用于保护电气设施免受瞬态电压浪涌的设备的制作方法

专利名称：用于保护电气设施免受瞬态电压浪涌的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于保护电气设施免受显著地由于雷击引起的瞬态电压浪涌的设备。 这类设备此外被称为避雷器或浪涌保护设备。更特别地，本发明涉及这样的保护设备其包 括一个或多个用于限制在瞬态电压浪涌的情况下施加到电气设施的电压的压敏电阻器。还 更特别地，本发明涉及预期用于低压电气设施的保护设备。
背景技术：
一般地，这些保护设备包括压敏电阻器，其在单相设施的情况下连接在向要保护 的设施提供功率的电网的相与中性点之间。在三相或多相设施的情况下，这些设备包括若 干压敏电阻器，使得各个压敏电阻器连接在为要保护的设施供应动力的电网的每相与中性 点之间。替选地或另外地，压敏电阻器可被设置在每对相之间。另外，这些设备一般包括火 花隙(spark-gap)，其连接在中性点与地之间。如已知的那样，在正常工作期间，压敏电阻器 是非导电的或阻塞的，换句话说，它们具有高电阻。相反，在电网上出现瞬态电压浪涌的情 况下，压敏电阻器具有降低的电阻，并且变得导电，这从而使得限制它们连接到的电线之间 的过电压。然后，可能非常高的瞬态电流穿过压敏电阻器。当供电网上的电压再次变得正 常时，压敏电阻器返回到非导电状态。瞬态电压浪涌的典型示例是由于击中一个或多个电 网线或与其接近的雷击。在这种情况下穿过压敏电阻器的瞬态电流被称为雷电流。在使用中，保护设备的压敏电阻器由于其可允许通过的雷电流而可能基本退 化，或者甚至变成故障。存在两种主要的压敏电阻器失效模式短路和热击穿(thermal runaway)0例如在过高的雷电流之后，压敏电阻器可变得永久短路。在这种情况下，通过 压敏电阻器来建立短路电流，其中，压敏电阻器由它连接在其之间的电网线供电。该短 路电流持续直到它例如被断开设备(cut-off device)断开。为此，诸如国际标准IEC 61643-1的标准预见避雷器应该设置有免受过强度的保护，还被称为短路情况下的切断器 (disconnector)，其具有在由短路造成的压敏电阻器失效的情况下从电网切断压敏电阻器 的功能。热击穿与如下情况对应当压敏电阻器在非导电状态中时，换句话说，当它连接到 的电网在额定电压下并且没有电压浪涌时，由于通过压敏电阻器的漏电流而导致压敏电阻 器过度发热。压敏电阻器的该过度发热是由于漏电流的增加(一般为几十毫安)，其是因 为压敏电阻器的老化，显著地因为它允许通过的雷电流。因为由该发热代表的危险，诸如国 际标准IEC61643-1的标准预见用于保护免受电压浪涌的设备应该设置有免受热击穿的保 护，此外被称为热切断器。热切断器具有如下功能当压敏电阻器在热击穿情形中时，切断 电网的压敏电阻器。例如，可设置使得当压敏电阻器的温度超过150°C时，热切断器切断电 网的压敏电阻器。图1和2示出了通常在现有技术中使用的保护设备1和Ia的两个电气图。在这 两种情况下，作为示例，保护设备连接在用于为要保护其免受瞬态电压浪涌的设施供应动
6力的电网的相Ph与中性点N之间。保护设备包括压敏电阻器2，其借助于热切断器和短路 情况下的切断器连接在电网的相与中性点之间。热切断器包括触头3，其在压敏电阻器2的正常工作条件下闭合，并且当检测到压 敏电阻器2的热击穿时被控制断开。由图1和2中的以虚线形式的连接4来符号化热击穿 的检测。然后，触头3的断开从电网切断压敏电阻器2。热切断器通常包括将弹性加压的元 件维持在适当位置的一个或多个低温焊接点，焊接点的熔化使得该元件的位移具有断开压 敏电阻器的电路的效果。显著地在EP-A-0716493、EP-A-0987803以及EP-A-0905839中描 述该类热保护。有时热保护还基于如例如在FR-A-2873510中描述的流过压敏电阻器的电 流的电测量。在图1的情况下，短路情况下的切断器是单极磁热断路器5。断路器通常包括断开 构件或触头6，其断开由具有检测流过断路器5的过强度的功能的热触发器7和磁触发器8 控制。在下面，由热触发器和磁触发器形成的组件也将被指定为磁热触发器。在压敏电阻 器2的正常工作条件下，断路器5的触头6闭合。在由短路造成的压敏电阻器2的失效的 情况下，取决于该情况，热触发器8或磁触发器7使触头6断开。然后，触头6的断开从电 网切断压敏电阻器2。作为图1的替选，从EP-A-1447831和EP-A-1607995已知保护设备，其中，热切断 器还使得用作短路情况下的切断器的断路器断开。还在国际申请PCT/FR2008/001777中描 述了这样的设备。在图2的情况下，短路情况下的切断器是保险丝9。在以短路形式的、压敏电阻器 2的失效的情况下，保险丝9熔化，其具有从电网切断压敏电阻器2的效果。在当保护设备经受没有超过它预期的限制值的瞬态电压浪涌时的情况下，热切断 器和短路情况下的切断器应该保持闭合(即，不应该切断压敏电阻器2)，使得压敏电阻器2 可起免受瞬态电压浪涌的保护作用。短路情况下的切断器的选择实际上提出了问题，因为它应该满足矛盾的限制。实 际上，在由压敏电阻器的短路造成失效的情况下，它应该可靠地从电网切断压敏电阻器2， 而当雷电流穿过它时，不切断压敏电阻器2。雷电流具有非常强的特性(一般大大高于由压 敏电阻器的短路造成的失效情况下的短路电流)，但是持续时间非常短。因此，对于基于如在图1中的断路器的、短路情况下的切断器，断路器5应该能够 满足这两个矛盾的要求。这一方面对描述切断器5的特征的工作曲线和额定电流‘In’强 加适当的选择，以便确保在由短路造成的压敏电阻器2失效的情况下的有效切断。此外，为 了防止电网的一般断开单元不能断开其电源从而不能断开电气设施的电源，期望断路器5 应该确保足够快速的切断。对于低压避雷器，断路器5的额定电流‘In’ 一般包括在32A与 100A之间。断路器5的断开能力还适合于保护设备可经受的最大短路电流，并且该最大短 路电流实质上取决于变压器的短路电流，其中，该变压器为保护设备连接到的电网供应动 力。取决于情况，变压器的短路电流从几百安培到几千安培。另一方面，当没有超过它预期的强度水平的雷电流穿过保护设备时，断路器5不 应该切断压敏电阻器2。实际上，诸如可应用到低压避雷器的国际标准IEC 61643-1的标准 规定应该取决于情况利用电流波8/20或10/350、利用取决于保护设备应该能够允许通过 的电流水平选择的电流值(在IEC 61643-1标准中，取决于情况由最大放电电流Imax或脉冲电流Iimp指定)来测试用于保护免受瞬态电压浪涌的设备。应注意，这些数通常都以微 秒来描述电流波的上升和下降时间的特性。实际上，电流的最大值可以是几万安培。没有具体指定并测试市场上现有的断路器，以提供允许通过与雷电流类型的电流 对应的瞬态过强度的可能性。然而，它们对瞬态电压浪涌具有某种不敏感性，即，仅对超过 特定水平的瞬态电压浪涌发生触发。这显著的是磁或磁热断路器的情况。但是实际上，从必须利用非常高的脉冲电流Iimp或最大放电电流Imax来测试保 护设备的时刻起，要找到利用其有可能满足这两个矛盾要求的断路器是极其困难的。