过电压防护放电器的制作方法

本发明涉及一种用于过电压保护器具的过电压防护放电器，该过电压防护放电器具有壳体、构造在壳体中的电弧燃烧室、两个构造在每两个电极之间的火花间隙，其中，在火花间隙中的一个点火时在火花间隙的两个电极之间产生电弧。

背景技术：

从现有技术中已知大量谈及的、具有火花间隙的过电压防护放电器，并且，它们用于保护电路或者说保护器具和线路免于过电压。谈及的过电压防护放电器的必要组成部分是至少一个火花间隙，所述火花间隙在特定过电压（所谓的响应电压）时进行响应。如果火花间隙点火，则在火花间隙的两个电极之间产生电弧，通过所述过电压防护放电器导出冲击电流。由此阻止，在受过电压防护放电器保护的电路中出现过电压，所述过电压大于火花间隙的响应电压。

在火花间隙点火之后，需要尽可能立即熄灭出现的电源续流。为了提高过电压防护放电器的电源续流熄灭能力，从现有技术中已知串联连接两个或者多个火花间隙。因而，施加的电压分成两个或者多个火花间隙。

从de102013225835a1中例如已知一种具有两个串联连接的火花间隙的过电压防护放电器。为此，过电压防护放电器具有四个电极，其中，在两个电极之间分别构造火花间隙。

从现有技术中已知的、具有串联火花间隙的过电压防护放电器的缺点是其复杂的结构，该结构一方面需要许多空间并且另一方面需要许多材料。

技术实现要素：

因而，本发明基于以下任务：提供一种过电压防护放电器，该过电压防护放电器能够比从现有技术中已知的过电压防护放电器更紧凑且成本更有利地制造。

根据本发明，本发明基于的任务通过具有权利要求1的特征的过电压防护放电器得到解决。根据本发明的过电压防护放电器的特征在于，它总共具有三个电极。在第一电极和第二电极之间构造第一火花间隙，并且，在第二电极和第三电极之间构造第二火花间隙。因而，在第一火花间隙点火时，在第一电极和第二电极之间产生第一电弧。在第二火花间隙点火时，在第二电极和第三电极之间产生电弧。不同于现有技术，根据本发明两个火花间隙仅利用三个而非四个电极来实现。因而，第二电极既是第一火花间隙的一部分又是第二火花间隙的一部分。由此，过电压防护放电器能够被制造得更紧凑并且需要更少的构件，即尤其需要具有更少相应的接触部的电极，所述电极必须被安装和接触。

过电压能够在两个激活电位（相线和中性线）之间出现并且从而危害运行器件，所述运行器件在两个激活电位之间。同样，过电压也能够在激活电位和接地电位之间。为了能够导出所有出现的过电压，第一电极优选与相线连接，第二电极与接地电位连接，并且，第三电极与中性线连接。

具有火花间隙的过电压防护放电器尽管具有高冲击电流承载能力的优点，然而也具有相对高并且不是特别恒定的响应电压的缺点。因此，为了火花间隙点火，使用点火辅助装置，借助所述点火辅助装置减小了火花间隙或者说过电压防护放电器的响应电压。借助点火辅助装置来电离在电弧燃烧室中的空气或者位于电弧燃烧室中的气体，使得在充分电离时火花间隙点火并且从而构造电弧。因而，过电压防护放电器的一个优选的构型的特征在于，在两个火花间隙的区域中分别布置有用于激发相应的火花间隙点火的至少一个点火辅助装置。

特别优选是一个构型，其中，两个点火辅助装置分别布置在两个火花间隙的区域中。进一步优选地，第一点火辅助装置配属于第一电极，第二点火辅助装置和第三点火辅助装置配属于第二电极，并且，第四点火辅助装置配属于第三电极。由于过电压防护放电器具有四个点火辅助装置，其中，火花间隙中的每个都具有两个点火辅助装置，所以每个火花间隙的点火在两个位置处被激发，或者说，在每个火花间隙的两个位置处产生点火等离子体，所述点火等离子体扩散到电弧燃烧室中。点火辅助装置有利地布置成与电极相邻并且如此取向，使得点火等离子体的扩散在电弧燃烧室中以限定的方法和方式进行。优选地，每个火花间隙的两个点火辅助装置如此布置，使得两个点火等离子体朝向彼此扩散。如果两个等离子体前沿相遇，则产生电弧，通过所述电弧来导出要导出的冲击电流。由于每个火花间隙产生两个点火等离子体，因此至火花间隙点火的时间减少，使得实现了更快地导出冲击电流。

