专利名称：封装的、耐压构成的、非气密密封的、基本结构为旋转对称的大功率火花隙的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的封装的、耐压构
成的、非气密密封的、基本结构为旋转对称的大功率火花隙，其具有 两个间隔的相对设置的主电极， 一个具有端面巻边的金属外壳，至少 一个触发电极， 一个放电腔以及用于主电极的优选在端面设置的电连
背景技术：
按照现有技术在火花隙基础上的浪涌电压保护器中，所述火花隙 在低压范围内应用时封装设置，以免排出威胁环境的高温或被电离的 气体。
在属于较早现有技术的放电器中，绝大部分的、直至约90%的能 量转换都以热气体的形式排放到环境中。很明显，采用现代的火花隙 来避免排放，这提高了热负载以及动态负载。在封装的放电器中，这 种提高的负荷妨碍在尽可能小的结构尺寸中对于高脉冲电流和高续电 流进行必要的控制。
为实现在若干千伏范围内的更低的安全电平，放电器中设有附加 的触发装置。 一个这样的触发装置要求另一个附加的、通常加载高压 的电极的绝缘。在结构空间上的更多消耗以及附加的绝缘材料也导致 以这种方式实现的放电器功率的其它限制。
由DE 100 08 764A1以及其中展示的封装的火花隙已知，经由火 花隙的金属外壳套输入触发电势。设置在该处的主电极相互绝缘并相 对于外壳被安装在火花隙中。然而基于短的电弧长度和以及电弧的简 单分布通过该现有技术的方案只能够达到较小的续流极限。在DE 100 18 012 Al的封装的放电器中，触发电极的电势同样通 过火花隙的耐压金属外壳被输送。这里的耐压外壳一体构成并且为制 造的目的必要时采用简单的成形工艺。然而，放弃触发电势的绝缘套 管导致在该变型方案中用于火花隙内部的绝缘体的费用增加，因为两 个电极不仅必须相互之间绝缘，而且也相对于整个外壳绝缘。除了要 求更多的空间，特别是火花隙的散热也受到耗费的耐电压的绝缘体的 阻碍，这导致绝缘部件热负荷的增加、较长的冷却时间以及为火花隙 提供的空间的大幅度的限制。所有这些缺点最终限制火花隙的功率。
如果为改善火花隙的特定参数而实行自产气体的附加排放，就会 产生更高的能量转换，该能量转换除热负荷之外导致脉冲电流和续电 流中的继续升高或动态压力加载。
在DE101 64 025 Al中展示了 一个封装的可触发的火花隙，该火 花隙按照Radax Flow原理工作。在该现有技术的解决方法中，火花 隙现有的长方平行六面体形的外壳用于冷却高温气体。通过第二个与 外壳绝缘的主电极的绝缘件输送到触发电极。基于外壳的几何实施形 式， 一个这样的变型方案成本较高并且相对于用做冷却气体的区域极 大地限制了有效电弧范围的位置。
上述现有技术中的较为有价值的方案包括有承受雷电的低压空气 火花隙，该火花隙以其构造具有高耐压性。
在EP0 305 077A1中介绍了一个较小功率的火花隙，其中，触发 电极穿过火花隙的由绝缘材料制成的外壳。该不具有承受雷电的火花 隙具有较小的主电极距离，且不具有提高电弧电压的措施。该现有技
分的。这样一个火花隙不适合投入低压电网使用。这里的外壳的动态 负载性以及触发电极的套管同样都很小。
发明内容
由以上可知，本发明的目的在于，实现进一步改进的、封装的、 耐压构成的、非气密密封的、基本结构为旋转对称的大功率火花隙，其具有两个相互间隔相对设置的主电极， 一个金属巻边的外壳，至 少一个触发电极， 一个放电腔以及用于主电极的优选在端面i殳置的电 连接触点，其中火花隙应保证利用简单的触发电极触点接通在简单的
技术可控结构中对高沖击电流的承受能力。
通过按权利要求1的特征组合的火花隙实现本发明目标，其中从 属权利要求公开了至少符合目的的结构以及进一步设计。
在本发明的第一种实施形式中，触发电极的触点接通借助于绝缘 电线或优选带状导体按本发明实现，所述导体在缝隙形的空间内插入 到其中一个主电极的外侧和主电极内置及定心体的所属的侧面之间。
所述导体的外部连接端可在相应主电极的端面连接触点的区域内 触及，并且所述导体的内部的去绝缘皮的端部与触发电极电连接。
所述优选使用的带状导体位于缝隙形空间内并且在成型时贴靠在 主电极的外轮廓上，基于这个事实，任何在主电极内置及定心体中的 其它的槽或类似物都是不必要的。当与带状导体或各个主电极的材料 相比主电极内置及定心体具有较小的硬度和固定弹性时尤其如此，要 考虑到同在敷设的带状导体区域内的足够的机械稳定性以及密封性。