这显 著的是当在具有2万安培或更大的最大放电电流Imax的电流波8/20下测试保护设备时的 情况。另外，特别适合于这些矛盾要求的新断路器的开发证明是棘手(delicate)的，并 且考虑要生产相对小的量将是昂贵的。另一个缺点在于如下事实闭合状态中的触头6、热 触发器7以及磁触发器8具有用于允许雷电流通过的特定阻抗(尽管它很低)。因此，当雷 电流流过断路器5时，断路器5在它的端子上生成压降，由于电流的最大值很高，因此压降 更加大。因此，因为在断路器5的端子上的压降，保护设备的电压保护水平(由IEC 61643-1 标准中的Up指定)降低，其中该压降将被加到压敏电阻器2特有的电压保护水平。EP-A-350477提出了基于修改的断路器的解决方案，其中，所述修改的断路器使用 用于在瞬态过强度的情况下防止不期望断开的定时元件。特别地，在图9和11的实施例 中，切断器基于修改后的断路器，其具有四极，三极分别并联连接在一起。每极包括串联布 置的变压器的相应一次线圈和触头。一次线圈与变压器的公共二次线圈耦合。二次线圈为 触发继电器供应动力，其中，所述触发继电器被设置用于在电流过强度的情况下使极的触 头断开。二次线圈的电路包括定时元件，以便防止在瞬态过强度情况下的触头的不期望断 开。AT B-405777结合它的图8描述了类似切断器。对于如在图2中的基于保险丝的短路情况下的切断器，保险丝9还应该满足两个 前述矛盾的要求，即，在由压敏电阻器2的短路造成的失效的情况下，足够快速地熔化以从 电网切断压敏电阻器2，但是当具有没超过保护设备所预期水平的雷电流穿过它时，保险丝 不熔化。因此，这些保护设备存在与基于断路器的那些问题相似的问题。例如从DE-A-102006034404已知如下免受电流过强度的保护设备其基于保险丝 并且预期在用于保护免受电压浪涌的设备中使用。免受电流过强度的保护设备基于能够由 峰值电流穿过的保险丝和包括撞击器的信令保险丝(signaling fuse)的组合，两个保险丝 并联安装。两个保险丝的结构是非常不同的。第一个确保峰值电流的准完整流动。另一方 面，第二个保险丝不是类似地由峰值电流穿过，并且不具有允许通过这样的峰值电流(特 别是雷电流)的任何能力。再次，对瞬态过强度的不敏感性因此受到准完整地确保峰值电 流的流动的第一个保险丝限制。

发明内容
本发明的目的是至少部分克服上述缺点。更特别地，本发明旨在给出免受瞬态电 压浪涌的保护设备、允许通过更高电流波的能力，并且这是以简单并可靠的方式。为了该目的，本发明提出了用于保护电气设施免受瞬态电压浪涌的保护设备，其 包括
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-两个连接装置，其用于将保护设备连接到电气设施；-至少一个压敏电阻器，其具有两个极，每个极连接到两个连接装置的相应一个；-切断器，其用于在由短路造成的压敏电阻器失效的情况下，引起从相应连接装置 切断压敏电阻器的两极的至少一个；其中-压敏电阻器的两极的一个借助于相互并联连接的至少两个支路连接到相应的连 接装置，使得在这些支路之间分配通过压敏电阻器的电流；并且-对于这些支路的至少一个，切断器包括对流过该支路的电流敏感的装置，用于仅 考虑流过该支路的电流而引起所述切断，这些装置在与压敏电阻器的短路造成的失效对应 的、流过该支路的电流的过强度的情况下引起切断，这些装置对高达特定电平的、流过所述 支路的电流的瞬态过强度具有不敏感性。根据第一优选实施例-切断器包括至少一个电触头，压敏电阻器的两极之一借助于所述至少一个电触 头连接到相应连接装置，所述至少一个电触头能够从闭合位置切换到断开位置，用于从相 应连接装置切断所述极，所述至少一个电触头能够在由短路造成的压敏电阻器失效的情况 下，断开流过所述至少一个压敏电阻器的电流，并且-对于这些支路的所述至少一个，对流过该支路的电流敏感的装置是用于检测与 由短路造成的压敏电阻器的失效对应的、流过该支路的电流的过强度的装置，检测装置被 设置用于在过强度检测的情况下，将所述至少一个电触头切换到断开位置，检测装置对瞬 态过强度具有所述不敏感性，以便仅在流过该支路的电流的瞬态过强度超过所述特定水平 的情况下，才将所述至少一个电触头切换到断开位置。在该第一实施例的范围内，本发明还可包括一个或多个以下特征-这样的电触头布置在所述至少两个支路的每个中，检测装置被设置成在这些支 路的所述至少一个中检测到电流的过强度的情况下，将所述电触头切换到断开位置，用于 从相应连接装置切断所述极；-用于检测电流的过强度的这样装置被设置用于所述至少两个支路的每个，所述 至少两个支路的每个的所述检测装置被设置用于在所述支路中检测到电流的过强度的情 况下，将布置在所述支路中的电触头切换到断开位置；-切断器包括用于仅针对所述至少两个支路之一检测电流的过强度的这样装置， 检测装置被设置用于在所述支路中检测到电流的过强度的情况下，将所述电触头切换到断 开位置，用于从相应连接装置切断所述极；-所述至少两个支路的至少一个可仅包括位于该支路中的所述电触头；-所述至少两个支路的至少一个没有用于检测电流的过强度的任何装置，并且包 括与布置在该支路中的电触头串联布置的元件，所述元件具有阻抗；-该阻抗被选择成使得包括该元件的所述支路总体上具有如下电感值其低于包 括用于检测电流过强度的所述装置的所述支路的电感值。-所述一个电触头与压敏电阻器串联布置，用于通过从闭合位置切换到断开位置 来从相应连接装置切断所述极，设备包括用于仅针对所述支路之一检测电流的过强度的装 置，所述检测装置被设置用于在检测到过强度的情况下将所述电触头切换到断开位置；
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-设备包括第二切断器，其用于在压敏电阻器的热击穿的情况下，从相应连接装置 切断压敏电阻器的极之一；-第二切断器被设置用于通过将所述至少一个电触头切换到断开位置，在压敏电 阻器的热击穿的情况下从相应连接装置切断压敏电阻器的极之一；-第一切断器包括至少一个断路器和可选的至少一个开关，所述至少一个开关与 断路器机械耦合，使得断路器的触发引起所述至少一个开关的断开，并且其中-对于包括用于检测过强度的这样装置的所述至少两个支路的每个，用于检测电 流过强度的所述装置形成断路器的极的断开构件的触发器；并且_所述至少一个电触头 形成断路器的极的断开构件； 或是与所述至少一个开关对应的极的部分。-对于包括用于检测过强度的这样装置的所述至少两个支路的每个，断路器具有 由触发器和断开构件保护的相应的极，由用于检测过强度的所述装置形成触发器，并且由 布置在该支路中的电触头形成断开构件，并且对于没有这样过强度检测装置的所述至少两 个支路的每个，该支路的电触头形成断路器的相应极的断开构件，或是所述至少一个开关 的对应极的部分。