[发明专利]包括断路附件的过压保护装置

说明书

本发明涉及用于保护电装备或者电设施免受电干扰、特别是免受尤其由于雷击所致的瞬态过压的装置这一总体技术领域。本发明更具体地涉及关联到或者要关联到比如断路器等断电装置的保护装置，比如变阻器型电涌放电器。

已知通过包括至少一个过压保护部件、特别是一个或多个变阻器和/或火花隙的装置来保证电设施的过压保护。在最经常的情况下，变阻器接在电设施的一个相线与中性导线之间，而火花隙连接在中性导线与地线之间。

在保护部件或保护部件之一失效的情况下，这些装置包括用于将电设施的一个或更多个保护部件隔离的断路系统作为安全措施。

特别地，在变阻器连接在一个相线与中性导线之间的情况下，常规做法是装备由适用于这些装置的国际标准规定的热保护。热保护用来将所保护的电设施的变阻器在变阻器过热(例如在150℃以上)的情况下断开。变阻器的这种过热归因于由于变阻器的老化而增大的流过变阻器的漏电流——一般为几十毫安。在这种情况下，所讨论的是变阻器的热散逸。

热保护常常包括将限制部件弹性地保持就位的一个或者多个低温焊件，所述焊件的熔化使该部件能够移动从而实现关断变阻器的电路的效果。特别地在EP-A-0 716 493、EP-A-0 987 803和EP-A-0 905 839中描述了这种类型的热保护装置。

热保护有时基于对电流的电子测量(如例如FR-A-2 873 510中所述)，其弊端在于成本很高。

也可以提供与热保护分离的专门防范短路的保护。它用来在变阻器例如在严重雷击之后完全短路的情况下断开变阻器。这通常涉及热磁断路器。

无论是用于热保护还是用于防范短路的保护，通常规定产生电阻器的断路而不使电设施的一般断开部件关断，以保证电设施运行的连续性。

弊端在于热保护与防范短路的保护分离并且各个都使用各自的断开装置。热保护的断开装置可以具有低遮断容量，而短路保护的断开装置必须能够断开很高的电流。然而使用两种断开装置具有既增大保护装置的空间需求又提高其成本的弊端。

因此，在EP-A-1 607 995中提出一种包括保护模块和断路器的过压保护装置。该保护模块包括连接到由断路器保护的电网络的变阻器和火花隙。为了保证在变阻器和火花隙之一失效的情况下断开变阻器和火花隙，保护模块包括分离器件以使断路器关断。更确切地说，这些分离器件包括布置在与变阻器热连接的区域上的热引脚和与火花隙串联连接的电熔断器。热引脚由金属合金或者可在低熔化温度下热熔的材料制成。当引脚或者熔断器熔化或者断路时，机械驱动系统保证断路器被触发从而变阻器和火花隙从电网络断开。更具体地，机械驱动系统包括连接到热引脚的杆和连接到熔断器的另外的杆，这些杆由各自的复位弹簧牵引。在引脚或者熔断器熔化的情况下，对应的杆在复位弹簧的影响下作用于控制定心器，该控制定心器利用机械连接来驱动断路器的触发机制。

然而该装置具有若干弊端。由热可熔材料制成的引脚因而就其熔化或者断路从而使断路器被触发的温度而言并不十分精确。具有低熔化温度的金属合金引脚虽然保证更高的精确度，但是，除其成本更高之外，其具有很难制造并且一般包含铅或者镉类的污染材料的弊端。

此外，EP-A-1 447 831描述了一种用于通过将避雷块和热磁断路器相组合来防范由雷电所致的过压的装置，该避雷块包括变阻器。根据一种实施方式，避雷块包括热连接到变阻器12的热断路器。热断路器包括与弹性带配合的低温焊件，在焊件在来自变阻器的热散逸的热的影响下熔化之后弹性带触发断路器。该实施方式具有与先前针对由金属合金制成的热引脚提到的弊端的相似的弊端

根据另一实施方式，该文献指导将断路器的双金属带热连接到变阻器。如果断路器的双金属带在变阻器的热散逸期间出现的电流流过时未充分地偏转，则所述变阻器12与双金属带之间的热连接产生足以使断路器被触发的偏转，于是断路器将避雷块从电网络断开。然而该实施方式也具有弊端。特别是不能使用常规的市售断路器，因为它们并未要使得其双金属带能够与断路器箱以外的元件热连接。这样的装置需要修改断路器的设计，以便能够有效地向断路器的双金属带传送由变阻器释放的热。另外，考虑到断路器的双金属带必须被设计成在变阻器达到给定的临界温度时使断路器被触发这一事实，因此不能自由地选择断路器。