在具有带状导体的实施形式中，该带状导体几乎能够任意地在火 花隙的零件之间导引，也就是不依赖于相应的相邻部件的电势。无论 在何种情况下都要考虑该带的绝缘的抗脉沖性要高于触发脉沖的脉冲 电压。
在触发电极和带的去绝缘皮的端部之间的连接可以通过夹紧、钎 焊、熔焊、粘接来实现。
所述已经触点接通的触发电极然后在与既有的接头组装后被进一 步加工，也就是说，由具有处于其中的第一电极的第一个主电极内置 及定心体、具有触发电极的第二电极的物体以及与之相对设置的第二 主电极形成的层叠式结构。包围第二主电极的主电极内置及定心体容 纳带状导体。在连接中金属外壳分别在所述整个结构的端面区域内形 成巻边，使得形成极为耐压和牢固的火花隙。
在火花隙的第二种实施形式中，为触发电极的触点接通，主电极
6嵌入体和定心体之一绝缘地设置并具有一个在轴向方向上延伸的孔。 在所述孔中具有弹簧接触件，例如螺旋弹簧形式的接触件，其内
侧端部与触发电极相接触并且其外端部在配属的端面的外部触点的区
域内是可触及的。
所述在轴向方向上延伸的孔在端面外部触点的区域内封闭，使得
所述结构的组装完成后所述弹簧接触件与触发电极预紧或预紧地支承
在该电极上o
在所述弹簧接触件的外端部区域内可以布置另一个、但是径向的、 与在轴向方向上延伸的第一孔相交的孔。通过所述径向的第二孔能够
电连接弹簧接触件。
这里还存在优选的可能性，即在径向的另一个孔中置入第二弹簧 接触件，该第二弹簧接触件以其一端在所述两个孔的交点上接触第一 弹簧接触件，以建立电连接。
所述第二弹簧接触件可以与外部接头相连接，并且与金属外壳相 接触，以通过所述外壳为触发电极输送触发电压。
接下来借助实施例参照附图进一 步描述本发明。 图l示出封装的、耐压构成的、基本结构为旋转对称的大功率火 花隙的截面图，所述火花隙具有用来触点接通触发电极的带状导体，
图2示出基本结构为旋转对称构成的大功率火花隙的截面图，包 括与触发电极通过弹簧接触件的电连接。
具体实施例方式
按附图的所述基本上旋转对称的大功率火花隙具有两个相对设置 的主电极2和3。
所述主电极2、 3的横截面呈T形，其中T形的在轴向方向上延 伸的臂具有一外部电接头，例如以螺紋孔的形式。
通过主电极内置及定心体4和5将主电极2和3相对于外壳1固定，所述外壳l优选由金属制成。
触发电极6，其例如盘形地可以构成有通孔，通过其内侧一直达 到放电腔7或伸入到该放电腔7内。
所述触发电极6通过一个绝缘体6a相对于外壳1和两个主电极2 和3固定在其位置上。
所述外壳1在端面圆周具有巻边，赋予整体结构以必要的耐压性。
按图l的实施例中，主电极内置及定心体5绝缘地构成。 一个耐 脉沖电压的薄带8被引入在对于火花隙已经是必要的部件之间直到触 发电极6并与其接触。
在触发电极6和所述带状导线8的去绝缘皮的端部之间必要的连 接可以通过夹紧、钎焊、熔焊以及粘接实现。
所述优选采用的带8相对于电线具有如下优点，基于带8从一毫 米到若干亚毫米的较小的厚度，不需要在火花隙相应的部件中，特别 是在主电极内置及定心体5中进行特别的加工或者设置槽，这样在技 术方面不产生附加的要求。
嵌入的带在主电极内置及定心体5相对于附属的主电极3插入之 前未对火花隙元件的组装(其构成为层叠式结构)造成任何困难。
按图2的实施例的所述封装的、基本旋转对称的大功率火花隙在 基本结构条件上具有与按图l描述的火花隙相似的结构。
与按图l的实施形式不同，现在，在主电极嵌入体和定心体5中 设置一在轴向方向上延伸的孔，该孔接纳第一弹簧接触件9。
前述孔向上，也就是朝向整体结构的端面封闭，基于这个事实， 所述弹簧接触件能够在组装好的状态下处于弹簧预紧下，这样通过弹 簧接触件9的自由端能够实现触发电极6的可靠的触点接通。
在按图2所示的示例中，在主电极3中还构成一通孔12,其直径 大于弹簧接触件9的直径，以避免短路(如果不能在该处的孔12中再 装入一个附加的空心圆筒形的绝缘件或者所述弹簧具有一绝缘层的 话)。
当然，也存在如下可能，即替代孔12在T形主电极3的横向的臂中设置一个切口形槽，这样弹簧接触件9只与触发电极6接触。
对于如下情况，即用于固定触发电极6的绝缘部件6a并非空心圆 筒，该部件也具有相应的通孔，使得弹簧接触件9与触发电极6的表 面形成电连接。
