考慮這樣的延遲。
圖2c示出了圖2a和2b中的元件，但是為了更清楚看到單個(gè)元件它給出的是分解圖。
在現(xiàn)有技術(shù)中有時(shí)候非晶體金屬(或合金)被稱為一個(gè)金屬玻璃、玻璃非晶體金屬(或合金)或玻璃金屬(或合金)。非晶體金屬可以從AlliedSignal Inc.，Morritown，New Jersey，U.S.A.，商號為MetglasTM得到。而利用帶狀形式的金屬導(dǎo)體是更合適的，像導(dǎo)線、板狀、葉片和類似形狀的其它形狀也可以被利用。
典型的非晶體金屬是通過快速冷卻或淬火制成的一種合金的過冷熔料，該合金包括像鐵、鈷和/或鎳這樣金屬的60-90原子百分比和像硼、磷和/或碳這樣的非金屬元素的30-10原子百分比。像鉻、鉬或鋁這樣的其它元素可以選擇地利用。以像鈹、鋯和鈦這樣的其它金屬為基礎(chǔ)的非晶體金屬合金也是適用的?？梢哉J(rèn)為可溶解在金屬中的非金屬元素影響金屬的結(jié)晶并且根據(jù)快速冷卻使亞穩(wěn)非晶體狀態(tài)形成。實(shí)際上利用X-光照射能夠檢測非結(jié)晶度。
在非晶體金屬經(jīng)過由于合成、冷卻、拋光和后處理引起的變化的條件下，非晶體金屬總是具有在1,500-3000MPa或更高的范圍之內(nèi)的抗拉強(qiáng)度。當(dāng)非晶體金屬被加熱到一個(gè)極限溫度或超過這個(gè)極限溫度，該溫度典型地是在200和400℃之間時(shí)，雖然由于像非晶體金屬隨時(shí)間變化和非晶體金屬的結(jié)構(gòu)這樣因素的原因不可能精確地預(yù)測抗拉強(qiáng)度的減小量，但是非晶體金屬的抗拉強(qiáng)度減小到原始抗拉強(qiáng)度的大約25％或更小?？傊?，抗拉強(qiáng)度的下降總是急速并且是非常大的，類似一個(gè)階躍函數(shù)，而抗拉強(qiáng)度的下降與其精確量無關(guān)。這種下降陡度使得與像熔絲連接這樣的其它材料相比非晶體金屬更引起注意，所述其它材料反應(yīng)更慢并且多半不能及時(shí)防止可變電阻材料被損壞。同樣，常規(guī)(結(jié)晶)金屬連接呈現(xiàn)出抗拉強(qiáng)度的下降依賴時(shí)間-溫度的關(guān)系，雖然沒有超過一個(gè)預(yù)定極限溫度，但是由于延長了暴露于適當(dāng)溫度的時(shí)間，這種關(guān)系使它們對遮斷敏感。在Melton et al.，US 4,263,573(1981)；Narasimhan，US 4,142,571(1979)；Chen et al.，US3,856,513(1974)；和Metglas Products的題為“MetGlas Amorphous MagneticAlloys”的說明書(Allied Signal)中能夠找到更多的關(guān)于非晶體金屬的信息，在此參照這些公開的文件。
在上述Melton中已經(jīng)假設(shè)在極限溫度上非晶體金屬變換成一種更低強(qiáng)度的結(jié)晶形式。另外，在Wu et al.，inPhilos.Mag.B，1991，Vol.61，No.4，pp.739-750中假設(shè)在極限溫度上抗拉強(qiáng)度的下降與隨著溫度的增加而增加的原子遷移率有關(guān)。這些對于抗拉強(qiáng)度下降的解釋是值得注意的，但是本發(fā)明的實(shí)施不依賴于它們?nèi)魏我粋€(gè)(或甚至一些其它還未系統(tǒng)說明解釋)的正確性。最重要的是在極限溫度上或超過極限溫度時(shí)抗拉強(qiáng)度下降并且是急速的下降。
一個(gè)優(yōu)選的可變電阻材料是由氧化鋅作為一個(gè)主要金屬氧化物和加上少量附加的金屬氧化物構(gòu)成的。附加金屬氧化物可以是Al2O3、B2O3、BaO、Bi2O3、CaO、CoO、Co3O4、Cr2O3、FeO、In2O3、K2O、MgO、Mn2O3、Mn3O4、MnO2、NiO、PbO、Pr2O3、Sb2O3、SiO2、SnO、SnO2、SrO、Ta2O5、TiO2、或它們的混合物。用于制造可變電阻材料的一個(gè)優(yōu)選方法是在Thompson et al.，US5,039,452(1991)中公開的淀積方法，這個(gè)公開的專利文件作為本發(fā)明的引用文件，在這個(gè)方法中附加的金屬氧化物被淀積在氧化鋅粉末上?？梢员皇褂玫钠渌_說明的可變電阻材料包括在Matsuoka et al.，US3,496,512(1970)；Eda et al.，US 4,551,268(1985)；和Levinson，US4,184,984(1980)中公開的材料。另外，也可以利用以除了氧化鋅之外的材料為基礎(chǔ)的可變電阻材料，例如炭化硅、二氧化鈦、氧化鍶或鈦酸鍶可變電阻器，氧化硒或氧化亞銅整流器，和鍺或硅p型結(jié)二極管。
為了制造上的便利，尤其是為了制造具有一個(gè)預(yù)定轉(zhuǎn)換電壓的電涌放電元件，可以利用多個(gè)可變電阻器部件端對端的疊加安裝在一起來代替單個(gè)的可變電阻器部件。因此，本領(lǐng)域里的技術(shù)人員應(yīng)該理解雖然在上述圖中可變電阻器15作為一個(gè)單個(gè)結(jié)構(gòu)被描述，但是可以利用一組可變電阻器。