-设备包括安置所述至少一个压敏电阻器和可选的第二切断器的第一外壳，其中， 所述至少一个断路器具有其自身的第二外壳，并且所述可选的至少一个开关具有其自身的 第三外壳，所述外壳机械耦合在一起，所述外壳每个具有电互连装置，其用于将所述至少一 个压敏电阻器、所述至少一个断路器以及所述可选的至少一个开关电连接在一起。根据第二优选实施例，对于这些支路的所述至少一个，对流过该支路的电流敏感 的装置是保险丝。在这种情况下，可对要布置在所述至少两个支路的每个中的这样的保险 丝进行规定，所述保险丝的熔化使得在由短路造成的压敏电阻器失效的情况下，从相应连 接装置切断压敏电阻器的两极的至少一个。有利地，这些保险丝的每个是能够由雷电流穿 过的保险丝。一般地，在IEC 61643-1标准的意义上，本发明的设备优选地是低压避雷器，换句 话说，是如下避雷器其用于保护以小于或等于1，000伏的50或60Hz的AC (交流)电压、 或者小于或等于1，500V的DC(直流)电压供应动力的装备。避雷器可被有利地设置成能 够允许通过根据IEC61643-1标准的电流波8/20下的至少10kA、更优选地至少20kA以及还 更优选地至少30kA的最大放电电流Imax。


当阅读作为非限制示例给出的本发明的优选实施例的以下描述并参照附图时，本 发明的其它特征和优点将变得明显，在各个图中，相同元件具有相同参考标号。已经描述的图1和2每个表示现有技术的用于保护设施免受电压浪涌的设备的电 气图。图3到7每个表示根据本发明的不同实施例的用于保护设施免受电压浪涌的设备 的电气图。
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具体实施例方式旨在保护电气设施免受瞬态电压浪涌的保护设备包括用于将保护设备连接到电 气设施的两个连接装置。它包括至少一个压敏电阻器，其具有两个极，其中每个极连接到 两个连接装置的相应一个。这可以是单个压敏电阻器。替选地，这些可以是串联和/或并 联连接在一起的若干压敏电阻器，以便形成两个极每个连接到两个连接装置的相应一个的 块。在以下描述的各个实施例中，将理解的是，对压敏电阻器的提及还覆盖诸如压敏电阻器 的块。保护设备还包括短路情况下的切断器，即如下切断器其被设置用于在由短路造 成的压敏电阻器失效的情况下，引起从相应连接装置切断压敏电阻器的两极的至少一个。更具体地，压敏电阻器的两极之一借助于相互并联连接的至少两个支路连接到相 应连接装置，这些支路被设计成使得在它们之间分配流过压敏电阻器的电流。换句话说，流 过压敏电阻器的电流的非零部分穿过每个支路。对于这些支路的至少一个，短路情况下的切断器包括对流过该支路的电流敏感的 装置，用于在与由短路造成的压敏电阻器的失效对应的、流过该支路的电流过强度的情况 下，引起前述切断。由短路造成的压敏电阻器的失效具有建立通过压敏电阻器的短路电流 的效果，并且其推论是给定小部分的短路电流穿过支路或每个支路，其设置有对流过它的 电流敏感的装置。由于它们相互并联连接，因此该小部分取决于各个前述支路的阻抗。该 短路电流小部分大大高于当压敏电阻器正确工作并且电网在正常额定电压条件下时流过 同一支路的电流。实际上，后一电流则与压敏电阻器的可能漏电流(仅大约几毫安)的该 相同小部分对应。因此，为该支路中(或者这些支路的每个中)的电流设置门限值就足够， 该门限值被选择成使得其被超过表示与由短路造成的压敏电阻器的失效对应的、该电流过 强度的情形。在它被超过的情况下，电流敏感装置引起压敏电阻器的切断。然而，被设置用于这些支路的至少一个的这些电流敏感装置对高达特定水平的、 流过所述支路的电流的瞬态过强度具有不敏感性。换句话说，从该瞬态过强度没有超过特 定水平的时刻起，虽然相应支路中的电流具有超过前述门限值的瞬态过强度，但是这些电 流敏感装置不引起压敏电阻器的切断。该不敏感性特别关系到由于雷电流导致的瞬态过强 度，并且还更特别地，关系到由IEC 61643-1标准规定的用于测试免受瞬态电压浪涌的保 护设备的电流8/20或10/350波。这些电流敏感装置可有利地是诸如在现有技术中使用的一个或多个保险丝的另 外触发器或者一个或多个断路器的触发器。当然，为了确保从相应连接装置切断压敏电阻 器的两极的至少一个，切断器包括适合用于中断流过压敏电阻器的电流的任何电流断开装 置。可由断路器或甚至由机械耦合到断路器的一个或多个开关或此外由保险丝来提供这些 断开装置。当采取一个或多个保险丝时，有利地是，每个能够由高达特定瞬态过强度水平的 雷电流穿过，即，不熔化。换句话说，每个保险丝将能够以图2的现有技术的方式，在由短路 造成的压敏电阻器失效的情况下单独用作切断器，因为它对瞬态过强度具有足够的不敏感 性，以便由雷电流穿过而不熔化。优选地，使用的每个保险丝能够由如下雷电流穿过而不熔 化其由在IEC 61643-1标准的意义上的具有至少IkA的最大放大电流Imax的电流8/20 波进行建模。
11允许不可忽略小部分的雷电流通过到相应支路中，与单独使 用这样的保险丝时的情况(如在图2中)相比，其显著提高了由此形成的切断器对瞬态过 强度的不敏感性。为了确保雷电流在并联连接的不同支路中的期望分配，考虑它们的阻抗 来选择保险丝。优选地，保险丝被选择成确保被建模为8/20波的雷电流的分配，使得它们 的每个由与如下对应的电流部分穿过Imax/n+/"0. 75Imax/n并且更优选地Imax/n+/"0. 5Imax/n其中-Imax 设备预期的、根据IEC 61643-1标准的作为8/20波的最大放电电流；以及-η 相互并联连接并且包含这样保险丝的支路的数目。替选地，保险丝被选择成确保被建模为10/350波的雷电流的分配，使得它们的每 个由与如下对应的电流部分穿过Iimp/n+/"0. 75Iimp/n并且更优选地Iimp/n+/"0. 5Iimp/n其中-Iimp 设备预期的、根据IEC 61643-1标准的作为10/350波的脉冲电流；以及-η 相互并联连接并且包含这样保险丝的支路的数目。雷电流的这些优选分布更普遍地适用于本发明的任何实施例，显著地当仅使用如 将结合图3至6描述的电触头和检测装置时，或者当组合包含各自保险丝的一个或若干支 路或者包含各自电触头的一个或若干支路与一些检测装置时，该检测装置用于在如将在描 述的末尾提及的由短路造成的压敏电阻器失效的情况下断开它们。在后者的情况下，‘η’是 相互并联连接的并且均包含这样的保险丝或这样的电触头的指路的数目。一般地，利用可选地与一个或多个开关耦合的一个或多个断路器的应用特别适合 利用8/20电流波测试的设备，并且在这种情况下可使用标准断路器。对于利用10/350电 流波测试的设备的情况，由于断路器的选择是更棘手的，因此利用保险丝的应用是优选的。 替选地，还可打算开发用于此目的的特定断路器。相对于结合图1和2描述的现有技术，改进了短路情况下的该切断器。实际上，电 流敏感装置通过不考虑流过压敏电阻器的总电流而是仅考虑部分该电流来引起切断。因 此，利用短路情况下的该切断器，比较有可能在不试图切断压敏电阻器的情况下允许通过 更高的瞬态过强度，特别是雷电流。然而，切断器在由短路造成的压敏电阻器失效的情况下 保持它所有的有效性。此外，如同在传统断路器的热触发器和磁触发器的情况下，在当这些电流敏感装 置具有对电流的通过设置障碍的特定阻抗时的情况下，保护设备包括相互并联连接的两个 或更多支路的事实是有利的。实际上，相对于电流敏感装置被设置用于支路(其是用于将 压敏电阻器的相关极连接到相应连接装置的唯一支路)的现有技术的情况，降低了保护设 备的等效阻抗。因此，相对提高了保护设备的电压保护水平Up，这是因为保护设备的端子上 的压降较低。
