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通道、第一电极和第二电极，其中，所述电极分别布置在电弧燃烧通道的端侧处，并且其中，在第一电极和第二电极之间构造火花间隙，使得在火花间隙点火时在两个电极之间产生电弧，并且，该电压防护放电器具有用于激发火花间隙的点火的第一点火辅助装置。

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。在出现高于相应额定电压的公差极限的过电压时，必须在尽可能短的时间内利用电位补偿使所涉及的器具和线路短路。

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，则在过电压防护放电器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。

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，长期以来就已经使用了不同类型的点火辅助装置，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。

谈及类型的过电压防护放电器例如从de10338835a1中已知。过电压防护放电器具有两个彼此对置的电极和一个点火辅助装置，该点火辅助装置由点火元件和点火电极组成。点火元件和点火电极布置在两个电极中的一个的附近。在出现过电压时，首先初始电弧形成在点火电极和位于附近的电极之间，通过所述初始电弧来电离在电弧燃烧室中的空气。在充分电离时，在两个电极之间的火花间隙点火并且电弧形成。

点火辅助装置通常是点火回路的组成部分，在所述组成部分中也包括电压开关的构件。在已知的过电压防护放电器中不利的是，直到火花间隙点火时持续一段时间。尽管点火时间在几微妙的范围内，然而点火回路的组件必须承受冲击电流直到火花间隙点火。

技术实现要素：

因此，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具有缩短的响应时间。

根据本发明，该任务利用权利要求1的特征得到解决，即通过：过电压防护放电器具有用于激发火花间隙的点火的第二点火辅助装置。第一点火辅助装置布置在电弧燃烧通道的第一端侧处，并且，第二点火辅助装置布置在电弧燃烧通道的第二端侧处。因而，在电弧燃烧通道的每个端侧处均布置有电极和点火辅助装置。

由于过电压防护放电器具有两个点火辅助装置，则火花间隙的点火在电弧燃烧通道的两个位置处被激发，或者说，在电弧燃烧通道的两个位置处产生点火等离子体，所述点火等离子体在电弧燃烧通道中扩散。由于点火辅助装置此外布置在电弧燃烧通道的端侧处，所以通过冲击电离产生的点火等离子体从两个端侧出发传播到电弧燃烧通道中。如果两个点火等离子体相遇，则产生电弧，通过所述电弧导出要导出的冲击电流。根据本发明，通过以下方式实现更快地火花间隙点火和通过电弧来导出冲击电流：在电弧燃烧通道的端侧处产生两个点火等离子体，所述点火等离子体朝向彼此运动地扩散并且相遇。

假设两个点火等离子体同时产生并且以相同的速度扩散，则根据本发明的过电压防护放电器仅需要例如只具有一个点火辅助装置的结构相同的过电压防护放电器的一半时间来响应。

点火辅助装置根据从现有技术中已知的方式和方法来实现。例如，点火辅助装置能够通过阻抗式点火元件（如从de102014102065b4中已知的）来实现。因而，阻抗式点火元件能够具有例如绝缘层，该绝缘层具有至少两个布置在绝缘层中的、导电的、低载流能力的区域。至少两个导电的、低载流能力的区域分别在绝缘层的上侧和下侧之间延伸，使得在绝缘层的上侧和下侧之间存在至少两个导电的连接。如果放电电流流经绝缘层的导电的、低载流能力的区域中的至少一个，则出现导电的连接的“烧毁”。点火元件必须如此布置在电弧燃烧室中，使得通过烧毁出现在电弧燃烧室中的空气的电离或者存在于电弧燃烧室中的气体的电离。

同样，点火辅助装置能够具有点火元件（尤其是阻抗式点火元件）和点火电极，如从开头提到的de10338835a1中已知的。由于根据本发明具有点火元件和点火电极的点火辅助装置以及电极都布置在电弧燃烧室的端侧处，所以在出现过电压时在点火电极和电极之间形成初始电弧，从而出现在电弧燃烧室中的空气的电离或者存在于电弧燃烧室中的气体的电离。等离子体在此从一个端侧朝向另一个端侧的方向扩散。

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（即阻抗式点火元件或者点火元件和点火电极）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。

在根据本发明的过电压防护放电器的一个构型中，两个点火辅助装置中的每个都具有各自的点火回路。然而，根据本发明的过电压防护放电器的一个构型是特别有利的，其中，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。由此能够确保，两个点火辅助装置同时点火。由此又实现了，在两个点火辅助装置处同时产生点火等离子体，所述点火等离子体分别扩散到电弧燃烧通道中。

