过压保护元件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在低压电网的供电部(Stromversorgung)中应用在零线(Neutralleiter)N与电势平衡部(Potentialausgleich)PE之间的过压保护元件，其具有:壳体；布置在壳体中的限制过压的结构元件；用于过压保护元件电联接到待保护的电流路径处的两个联接触点；能导电的连接元件；以及热断开的连接。
【背景技术】
[0002]由文件DE 42 41 311 C2已知一种过压保护元件，其为了监控变阻器的状态具有热分离装置。在该过压保护元件中，第一联接触点通过柔性导体与导电的连接元件相连接，该连接元件的背对柔性导体的端部通过焊接部位与设置在变阻器处的联接片(Anschlussfahne)相连接。另一联接触点通过柔性导体固定地与变阻器、确切地说在变阻器处的联接片相连接。导电的连接元件被弹簧系统以力加载，该力导致在焊接连接断开时使连接元件线性地运动远离联接片，从而使变阻器在热过载时电断开。通过使用柔性导体用于联接变阻器，限制了可由过压保护元件导出的最大允许的脉冲电流的强度。
[0003]文件DE 695 03 743 T2公开了一种具有两个变阻器的过压保护元件，其具有两个导电的连接元件，通过连接元件可使变阻器在其使用寿命结束时分别单独地断开。连接元件分别构造为弹性的分离舌，其中，分离舌的第一端与第一联接触点固定地连接而分离舌的第二端在过压保护元件的正常状态中通过在联接舌处的焊接部位固定在变阻器处。如果出现变阻器的不允许的加热，则这导致焊接连接的熔化。由于分离舌在焊上的状态(过压保护元件的正常状态)中从其静止位置中偏出并且由此被预紧，分离舌的自由端在焊接连接软化时弹离变阻器的联接舌，由此使变阻器电断开。为了确保所要求的绝缘强度和漏电电流强度并且消除在分离部位断开时产生的电弧，需要在分离舌摆动时获得在分离舌的第二端与变阻器的联接舌之间尽可能大的间距。此外，分离舌的横截面不允许过大，以便其具有充分的弹性。然而这同样导致最大允许的脉冲电流的限制。
[0004]已知的过压保护元件通常构造为“保护插头”，其与设备下部件一起形成过压保护设备。为了安装这样的过压保护设备(其应保护低压电网的各个电流路径或导线)，在已知的过压保护设备中在设备下部件处设置有用于各个导体L1、L2、L3以及零线N和地线PE的相应的联接端子。为了设备下部件与相应的过压保护元件简单地机械地且电气地接触，在该过压保护元件中联接触点构造为插销，布置有在设备下部件中与插销对应的、与联接端子相连接的插座，从而可简单地将过压保护元件插到设备下部件上。
[0005]在已知的过压保护元件中所使用的热分离装置(其以焊接连接的熔化为基础)要实现多个目的。在过压保护元件的正常状态中、也就是说在未断开的状态中，须确保在相关联的联接触点与限制过压的结构元件之间可靠的且良好的电连接。在超过一定的极限温度时，分离部位须确保限制过压的结构元件的可靠断开以及持久的绝缘强度和漏电电流强度。此外如果过压保护元件应具有尽可能小的尺寸以便过压保护设备不超过对于承载轨道设备所规定的尺寸，则这导致已知的过压保护设备仅能被应用在低功率级和中功率级中。因此，已知的过压保护元件至今主要设置和设计用于应用在相导体Ll、L2、L3与零线N之间。
【发明内容】
[0006]因此本发明目的在于提供一种开头所说明的过压保护元件，在其中避免前述缺点，使得过压保护元件也可被用于应用在零线N与电势平衡部PE之间。
[0007]与已知的过压保护元件(其同样具有热分离装置)不同，根据本发明的过压保护元件首先具有气体填充的过压放电器(Ueberspannungsableiter)代替变阻器作为限制过压的结构元件。由此也可导出直至100kA的更大的脉冲电流。
[0008]根据本发明的过压保护元件此外具有绝缘的分离元件，其可移动地布置在壳体处并且可通过至少一个弹簧元件的力被从第一位置中带到第二位置中。在过压保护元件中，第一联接触点持久地与过压放电器的第一电极导电地相连接。第二联接触点(同样持久地)与能导电的连接元件的第一端导电地相连接。
[0009]在过压保护元件的正常状态中、也就是说当过压放电器未被不允许地加热时，能导电的连接元件的第二端通过热断开的连接与气体填充的过压放电器的第二电极导电地相连接。在过压保护元件的正常状态中，此外绝缘的分离元件通过在导电的连接元件的第二端与过压放电器的第二电极之间实现的连接(其优选地是焊接连接)被保持在其第一位置中。
[0010]如果过压放电器由于过压保护元件的持续过载强烈地加热成使得超过规定的极限温度，则造成在能导电的连接元件的第二端与过压放电器的第二电极之间的热连接断开，其中，通过该至少一个弹簧元件的力使绝缘的分离元件运动到其第二位置中。在分离元件的第二位置中分离元件的一区段布置在能导电的连接元件的第二端与过压放电器的第二电极之间，使得过压保护元件电断开。
