过压保护装置模块的制作方法

本发明涉及过压保护装置，且更具体地涉及包括变阻器的过压保护装置。

背景技术：

1、许多应用在开关操作或电网故障期间生成具有高能量的临时过压。这些多余的能量必须由一装置吸收，而不会在设备或负载上产生高残余电压。

2、为满足以上要求，一个或多个金属氧化物变阻器(即压敏电阻)被用于吸收瞬态事件期间的电能并将电压保持在所需低值。变阻器具有特征箝位电压，使得响应于电压增加超过规定电压，变阻器为过压电流形成低电阻分流路径，这降低了对敏感设备造成损害的可能性。

3、变阻器已根据用于不同应用的若干设计被构造。对于重载应用(例如，浪涌电流能力在大约60至100ka的范围内)，诸如电信设施的保护，通常采用块式变阻器。块式变阻器通常包括装在塑料壳体中的盘形变阻器元件。变阻器盘通过压力铸造金属氧化物材料(诸如氧化锌)或其它合适的材料(诸如碳化硅)形成。铜或其它导电材料被火焰喷涂到盘的相对表面上。环形电极结合至涂覆的相对表面，并且盘和电极组件封闭在塑料壳体内。此类块式变阻器的示例包括可从siemens matsushita components gmbh&co.kg获得的产品号siov-b86ok250和可从harris corporation获得的产品号v271 ba60。

4、另一种变阻器设计包括容纳在盘式二极管壳体中的高能变阻器盘。二极管壳体具有相对的电极板并且变阻器盘位于电极板之间。电极中的一个或两个电极包括弹簧构件，该弹簧构件被设置在电极板和变阻器盘之间以将变阻器盘保持就位。一个或多个弹簧构件仅提供与变阻器盘的相对小的接触面积。

5、上述变阻器结构在使用中通常表现不佳。通常，变阻器过热并着火。过热可能导致电极与变阻器盘分离，引起电弧和进一步的火灾危险。可能存在变阻器盘的针孔(pinholing)出现的趋势，转而导致变阻器在其规定范围之外工作。在高电流脉冲期间，现有技术的变阻器盘可能由于压电效应而破裂，从而降低性能。此类变阻器的故障已导致用于最低性能规格的新政府规则。变阻器制造商已经发现难以满足这些新规则。

技术实现思路

1、根据一些实施例，过压保护装置模块包括：导电的第一电极；导电的壳体电极；和变阻器构件，变阻器构件由变阻器材料形成并且电连接在第一电极和壳体电极之间。壳体电极包括共同限定壳体腔的壳体端壁和壳体侧壁，以及在联结部处联结在一起的第一壳体构件和第二壳体构件。第一壳体构件形成壳体侧壁的第一部分，且第二壳体构件形成壳体侧壁的第二部分。变阻器构件设置在壳体腔中。

2、在一些实施例中，过压保护装置模块具有模块轴线，第一电极、变阻器构件和端壁沿着模块轴线轴向堆叠，第一壳体构件和第二壳体构件沿着模块轴线轴向堆叠。

3、根据一些实施例，第一壳体构件是基部壳体构件，基部壳体构件包括端壁和一体的基部侧壁，基部壳体构件限定基部腔，基部腔构成壳体腔的一部分。

4、在一些实施例中，变阻器构件设置在基部腔中。

5、在一些实施例中，第二壳体构件是延伸壳体构件，延伸壳体构件限定通道，通道构成壳体腔的一部分。

6、在一些实施例中，基部壳体构件由金属单件式地形成，且延伸壳体构件由金属单件式地形成。

7、根据一些实施例，第一壳体构件包括第一螺纹，第二壳体构件包括第二螺纹，并且第一壳体构件和第二壳体构件通过第一螺纹和第二螺纹在联结部处联结在一起。

8、根据一些实施例，过压保护装置模块包括插置在第一壳体构件和第二壳体构件之间的环形密封构件，以密封联结部。

9、根据一些实施例，第一壳体构件包括第一接触表面，第二壳体构件包括第二接触表面，并且第一接触表面和第二接触表面在联结部处相互接合，以提供第一壳体构件和第二壳体构件之间的电连续性。

10、在一些实施例中，第一电极设置在壳体腔中。

11、根据一些实施例，过压保护装置模块具有模块轴线，过压保护装置模块包括变阻器堆叠，变阻器堆叠包括由变阻器材料形成的变阻器构件的堆叠，变阻器堆叠电连接在第一电极和壳体电极之间，变阻器堆叠设置在第一电极和端壁之间的壳体腔中，第一电极、变阻器堆叠和端壁沿模块轴线轴向堆叠。