点火辅助装置以从现有技术中已知的方式和方法来实现。例如，点火辅助装置能够构造为阻抗式点火元件，或者，点火辅助装置能够具有点火元件和点火电极。特别优选地，点火辅助装置是点火回路的一部分，其中，点火回路除了点火辅助装置还具有电压开关元件。电压开关元件例如能够通过压敏电阻或者充气的过电压防护放电器来实现，或者通过压敏电阻和充气的过电压防护放电器的串联连接来实现。

在过电压防护放电器的一个优选的构型中，该过电压防护放电器总共具有四个点火辅助装置（即，每个火花间隙有两个点火辅助装置），第一点火辅助装置和第二点火辅助装置具有公共的点火回路并且串联地电连接。此外，第三点火辅助装置和第四点火辅助装置具有公共的点火回路并且也串联地电连接。由此能够确保，每个火花间隙的两个点火辅助装置同时点火。由此又实现了，两个点火辅助装置同时产生一个点火等离子体，所述点火等离子体分别扩散到电弧燃烧室中。

关于点火辅助装置相对于电极的布置，有多种可能性。在一个优选的变型方案中设置，点火辅助装置分别布置在电极的侧面、即在电极旁边。

在另一个变型方案中，点火辅助装置布置在电极的中心。优选地，电极因而分别具有凹槽，点火辅助装置布置在所述凹槽中。因而电极围绕点火辅助装置。

在另一个变型方案中，点火辅助装置至少部分地包围电极。在此，点火辅助装置能够完全包围或者部分包围电极。

在过电压防护放电器的一个优选的构型中，电极布置在壳体中的一个平面中。在此，一个构型是优选的，其中，三个电极围绕公共的中点布置在假想的圆周线上。由此，以特别优雅的方法和方式实现了更紧凑的过电压防护放电器，该过电压防护放电器需要更少的结构空间。在扩展方案中，三个电极布置在假想的等腰三角形或者假想的等边三角形的角点处。由此实现了具有相同长度的两个火花间隙。

在过电压防护放电器的一个构型中，点火辅助装置被实现在公共的印刷电路板上。由此极大地简化了点火辅助装置到过电压防护放电器中的安装。印刷电路板能够是简单的印刷电路板，印刷电路板然而也尤其能够构造为多层印刷电路板。如果印刷电路板构造为多层印刷电路板，则点火辅助装置能够在印刷电路板的不同层上被实现。

在过电压防护放电器的另一个构型中，点火辅助装置布置在一个平面中。在优选的、点火辅助装置此外被实现在公共的印刷电路板上的构型中，其中，点火辅助装置被实现在印刷电路板的公共侧或者公共层上。

如先前实施地，过电压防护放电器具有壳体，在所述壳体中构造电弧燃烧室。一个构型是特别优选的，其中，壳体具有壳体下部件和能够与壳体下部件连接的壳体上部件。一个构型是完全特别有利的，其中，壳体下部件罐状地构造并且壳体上部件盖状地构造。为了使壳体下部件能够与壳体上部件连接，这两个壳体部件优选具有彼此相对应的螺纹连接部，使得壳体上部件和壳体下部件能够彼此螺纹连接。此外，过电压防护放电器具有至少一个布置在壳体下部件和壳体上部件之间的绝缘部件。电弧燃烧室的壁由至少一个绝缘部件形成。如果过电压防护放电器具有多个绝缘部件，则电弧燃烧室的壁能够由不同的绝缘部件形成。

为了进一步加速点火火花间隙，在过电压防护放电器的一个优选的构型中，电弧燃烧室至少部分地由放气材料围绕。尤其地，一个或者多个多个绝缘部件由放气材料制成或者涂覆以放气材料。在加热放气材料时，它释放气体。特别优选地，放气材料布置在电极的区域中。