上述對本發(fā)明的詳細(xì)描述包括主要的或僅僅涉及本發(fā)明的特殊部分和方面的段落。應(yīng)該理解的是這是為了清楚和方便起見，一個(gè)特征可以與多個(gè)所公開的段落相關(guān)，并且在此所公開的內(nèi)容包括在不同段落中找到的所有信息的適當(dāng)組合。類似地，雖然本發(fā)明的各種各樣特征和說明涉及了本發(fā)明的特殊實(shí)施例，但是應(yīng)該理解的是通常在本發(fā)明中，在一個(gè)特定圖的范圍之內(nèi)公開的一個(gè)特定特征在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)能夠在另一個(gè)圖的范圍之內(nèi)被利用、或與另一個(gè)特征相結(jié)合。
權(quán)利要求
1.一種電涌放電器，包括(a)一個(gè)第一連接器，用于把電涌放電器與電力系統(tǒng)的一相導(dǎo)線電連接；(b)一個(gè)第二連接器，用于把電涌放電器與電力系統(tǒng)的一個(gè)中性線或接地線電連接；(c)一個(gè)電涌放電元件，它與第一和第二連接器電連接并且包括至少一個(gè)由可變電阻材料構(gòu)成的部件；(d)一個(gè)開關(guān)，它與第一和第二連接器連接并且與電涌放電元件并聯(lián)連接，當(dāng)該開關(guān)處于閉合位置時(shí)，它構(gòu)成在第一和第二連接器之間的一個(gè)短路通路并且把電涌放電元件旁路；(e)非晶體金屬元件，它被設(shè)置在第一和第二連接器之間并且與電涌放電元件串聯(lián)連接，該非晶體金屬元件具有極限溫度，在該極限溫度或在該極限溫度之上非晶體金屬元件的抗拉強(qiáng)度顯著地下降；和(f)一個(gè)彈簧，當(dāng)非晶體金屬元件處在低于極限溫度的一個(gè)溫度時(shí)，該彈簧把不足以使非晶體金屬元件斷開的一個(gè)拉力施加給非晶體金屬元件，而當(dāng)非晶體金屬元件處在等于或高于極限溫度的一個(gè)溫度上時(shí)，該彈簧把足以使非晶體金屬元件斷開的一個(gè)拉力施加給非晶體金屬元件；當(dāng)非晶體金屬元件沒有被斷開時(shí)該彈簧把開關(guān)保持在打開位置，而當(dāng)非晶體金屬元件被斷開時(shí)該彈簧把開關(guān)移動(dòng)到閉合位置，以便構(gòu)成在第一和第二連接器之間的電路通路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電涌放電器，進(jìn)一步包括一個(gè)用于提供一個(gè)可見記號的裝置，該可見記號表示非晶體金屬元件已經(jīng)被斷開和短路通路已經(jīng)形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電涌放電器，其中電涌放電元件包括可變電阻材料構(gòu)成的多個(gè)部件，這些部件被端對端地疊加設(shè)置在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電涌放電器，其中可變電阻材料包括作為主要金屬氧化物的氧化鋅和至少從下列組中選擇的一種附加的金屬氧化物，該附加金屬氧化物可以是Al2O3、B2O3、BaO、Bi2O3、CaO、CoO、Co3O4、Cr2O3、FeO、In2O3、K2O、MgO、Mn2O3、Mn3O4、MnO2、NiO、PbO、Pr2O3、Sb2O3、SiO2、SnO、SnO2、SrO、Ta2O5、和TiO2。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的電涌放電器，其中可變電阻材料是通過把至少一種附加金屬氧化物沉淀到氧化鋅粉末上制造的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的電涌放電器，其中非晶體金屬包括60-90原子百分比的金屬和30-10原子百分比的非金屬，其中金屬是從由鐵、鈷、鎳、和它們的組合物構(gòu)成的組中選擇的，而非金屬是從由硼、磷、碳和它們的組合物構(gòu)成的組中選擇的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的電涌放電器，還包括彈簧裝置，用于把壓力施加到可變電阻材料上并且保持良好的電接觸。
全文摘要
一種防止配電設(shè)備過電壓的電涌放電器具有一個(gè)作為靈敏電涌放電元件的可變電阻器。即使一個(gè)持續(xù)過電壓，一個(gè)與可變電阻器串聯(lián)連接的非晶體金屬導(dǎo)體加熱到或超過一個(gè)極限溫度，在該溫度上非晶體金屬導(dǎo)體的抗拉強(qiáng)度顯著地下降。非晶體金屬導(dǎo)體斷開，引起一系列動(dòng)作,這些動(dòng)作包括閉合一個(gè)開關(guān)來產(chǎn)生一個(gè)永久短路接地、操作網(wǎng)絡(luò)過電流保護(hù)來釋放放電器和相關(guān)保護(hù)的設(shè)備，并且防止電網(wǎng)由于持續(xù)的或永久的工頻過電壓狀態(tài)引起的絕緣損壞和/或破壞。
文檔編號H01C7/12GK1163012SQ95196157
公開日1997年10月22日 申請日期1995年11月6日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月6日
發(fā)明者A·C·埃文斯, J·P·麥克維徹, C·J·麥米爾斯, K·N·梅爾頓, J·S·梅提斯 申請人:雷伊化學(xué)公司