專利名稱：過壓保護(hù)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及過壓保護(hù)設(shè)備。過壓保護(hù)設(shè)備(尤其是類型I)被用于高效電網(wǎng)。過壓保護(hù)設(shè)備在構(gòu)建供電裝置時提供粗略保護(hù)，例如其抽取照明的存儲能量并可將剩余的殘留電壓限制為小于1300至6000V的值。該電壓因參考電流沖擊而顯示。該參考電流沖擊例如包括具有10/350微秒脈沖波形的50或IOOkA的電流。作為示例，另一脈沖波形為8/20微秒脈沖波形。因此，需要過壓保護(hù)來確保潛在整流，其中，供電設(shè)備之間的最大壓差不得超過規(guī)定的保護(hù)水平。為此，過去使用變阻器和火花隙?；鸹ㄏ兜膬?yōu)勢是在低操作電弧電壓中，限定保護(hù)水平的同時具有較大的沖擊電流容量。然而，該優(yōu)勢存在缺陷。由于低操作電弧電壓，火花隙的限制及壓制次級電流的能力較弱。通常，當(dāng)電流減少至低于所謂的保持電流時(例如，交流電壓的過零處)火花隙不工作。為此，該性質(zhì)導(dǎo)致串聯(lián)連接的保險絲斷開，從而因必須首先更換保險絲而使被保護(hù)系統(tǒng)的可用性降低。為了解決這個問題，在過去，為火花隙設(shè)置升高的操作電弧電壓，從而使火花隙更好地抑制現(xiàn)場的次級電流。這種提高通過冷卻電弧或通過在火花隙中建立高壓或通過電弧倍增(Lichtbogenvervielfachung)來實(shí)現(xiàn)。然而,火花隙表現(xiàn)出的缺陷是其包括顯著增加的功率轉(zhuǎn)換，而這對于所需的小尺寸來說是一種障礙。這些火花隙的另一缺點(diǎn)是相當(dāng)昂貴。本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的布置，其解決了具有低操作電弧電壓的火花隙的現(xiàn)有缺陷，而無需考慮具有增加的操作電弧電壓的火花隙的缺點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明，解決問題的解決方案通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征來實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求給出了本發(fā)明的有益的實(shí)施方式。下面將參照附圖通過優(yōu)選的實(shí)施方式來對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地描述。在附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的過壓保護(hù)設(shè)備的示意圖。圖1示出了過壓保護(hù)設(shè)備I。該過壓保護(hù)設(shè)備I由虛線/斷線/點(diǎn)線矩形表示。過壓保護(hù)設(shè)備I 一般包括第一連接端Al和第二連接端A2，兩個連接端均設(shè)置在用于電力設(shè)備的供電裝置上。在第一連接端Al與第二連接端A2之間為第一放電路徑Pl和第二放電路徑P2。該第一放電路徑Pl和第二放電路徑P2為并聯(lián)電路。也可提供其他替換的并聯(lián)放電路徑。第一放電路徑Pl包括火花隙FS。第二放電路徑的最普遍形式包括可觸發(fā)式斷路器S和熱敏電阻T?？捎|發(fā)式斷路器S和熱敏電阻T為串聯(lián)連接。此外，過壓保護(hù)設(shè)備I包括控制裝置C，控制裝置C基于第一放電路徑Pl因放電事件而產(chǎn)生的狀態(tài)和/或狀態(tài)路徑引發(fā)可觸發(fā)式斷路器S接通。沖擊電流激發(fā)火花隙FS。該狀態(tài)變化由控制裝置C識別。此外，控制裝置C可識別出通過放電路徑Pl的電流隨時間的變化。如果脈沖波形電流(瞬態(tài)事件)大體上得到抑制并且通過Pi的電流現(xiàn)在基本為次級電流，那么控制裝置C引發(fā)可觸發(fā)式斷路器S接通。這例如可在放電情況被識別之后延時引發(fā)。放電路徑P2由此被激活。因?yàn)闊崦綦娮鑄最初是冷的，所以熱敏電阻具有低電阻。大多數(shù)電流或全部電流由此從放電路徑Pi轉(zhuǎn)換至放電路徑P2。這導(dǎo)致放電路徑Pl中的電流減少至低于用于火花隙FS的保持電流，因而在放電路徑PI中電流被中斷。放電路徑P2中的另一電流導(dǎo)致熱敏電阻T升溫。由于熱敏電阻T升溫，所以熱敏電阻T的電阻增加。因此，熱敏電阻的電壓上升，而串聯(lián)的斷路器的電壓下降。依賴于可觸發(fā)式斷路器S的類型，目前放電路徑P2中的電流降至低于可觸發(fā)式斷路器S的保持電流或斷路器的電壓降至低于保持電壓時，使得次級電流被動消除，否則放電路徑P2中的電流因熱敏電阻T的電阻上升而減少太多或受到限制，以至于在控制裝置的影響下，通過斷開斷路器S主動消除電流。因?yàn)殡娏髯罱K仍對應(yīng)于次級電流時會首先使用熱敏電阻T，所以熱敏電阻T可被設(shè)計用于較低的電流，以便使用具有成本效益的熱敏電阻T。此外，由于現(xiàn)在對特定的消除能力的需求更低，所以火花隙FS也可轉(zhuǎn)而使用具有成本效益的火花隙。通過這樣的簡單方式，獲得了用于過壓保護(hù)設(shè)備的電路，其一方面表現(xiàn)出火花隙的優(yōu)勢，另一方面還獲得了對次級電流的良好消除以及壓制次級電流的能力。