[发明专利]过压保护装置

说明书

本发明涉及一种过压保护装置，带有一个第一电极、一个第二电极、一个在这两个电极之间存在的或作用的空气击穿火花隙和一个装纳电极的外壳，其中当空气击穿火花隙点火时在第一电极和第二电极之间产生一个电弧。

电气的，尤其是电子的测量、控制、调节和开关电路，主要还有无线通信装置和设备，对瞬时过压很敏感，例如尤其是因大气放电引起的过压，当然还有在供电网中进行开关操作或短路而可能出现的过压。这种敏感性在使用电子元件尤其是晶体管和晶闸管时增大；主要是随着采用的集成电路程度加大由于瞬时过压产生的危险就不断增大。

电气电路通常以其特定的电压，额定电压，无故障地工作。但这不适用于出现过压时。所谓过压是指所有高于额定电压上限的电压。对此的例子有，由于大气放电引起的过压，当然还有在供电网中进行开关操作或短路而可能出现的过压，并可能会电流地、感应地或电容地馈入到电气电路中。为了使电气的或电子的电路尤其是电子测量、控制、调节和开关电路，主要也是无线通信装置和设备中应用的这些电路免受瞬时过压，发明了过压保护装置，并早在二十多年前就已知。

这里所说的过压保护装置的主要组成部分是至少一个火花隙，该火花隙在一定的过压即触发电压下触发并由此避免在受过压保护装置保护的电路中出现大于火花隙触发电压的过压。

如开头所述，本发明的过压保护装置有两个电极和在这两个电极之间存在的或作用的空气击穿火花隙。除了带有一个空气击穿火花隙的过压保护装置外，还有一种带有一个空气飞弧火花隙的过压保护装置，其中在触发时出现一种飞弧放电。带有空气击穿火花隙的过压保护装置相对带有空气飞弧火花隙的过压保护装置的优点是冲击电流承载能力较高，但缺点是触发电压较高，而且不是特别恒定。因此已经就改善触发电压方面建议了各种带有空气击穿火花隙的过压保护装置。这里在电极部位或者在电极之间作用的空气击穿火花隙部位以各种方式实现点火辅助，例如，在电极之间设置至少一个触发飞弧放电的点火辅助器，其至少部分在伸到空气击穿火花隙中，并实施为条状，用塑料制成。

开头和前面所述类型的过压保护装置由DE 44 02 615 C2中可知。这种已知的过压保护装置具有两个窄的电极，分别设计为角状，各有一个火花弧角(Funkenhorn)和一个从该火花弧角弯折出的连接腿。此外，电极的火花弧角在其邻近连接腿的部位有一个孔。这个设置在电极火花弧角内的孔用来在触发过压保护元件的瞬间也就是点火瞬间使所产生的点火通过一种热压力作用“行驶起来”，也就是从其产生位置移开。因为电极的火花弧角相互布置成V形，所以在电弧移开时由电弧搭接的间隙变大，从而也提高了电弧电压。

在空气击穿火花隙点火时，由于所产生的电弧在两个电极之间产生了一种低阻抗的连接。由此在临近电源电压时通过过压保护装置引起一种不希望的电网续流，因此希望在放电过程结束后使电弧尽可能快地熄灭。实现这一目的的一种方案是加大电弧长度从而加大电弧电压。这种方案在由DE 44 02 615 C2中已知的过压保护装置中得以实现。其缺点是，电极的几何尺寸较大，因而也影响了某些几何指标。

另一种熄灭电弧的方案是，通过绝缘材料壁的冷却作用以及采用由气体放出的绝缘材料的冷却作用来冷却电弧。这里要求一种淬熄气体的强烈流动，这造成了很高的构造成本。

本发明的任务是提供一种所述类型的过压保护装置，其特征在于具有很高的电网续流淬熄能力，但却能够构造简单地实现。

解决前述任务的本发明过压保护装置首先和主要的特征在于，为第一电极和第二电极配置了一个第三电极，在第一电极和第三电极之间有一个第二空气击穿火花隙存在或者起作用，第三电极通过至少一个阻抗尤其是一个压敏电阻直接或间接地与第二电极连接，在冲击电流通过第一电极、第一空气击穿火花隙和第二电极放电后，剩余的电弧可从第一空气击穿火花隙带到第二空气击穿火花隙，尤其是通过气动或磁力灭弧。

如同现有技术，本发明的过压保护装置也通常平行于待保护电路或待保护设备或待保护仪器的输入端。两极过压保护装置与导线或接头也是电气具体说是电流地连接，在它们之间存在工业上的工作电压。下面如通常所述描述第一导线或第一接头为带电压的，而第二导线或第二接头为接地的。采用这种术语，则通常情况是，过压保护装置的第一电极与带电压的导线或带电压的接头连接，过压保护装置的第二电极与大地连接。很显然，本发明的过压保护装置的连接也可以反过来，当然，本发明的过压保护装置也不仅用于保护工作电压为交流电压的电路，相反，本发明的过压保护装置毫无疑问也可用于待保护电路的工作电压为直流电压的情况。