[0011]在过压保护元件的正常状态中绝缘的分离元件通过在热断开的连接处存在的焊接连接逆着该至少一个弹簧元件的弹力被保持在其第一位置中。如果出现过压放电器的不允许的加热，则这还导致焊接连接的加热，其中，其从一定的极限温度开始不再能逆着弹力将分离元件保持在第一位置中。因为然后使分离元件运动到其第二位置中，使在导电的连接元件与过压放电器的第二电极之间的导电的连接断开，其中，通过驶入分离部位中的绝缘的分离元件可靠地消除在分离部位断开时可能产生的电弧。
[0012]此外，导电的连接元件的第二端也在分离部位断开之后通过分离元件可靠地相对于过压放电器的第二电极绝缘，从而确保了持久的绝缘强度和漏电电流强度。在连接元件与过压放电器的第二电极之间的电连接在此主要被驶入分离部位中的绝缘的分离元件中断而不是(仅仅)通过连接元件的弹开。由此，连接元件可具有更大的横截面，从而也可通过连接元件来引导较大的脉冲电流。
[0013]根据一有利的设计方案，绝缘的分离元件具有开口，在过压保护元件的正常状态中能导电的连接元件的第二端穿过该开口通过热断开的连接与过压放电器的第二电极导电地相连接。优选地，在此绝缘的分离元件的区段(其在分离元件的第二位置中布置在连接元件的第二端与过压放电器的第二电极之间)邻接到开口处并且具有垂直于分离元件的运动方向伸延的分离区段和平行于分离元件的运动方向伸延的绝缘区段。垂直地伸延的分离区段在此负责被加热的焊接连接的可靠断开，而平行于分离元件的运动方向伸延的绝缘区段确保绝缘强度和漏电电流强度。在此，绝缘区段尺寸设定成使得在分离元件的第二位置中也保证在连接元件的第二端与过压放电器的第二电极之间足够的绝缘距离。
[0014]根据本发明的另一优选的设计方案，气体填充的过压放电器构造成盘形并且在壳体中布置成使得过压放电器从第一电极至第二电极的延伸垂直于过压保护元件的纵向延伸伸延。由此实现具有非常小的结构宽度的过压保护元件。
[0015]为了进一步使气体填充的过压放电器的两个电极的电联接容易，有利地设置成，这两个电极分别与一联接元件导电地相连接。在过压保护元件的正常状态中那么导电的连接元件的第二端通过用作热断开的连接的焊接连接被连接在与过压放电器的第二电极相连接的联接元件处。
[0016]过压保护元件的结构和装配可由此被进一步简化，即气体填充的过压放电器的第一电极和第一联接元件构造成一体、也就是说构造为一构件。为了在此实现气体填充的过压放电器的两个电极的可靠的且同时节省空间的接触，第一联接元件具有一区段，其如导电的连接元件那样平行于过压保护元件的纵向延伸且垂直于这两个联接触点的纵向延伸伸延。此外，第一联接元件具有第二区段，其垂直于过压保护元件的纵向延伸且平行于这两个联接触点的纵向延伸伸延，这两个联接触点分别布置在过压保护元件的端侧的区域中并且具有与过压保护元件的宽度大致相应的宽度。第一联接元件的第二区段由此可简单地且大面积地与第一联接触点钎焊或焊接，从而在第一联接触点与过压放电器的第一电极之间存在良好的且持久的电接触。
[0017]根据另一特别有利的设计方案设置成，与气体填充的过压放电器的第二电极相连接的联接元件具有连接区域，其与过压放电器的表面略微相间隔。在过压保护元件的正常状态中，能导电的连接元件的第二端那么可与联接元件的布置在分离元件中的开口之内的连接区域通过焊接部位相连接，其中，连接元件不或仅略微从其静止位置中偏出。
[0018]联接元件的连接区域与过压放电器的表面的距离在此与绝缘的分离元件的材料尺寸相匹配，从而在焊接连接断开时可使分离元件运动经过联接元件的连接区域。那么由于导电的连接元件不必具有特别的弹性特性、而是可相对刚性地来构造，可使导电的连接元件的横截面更好地匹配于最大允许的脉冲电流的强度。此外，通过联接元件的连接区域与过压放电器的表面的间距的选择可影响过压放电器到焊接连接中的热耦合，从而通过间距的选择可实现限定的热耦合。
【附图说明】
[0019]现在尤其存在设计和改进根据本发明的过压保护元件的大量可能性。对此结合附图参照优选的实施例的接下来的说明。其中:
[0020]图1显示了在正常状态中根据本发明的过压保护元件的实施例，
[0021]图2显示了具有电气分离的过压放电器的根据图1的过压保护元件，
[0022]图3显示了根据图1的过压保护元件的分解图，
[0023]图4显示了过压放电器的放大图，以及
[0024]图5显示了具有单独的外罩壳的根据图1的过压保护元件。
【具体实施方式】
[0025]附图显示了具有壳体2的过压保护元件1的优选的实施例，其中，在壳体2中布置有气体填充的过压放电器3作为限制过压的结构元件。构造为保护插头的过压保护元件1具有两个构造为刀式触点(Messerkontakt)的联接触点4、5，其为了将过压保护元件联接到待保护的电流路径处可插入在此未示出的设备下部件的对应的插座中。
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