[发明专利]一种过压保护装置

说明书

本发明涉及一种过压保护装置，具有变阻器和保护元件，保护元件具有第一触点（FA1）和第二触点（FA2），变阻器有第一触点（VARA1）和第二触点（VARA2），保护元件（F）具有连接第一触点（FA1）和第二触点（FA2）的熔丝元件，保护元件还包括第三触点，所述第三触点连接到变阻器的第二触点（VARA2）并且接近熔丝元件但与之电绝缘，熔丝元件在邻近第三触点附近具有收缩部，收缩部附近具有导电助熔剂，助熔剂具有比熔丝元件更低的熔点，但其不会在低于装置额定值负载脉冲时导致压缩部的变化，收缩部的尺寸设置使得在装置达到额定值时的脉冲导致助熔剂熔合到熔丝元件中。并且当超过额定值和/或长持续时间额定值负载脉冲导致熔丝元件的立即断开。

技术领域

本发明涉及一种过压保护装置，是一种通过具有变阻器和保护元件的II型过压保护装置。

背景技术

已知的是，电路中的电涌可能具有多种原因。与相应的过压事件相关联的能量含量变化很大。然而，一般来说，必须假设具有高能量含量的过压事件比具有低能量含量的过压事件更稀少。例如，具有低能量含量的过电压事件（例如在由于开关动作导致的过电压情况下）与具有高能量含量的过电压事件（例如雷电的直接或间接影响）相比以高得多的频率发生。

为了使这些过压事件呈现更低的危险，已经开发了被设计成转移相应的电压浪涌的过压保护装置。

然而，这些过压保护装置的性能还需要使用相称的材料，因此，特别有效的过压保护装置也具有相当大的成本。

当高的雷电电流可能被耦合进时，提出了使用发明人I型过压保护装置（根据DINEN61643-11；以前根据DIN VDE 0675的第6部分被称为B型避雷器）。

通过使用I型过压保护装置，在发生雷击时，可在PE外部导体与中性导体之间建立电位均衡。这些I型过压保护装置用在主供电系统中是为了确保雷电电流不能流入建筑安装物。I型过压保护装置应该在馈电设备允许的6 kV的额定脉冲电压（DIN VDE 0110第1部分/2003年11月）下操作。

I型过电压保护装置通常不能保护整个低压设备以及终端设备，因为终端设备可能远离并且具有较低的额定脉冲电压。该任务由II型过压保护装置（根据DIN EN 61643-11的II型过压保护装置；根据DIN VDE 0675第6部分的先前的C型避雷器）和III型过压保护装置（根据DIN EN 61643-11的过压保护装置；根据DIN VDE 0675第6部分的先前的D型避雷器）执行。

由于I型过压保护装置非常昂贵，在没有雷电暴露的位置已经发展了一种趋势，以省去昂贵的I型避雷器，有利于基本上更便宜的II型避雷器。

II型避雷器主要基于高性能的“B40”变阻器陶瓷盘（边长约40 mm × 40 mm）制成。它们具有8/20-μs脉冲形式的约20 kA的额定放电容量。显著更高的负载导致避雷器的破坏。

然而，II型避雷器的有限过压保护具有以下缺点：直接或附近的雷击导致在峰值电流幅度和脉冲长度方面都远远超过II型避雷器的容量的脉冲电流，导致其破坏。

虽然II型避雷器配备有防止过热和老化的安全机构，但是脉冲式过载（几毫秒）常常导致避雷器的完全破坏。

其原因在于，在较大脉冲电流的情况下，相应的备用熔断器脱扣，并且因此防止后续的线路电流经过过载的避雷器，脉冲电流本身并不停止，因此避雷器可能没有限制地过载。

此外，避雷器的安全机构基本上是基于热启动机构，由于其自身的热惯性，热启动机构在至少100 ms之后才脱扣。

因此没有有效的保护以防过度幅度和较长持续时间的过压事件，例如由于远程雷击的长波脉冲。

除了传统II型避雷器的脉冲式破坏之外，这还导致在所讨论的避雷器附近的以机械破坏、金属蒸气和烟灰状污染物的形式的直接损坏，以及由开放电弧及其后效应导致的二次损坏，例如点燃在范围内的材料。