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如这将被看见的那样，可以以简单和廉价的方式应用保护设备。特别地，可利用一 个或多个断路器和与断路器相关联的可选的一个或多个开关来应用它，使得断路器的触发 引起一个或多个开关的断开。这些可有利地是在不对其进行任何修改或适配的情况下的、 市场上现有的传统断路器和开关。短路情况下的切断器不同于前面提到的在EP-A-0350477的图9和11中以及在 AT-B-405777的图8中示出的现有技术。实际上，在后者的情况下，不管流过压敏电阻器的 电流在断路器的不同极之间的分配如何，不同极的一次线圈与控制切断的二次公共线圈耦 合的事实具有如下效果不同于本发明的情况，当考虑流过压敏电阻器的总电流时，切断发生。图3示出了根据第一实施例的用于保护设施免受瞬态电压浪涌的设备11。保护设 备11包括第一连接装置111和第二连接装置112，借助于这两个连接装置，保护设备11在 示出的示例中连接到为要保护的电气设施供应功率的电网的相Ph和中性点N。这些第一 和第二连接装置111、112可以是任何合适类型，诸如安装在保护设备11的外壳上的螺纹端子。保护设备11包括压敏电阻器15，其具有两极151和152。压敏电阻器15的第二 极152直接连接到保护设备11的第二连接装置112。另一方面，压敏电阻器15的第一极 151借助于相互并联连接的两个支路连接到保护设备11的第一连接装置111。由这两个支路定义短路情况下的切断器。这两个支路的第一支路包括第一电触头 14。如上所述的电流敏感装置被设置用于该第一支路。在这种情况下，这些是检测装置13， 其用于检测与由短路造成的压敏电阻器15的失效对应的、流过第一支路的电流的过强度。 这些支路的第二支路仅包含第二电触头16。在保护设备的正常工作条件期间，触头14和16均闭合。当流过第一支路的电流 超过表示由短路造成的压敏电阻器15失效的门限值时，检测装置13使触头14和16同时 断开。为了该目的，可设置两个触头14和16机械耦合，使得它们总是在相同的位置(闭合 或断开)。由图3中标记为CC的虚线来符号化检测装置13施行的用于断开触头14和16 的这种功能。与断路器的磁或磁热触发器的情况类似，检测装置13可包括线圈或者线圈及 双金属条。断开触头14和16具有从保护设备11的第一连接装置111切断压敏电阻器15 的第一极151的效果。但是，这些检测装置13对瞬态过强度具有不敏感性，因此，只有流过 相应支路的电流的这样瞬态过强度超过特定水平，它们才将触头14和16切换到断开位置。可非常简单地利用由以点线形式的矩形符号化的断路器12来应用该第一实施 例。断路器12是具有保护极和未保护的断开极的双极断路器。这可以是传统商业可用的 断路器。保护极意思是设置有触发器的断路器的极，该触发器作用于如下极的电流其用 于在该极的电流过强度的情况下，激励断路器的极上的整个电流的断开构件。未保护的断 开极意思是断路器的极，其设置有电流断开构件，但是没有作用于流过该极的电流的任何 触发器。检测装置13是断路器12的保护极的触发器，并且触头14是断路器12的保护极 的断开构件。这通常可以是磁触发器或磁热触发器，其具有与大多数经济的断路器对应的 优点，并且此外，这样的触发器本质上具有对电流的瞬态过强度的不敏感性。触头16是断 路器12的未保护的断开极的断开构件。断路器12通常可包括用于保护极的两个连接装置 121、122和用于未保护的断开极的两个其它连接装置161、162。这通常可以是螺纹端子。
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连接装置121和161电连接在一起，并且连接装置122和162电连接在一起。可 利用任何适合装置(诸如断路器之外的相应连接条，其连接两个相关连接装置)实现这些 连接。连接装置121和161之一连接到保护设备11的连接装置111，其用于将保护设备11 连接到电力网。但是事实上，可通过断路器12的连接装置121和161的任意一个形成保护 设备的连接装置111。另外，压敏电阻器15可被安置在外壳18(由以点线形式的矩形符号化地示出) 中，外壳18还可安置没有包括在断路器12的外壳中的保护设备11的任何其它可能部件。 有利地，外壳18被设置成与断路器12的外壳机械耦合，这向保护设备11提供便利其到网 络的连接的紧凑块形状。压敏电阻器15的每个极151、152连接到布置在外壳18上的诸如 螺纹端子的相应连接装置181、182。连接装置181电连接到断路器12的连接装置122和 162之一。可由任何合适装置(诸如置于外壳18和断路器12的外壳之外的连接条)实现 该连接。单个条可显著地被设置用于将连接装置122、162以及181连接在一起。替选地， 还可利用电缆线实现该连接。外壳18的第二连接装置182连接到保护设备11的第二连接 装置112。但是事实上，可由外壳18的第二连接装置182形成保护设备12的第二连接装置 112。还可利用与单极开关结合的单极断路器来应用该第一实施例。检测装置13形成 断路器的触发器，而触头14是断路器的断开构件。第二触头16是断路器的辅助开关，即， 其与断路器机械耦合，使得它的触发同时引起开关的断开。在这种情况下，断路器具有它自 身的外壳，而开关也具有它自身的外壳。断路器的外壳则具有两个连接装置121和122，并 且开关的外壳具有两个连接装置161、162。断路器和开关的外壳以及外壳18可在单个紧凑 块内相互机械耦合。可利用如前面那样的条或电缆线实现不同连接装置之间的连接。保护设备11还可包括热切断器。热切断器可以是诸如参照图1描述的热切断器的 标准类型，在该情况下，图1的热切断器的触头3将与压敏电阻器15串联插入，或者在它的 第一极151与第一连接装置111之间，或者在它的第二极152与第二连接装置112之间。形 成热切断器的部件可有利地被安置在外壳18中。在有利的替选中，热切断器可被设置用于 在压敏电阻器15的热击穿的情况下，引起触头14和16的同时断开(即，更特别地，用于引 起断路器12的触发)。在图3中由标记为θ°的虚线来符号化地示出该替选。可按在以申 请人的名字提交的国际申请PCT/FR2008/001777或此外在ΕΡ-Α-1447831或ΕΡ-Α-1607995 中描述的方式应用该替选，通过引用将所有三个申请合并于本申请。保护设备11的工作如下。在正常工作期间，S卩，当电网在额定电压下工作或没有瞬态电压浪涌时，触头14 和16闭合。更特别地，断路器12闭合。压敏电阻器15具有大电阻，因此除非常低的可能 漏电流(实际上几毫安)之外，没有电流流过压敏电阻器。该漏电流不足以使检测装置13 引起触头14和16的断开，或者更特别地，不足以用于触发断路器12。在例如由于雷击而在电网上出现瞬态电压浪涌的情况下，可再次在压敏电阻器15 的极处发现瞬态电压浪涌，压敏电阻器15因此变得导电。因此，保护设备11将借助于它的 压敏电阻器15、通过将电网的电压水平维持在可接受的水平，确保设施的保护。雷电流借助 于相互并联的两个支路流过压敏电阻器15，支路之一包含过强度检测装置13和第一触头 14，并且另一个仅包含第二触头16。更特别地，在这两个支路之间分配雷电流。换句话说，
