[發明專利]過電壓保護裝置和用于多級過電壓保護裝置的診斷方法

有效

• 申請號: 201410175710.8
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN104124675B
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 米夏·博伊特爾
• 申請（專利權）人: 倍加福有限責任公司
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04;H02H9/06
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司11219
• 代理人: 夏東棟,陸錦華

技術領域

在第一方面，本發明涉及根據權利要求1的前序部分的用于多級過電壓保護裝置的診斷方法，以及在第二方面，本發明涉及根據權利要求10的前序部分的過電壓保護裝置，借助于該過電壓保護裝置，特別地，能夠執行所述診斷方法。

背景技術

在權利要求10的前序部分中所描述的這種過電壓保護裝置例如在DE102009004673A1中被公開，并且包括以下構件：輸入和輸出、作為第一級在輸入與參考電位之間的至少一個氣體放電距離、作為第二級在輸出與參考電位之間的至少一個二極管路徑、以及插在輸入與輸出之間的至少一個去耦電感。這樣的過電壓保護裝置用于阻攔在輸入與參考電位之間出現的過電壓事件到達插在輸出與參考電位之間的電氣設備的目的。氣體放電距離還被稱為第一級并且二極管路徑被稱為第二級。由于這個原因，此類的過電壓保護裝置被稱為兩級過電壓保護裝置。

要在這樣的過電壓保護裝置的情況下解決的一般問題存在于如下事實中：在一個或多個過電壓事件之后有必要判定過電壓保護裝置是否仍然處于正常運作狀態或已經損壞，在這種情況下必須完全替換過電壓保護裝置或僅過電壓保護裝置的各個部分。出于這種目的，需要關于在過電壓保護裝置中使用的構件的情況的準確信息。

在此上下文中，已經在現有技術中提出了一些解決方案，其中的每一個都需要改進。首先，外殼的溫度和/或形成二極管路徑的一個或多個二極管上的溫度能夠通過利用一個或多個溫度控制熔絲來監控。然后能夠驗證二極管路徑的響應，因為跨二極管的電壓降能夠使用一個或多個光耦合器來檢測。此外，以閃光的形式看到的一個或多個氣體放電器的響應能夠通過利用光電二極管來檢測。最后，能夠測量提取電流的總量的峰值。

這些解決方案它們本身使得有可能對所用構件的條件得出結論。然而，這樣的結論至于其無歧義性不是令人滿意的。此外，所提到的監控方法中的一些不在過電壓事件的所有情況下都提供有用信息。例如，僅當由于保護性元件上的負載或可能保護性元件的破壞導致足夠大量的功率在設備中被調換以使得溫度控制熔絲的閾值溫度被到達時(如果真會發生的話)，能夠借助于溫度控制熔絲獲得有關信息。在使用儀器和控制工程中發生許多事件情況下，特別是在4mA至20mA電路或熱電偶情況下，情況不是這樣的。

當在二極管路徑中使用光耦合器時，不可以查明所檢測到的突發是否已損壞或破壞了二極管。凡關于氣體放電距離的條件沒有信息可用。

最后，提取電流的總量的峰值的查明不提供關于二極管路徑的構件的狀態的任何數據。

發明內容

提供用于兩級過電壓保護裝置的診斷方法和上面所指示的這種兩級過電壓保護裝置因此可以被認為是本發明的目的，借助于該過電壓保護裝置及其診斷方法，為兩級過電壓保護裝置提供了維護和錯誤顯示，并且其中使得比在現有技術中關于在過電壓保護裝置中使用的構件的明顯更多的信息可用。

這個目的由具有權利要求1中所限定的特征的方法來實現。

裝置方面，任務由具有權利要求10中所限定的特征的過電壓保護裝置來實現。

特別地參考從屬權利要求和圖，在下面描述根據本發明的過電壓保護裝置的優選示例性實施例和本發明的診斷方法的有利的變體。

根據本發明，上面所提到的這種診斷方法被開發，使得連接到被有效地電感連接到去耦電感的次級電感的次級電壓著眼于過電壓事件而被測量和評估。

根據本發明，上面所描述的這種過電壓保護裝置被開發，使得存在次級電感，其被有效地電感連接到去耦電感，以及存在評估單元，其被連接到次級電感并且適配成評估連接到次級電感的次級電壓。

借助于適當地定位的次級電感來補充去耦電感以形成電感換能器可以被認為是本發明的中心構思。以這種方式，使得對電流和電壓的直接診斷訪問在過電壓保護裝置內成為可能。布置被認為是適合的，其中，次級電感被有效地電感連接到去耦電感。

特別地，關于過電壓保護裝置是否情況良好、是否已被頻繁地使用或是否損壞的，能夠借助于本發明的過電壓保護裝置和本發明的方法來獲得精確信息。

基本上，齊納二極管能夠被用于二極管路徑。然而，因為它們較陡的特性和較高的放電容量，優選抑制二極管，其還被稱為TVS二極管。二極管路徑能夠視需要具有多個二極管，所述多個二極管能夠被串聯和/或并聯連接。

氣體放電距離具有至少一個氣體保護裝置，并且能夠視需要包括多個氣體保護裝置，所述多個氣體保護裝置能夠被串聯和/或并聯連接。

牽涉多個二極管和/或多個氣體保護裝置的布置分別能夠被稱為多級二極管路徑或多級氣體放電距離。