在另一个构型中，至少一个绝缘部件如此构造，使得在两个电极之间布置有壁。由此影响点火等离子体的扩散方向并且因而影响产生的电弧。

在一个特别优选的构型中，电极布置在凹槽或者凹部中，所述凹槽或者凹部构造在绝缘部件中的至少一个中。尤其也能够设置，凹槽或者凹部由构造在基板上的壁形成。

通过电极的这种布置能够简化过电压防护放电器的装配。电极能够简单地插入到凹槽/凹部中。如果此外设置了点火辅助装置并且如果它们施加在公共的印刷电路板上，则随后能够将印刷电路板放置到绝缘部件上。

为了进一步简化过电压防护放电器的装配和过电压防护放电器的接触，在另一个构型中设置，电极的电接头和/或点火辅助装置的电接头在一侧上从壳体中引出。因此单侧地实现过电压防护放电器的接触。

在过电压防护放电器的一个特别优选的扩展方案中，电弧燃烧通道具有至少一个流出开口。在点火等离子体在电弧燃烧通道中扩散时，冷的、未电离的气体通过流出开口向外流动，这导致有针对性的点火等离子体扩散。尤其是当每个火花间隙设置两个点火辅助装置时，这种构型是有利的，因为点火等离子体前沿不再反冲地相遇，从而进一步减少了至形成电弧的时间。

不仅由于在形成电弧之前冷的气体能够通过流出开口逸出，而且也尤其由于在形成电弧之后电离的气体能够通过流出开口逸出，得到另一个优点，从而能够以有利的方式在放电操作之后简化电弧的熄灭。由此，在过电压事件之后出现的电源续流能够更好地被熄灭。

以特别有利的方式，流出开口通过流出通道和流出室来实现，其中，流出通道汇入流出室。此外，流出室如此与围绕壳体的外部空间连接，使得在流出室和外部空间之间发生气体交换。

在壳体下部件和壳体上部件彼此螺纹连接的构型中，在流出室和外部空间之间的连接在一个构型中通过螺纹实现，这没有被气密地密封。

在另一个优选的构型中，过电压防护放电器具有两个流出通道，所述流出通道汇入公共的流出室中。特别优选地，第一流出通道在第一火花间隙的区域中开始，并且，第二流出通道在第二火花间隙的区域中开始。

附图说明

详细地，现在存在构型和扩展根据本发明的过电压防护放电器的多种可能性。为此，请参阅从属于权利要求1的权利要求和结合附图对优选实施例的后续描述。在附图中示出：

图1过电压防护放电器的分解图，

图2过电压防护放电器的剖视图，

图3具有打开的壳体的过电压防护放电器的俯视图，以及

图4过电压防护放电器的等效电路图。

具体实施方式

图1示出用于未示出的过电压保护器具的过电压防护放电器1。过电压防护放电器1具有壳体2，所述壳体由多个壳体部件3、4构成。在壳体2中构造电弧燃烧室5。此外，过电压防护放电器1具有三个电极6、7、8。在第一电极6和第二电极7之间构造第一火花间隙9。在第二电极7和第三电极8之间构造第二火花间隙10。总体上，即利用三个电极6、7、8实现了两个火花间隙9、10。由此，实现了具有两个火花间隙9、10的过电压防护放电器1的紧凑结构。在第一火花间隙9点火时，在第一电极6和第二电极7之间产生第一电弧。在第二火花间隙10点火时，在第二电极7和第三电极8之间产生第二电弧。

如在图4中可看出的，过电压防护放电器具有四个点火辅助装置11、12、13、14。第一点火辅助装置11和第二点火辅助装置12布置在第一火花间隙9的区域中，其中，点火辅助装置11、12中的一个分别配属于电极6、7中的一个。第三点火辅助装置13和第四点火辅助装置14布置在第二火花间隙10的区域中并且配属于电极7、8。第二电极7因而配属于两个点火辅助装置11、12，所述第二电极是两个火花间隙9、10的一部分。由于每个火花间隙9、10具有两个点火辅助装置11、12、13、14，并且，由于相应的点火辅助装置11、12、13、14布置在电极6、7、8处并且此外如此取向，使得在点火辅助装置11、12、13、14处产生的点火等离子体定向（即朝向相应火花间隙9、10的另一个电极6、7、8）地扩散，因此实现了显著减少至形成电弧的时间。第一点火辅助装置11和第二点火辅助装置12具有公共的点火回路15。第三点火辅助装置13和第四点火辅助装置14也具有公共的点火回路16。通过公共的点火回路15、16确保了，相应的点火辅助装置11、12、或者说13、14同时点火，使得同时产生点火等离子体，这能够扩散到电弧燃烧室5中。除了点火辅助装置11、12、13、14，点火回路15、16还分别具有串联连接的压敏电阻36和充气的过电压防护放电器37。