14雷电流的非零部分穿过两个支路的每个。雷电流将以取决于两个支路的各自阻抗的比例在这两个支路之间分配。第一支路 的阻抗与第一触头14的阻抗加上检测装置13可能具有的阻抗对应。第二支路的阻抗专有 地与第二触头16的阻抗对应。实际上，电触头14和16的阻抗很低，但是不为零。另外，在 利用通常具有磁或磁热触发器的断路器12的应用的显著情况下，检测装置13包括分别被 插入在第一支路中与第一触头14串联的线圈、线圈及双金属条，这些部件具有特定阻抗， 其将被加到第一触头14的阻抗。因此，检测装置13不作用于整个雷电流，而是仅作用于流过第一支路的部分。因 此，如果流过第一支路的雷电流的该部分超过它对瞬态过强度的不敏感性的水平，那么检 测装置13将仅试图引起触头14和16的断开，并且更特别地，引起断路器12的触发。与图 1中示出的现有技术相比，结果是保护设备11可允许通过更强的雷电流，而断路器12不试 图触发自身。实际上，雷电流的分配对于第一支路为大约20%到30%，因此对于第二支路 为 70%到 80%。另外，还可靠地提供压敏电阻器15的短路情况下的压敏电阻器15的切断功能。再 次，短路电流将以取决于两个支路的各自阻抗的比例在两个支路之间分配。实际上，如已经 提到的那样，在流过第一支路的电流过强度(其表示由短路造成的压敏电阻器15的失效) 而电网在额定电压下的情况下，检测装置13引起触头14和16的断开(并且更特别地，引 起断路器12的触发)。然而，通过两个支路的雷电流的分配相对于短路电流的分配可不同。实际上，如果 触头14和16 —般具有本质上的电阻特性，那么第一支路可能具有第二支路不具有的电感 部件(本质上是断路器12的磁触发器的电感部件)。由于两个类型电流的变化率不同雷 电流中的变化比短路电流的变化更快，其中短路电流的变化与要保护的设施的电力供应网 的频率(即，一般50或60Hz)相关，因此该电感部件对两类电流在两个支路间的分配具有 不同影响。当与短路电流比较考虑雷电流时，由于通过允许通过更小的电流比例到第一支 路中来结束，因此该现象是有利的，因此，促进了如下事实保护设备11可用于更高强度的 雷电流，而检测装置不会试图断开触头14和16。图4示出了根据第二实施例的用于保护设施免受瞬态电压浪涌的设备11a。该第 二实施例基于结合图3描述的第一实施例。因此，除在下文中讨论的差异之外，对于第一实 施例进行的描述还可适用于该第二实施例。不同于第一实施例，还为包括触头16的第二支路设置了如下装置其用于检测与 由短路造成的压敏电阻器15的失效对应的、流过该第二支路的电流的过强度。在图4中， 这些检测装置被标记为17。与关于第一支路的检测装置13类似，当流过第二支路的电流超 过表示由短路造成的压敏电阻器15失效的门限值时，检测装置17引起触头14和16的同 时断开。另外，与断路器的磁或磁热触发器的情况类似，如同检测装置13的检测装置17可 包括线圈或者线圈及双金属条。即使在检测装置13或17之一失效的情况下，检测装置13 和16的该冗余允许短路情况下的切断器的正确工作。替选地，可设置使得当流过第一支路的电流超过表示由短路造成的压敏电阻器 15失效的门限值时，检测装置13仅引起触头14的断开，而当流过第二支路的电流超过表示 由短路造成的压敏电阻器15失效的门限值时，检测装置17仅引起触头16的断开。
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利用该第二实施例，有可能实现在两个支路之间的雷电流和短路电流的均衡分 配，即，对于每个支路分配50%。为此，触头14和15相同并且检测装置13和17相同就足够。还可利用断路器非常简单地应用该第二实施例，其中，断路器由以点线形式的矩 形符号化并且被标记为12a。断路器12a是具有两个保护极的双极断路器。它可以是传统 商业可用的断路器。检测装置13形成断路器12a的第一保护极的触发器，触头14是该第 一保护极的断开构件。检测装置17形成断路器12a的第二保护极的触发器，触头16是该 第二保护极的断开构件。检测装置13和17每个也可以是磁触发器或磁热触发器。为了实 现到断路器12a的内部和外部连接，断路器12a可具有与断路器12相同的连接装置121、 122以及161、162。关于第一实施例的断路器12的外壳和外壳18的耦合的描述同样适用 于该第二实施例中断路器12a的外壳和外壳18的耦合。替选地，可利用两个单极断路器(没有示出)应用该第二实施例。检测装置13则 形成第一断路器的触发器，触头14是该第一保护极的断开构件。检测装置17形成第二断 路器的触发器，触头16是该第二断路器的断开构件。每个断路器可具有它自身的外壳，第 一个断路器具有连接装置121和122，并且第二个断路器具有连接装置161、162。两个断路 器的外壳和外壳18优选地机械耦合在一起，以便形成紧凑块。还可以以针对第一实施例描 述的方式实现两个断路器的不同连接装置121、122、161、162与外壳18的连接装置181和 182之间的电耦合。两个断路器的触发在如下情况下可以是独立的取决于两个支路的各 自阻抗和各自触发门限值，断路器的一个能够早于另一个而触发，特别地，如果两个断路器 具有不同特征。但是优选地是，两个断路器的触发链接，使得首先触发的断路器同时引起另 一个的触发。即使触发器之一将故障，这也允许短路情况下的切断器的正确工作。通过如 下任何合适方式来获得两个断路器的这种同时触发诸如通过将用于接通断路器的手柄机 械地连接在一起，通过使用将解锁第二断路器的机构的机械耦合、或者此外通过使用具有 辅助控制的断路器，其中，其辅助控制已被机械连接在一起。作为示例，利用参考ABB S201MC63NA出售的双极断路器，该第二实施例可被应用 于如下保护设备其被设置用于50Hz下的额定电压230VAC。双极断路器具有63A的量规和 C型的工作曲线。通过并联连接根据本发明的断路器的两极，测试表明在根据IEC 61643-1 标准的电流8/20波下的测试期间的断路器的电阻(即，没有引起它的触头断开的情况下) (大于 50kA)。图5示出了根据第三实施例的用于保护设施免受瞬态电压浪涌的设备lib。该第 三实施例基于结合图3描述的第一实施例。因此，除在下文中讨论的差异之外，对于第一实 施例进行的描述还可适用于该第三实施例。不同于第一实施例，第二支路此外还具有与触头16串联布置的元件19，该元件具 有特定阻抗。在如下情况下该第三实施例是有利的当触头16与第一支路的阻抗相比具有 太低的阻抗时，其结果将是流过第一支路的短路电流小部分太弱以至于不能由检测装置13 有效地检测到。通过增加元件19，那么有可能改变电流的分配，以便提高流过包括检测装置 13的第一支路的电流的分享。在当第一支路的整体阻抗具有电感分量(例如，因为包括线圈的检测装置13)时 的情况下，有利的是元件19是纯电阻，这是因为如已经在第一实施例的范围内说明的那
