[发明专利]用于堆叠装置内的多重火花隙的火花隙装置

说明书

本发明涉及一种火花隙装置(10；10′；10″)，其具有多重火花隙(20)，该多重火花隙具有在堆叠装置中串联的多个单火花隙，其中，单火花隙分别由两个电极(21；22)构成，这两个电极通过至少一个绝缘材料元件(23)彼此分开。由单火花隙组成的堆叠装置在堆叠方向上弹性地夹紧在两个对置的、金属的保持元件之间，其中，保持元件(30；31)与框架结构连接，该框架结构用作两个保持元件(30；31)的支座。保持元件(30；31)在此直接彼此电绝缘。

技术领域

本发明涉及一种火花隙装置，其具有多重火花隙，该多重火花隙具有多个在堆叠装置内串联的单火花隙。

背景技术

在电气装置或设备的过压保护的范围内使用过压保护元件，所述过压保护元件在特定的过压下动作，否则所述过压在过压事件时会导致电路中的故障和/或损坏。作为这种过压保护元件比如可以使用基于火花隙的过压放电器。火花隙尤其是对于导出具有非常高的振幅的所谓的瞬态过压已经证明是有效的。一旦火花隙被点燃，则通过火花隙的电弧间隙建立导电连接，然后通过该导电连接释放高压脉冲。

在此，尤其使用火花隙，其最小化电网后续电流或者甚至无电网后续电流地运行。该电网后续电流是在过压事件的排放之后从供电网流经火花隙的电流的一部分。这种电网后续电流可能持续直至几毫秒并且具有短路电流的强度。因此，电网后续电流对整个电气设备造成了应当防止的负担。

为了无电网后续电流地运行火花隙，尤其是多重火花隙已经证实为有利的，在多重火花隙中，多个单火花隙串联。该多重火花隙也被称为多弧火花隙(Multiarc-Funkenstrecke,MAFS)，它们基于电弧复制的原理。为了形成多重火花隙，在某些实施方式中，将多个盘形电极组合在一起以形成堆叠，其中这些电极盘例如由碳或石墨制成。在各个电极之间分别布置有由绝缘材料制成的薄膜或盘。因此，在电极之间产生多个单火花隙，其可通过相应构造的电压控制装置来点燃。

例如专利文献DE 1 256 306公开了一种由具有按次序的盘形电极和绝缘环的堆叠装置构成的此种火花隙，所述绝缘环分别相对于由石墨制成的电极具有径向的超出部并且如用于电极的框架那样构造。

多弧火花隙技术具有的优点在于非常恒定的、与电流无关的电弧电压，该电弧电压可以通过电极盘的数量非常好地与运行电压比相匹配。因此，在合适的尺寸的情况下几乎可以完全排除电网后续电流。因此尤其是针对在交流电网中的使用显示出明显的优势。

如果选择了典型的、由石墨制成的电极，则得到另外的优点。石墨在加热时升华的特性实现在电极之间形成非常小的间隙间距。由此产生的非常短的电弧与这种石墨堆叠火花隙的相对大的表面积和相对高的热力质量结合确保在脉冲排放的情况下的稳健表现。

因此，多重火花隙的技术可用于实现具有高能量效率的非常紧凑的结构。这种紧凑的装置不仅可以用在顶帽式导轨装配的过电压保护设备中，而且也可以直接地安装在印刷电路板上用在任意的电气设备中。然而，高紧凑性在集成在内部环境温度较高的电气设备中时需要特别耐热的机械构造。这种结构尤其必须确保，堆叠火花隙在温度波动时总是被充分挤压。此外，堆叠火花隙在严重变热时，如其在放电情况下出现的那样，不应被破坏。

为此，典型地使用金属的壳体结构，其具有高的耐热性。然而，由于绝缘间距增大，该壳体结构需要大的结构空间并且通常与相对高的成本相关联。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种火花隙装置，其具有用于多重火花隙的进一步改进的保持结构。