[发明专利]具有低动作电压的浪涌电压保护器及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有低动作电压的浪涌电压保护器以及该浪涌电压保护器的制造方法。

背景技术

由出版物DE 10 2007 063 316 A1已知浪涌电压保护器。

在浪涌电压保护器的内部中，当超过确定的极限电压、即点火电压时，在两个或三个电极之间发生跳弧。该极限电压在具有100V/s的电压上升的静态或固定荷载的情况下被称为动作直流电压Uag以及在具有1kV/μs的电压上升的动态负荷的情况下被称为动作冲击电压uas。只要针对电弧的电气条件被给定，电弧就通过馈电电流来维持。

发明内容

要解决的任务在于，说明具有低动作电压的浪涌电压保护器以及用于该浪涌电压保护器的制造方法。

该任务通过根据权利要求1所述的浪涌电压保护器来解决。

此外，该任务按照根据权利要求12所述的方法来解决。

该浪涌电压保护器具有通过至少一个绝缘体构成的空腔。两个电极从侧面延伸到空腔中，这两个电极以其自由端相互定向，并且彼此具有间距、即电极间距。特别地，电极具有相同的纵轴。在自由端的范围内电极包含多种不同的金属材料。在一种实施方案中，分别有一种金属材料被嵌入到另一种金属材料中。优选地，嵌入到一个或多个电极空腔中。特别地，两种或三种金属材料被布置在自由端范围内，使得其分别具有朝分别另一个电极开放的表面。

绝缘体由一块或特别是当中心电极被设置在电极间距的范围内时由两块组成。特别有利的是，所述至少一个绝缘体由陶瓷形成。优选地，所述至少一个绝缘体被形成为管状并且特别是圆筒状。电极优选地被构造成棒状。

浪涌电压保护器的电极在其各非自由端处分别与所述至少一个绝缘体的朝向浪涌电压保护器的一端连接。为此，电极的非自由端具有凸缘，该凸缘与所述至少一个绝缘体优选地气密地连接。作为浪涌电压保护器中的气体，优选地使用掺有氩气的氖气。在背离绝缘体的侧上，每个凸缘具有特别是带有螺纹的连接，浪涌电压保护器或其电极能够与该连接电接触。

该浪涌电压保护器被设置用于以下特性或任务。动作直流电压处于55伏特到70伏特之间，并且动作冲击电压小于700伏特。在电流负荷的情况下的允许脉冲负荷在标准冲击波形8μs/20μs的情况下、即在上升时间为8μs和下降时间为20μs的情况下为100 kA（千安）。在冲击波形10μs/350μs、即上升时间为10μs和下降时间为350μs的情况下，允许脉冲负荷为50 kA。此外，该浪涌电压保护器能够根据电流强度－时间特性在故障情况下实现安全的动作（故障安全）。由于浪涌电压保护器之内的故障安全，浪涌电压保护器适于应用于有爆炸危险的环境中，因为在内部电极之间飞弧的情况下在浪涌电压保护器之外也不出现火花形成。

该浪涌电压保护器首次使得能够实现上述极端任务。因此可能的是，浪涌电压保护器作为单独的组件被应用到迄今必须采取较昂贵的保护措施或这样的保护是不可能的领域中。

在浪涌电压保护器中，所述电极中的每一个包含第一金属材料并且在第一金属材料的从自由端向电极延伸的电极空腔中包含第二金属材料。因此可以根据预先给定的动作电压和电流脉冲负荷选择和设置这两种金属材料。

考虑到浪涌电压保护器的故障安全特性，该两种金属材料优选地具有不同的熔点。这根据放电的底点的位置来保障，内部故障安全的电流－时间特性在电极之间被遵循。第二金属材料在较小的持续负荷的情况下比被布置在更外面的第一金属材料更早熔化。在较高的电流的情况下持续放电的底点朝第一金属材料转移并且该第一金属材料熔化。

具有不同熔点的材料在不同的电流强度和足够高的温度的情况下通过电极的熔化和紧接着的焊接能够实现内部短路。优选地，两个电极的被熔化的材料桥接浪涌电压保护器的在起始位置中所给定的电极间距，并且焊接为两个电极的金属短路。

有利地，电极具有相同的纵轴，并且不同金属材料的熔点从纵轴向径向方向增加。

该浪涌电压保护器优选地被设置为使得在其动作的情况下在电极的第二金属材料的两个相对区域处开始放电。在放电的进展中这也包括第一金属材料，该第一金属材料优选地考虑到较高的载流能力而被设计作为第一金属材料。

有利地，浪涌电压保护器的电极的电极空腔被形成，使得第二金属材料低欧姆地并且机械上牢固地与第一金属材料连接。这使得能够优化电极的电特性和浪涌电压保护器的参数。

特别有利的是，浪涌电压保护器的电极空腔具有侧凹，第二金属材料嵌接到该侧凹中。这能够实现两种金属材料的还经受住高的电动力、十分牢固的机械连接或传递力的连接和在两种金属材料的过渡处的低的电阻。