16样，与短路电流相比，这提高了在雷电流的情况下流过第二支路的电流比例。除元件19连接到断路器12的连接装置121和161之外，可以以用于第一实施例 的相同方式借助于断路器应用该第三实施例。元件19可通过断路器12的外壳之外的任何 合适装置连接到连接装置121和161。特别地，元件19可被安置在外壳18中，其还安置压 敏电阻器15和可能的热切断器。在这种情况下，外壳18优选地设置有诸如螺纹端子的另 外连接装置(没有示出)，其中元件19连接到该连接装置，并且该连接装置通过诸如电缆条 或线的任何合适装置连接到断路器12的连接装置121和161。元件19的阻抗很低。它一般在50Hz处包括在10毫欧与100毫欧之间。为此，这 可通过利用比铜更有阻力的材料(例如不锈钢)将端子121和161连接在一起和/或通过 相对于所需的长度增加该连接的长度以便增加电阻来实现。如果选择为其提供电感成分， 那么该连接可被实现为环。图6示出了根据第四实施例的用于保护设施免受瞬态电压浪涌的设备11c。该第 四实施例基于结合图3描述的第一实施例。因此，除在下文中讨论的差异之外，对于第一实 施例进行的描述还可适用于该第四实施例。不同于第一实施例，短路情况下的切断器仅仅包括单个电触头，即触头14。触头 14与压敏电阻器15串联布置。触头14其自身用于在由短路造成的压敏电阻器15失效的 情况下，从保护设备Ilc的第一连接装置111切断压敏电阻器15的第一极151。此外，压敏 电阻器的第一极151借助于相互并联连接的两个支路电连接到保护设备Ilc的第一连接装 置111。不同于第一实施例，第一支路不再包含触头14，而仅包含检测装置13。至于第二 支路，它仅包括具有阻抗的元件19。换句话说，元件19与检测装置13相互并联连接。为 了获得通过两个支路的雷电流和短路电流的期望分配，考虑检测装置的阻抗来选择元件19 的阻抗。针对第三实施例的关于元件19的阻抗的选择说明的考虑类似地应用于第四实施 例。如在第一实施例中那样，检测装置13具有如下功能检测与由短路造成的压敏电 阻器15的失效对应的、流过该第一支路的电流的过强度。在保护设备Ilc的正常工作条件 下，触头14闭合。当流过第一支路的电流超过表示由短路造成的压敏电阻器15失效的门 限值时，检测装置13引起触头14的断开，其具有从保护设备Ilc的第一连接装置111切断 压敏电阻器15的第一极151的效果。在当保护设备Ilc包括热切断器时的情况下，热切断器可被设置用于通过引起触 头14的断开来确保压敏电阻器15的切断。还可利用没有在图6中符号化的断路器来应用该第四实施例。这则是单极断路 器。在这种情况下，检测装置13形成断路器的触发器，并且触头14是断路器的断开构件。 通常，这可以是磁触发器或磁热触发器。断路器被适配成允许元件19与检测装置13与触 头14之间的电连接相连接，其由图6中的点131符号化。实际上，元件19可被安置在断路 器的外壳的内部。在这种情况下，可在断路器的外壳的内部完全实现元件19与检测装置13 之间用于将它们相互并联安装的连接。替选地，元件19可在断路器的外壳的外部。在这种 情况下，元件19可被安置在外壳(在第一实施例的图3中被标记为18)中，其安置压敏电 阻器15和可能的热切断器。那么，后一外壳包括元件19连接到的诸如螺纹端子的两个另 外连接装置，而断路器除了它的连接装置121、122之外还包括与点131对应的另外连接装置(诸如螺纹端子)，这些另外的连接装置通过诸如电缆条或线的任何合适装置连接在一 起。图7示出了根据第五实施例的用于保护设施免受瞬态电压浪涌的设备lid。保护 设备Ild包括第一连接装置111和第二连接装置112，借助于这两个连接装置，保护设备 Ild在示出的示例中连接到为要保护的电气设施供应功率的电网的相Ph和中性点N。这些 第一和第二连接装置111、112可以是任何合适类型，诸如安装在包含保护设备Ild的不同 部件的外壳上的螺纹端子。保护设备Ild包括压敏电阻器15，其第一极151连接到保护设备Ild的第一连接 装置111，并且其第二极152连接到保护设备Ild的第二连接装置112。更具体地，压敏电 阻器15的第一极151借助于相互并联连接的两个支路连接到保护设备11的第一连接装置 111。在该第五实施例中，如上所述的电流敏感装置被设置用于两个支路的每个，并且以相 应保险丝25、26的形式。由这两个相互并联连接的保险丝定义短路情况下的切断器。优选 地，这些是每个能够由雷电流穿过的保险丝(换句话说，当由这样的雷电流单独穿过它们 时，它们不熔化)，因此可以以如结合图2所描述的现有技术的方式使用每个该保险丝。在 两个保险丝25和26之间分配穿过压敏电阻器15的电流。电流在两个保险丝之间的分配 比例取决于两个保险丝25和26的各自阻抗。如果两个保险丝25、26相同，那么流过压敏 电阻器15的电流的一半穿过每个保险丝25、26。整个保护设备Ild可被安置在同一外壳 内。在描述中前面提到的、与保险丝的选择和与通过相互并联连接的支路的雷电流的分配 相关的考虑当然适用于该实施例。在保护设备Ild的正常工作条件下，保险丝25、26完好，因此压敏电阻器15连接 到电网。在压敏电阻器15的短路造成失效的情况下，在保险丝25与26之间分配压敏电阻 器15的短路电流。校准保险丝25和26，以便在由短路造成的压敏电阻器15失效的情况 下，它们都熔化。在这种情况下，压敏电阻器15的第一极151从保护设备Ild的第一连接 装置111切断。为此，两个保险丝可各自具有电流门限值，超过该电流门限值它们就融化， 并且该电流门限值是由短路造成的压敏电阻器15失效的指示。替选地，可设置使得保险丝 25和26中的一个在另一个之前熔化。例如，校准首先熔化的保险丝，以使得当流过它的电 流(其是流过压敏电阻器15的总电流的给定小部分)超过指示由短路造成的压敏电阻器 15失效的第一门限值时，它熔化。在该时刻，压敏电阻器15的短路电流完全流过另一个保 险丝。因此，当通过第二保险丝的电流超过第二门限值(其可大于第一门限值，而小于短路 电流)时，第二保险丝熔化就足够。在例如与雷电影响相关的瞬态电压浪涌的情况下，压敏电阻器15变得导电，并且 瞬态电流流过它，特别地，在保险丝25、26之间分配雷电流。每个保险丝对高达特定水平的 瞬态过强度具有不敏感性。另外，与如图2的现有技术中的总雷电流穿过这样保险丝的情 况相比，保护设备Ild可引起更显著的瞬态过强度的流动。在当设置了热切断器时的情况下，如结合图2所描述的那样，可以以已知的方式， 显著地利用触头3和用于检测热击穿的装置(由虚线4符号化)来进行。当然，本发明不限于所描述和示出的示例和实施例，而是对于本领域的技术人员 可达到的许多替选来说，它是开放的。
