[发明专利]过压放电器

说明书

描述且示出了一种用于使用在低压电网的电流供给装置中的过压放电器，带有壳体、带有两个电极且带有构造在壳体的内部中的电弧燃烧室。在根据本发明的过压放电器的情形中，在过压放电器内的能量转换通过以下方式被降低，即，设置有至少一个第三电极，其同样与电弧燃烧室处在接触中，其中，第一电极相对第二电极的间距小于第一电极相对第三电极的间距，从而至少三个电极如此彼此布置，以至于在火花隙的点火的情形中首先仅在第一电极与第二电极之间出现第一电弧且在电弧燃烧室的逐渐增加的电离的情形中才额外地同样在第二电极与第三电极之间出现第二电弧，且第一电极和第三电极直接或经由电气结构元件彼此相连接。

技术领域

本发明涉及一种用于使用在低压电网的电流供给装置(Stromversorgung)中的过压放电器(Überspannungsableiter)，带有壳体、带有两个电极且带有构造在壳体的内部中的电弧燃烧室，其中，两个电极分别与电弧燃烧室处在接触中且在两个电极之间构造有火花隙(Funkenstrecke)，从而在两个电极之间的火花隙的点火的情形中出现电弧且经由该低阻抗的连接可流动有待放电的冲击电流(Stoßstrom)。

背景技术

当出现处在相应的额定电压的上容限之上的过电压时，相关的仪器、设施和导线必须在尽可能短的时间中以电位平衡(Potentialausgleich)短路。为此，按照待保护的仪器和设施的使用位置(保护区域)和形式使用不同的过压放电器。在此，各个过压放电器大致通过其响应特性(Ansprechverhalten)和其放电能力(Ableitvermögen)相区别。

在低压电网中，为了保护免受过电压经常使用基于火花隙的过压放电器，也就是说过压放电器其主要组成部分是火花隙，其在确定的过电压的情形中响应。在火花隙的点火的情形中，在此在两个电极之间形成电弧。因为带有火花隙的过压放电器尤其被用于在高能量事件例如雷击(Blitzeinschlag)的情形中的保护，非常高的且陡峭上升的电流能够以直到三位的kA范围的值流动经过火花隙。

带有作为放电器的火花隙的过压放电器一方面虽然具有较高的冲击电流承载能力(Stossstromtragfähigkeit)的优点，另一方面然而具有相对较高的且同样不特别地恒定的响应电压的缺点。因此，为了火花隙的点火自很长一段时间以来已使用不同形式的点火辅助装置(Zündenhilfe)，借助于其降低火花隙或者过压放电器的响应电压。

在提到的形式(带有或不带有点火辅助装置的使用)的过压放电器的情形中，在火花隙经由电弧点火的情形中形成在两个电极之间的低阻抗连接，经由其然后首先流动有待放电的高能量的瞬间冲击电流。在电网电压存在的情形中，经由该低阻抗连接然而同样可流动有非期望的电网续流(Netzfolgestrom)，这无论如何可能导致前置的保险装置的损毁。于是仪器和设施虽然被保护免受由于过电压的损毁，然而仪器或者设施的可用性一直不存在，直至被损毁的保险装置被替换。

因此，对现代的过压放电器的重要要求在于在放电过程结束之后尽可能快速地熄灭电弧，从而同样产生电网续流的消除或者抑制。为此通常尝试如此程度地提高电弧电压、也就是说在两个电极之间必须存在从而电弧继续燃烧的电压，以至于出现的电网续流被抑制或被降低。用于提高电弧电压的一种可行性方案在于增大在火花隙的响应之后的电弧长度。提高在放电过程之后的电弧电压的另一可行性方案在于电弧通过绝缘材料壁的冷却作用的冷却、发出气体的绝缘材料的使用以及电弧到在电极之间的狭窄缝隙中的限制(Einengung)。

电弧电压通过电弧例如借助于发出气体的绝缘材料的冷却的提高的方法相对较强地取决于待放电的冲击电流的水平(Höhe，有时也称为高度)和持续时间。高能量事件(例如雷击)导致电弧通过发出气体的绝缘材料壁的较强吹气(Beblasung)，从而带有较高的能量转换(Energieumsatz)的这样的脉冲通常导致电网续流的快速抑制。在较短的且进而低能量的事件的情形中，与之相反电弧的通过冲击电流自身引起的吹气可能不可引起电弧电压的充分提高，从而其推迟地才产生电网续流的抑制。因此在此必须通过足够大的电弧长度确保电网续流被可靠地消除。