专利名称：笼型电涌放电器及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种如通过JP 62-149511 (申请号)的示例已知的具有笼状 结构的电涌放电器，和一种用于生产这种电涌放电器的方法。
背景技术：
在电力供应系统中，电涌放电器连接在电缆与地之间，用于在电缆上发 生过压时将该过压释放至地，从而保护电力供应系统中的其它部件。这种电 涌放电器包含保持在两个连接元件或者端部接头之间的变阻块堆叠结构。该 结构容纳在一外壳中。为了确保即使在施加机械载荷时，所述变阻块也可以相互之间保持良好 接触，所述堆叠结构必须在压力下被保持在一起。对于在具有笼状结构的电 涌放电器，这通过加固元件实现，该加固元件通常为杆或者缆绳，优选为玻 璃纤维加固塑料杆(GFC杆)，其在张力下保持在两个端部接头处。这种电涌放电器的一个问题是，将所述加固元件紧固地连接至所述端部 接头，使得即使在施加机械载荷时，例如在电涌放电器安装在户外时出现的 情况，也可以保持必要的强度。在所引用的日本专利申请中，这个问题通过在插入有加固元件的端部接 头中沿堆叠变阻块的方向设置槽来解决，其中，加固元件的端部设置有其上 拧有螺母的螺紋，且螺母的直径大于端部接头中的槽，从而实质上通过互锁 保持加固元件。根据如欧洲专利EP 93 915 343.3所公开的另一已知的技术，玻璃纤维 加固塑料杆也可通过与杆的纵向方向成直角的销或者螺钉保持在端部接头 上。这两种已知技术引起的 一个问题是，螺母和螺钉的凸出角会导致电场的 集中，并导致局部放电的风险。德国专利申请DE 199 40 939指出另 一种可能将加固元件保持在端部接 头中的方法。为此，将沿所述变阻块的堆叠结构的中心方向锥形渐缩并具有 移动侧壁的套筒插入在端部接头中的锥形孔中，并且以类似于楔的方式用作 夹持套筒，在张力下通过摩擦配合或者压配合方式连接稳固地保持相关的加 固元件。该技术可以避免螺钉或者螺母的凸出边，但是一个依然存在的问题是， 湿气和/或水可通过端部接头的通孔进入电涌》文电器的内部，而玻璃纤维加 固杆延伸通过该通孔并在其中插入有夹持套筒，从而造成对电涌》文电器的永 久性损坏。因此，采用这种技术，有必要例如也通过例如挤压涂敷端部接头将端部 接头完全集成在外壳的结构中，或者有必要采取另外的措施来保护端部接 头，以防止其上表面进入湿气。这些已知的技术具有以下缺点，即，或者需 要大量相对较贵的材料用于外壳，通常为低粘性硅树脂，以挤压涂敷整个端 部接头，或者需要另外的过程步骤来装配另外的密封件。发明内容本发明的目的在于，提供一种具有笼状结构的电涌放电器，其没有由螺 钉或者螺母的凸出边所引起的局部放电问题，并且也不会出现由通过端部接 头中的通孔进入湿气所引起的问题。根据本发明，该问题通过根据权利要求1的电涌放电器和根据权利要求 7的用于生产这种电涌放电器的方法解决。从属权利要求涉及本发明进一步 有利的方面。
下文中将参照附图描述所述电涌放电器的优选实施例，在附图中图1示出外壳局部切除的电涌放电器的总体图；图2示出根据本发明的电涌放电器的端部接头的视图；图3示出贯穿图2所示的端部接头的截面图。
具体实施方式
图1中所示的具有笼状结构的电涌放电器包含至少一个变阻块1。已知 的带有压^i:电阻(可变电阻)的陶资盘可用作变阻块1。在^f氐电压时，这些 变阻块实质上用作完全绝缘体，而其在高电压时具有良好的导电性。市售的 变阻块基于氧化锌(ZnO)进行生产。然而，本发明并不限于诸如这种氧化 锌的电涌放电器，例如其他金属氧化物以及碳化硅也可用于所述变阻块。此 外，除了变阻块l,还可以在堆叠结构中使用例如金属块或者火花隙块的其 它块体，这样是为了使所述电涌放电器的长度适应各种目的的要求。