[发明专利]集成有保护装置的过电压放电器

说明书

技术领域

本发明涉及根据权利要求1前序部分的一种集成有保护装置的过电压放电器，其尤其是针对持续的电网频率的过电压(TOV)，包括至少一个压敏电阻和与压敏电阻热接触的正温度系数热敏电阻(PTC电阻)，其中压敏电阻和正温度系数热敏电阻电气地串联连接。

背景技术

已知关于电压开关的具有低续流灭弧能力的过电压保护元件(如火花隙或气体放电泄电器)的串联连接与正温度系数热敏电阻的组合。因此，DE 24 05 671A1展示了用于直流的这样的应用。在那里的保护元件响应时，正温度系数热敏电阻通过流动的续流(Folgestrom)阶跃地改变其电阻，并且因此电流下降到更小的值，使得过电压保护元件现在可以自动地对该电流消弧。火花隙的主触点被保护以防止焊接。根据现有技术，正温度系数热敏电阻必须具有几乎对应于过载的耐压强度，因为电压开关的保护元件的剩余电压是可以忽略的。

根据该现有技术，过电压保护元件可以与正温度系数热敏电阻紧密热接触地设置，使得在过电压限制器中产生的热的一部分被传递到正温度系数热敏电阻上。但是，该已知方案的缺点在于，不能始终维持希望的安全电平，从而在并联电路中使用低灵敏度保护火花隙。

对于通信技术的装置和设备，已经证明了由压敏电阻和正温度系数热敏电阻构成的电路组合适于组合地为过电压和过电流保护负载。在这样的结构中，正温度系数热敏电阻通常位于纵向支路上，由此针对过电流保护负载。

DE 32 31 066A1公开了一种结构，其中在与负载并联连接的压敏电阻两侧设置片状陶瓷正温度系数热敏电阻。在各个元件之间分别存在大面积的板状的电流引线，它们通过设置在整个封装上的接线柱触点产生热和电的耦合并且降低热冷却时间。

在过电流时，正温度系数热敏电阻变热，并且提高了压敏电阻的导电性。在过电压时，压敏电阻同样变为低欧姆的，并因此保护负载。

这种现有技术的缺点是，两个正温度系数热敏电阻被设置在纵向支路上，并且因此不断地被工作电流流过。安全电平只由横向支路中的压敏电阻确定。此外，通过各个元件之间的附加的同样必须持续地传导工作电流的电流引线在该结构中引入了附加的热容量。而且，相关的压敏电阻在故障情形下可能不被切断，这导致不确定的故障状态或导致对相邻部件的燃烧危险。

根据实用新型DE 92 11 808 U1，应当通过正温度系数热敏电阻和压敏电阻的串联电路生成足够大的电压降，以便在压敏电阻的能量过载之前将并联的火花隙点火。对于高的或连续的脉冲电流，正温度系数热敏电阻生成附加的电压降，从而并联的火花隙被点火。

在DE 196 23 541A1中介绍了压敏电阻与热耦合的阻抗的串联电路。如果在那里由于过电压出现了增大的泄露电流，则压敏电阻面临热过载。在压敏电阻的这样的过载时，通过阻抗上的附加电压降实现了另一压敏电压的极限电压，该极限电压降低泄漏电流和能量吸收。阻抗例如可以被实现为保险丝、可逆的保险丝、断路器或火花隙。因此，存在极限电压低的压敏电阻的保护电路，使得例如设备隔离只能被设计到更小的极限电压。当然，即使在该方案中也可能导致具有更高极限电压的第二压敏电阻的过载。

US 4271446 B致力于上述的着个故障情形。在那里公开了具有不同极限电压的多个压敏电阻的并联电路，其中压敏电阻中的两个具有串行地具有正温度系数热敏电阻。其中，压敏电阻和正温度系数热敏电阻成对地以附加的中间抽头在焊接物质上连接。如果现在具有最低极限电压的第一压敏电阻正处于过载，则正温度系数热敏电阻发热，使得其转换到几乎不导电的状态，从而电流流经极限电压比第一压敏电阻高但低于其余压敏电阻的压敏电阻。如果第三压敏电阻同样传导不允许的高泄露电流，则横向支路中的保险丝将整个并联电路与电网分开。在该现有技术中，用于各个元件中温度分布的成对结构是不利的。通过必要的中间抽头，引入附加的热容量，该附加热容量不必要地提高了整个装置的热反应时间。

发明内容

基于上述内容，因此本发明要解决的技术问题是提供一种改进的集成有保护装置的过电压放电器，其尤其是针对持续的电网频率的过电压，其中所使用的至少一个压敏电阻保持无故障，并且由此共同地提高过电压放电器的使用寿命和长期稳定性。

本发明要解决的技术问题通过独立权利要求1或19的特征组合而被解决，其中从属权利要求包含至少有利的实施方式和扩展方案。