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因此，在前面描述的不同实施例中，压敏电阻器15的第一极151借助于相互并联 连接的两个支路连接到连接装置111，其中，在所述两个支路之间分配穿过压敏电阻器15 的电流。替选地，可进行如下规定使压敏电阻器15的第一极151借助于相互并联连接的 不止两个支路连接到连接装置111，其中，在所述不止两个支路之间分配穿过压敏电阻器 15的电流。例如，关于第一实施例(比较图3)，另外的支路可(每个)包括单个触头或此 外一个触头和与装置13类似的检测装置。关于第二实施例(比较图4)，另外的支路可(每 个)包括一个触头和与装置13及17类似的检测装置。关于第三实施例(比较图5)，另外 的支路可(每个)包括触头或与元件19类似的具有阻抗的元件。关于第四实施例(比较 图6)，另外的支路可(每个)包括与保险丝25和26类似的保险丝。当然，在通过充分考虑 通过不同支路的得到的电流分配的情况下，定义检测装置或保险丝的检测或熔化门限值。可另外设计相互并联连接的支路，以便混合不同的实施例。特别地，一个或若干支 路可包括保险丝，而一个或若干支路均可包括电触头。检测装置被设置用于后者支路中的 至少一个，这些检测装置被设计用于检测与由短路造成的压敏电阻器失效对应的、流过所 述支路之一的电流的过强度。在过强度的情况下，压敏电阻器的一个极由于以下事实而从 相应连接装置切断保险丝熔化，并且检测装置断开电触头。电触头和检测装置可以利用一 个或若干传统断路器以及可能利用一个或若干可选开关来实现，该可选开关与如针对图3 至5的实施例描述的断路器机械耦合。可以通过保险丝和断路器以及可选开关的适当选择 来获得通过不同支路的期望的电流分配。具有某一阻抗的另外元件也可被添加到一个或若 干支路中，从而与如关于图5中的元件19描述的那样类似地改变通过它们的电流分配。甚 至可进行如下规定使支路设置有保险丝，并且一个或若干其它支路设置有例如通过单极 或多极开关设置的触头，借助于如在EP-A-1607995中描述的合适机械装置通过熔化保险 丝来引起其断开。还可进行如下规定在压敏电阻器15的短路造成失效的情况下，从保护设备的连 接装置111、112切断压敏电阻器15的两极151、152而非切断单个极。为此，例如在压敏电 阻器15的第二极152与保护设备的第二连接装置112之间串联插入触头就足够了，其中， 利用触头14和/或触头16同时控制该触头。可例如由断路器12或12a的另外极设置该 触头。当保护设备被安置在单个外壳中时，单个外壳被有利地设置成能够被安装在电控 柜的标准化轨道内。当保护设备被制作为紧凑块、安置各个部件的若干外壳(诸如外壳18 和断路器12或12a的外壳、或此外与断路器的外壳相关联的可能开关的外壳及外壳18)的 机械组件时，也同样如此。另外，虽然结合单相电网描述了保护设备，但是例如通过增加保护设备(每个连 接在相应相与中性点之间、或在两个相应相之间)的数目，它也可适合于三相或多相网络。
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权利要求
一种用于保护电气设施免受瞬态电压浪涌的保护设备(11)，其包括 两个连接装置(111，112)，其用于将所述保护设备连接到所述电气设施； 至少一个压敏电阻器(15)，其具有两个极(151，152)，每个极连接到所述两个连接装置(111，112)的相应一个； 切断器(12；12a；25，26)，其用于在由短路造成的所述压敏电阻器失效的情况下，引起从相应连接装置切断所述压敏电阻器的所述两个极的至少一个；其中 所述压敏电阻器的所述两个极之一(151)借助于相互并联连接的至少两个支路连接到相应连接装置(111)，使得在这些支路之间分配流过所述压敏电阻器的电流；并且 对于这些支路的至少一个，所述切断器包括对流过该支路的电流敏感的装置(13，17；25，26)，用于仅考虑流过该支路的电流而引起所述切断，这些装置在与短路造成的所述压敏电阻器失效对应的、流过该支路的电流过强度的情况下引起切断，这些装置对高达特定水平的、流过所述支路的电流的瞬态过强度具有不敏感性。
2.根据权利要求1所述的设备，其中-所述切断器包括至少一个电触头(14，16)，所述压敏电阻器(15)的所述两个极之一 借助于所述至少一个电触头连接到相应连接装置(111 ；112)，所述至少一个电触头能够从 闭合位置切换到断开位置，用于从所述相应连接装置(111 ；112)切断所述极，所述至少一 个电触头(14，16)能够在由短路造成的所述压敏电阻器(15)失效的情况下，断开流过所述 至少一个压敏电阻器(15)的电流，并且-对于这些支路的所述至少一个，对流过该支路的电流敏感的装置是装置(13，17)，其 用于检测与由短路造成的所述压敏电阻器的失效对应的、流过所述支路的电流的过强度， 所述检测装置被设置用于在过强度检测的情况下，将所述至少一个电触头(14，16)切换到 断开位置，所述检测装置(13)对瞬态过强度具有所述不敏感性，用于仅在流过该支路的电 流的瞬态过强度超过所述特定水平的情况下，才将所述至少一个电触头(14，16)切换到断 开位置。
3.根据权利要求2所述的设备，其中，这样的电触头(14，16)被布置在所述至少两个支 路的每个中，所述检测装置(13)被设置用于在这些支路的所述至少一个中检测到电流的 过强度的情况下，将所述电触头(14，16)切换到断开位置，用于从相应连接装置(111 ；112) 切断所述极。
4.根据权利要求3所述的设备，其包括用于针对所述至少两个支路的每个检测电流的 过强度的这样的装置(13，17)，所述至少两个支路的每个的所述检测装置(13，17)被设置 用于在所述支路中检测到电流的过强度的情况下，将布置在所述支路中的所述电触头(14， 16)切换到断开位置。
5.根据权利要求3所述的设备，其中，所述切断器包括用于仅针对所述至少两个支路 之一检测电流的过强度的这样的装置(13)，所述检测装置(13)被设置用于在所述支路中 检测到电流的过强度的情况下，将所述电触头(14，16)切换到断开位置，用于从相应连接 装置(111 ；112)切断所述极。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述至少两个支路的至少一个仅包括布置于该 支路中的所述电触头(16)。
7.根据权利要求5所述的设备，其中，所述至少两个支路的至少一个没有用于检测电 流的过强度的任何装置(13)，并且包括与布置在该支路中的电触头(16)串联布置的元件 (19)，所述元件具有阻抗。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述阻抗被选择成使得包括该元件(19)的所述 支路总体具有以下电感值其低于包括用于检测电流的过强度的所述装置(13)的所述支 路的电感值。