先前实施了，点火辅助装置布置在电弧燃烧通道的端侧处。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，电极据此分别具有中心凹槽，点火辅助装置布置在所述中心凹槽中。同样，包括以下布置：在所述布置中，点火辅助装置没有直接布置在中心，而是基本上在中心地布置在电极中。即意味着，电极围绕点火辅助装置。

在一个替代的变型方案中，点火辅助装置包围电极。点火辅助装置在此能够完全包围或者部分包围电极，即例如半环形地围绕电极布置。

在根据本发明的过电压防护放电器的不同构型中，电弧燃烧通道在过电压防护放电器的壳体中的构型被不同地实施。在根据本发明的第一构型中，电弧燃烧通道笔直地构造。第一电极和所述第二电极彼此对置，第一点火辅助装置和第二点火辅助装置也彼此对置。特别优选地，两个电极沿着公共的电极轴线放置，其中，点火辅助装置与电极轴线平行地布置。

在根据本发明的过电压防护放电器的另一个构型中，电弧燃烧通道成角度地构造。直角的电弧燃烧通道的构造是尤其有利的。由于电弧燃烧通道的形状，电极与前述构型不同地没有沿着公共的电极轴线放置、即不直接对置。相应地，点火辅助装置也不直接对置。

在另一个替代的构型中，电弧燃烧通道u形地构造。电极然后布置在电弧燃烧通道的u形端部处。电弧燃烧通道的端侧因而相应于u形的电弧燃烧通道在u形端部处的起始侧和终止侧。由于电极布置在u形端部处，电极的端面的面法线彼此平行。电极的端面是邻接电弧燃烧通道的面。点火辅助装置也布置在u形端部处。就该构型而言，在点火辅助装置处产生的点火等离子体在产生之后首先朝向相同的空间方向扩散。当谈及“u形”时，它不强制地表示圆形的电弧燃烧通道。反之，u形的电弧燃烧通道也能够通过以下方式实现：将平行于两个对置的侧壁的分隔壁引入到矩形或者正方形构型的空间中，其中，分隔壁的长度比侧壁的长度短，并且其中，分隔壁邻接第三壁。

在根据本发明的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。

通过该优选的构型，点火等离子体前沿不再反冲地相遇，由此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，流出开口以相对于第一点火辅助装置和相对于第二点火辅助装置相同的距离布置在点火辅助装置之间。由此能够实现，以相同的方式来影响两个点火等离子体的扩散。尤其地，两个点火等离子体在流出开口的区域中相遇。

在另一个有利的构型中，电弧燃烧通道至少部分地由电绝缘材料围绕。在此，在一个构型中，壳体本身能够至少部分地由电绝缘材料制成。在一个替代的构型中，电弧燃烧通道能够涂覆以电绝缘层。优选地，整个电弧燃烧通道以电绝缘材料设置内衬。当点火辅助装置由点火元件和点火电极实现时，通过电绝缘材料例如能够阻止，形成的初始电弧的基点沿着电弧燃烧通道蔓延。

在另一个构型中，电弧燃烧通道至少部分地由放气材料围绕。在这里，也能够实现由放气材料制成的壳体，或者，电弧燃烧通道也能够涂覆以放气材料。在加热放气材料时，它释放气体。由此，能够以特别优雅的方式和方法使火花间隙的点火加速。特别优选地，放气材料布置在电极的区域中，即，电弧燃烧通道在电极的区域中以放气材料设置内衬。

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第一构型，

图2过电压防护放电器的第二构型，

图3过电压防护放电器的第三构型，

图4电极和点火辅助装置的第一布置，

图5电极和点火辅助装置的第二布置，以及

图6电极和点火辅助装置的第三布置。

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，在所述壳体中构造电弧燃烧通道3。此外，过电压防护放电器1具有第一电极4和第二电极5。两个电极4、5构造在电弧燃烧通道3的端侧6、7处。在两个电极4、5之间构造火花间隙8，使得在火花间隙8点火时在电极4、5之间产生电弧。

为了激发火花间隙8的点火，过电压防护放电器1具有第一点火辅助装置9和第二点火辅助装置10。两个点火辅助装置9、10分别具有阻抗式点火元件11和点火电极12。第一点火辅助装置9在电弧燃烧通道3的第一端侧6处布置在第一电极4旁边。第二点火辅助装置10在电弧燃烧通道3的第二端侧7处布置在第二电极5旁边。在两个点火辅助装置9、10中的每个处产生点火等离子体，所述点火等离子体从电弧燃烧通道3的相应端侧6、7扩散开。两个点火等离子体的扩散方向由图1中的箭头示出。两个点火等离子体在电弧燃烧通道3中相遇，使得整个电弧燃烧通道3充分填充以电离的气体并且能够在电极4、5之间产生电弧。通过电弧导出冲击电流。由于在电弧燃烧通道3的每个端侧6、7处产生点火等离子体，所述点火等离子体扩散到电弧燃烧通道3中，能够显著减少至形成电弧的时间并且从而显著减少至导出冲击电流的时间。