第一电极6与相线l连接，第二电极7与接地电位pe连接，并且，第三电极8与中性线n连接。因此，在两个有源导体l、n之间的过电压和在一个有源导体l、n和接地电位pe之间的过电压被导出。

图2示出过电压防护放电器1的剖视图。电极6、7、8布置在一个平面17中。特别有利的是，如果电极6、7、8此外布置在围绕公共的中点19的假想的圆周线18上，如从图3可看出的。电极6、7、8布置在假想的等腰三角形20的角点处。由此，电极6、7、8彼此之间具有相同的距离，从而实现了两个等长的火花间隙9、10。点火辅助装置11、12、13、14也布置在公共的平面21中。由此实现了，点火辅助装置11、12、13、14布置在公共的印刷电路板22上。由此，显著地简化了过电压防护放电器1的装配，尤其是可以进行预装配。

如已经实施地，过电压防护放电器1具有壳体2，所述壳体由多个壳体部件3、4构成。这尤其是从图1中可看出，其中示出了过电压防护放电器1的所有构件。壳体2具有罐状的壳体下部件4和盖状的壳体上部件3，所述壳体下部件和壳体上部件都配备有螺纹部并且能够彼此螺纹连接。此外，壳体2具有多个绝缘部件23、24、25。绝缘部件23和绝缘部件24一起形成电弧燃烧室5，其中，绝缘部件24构造为板，所述板放置到绝缘部件23上。电弧燃烧室5的壁因而基本上由绝缘部件23形成。此外，绝缘部件23具有用于容纳电极6、7、8的凹槽26，所述电极插入到凹槽26中。绝缘部件23插入到壳体下部件4中。另一个板状构造的绝缘部件25用于使电极6、7、8的接头27和点火辅助装置11、12、13、14的接头28与壳体下部件4电绝缘。接头27、28被引导穿过在壳体下部件4和绝缘部件24中的凹槽29、30。电极6、7、8的接头27和点火辅助装置11、12、13、14的接头28都在一侧上从壳体2被导出，使得实现了过电压防护放电器1的单侧的连接。

通过所示出的、过电压防护放电器1的结构形式，能够以优雅的方法和方式实现更紧凑的、具有两个火花间隙9、10的过电压防护放电器1，该过电压防护放电器此外能够简单地被组装。

如从图3的俯视图中可看出的，绝缘部件23具有壁31，所述壁布置在电极6、8之间。通过壁31，一方面点火等离子体的扩散被偏转。另一方面，壁31形成电弧燃烧室5的流出开口32的一部分。在点火等离子体在电弧燃烧通道5中扩散时，冷的、未电离的气体通过流出开口向外流动，这导致有针对性的点火等离子体扩散。在形成电弧之后，电离的气体能够通过流出开口32逸出，从而能够以有利的方式在放电操作之后简化电弧的熄灭。流出开口32由两个流出通道33和一个流出室34形成，其中，流出通道33使电弧燃烧室5与流出室34连接。此外，流出室34经由在壳体上部件3和壳体下部件4之间的螺纹如此与围绕壳体2的外部空间35连接，使得在流出室34和外部空间35之间发生气体交换。

附图标记

1过电压防护放电器

2壳体

3壳体上部件

4壳体下部件

5电弧燃烧室

6电极

7电极

8电极

9火花间隙

10火花间隙

11点火辅助装置

12点火辅助装置

13点火辅助装置

14点火辅助装置

15点火回路

16点火回路

17平面

18圆周线

19圆心

20等腰三角形

21平面

22印刷电路板

23绝缘部件

24绝缘部件

25绝缘部件

26用于电极的凹槽

27用于电极的接头

28用于点火辅助装置的接头

29用于电极的接头的凹槽

30用于点火辅助装置的接头的凹槽

31壁

32流出开口

33流出通道

34流出室

35外部空间

36压敏电阻

37充气的过电压防护放电器