市售的变阻块1为圓柱体的形式，直径例如为5cm，高例如约为4cm。 未详细示出的铝电极装配在变阻块1的两侧，以确保较佳接触。还经常将同 样未示出的薄铝盘或者弹簧元件放置在变阻块l之间，以进一步改善接触。另外，盘形弹簧或类似物可设置在变阻块的堆叠结构中，以确保发生温 度波动时依然保持接触。通过将这种变阻块1和可能的金属块在彼此的顶部堆叠而形成的堆叠 结构保持在如图1所示的电涌放电器的两个端部接头3之间。端部接头3通 常由铝或者不锈钢形成，并被设计为例如通过从电涌放电器伸出并与变阻块 1保持良好电接触的中心螺钉4，使其自身易于包括在现有的电子设备或者 电力供应系统中。为了环境保护，这些电涌放电器被由硅树脂构成的外壳5包围。该外壳通过喷涂或者铸造形成。为了增加电流漏电距离，屏栅7形成在外壳5的外侧。 当电涌放电器在户外环境中使用时易于受到相当大的弯矩。因而有必要确保，即使当受到相对较大的机械载荷时，依然保持变阻块1之间以及变阻块1与端部接头之间的接触，并避免由两个相邻变阻块的内部倾冻牛引起的变 阻块的边缘断裂。为此，玻璃纤维加固塑料杆或者缆绳9通常用作加固元件被夹持在两个端部接头3之间。这些加固元件通过拉伸载荷将变阻块1 一同 保持在两个端部接头3之间。下文中，锚固元件被称为杆9，但是这不应视为是对本发明的任何限制。图2示出用于根据本发明的电涌放电器的端部接头的俯视图。端部接头 3实质上为圆柱形块，其直径大于变阻块的直径。沿堆叠方向延伸的通孔ll 沿端部接头的圆周形成在端部接头伸出超过变阻块的径向区域中。用于中心 螺钉4的另 一通孔35形成在端部接头的中心，其优选地带有内部螺紋。对于根据本发明的电涌放电器，玻璃纤维加固塑料杆9保持在贯穿端部 接头3的孔11中。玻璃纤维加固塑料杆9通过适当的方法，例如楔子、楔 形套筒、附着粘合、锯齿形套筒等，被稳固地保持在这些通孔中。另外，端部接头具有至少一个第二通孔15。当外壳通过喷涂或者铸造 形成时，其中没有保持加固元件的通孔15用作端部接头两侧之间的流动连 接。此外，在所示端部接头的情况下，端部接头的远离变阻块堆叠结构朝向 的侧面设置有圆周槽或者槽道17，第一和第二通孔11和15在其中开口。 该槽由凸出的外缘19和内缘21限定。为了防止湿气通过该通孔从外侧进入电涌放电器的内部，有必要采取措 施密封通孔11以防水。对于根据本发明的电涌放电器，笼体首先由两个端部接头3、稳固地与 该端部接头3相连的变阻块1和玻璃纤维加固塑料杆9形成。然后，如图3 所示，将该笼体放置在4莫具中，从而在所述端部接头的相应轴肩23处形成 紧密密封。该模具可被设计为使屏栅7也使用硅树脂通过喷涂或者铸造与外 壳5同时形成。优选用于本应用的低粘性硅树脂相对较贵。因此，如图l所示，所述外 壳被收缩在变阻块1的区域中，也就是说，该外壳比在与端部接头3重叠的区域中具有更窄的横截面。根据本发明，除了其中容纳玻璃纤维加固杆9的第一通孔11,第二通 孔15也形成在端部接头3中。如前所述，这些孔的朝向电涌放电器外侧的 端部包含在槽17中。可优选地设置多个第二通孔。还可以设置多个分段槽 来代替连续的圓周槽17,每个分段槽仅延伸一段圆周，其中每个第一通孔 11与至少一个第二通孔15—同在分段槽17的一个中开口。在电涌放电器的生产过程中，板17通过在端部接头3的带有内部螺紋 23的中心孔中的中心螺钉4而保持。图1所示的板27以缘19水平地终止 在端部接头3的轮缘处，从而形成密封，并在槽17的区域中留有空腔。如 果需要的话，可在该板中设置单独的通气孔。在外壳的铸造过程中，用于低粘性硅树脂的一个或者多个进口通常设置 在屏栅7的区域中，相应的通气孔也同样设置在屏栅7的区域中。硅树脂进 入所述模具，形成带有屏栅7的外壳5，在行进通过通孔15和槽17的过程 中，进一步进入带有玻璃纤维加固杆的通孔11。