按图2的展示，在主电极内置及定心体5中设计另一个径向的孔， 所述径向孔与在轴向方向上延伸的孔相交。
所述另一个径向的孔容纳一个接触件，特别是第二弹簧接触件 10，该接触件借助开口 11通过夹紧可固定在主电极内置及定心体5 中。
通过必要的在轴向方向上延伸的孔以及采用弹簧接触件9虽然形 成整体结构的一定的非对称性，然而组装费用与按图l的实施形式相 比只是极小地提高。也不需要给触发电极6的触点接通提供更多的空 间。
按图2的本发明的方案的设计，第二弹簧接触件10能与金属外壳 l相连接，以通过该外壳给触发电极6引入触发电压。
总之，通过本发明能够以简单的、不影响组装进程的方式将封装 的、耐压的、非气密密封的火花隙绝缘地导入触发电势。本发明的另 一优点在于，几乎所有构件或组件都可以应用于火花隙的不具有触发 器或具有触发器的结构，使得涉及零件的制造以及用于仓储的费用都 得到缩减。附图标记清单
I 金属外壳
2, 3 主电极
4， 5 主电极内置及定心体
6 触发电极
6a 用于触发电极的绝缘体
7 放电腔
8 带状导体
9 第一弹簧接触件
10 第二弹簧接触件
II 开口
12 主电极3中的孔
权利要求
1. 封装的、耐压构成的、非气密密封的、基本结构为旋转对称的大功率火花隙，其具有两个间隔的相对设置的主电极，一个具有端面卷边的金属外壳，至少一个触发电极，一个放电腔和用于主电极的优选在端面设置的电连接触点，以及用于将主电极相对固定并且相对外壳固定的主电极内置及定心体；其特征在于，为了触发电极的触点接通，一绝缘导线或优选一带状导体设置在主电极之一的外侧与主电极内置及定心体的所属侧之间的缝隙形空间内，其中所述导体的外部连接端在相应主电极的端面的连接触点的区域内是可触及的，并且所述导体的内侧的去绝缘皮的端部与触发电极电连接。
2. 封装的、耐压构成的、非气密密封的、基本结构为旋转对称的 大功率火花隙，其具有两个间隔的相对设置的主电极， 一个具有端 面巻边的金属外壳，至少一个触发电极， 一个放电腔和用于主电极的 优选在端面设置的电连接触点，以及用于将主电极相对固定并且相对 外壳固定的主电极内置及定心体；其特征在于，为了触发电极的触点 接通，所述主电极内置及定心体之一绝缘构成并具有一个在轴向方向 延伸的孔， 一弹簧接触件位于所述孔中，所述弹簧接触件的内侧端部 接触触发电极并且所述弹簧接触件的外侧端部在配属的端面的外部触 点的区域内是可触及的。
3. 按照权利要求2所述的火花隙，其特征在于，所述在轴向方向 延伸的孔在端面的外部触点的区域内是封闭的，这样使得结构组装后 所述弹簧接触件与触发电极的表面预紧。
4. 按照权利要求2或3所述的火花隙，其特征在于，另一个径向 的、与在轴向方向延伸的第一孔相交的孔构成在弹簧接触件外端区域 内。
5. 按照权利要求4所述的火花隙，其特征在于，在所述径向的孔 内设置第二弹簧接触件，所述第二弹簧接触件以其一端在所述两孔的 相交点上接触第一弹簧接触件以形成电连接。
6.按照权利要求5所述的火花隙，其特征在于，所述第二弹簧接 触件与所述金属外壳连接，以通过所述第二弹簧接触件向触发电极输 送触发电压。
全文摘要
本发明涉及一种封装的、耐压构成的、非气密密封的、基本结构为旋转对称的大功率火花隙，其具有两个间隔的相对设置的主电极，一个具有端面卷边的金属外壳，至少一个触发电极，一个放电腔以及用于主电极的优选在端面设置的电连接触点，以及用于将主电极相对固定并且相对外壳固定的主电极内置及定心体。按本发明在第一种实施形式中，为了触发电极的触点接通，一绝缘电线或优选一带状导体在一个缝隙形空间内设置在主电极之一的外侧以及主电极内置及定心体的所属侧之间，其中所述导体的外部连接端在相应主电极的端面连接触点的区域内可触及，且所述导体的内侧的去绝缘皮的端部与触发电极电连接。在第二种实施形式中，为了触发电极的触点接通，所述主电极内置及定心体之一绝缘构成并具有一个在轴向方向延伸的孔，一弹簧接触件位于所述孔中，所述弹簧接触件的内侧端部接触触发电极且其外侧端部在配属的端面的外部触点的区域内是可触及的。
文档编号H01T4/12GK101427432SQ200780014536
公开日2009年5月6日 申请日期2007年3月5日 优先权日2006年3月9日
发明者A·埃尔哈特, S·希尔 申请人:德恩及索恩两合股份有限公司