[發明專利]過壓保護裝置

有效

• 申請號: 01802129.8
• 申請日: 2001-07-23
• 公開（公告）號: CN1386315A
• 公開（公告）日: 2002-12-18
• 發明（設計）人: R·杜斯;M·韋特;J·沃斯吉恩
• 申請（專利權）人: 鳳凰接觸公司
• 主分類號: H01T4/10
• 分類號: H01T4/10;H01T4/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 蘇娟,趙辛

本發明涉及一種過壓保護裝置，帶有一個第一電極、一個第二電極、一個在這兩個電極之間存在的或作用的空氣擊穿火花隙和一個裝納電極的外殼，其中當空氣擊穿火花隙點火時在第一電極和第二電極之間產生一個電弧。

電氣的，尤其是電子的測量、控制、調節和開關電路，主要還有無線通信裝置和設備，對瞬時過壓很敏感，例如尤其是因大氣放電引起的過壓，當然還有在供電網中進行開關操作或短路而可能出現的過壓。這種敏感性在使用電子元件尤其是晶體管和晶閘管時增大；主要是隨著采用的集成電路程度加大由于瞬時過壓產生的危險就不斷增大。

電氣電路通常以其特定的電壓，額定電壓，無故障地工作。但這不適用于出現過壓時。所謂過壓是指所有高于額定電壓上限的電壓。對此的例子有，由于大氣放電引起的過壓，當然還有在供電網中進行開關操作或短路而可能出現的過壓，并可能會電流地、感應地或電容地饋入到電氣電路中。為了使電氣的或電子的電路尤其是電子測量、控制、調節和開關電路，主要也是無線通信裝置和設備中應用的這些電路免受瞬時過壓，發明了過壓保護裝置，并早在二十多年前就已知。

這里所說的過壓保護裝置的主要組成部分是至少一個火花隙，該火花隙在一定的過壓即觸發電壓下觸發并由此避免在受過壓保護裝置保護的電路中出現大于火花隙觸發電壓的過壓。

如開頭所述，本發明的過壓保護裝置有兩個電極和在這兩個電極之間存在的或作用的空氣擊穿火花隙。除了帶有一個空氣擊穿火花隙的過壓保護裝置外，還有一種帶有一個空氣飛弧火花隙的過壓保護裝置，其中在觸發時出現一種飛弧放電。帶有空氣擊穿火花隙的過壓保護裝置相對帶有空氣飛弧火花隙的過壓保護裝置的優點是沖擊電流承載能力較高，但缺點是觸發電壓較高，而且不是特別恒定。因此已經就改善觸發電壓方面建議了各種帶有空氣擊穿火花隙的過壓保護裝置。這里在電極部位或者在電極之間作用的空氣擊穿火花隙部位以各種方式實現點火輔助，例如，在電極之間設置至少一個觸發飛弧放電的點火輔助器，其至少部分在伸到空氣擊穿火花隙中，并實施為條狀，用塑料制成。

開頭和前面所述類型的過壓保護裝置由DE?44?02?615?C2中可知。這種已知的過壓保護裝置具有兩個窄的電極，分別設計為角狀，各有一個火花弧角(Funkenhorn)和一個從該火花弧角彎折出的連接腿。此外，電極的火花弧角在其鄰近連接腿的部位有一個孔。這個設置在電極火花弧角內的孔用來在觸發過壓保護元件的瞬間也就是點火瞬間使所產生的點火通過一種熱壓力作用“行駛起來”，也就是從其產生位置移開。因為電極的火花弧角相互布置成V形，所以在電弧移開時由電弧搭接的間隙變大，從而也提高了電弧電壓。

在空氣擊穿火花隙點火時，由于所產生的電弧在兩個電極之間產生了一種低阻抗的連接。由此在臨近電源電壓時通過過壓保護裝置引起一種不希望的電網續流，因此希望在放電過程結束后使電弧盡可能快地熄滅。實現這一目的的一種方案是加大電弧長度從而加大電弧電壓。這種方案在由DE?44?02?615?C2中已知的過壓保護裝置中得以實現。其缺點是，電極的幾何尺寸較大，因而也影響了某些幾何指標。

另一種熄滅電弧的方案是，通過絕緣材料壁的冷卻作用以及采用由氣體放出的絕緣材料的冷卻作用來冷卻電弧。這里要求一種淬熄氣體的強烈流動，這造成了很高的構造成本。

本發明的任務是提供一種所述類型的過壓保護裝置，其特征在于具有很高的電網續流淬熄能力，但卻能夠構造簡單地實現。

解決前述任務的本發明過壓保護裝置首先和主要的特征在于，為第一電極和第二電極配置了一個第三電極，在第一電極和第三電極之間有一個第二空氣擊穿火花隙存在或者起作用，第三電極通過至少一個阻抗尤其是一個壓敏電阻直接或間接地與第二電極連接，在沖擊電流通過第一電極、第一空氣擊穿火花隙和第二電極放電后，剩余的電弧可從第一空氣擊穿火花隙帶到第二空氣擊穿火花隙，尤其是通過氣動或磁力滅弧。

如同現有技術，本發明的過壓保護裝置也通常平行于待保護電路或待保護設備或待保護儀器的輸入端。兩極過壓保護裝置與導線或接頭也是電氣具體說是電流地連接，在它們之間存在工業上的工作電壓。下面如通常所述描述第一導線或第一接頭為帶電壓的，而第二導線或第二接頭為接地的。采用這種術語，則通常情況是，過壓保護裝置的第一電極與帶電壓的導線或帶電壓的接頭連接，過壓保護裝置的第二電極與大地連接。很顯然，本發明的過壓保護裝置的連接也可以反過來，當然，本發明的過壓保護裝置也不僅用于保護工作電壓為交流電壓的電路，相反，本發明的過壓保護裝置毫無疑問也可用于待保護電路的工作電壓為直流電壓的情況。