9.根据权利要求2所述的设备，其中，这样的电触头(14)与所述压敏电阻器(15)串联 布置，用于通过从闭合位置切换到断开位置来从相应连接装置(111 ；112)切断所述极，所 述设备包括用于仅针对所述支路之一检测电流的过强度的装置(13)，所述检测装置(13) 被设置用于在检测到过强度的情况下将所述电触头切换到断开位置。
10.根据权利要求1所述的设备，其中所述切断器包括对于所述至少两个支路的至少一个，对流过该支路的电流敏感的这样的装置，其是保 险丝，所述保险丝在熔化时断开通过该支路的电流；对于所述至少两个支路的至少另一个，布置在所述支路中的电触头，所述电触头能够 从闭合位置切换到断开位置，以断开通过该支路的电流，以及对于所述至少两个支路中的至少一个，用于检测与由短路造成的所述压敏电阻器的失 效对应的、流过所述至少两个支路之一的电流的过强度的装置，所述检测装置被设置用于 在过强度检测的情况下将所述电触头切换到断开位置，所述检测装置对高达特定水平的、 流过所述一个支路的电流的瞬态过强度具有不敏感性，从而仅在流过所述一个支路的电流 的瞬态过强度超过所述特定水平的情况下，才将所述触头切换到断开位置，所述检测装置 不同于所述保险丝或者由所述保险丝组成。
11.根据权利要求10所述的设备，其中所述切断器被设计用于确保被建模为8/20波或 10/350波的雷电流的分配，以使得与以下对应的电流部分穿过所述至少两个支路的每个Imax/n+/~0. 75Imax/n 或Iimp/n+/_0. 75Iimp/n 其中-Imax 所述设备预期的、根据IEC 61643-1标准的作为8/20波的最大放电电流； -Iimp 所述设备预期的、根据IEC 61643-1标准的作为10/350波的脉冲电流；以及 -η:相互并联连接的并且每个均包含这样的保险丝或电触头的所述至少两个支路的数目。
12.根据权利要求1到9中的任一权利要求所述的设备，其包括第二切断器，其用于在 所述压敏电阻器(15)的热击穿的情况下，从相应连接装置(111 ；112)切断所述压敏电阻器 (15)的极之一。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述第二切断器被设置用于在所述压敏电阻 器(15)的热击穿的情况下，通过将所述至少一个电触头(14，16)切换到断开位置，从相应 连接装置(111 ；112)切断所述压敏电阻器(15)的极之一。
14.根据权利要求2到11中的任一权利要求所述的设备，其中，所述切断器包括至少一 个断路器(12;12a)和可选的至少一个开关，所述至少一个开关与所述断路器机械耦合，使得所述断路器的触发引起所述至少一个开关的断开，并且其中-对于包括这样的过强度检测装置(13)的所述至少两个支路的每个，用于检测电流的 过强度的所述装置形成所述断路器的极的断开构件的触发器；并且 -所述至少一个电触头 形成所述断路器的极的断开构件； 或是所述至少一个开关的对应极的部分。
15.根据权利要求14所述的设备，其包括安置所述至少一个压敏电阻器的第一外壳，其中-所述至少一个断路器具有其自身的第二外壳， -所述可选的至少一个开关具有其自身的第三外壳，所述外壳机械耦合在一起，所述外壳每个具有电互连装置，其用于在其之间电连接所 述至少一个压敏电阻器、所述至少一个断路器以及所述可选的至少一个开关。
16.根据权利要求3到8中的任一权利要求所述的设备，其中，所述切断器包括至少一 个断路器(12 ； 12a)和可选的至少一个开关，所述至少一个开关与所述断路器机械耦合，使 得所述断路器的触发引起所述至少一个开关的断开，并且其中-对于包括这样的过强度检测装置(13)的所述至少两个支路的每个，用于检测电流的 过强度的所述装置形成所述断路器的极的断开构件的触发器；并且 -所述至少一个电触头 形成所述断路器的极的断开构件； 或是所述至少一个开关的对应极的部分。-对于包括这样的过强度检测装置(13;17)的所述至少两个支路的每个，所述断路器 具有由触发器和断开构件保护的相应极，由所述过强度检测装置(13;17)形成所述触发 器，并且由布置在该支路中的所述电触头(14;16)形成所述断开构件；并且-对于没有任何过强度检测装置(13;17)的所述至少两个支路的每个，该支路的所述 电触头(16) 形成所述断路器的相应极的所述断开构件； 或是所述至少一个开关的对应极的部分。
17.根据权利要求16所述的设备，其包括安置所述至少一个压敏电阻器的第一外壳，其中-所述至少一个断路器具有其自身的第二外壳， -所述可选的至少一个开关具有其自身的第三外壳，所述外壳机械耦合在一起，所述外壳每个具有电互连装置，其用于在其之间电连接所 述至少一个压敏电阻器、所述至少一个断路器以及所述可选的至少一个开关。
18.根据权利要求1所述的设备，其中，所述切断器包括对于这些支路的至少两个的这 样敏感装置，所述敏感装置是布置在所述至少两个支路的每个中的相应保险丝(25 ；26)， 所述保险丝的熔化在由短路造成的所述压敏电阻器失效的情况下，引起从相应连接装置切 断所述压敏电阻器(15)的所述两个极的至少一个。
19.根据权利要求18所述的设备，其中所述保险丝的每个能够由雷电流穿过。
20.根据权利要求18所述的设备，其中，所述保险丝是相同的。
21.根据权利要求19或20所述的设备，其中，用于将所述压敏电阻器的该极连接到相 应连接装置的、相互并联连接的支路的数目是两个。
22.根据权利要求18或19所述的设备，其中，所述保险丝被选择成使得确保被建模为 8/20波或10/350波的雷电流的分配，以使得与以下对应的电流部分穿过每个保险丝Imax/n+/~0. 75Imax/n 或Iimp/n+/_0. 75Iimp/n 其中Imax 所述设备预期的、根据IEC 61643-1标准的作为8/20波的最大放电电流； Iimp 所述设备预期的、根据IEC 61643-1标准的作为10/350波的脉冲电流；以及 η 相互并联连接并且包含这样保险丝的支路的数目。
全文摘要
本发明公开了一种用于保护电气设施(Ph，N)免受瞬态电压浪涌的保护设备(11)，包括至少一个压敏电阻器(15)和用于在压敏电阻器(15)短路时切断它的一个切断器(12)。压敏电阻器(15)的极(151)借助于相互并联连接并在其之间分配电流的至少两个支路连接到电气设施。切断器包括用于这些支路的至少一个的、对流过该支路的电流敏感的装置(13)，以便在由短路造成的压敏电阻器失效的情况下引起所述切断。这些可以是一个或多个断路器或保险丝。这些装置对高达特定水平的、流过所述支路的电流的瞬态过强度具有不敏感性。作用于一个支路并因此作用于流过压敏电阻器的电流部分的事实确保切断器对瞬态电流的更强不敏感性。
文档编号H02H9/02GK101964519SQ201010235490
公开日2011年2月2日 申请日期2010年7月21日 优先权日2009年7月21日
发明者斯特凡·布雷斯孔, 让-伯纳德·迪库尔诺 申请人:Abb法国公司