在特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，熱敏電阻T可由PTC構(gòu)成，但是不限于具體的設(shè)計類型，例如陶瓷的或傳導(dǎo)聚合物。然而，也可替代地使用其他熱敏電阻。特別優(yōu)選地，熱敏電阻T在冷狀態(tài)下表現(xiàn)出小于I Ω的電阻，例如小于500m Ω。此外，熱敏電阻T可優(yōu)選地具有這樣的尺寸，即通過熱敏電阻T的電流使其升溫以使得電流受到限制。在特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，斷路器s為可觸發(fā)式過壓放電裝置(Osag )。此外，可替換地或附加地，控制裝置C可設(shè)計為使得其識別出放電電流減少的幅度。在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，控制裝置C可在放電路徑的測量電壓電平和/或加熱剖面和/或頻率分量的幫助下，識別出應(yīng)對放電路徑P2引發(fā)的觸發(fā)。由此，還可精確地確定脈沖事件大致何時結(jié)束以及電流實(shí)際上是否主要為次級電流?？蛇x地或附加地，在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中可設(shè)置為，控制裝置C引發(fā)對接通的延時。如果控制裝置C例如設(shè)置為監(jiān)控隨時間變化的路徑以及放電事件，那么可設(shè)置為斷路器S通常在放電事件開始后被觸發(fā)作為備用方法。因此，暫時選擇該(被迫)觸發(fā)以使得通常在識別出脈沖電流下降而導(dǎo)致期望使用觸發(fā)之后或者在識別出電流基本為次級電流之后使用該時間點(diǎn)，即，通常斷路器S應(yīng)該已被觸發(fā)的時間點(diǎn)。然后，如果因?yàn)槿魏卧驅(qū)Υ渭夒娏鞯淖R別出錯，那么暫時受控的斷路器基于(被迫)觸發(fā)而被激活，并且在放電路徑中開始消除火花隙FS。參考標(biāo)記列表I過壓保護(hù)設(shè)備Al第一連接端A2第二連接端
Pl第一放電路徑P2第二放電路徑FS火花隙S可觸發(fā)式斷路器T熱敏電阻
C控制裝置
權(quán)利要求
1.過壓保護(hù)設(shè)備(I)，包括 第一連接端(Al)和第二連接端(A2)，在所述第一連接端與所述第二連接端之間設(shè)置有至少一個第一放電路徑(Pl)和第二放電路徑(P2)，其中，所述第一放電路徑(Pl)包括火花隙(FS)，所述第二放電路徑包括串聯(lián)連接的可觸發(fā)式斷路器(S)和熱敏電阻(T)， 控制裝置(C)，所述控制裝置根據(jù)所述第一放電路徑(Pl)因放電事件而產(chǎn)生的狀態(tài)和/或狀態(tài)路徑引發(fā)所述可觸發(fā)式斷路器(S)接通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的過壓保護(hù)設(shè)備，其特征在于，所述熱敏電阻(T)為PTC。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的過壓保護(hù)設(shè)備，其特征在于，所述熱敏電阻(T)具有這樣的尺寸，即通過所述熱敏電阻(T)的電流使所述熱敏電阻(T)升溫以使得所述電流受到限制。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的過壓保護(hù)設(shè)備，其特征在于，所述斷路器(S)為 l:〕SAG,
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的過壓保護(hù)設(shè)備，其特征在于，所述控制裝置(C )識別放電電流減少的幅度。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的過壓保護(hù)設(shè)備，其特征在于，所述控制裝置(C)在測量電壓電平和/或加熱剖面和/或頻率分量的幫助下，識別應(yīng)引發(fā)的觸發(fā)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的過壓保護(hù)設(shè)備，其特征在于，所述控制裝置(C)引發(fā)延時接通。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的過壓保護(hù)設(shè)備，其特征在于，所述控制裝置(C)判斷待放電的電流是否為次級電流，然后引發(fā)所述可觸發(fā)式斷路器的接通。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種過壓保護(hù)設(shè)備(1)，其包括第一連接端(A1)和第二連接端(A2)。在第一連接端與第二連接端之間設(shè)置有至少一個第一放電路徑(P1)和第二放電路徑(P2)，其中第一放電路徑(P1)包括火花隙(FS)，而第二放電路徑包括串聯(lián)連接的可觸發(fā)式斷路器(S)和熱敏電阻(T)。此外，過壓保護(hù)設(shè)備(1)包括控制裝置(C)，控制裝置(C)根據(jù)所述第一放電路徑(P1)因放電事件而產(chǎn)生的狀態(tài)和/或狀態(tài)路徑引發(fā)所述可觸發(fā)式斷路器(S)的接通。
文檔編號H02H9/06GK103001208SQ20121032413
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者雷納·杜爾斯, 托馬斯·邁耶, 約阿希姆·瑟尼 申請人:鳳凰接觸股份有限及兩合公司