这导致在一个过程中，随 着外壳的形成，通孔11被玻璃纤维加固塑料杆9从外侧气密密封，并被保 护以防湿气影响。如图2所示，第二通孔15可优选地被设置为对应两个第一通孔11。这 不是绝对必要的，并且可以对应每个第一通孔11提供第二通孔15,或者可 对应所有第一通孔11提供唯一的第二通孔15。第二通孔15的内直径可选择为，使低粘性硅树脂可在铸造过程中流动 通过所述通孔15。图3示出端部接头沿图2的线A-A的截面。如图所示，第二通孔15具 有比第一通孔11小得多的横截面。尽管本发明参照一个优选实施例进行描述，但是本发明并不限于此实施 例，本领域技术人员可确定在所附权利要求的保护范围内的各种变型和修改。
权利要求
1、一种电涌放电器，包括至少一个变阻块(1)；两个端部接头(3)，其设置在所述变阻块(1)的相对侧；至少一个加固元件(9)，其将所述变阻块(1)与端部接头(3)保持在一起，并穿过贯穿所述端部接头(3)中的至少一个的第一通孔(11)；由硅树脂构成的外壳(5)，其通过围绕所述变阻块(1)、所述加固元件(9)和部分所述端部接头(3)铸造或者喷涂而形成；其特征在于，第二通孔(15)形成在至少一个端部接头(3)中并在位于所述端部接头(3)的远离所述变阻块(1)朝向的侧面上的槽(17)中开口，所述槽(17)从第二通孔(15)延伸至第一通孔(11)，并且该第二通孔(15)、槽(17)和第一通孔(11)在所述端部接头(3)的远离变阻块(1)朝向的侧面上以硅树脂密封。
2、 如权利要求1所述的电涌放电器，其特征在于， 一个或多个所述变阻块(1 )由金属氧化物形成，优选地由氧化锌形成。
3、 如权利要求l或2所述的电涌放电器，其特征在于， 所述端部接头(3)由金属形成，优选地由铝形成。
4、 如以上任意一项权利要求所述的电涌放电器，其特征在于， 所述电涌放电器的外壳(5)设置有屏栅(7)。
5、 如以上任意一项权利要求所述的电涌放电器，其特征在于， 所述加固元件(9)为玻璃纤维加固塑料杆或者缆绳，其利用拉伸载荷将所述端部接头(3)与变阻块(l)保持在一起。
6、 如权利要求5所述的电涌放电器，其特征在于，采用楔或者楔形套筒形式的锚固元件将所述玻璃纤维加固塑料杆(9 ) 保持在所述通孔(11)中。
7、 一种用于生产根据权利要求1的电涌放电器的方法，包括以下步骤 将至少一个加固元件(9)安装在第一端部接头(3)的第一通孔(11)中；将变阻块(1)的堆叠结构设置在所述端部接头(3)上，并沿着所述加 固元件(9)而位于其旁边；将第二端部接头装配在所述变阻块的堆叠结构和所述加固元件(9)上， 以使所述变阻块(1)位于所述两个端部接头(3)之间；将所述加固元件(9)安装在所述第二端部接头(3)的第一通孔(11)中；将变阻块(1)、加固元件(9)和部分所述两个端部接头(3)挤压涂 敷或封装，以形成由塑料构成的外壳(5),所述塑料流过第二通孔(15) 和槽(17)进入所述端部接头(3),并且所述第一通孔(11)在所述端部 接头(3)的远离变阻块(1)朝向的侧面上得以密封。
全文摘要
本发明涉及一种具有笼状结构的电涌放电器及其生产方法。根据本发明，在挤压涂敷或封装包括两个端部接头(3)和多个变阻块(1)和至少一个加固元件(9)的模块以形成外壳(5)的过程中，用于该模块的加固元件(9)的第一通孔(11)采用硅树脂密封。为此，在所述端部接头(3)中设置第二通孔(15)，在铸造或者喷涂过程中，硅树脂通过该第二通孔行进，并从外侧进入通孔(11)，从而以此方式对其密封以防止水和湿气。
文档编号H01C7/12GK101336459SQ200680051739
公开日2008年12月31日 申请日期2006年12月22日 优先权日2006年1月25日
发明者哈特穆特·克劳贝 申请人:三角洲有限公司