12、根据一些实施例，所述过压保护装置模块包括至少一个导电的互连构件，互连构件在第一电极和壳体电极之间电并联连接至少两个变阻器构件。

13、在一些实施例中，过压保护装置模块包括围绕变阻器堆叠的至少一部分的绝缘体构件，绝缘体构件由电绝缘材料形成，绝缘体构件包括接收器凹部，并且互连构件的一部分向外延伸超过多个变阻器并设置在接收器凹部中。

14、根据一些实施例，过压保护装置模块具有模块轴线，过压保护装置模块包括绝缘体堆叠组件，绝缘体堆叠组件包括沿模块轴线轴向堆叠的多个管状绝缘体构件，绝缘体堆叠组件设置在壳体腔中，绝缘体堆叠组件在变阻器构件和壳体电极之间围绕变阻器构件，绝缘体构件由电绝缘材料形成。

15、在一些实施例中，绝缘体堆叠组件至少一个垫圈，垫圈轴向插置在绝缘体构件中的相邻者之间。

16、在一些实施例中，绝缘体构件由陶瓷形成。

17、根据一些实施例，过压保护装置模块包括向变阻器构件施加轴向压缩载荷的加载装置。

18、在一些实施例中，加载装置包括弹性压缩构件，该弹性压缩构件将第一电极与壳体电极电绝缘，并且偏置(bias)第一电极和壳体电极以在变阻器构件上施加压缩载荷。

19、根据一些实施例，所述过压保护装置模块包括一体的故障安全(fail-safe)机构，该故障安全机构操作以通过使用电弧将所述过压保护装置模块中的第一和第二金属表面彼此熔合来使变阻器构件周围的所述第一电极和所述壳体电极电短路。

20、在一些实施例中，壳体电极包括从壳体侧壁径向向内突出的凸缘，第一金属表面是第一电极的表面，且第二金属表面是凸缘的表面。

21、在一些实施例中，过压保护装置模块包括一体的第二故障安全机构，该第二故障安全机构包括导电的可熔构件。可熔构件响应于过压保护装置模块中的热而熔化，并且在第一电极和壳体电极之间且绕过变阻器构件形成穿过可熔构件的短路电流流动路径。

22、根据一些实施例，过压保护装置模块包括一体的故障安全机构，该故障安全机构包括导电的可熔构件。可熔构件响应于过压保护装置模块中的热而熔化，并在第一电极和壳体电极之间且绕过变阻器构件形成穿过可熔构件的短路电流流动路径。

23、在一些实施例中，过压保护装置模块包括围绕第一壳体构件和第二壳体构件的电绝缘弹性绝缘罩套(electrically insulating,elastomeric insulating coversleeve)。

24、根据一些实施例，过压保护装置模块具有模块轴线，并包括：导电的第一电极；导电的壳体电极；变阻器构件；和绝缘体堆叠组件。壳体电极限定壳体腔。变阻器构件由变阻器材料形成并且电连接在第一电极和壳体电极之间。绝缘体堆叠组件包括沿着模块轴线轴向堆叠的多个管状绝缘体构件。变阻器构件设置在壳体腔中。绝缘体堆叠组件设置在壳体腔中。绝缘体堆叠组件在变阻器构件和壳体电极之间围绕变阻器构件。绝缘体构件由电绝缘材料形成。

25、在一些实施例中，绝缘体堆叠组件包括至少一个垫圈，垫圈轴向插置在绝缘体构件中的相邻者之间。

26、在一些实施例中，至少一个垫圈由弹性材料形成。

27、在一些实施例中，绝缘体构件由陶瓷形成。

28、根据一些实施例，过压保护装置模块具有模块轴线，并包括：导电的第一电极；导电的壳体电极；和变阻器构件。壳体电极限定壳体腔。变阻器构件由变阻器材料形成，并且电连接在第一电极和壳体电极之间。壳体电极包括侧壁和从壳体侧壁径向向内突出的凸缘。过压保护装置模块包括一体的故障安全机构，该故障安全机构操作以通过使用电弧将第一电极的表面熔合至凸缘的表面来使变阻器构件周围的第一电极和壳体电极电短路。

29、根据一些实施例，过压保护装置模块具有模块轴线，并包括：导电的第一电极；导电的壳体电极；变阻器构件和电绝缘弹性罩绝缘罩套。壳体电极限定壳体腔。变阻器构件由变阻器材料形成并且电连接在第一电极和壳体电极之间。绝缘弹性罩绝缘罩套围绕第一壳体构件和第二壳体构件。