就来自图1的过电压防护放电器1而言，第一点火辅助装置9和第二点火辅助装置10具有公共的点火回路13并且串联地电连接。由此能够确保，两个点火辅助装置9、10同时响应并且在电弧燃烧通道3的两个端侧6、7处同时产生点火等离子体。除了点火辅助装置9、10，点火回路13还包括电压开关的组件，即当前为充气的过电压防护放电器14。在出现过电压时，首先充气的过电压防护放电器14接通，使得点火辅助装置9、10然后响应。

就在图1中所示出的实施方式而言，电弧燃烧通道3笔直地构造，使得第一电极4和第二电极5以及第一点火辅助装置9和第二点火辅助装置10直接彼此对置。此外，电弧燃烧通道3具有流出开口15，所述流出开口以相对于两个点火辅助装置9、10相同的距离构造在壳体2中的两个点火辅助装置9、10之间。在点火等离子体扩散期间，冷的气体能够通过流出开口15从电弧燃烧通道3中逸出，从而能够调节点火等离子体的扩散。流出开口15也导致，点火等离子体前沿不再如在没有流出开口15的电弧燃烧通道3中那样反冲地相遇。由此能够进一步减少至形成电弧的时间。在导出冲击电流之后，流出开口15还实现了电离的气体的流出，从而能够更好地熄灭出现的电源续流。

图2示出过电压防护放电器1的第二构型。在这里示出的过电压防护放电器1与在图1中示出的过电压防护放电器1的区别在于，电弧燃烧通道3直角地构造。电极4、5以及点火辅助装置9、10再次布置在电弧燃烧通道3的端侧6、7处。通过电弧燃烧通道3的这种形式以及所示出的、流出开口15的布置，冷的气体在点火等离子体扩散时的导出和热的气体在形成电弧之后的导出被简化。在图2中未示出点火回路13。

图3示出过电压防护放电器1的第三构型。在图3中示出的过电压防护放电器1具有u形的电弧燃烧通道3。u形当前通过以下方式实现：将分隔壁16引入到本身直角构造的空间中，所述分隔壁与两个对置的侧壁17平行地布置并且与第三侧壁19相遇。分隔壁16比两个侧壁17短，从而产生电弧燃烧通道3的u形。电弧燃烧通道3的两个端侧6、7在所示出的构型中在u形端部18处并排布置在一个平面中，并且，构造在第三侧壁19处。在电极4、5的端面上的面法线24彼此平行。流出开口15构造在壳体2的第四侧壁20中并且与分隔壁16对置。通过所示出的构型能够在极其紧凑的空间中实现火花间隙8。此外，在所示出的构型中进一步简化电弧熄灭，因为电离的气体直接朝向流出开口15的方向扩散。

在图3中示出当前构型的点火回路13。不同于图1的点火回路13，在这里示出的点火回路13除了充气的过电压防护放电器14还具有压敏电阻21，其中，充气的过电压防护放电器14和压敏电阻21串联地电连接。

就根据图2的构型而言，电弧燃烧通道3以电绝缘材料22设置内衬，确切地说当前为涂覆。由此能够阻止，在点火电极12和电极4、5之间形成的初始电弧的基点沿着电弧燃烧通道3蔓延，使得通过壳体2不能够在第一电极4和第二电极5之间实现导电的连接。

就根据图3的构型而言，电弧燃烧通道3在电极4、5的区域中以放气材料23设置内衬。在加热放气材料23时，它释放气体。由此，能够以特别优雅的方式和方法使火花间隙8的点火加速。

在图4、图5和图6中示意性地示出第一电极4和第一点火辅助装置9相对于彼此的不同布置。示出了电弧燃烧通道3的第一端侧6的俯视图。

在根据图4的图示中，点火辅助装置9布置在电极4中的凹槽中。电极4完全包围点火辅助装置9。在根据图5的图示中，点火辅助装置9和电极4并排布置，而在根据图6的图示中，电极4布置在点火辅助装置9的中心，即点火辅助装置9完全包围电极4。

附图标记

1过电压防护放电器

2壳体

3电弧燃烧通道

4第一电极

5第二电极

6第一端侧

7第二端侧

8火花间隙

9第一点火辅助装置

10第二点火辅助装置

11阻抗式点火元件

12点火电极

13点火回路

14充气的过电压防护放电器

15流出开口

16分隔壁

17侧壁

18u形端部

19侧壁

20侧壁

21压敏电阻

22电绝缘涂层

23放气材料

24电极的端面。