CN106030940B - 过压保护元件 - Google Patents

Abstract

提出过压保护元件(100)，其包括第一电极(1)，第二电极(2)和气体放电空间(10)。气体放电空间(10)布置在第一电极(1)和第二电极(2)之间，其中过压保护元件(100)具有中间电极结构(3)，其布置在气体放电空间(10)中并且与第一和第二电极(1，2)电隔离。

Description

过压保护元件

技术领域

本发明涉及过压保护元件。

发明内容

要解决的任务为给出改善的过压保护元件。

这个任务通过具有独立权利要求所述的特征的过压保护元件来解决。有利的扩展方案和改进方案是从属权利要求的主题。

推荐的过压保护元件（优选过电压保护放电器，例如气体放电器）包括第一电极，第二电极和气体放电空间，其布置在第一电极和第二电极之间，其中过压保护元件具有中间电极结构，其布置在气体放电空间中并且与第一电极和第二电极电隔离。气体放电空间优选连续的气体放电空间。此外过压保护元件优选构造成，在气体放电空间中放出气体并且如此建立在第一电极和第二电极之间的电导通连接。

适宜地设置气体放电和/或用于释放气体（例如惰性气体）的气体放电空间用于消除过电压。此外过压保护元件适宜地设置其他组件，例如防止所谓的过电压的电子元件。过电压优选是运行-或阈电压之上的电压，从该电压起所谓的组件会损坏或干扰。尤其是过压保护元件优选如此构造，使得过压保护元件的电弧燃烧电压（其构造成例如作为在过压保护元件上的过电压的结果）相对于常规过压保护元件和/或现有技术的过压保护元件放大或测量特别大。由于放大的电弧燃烧电压可改善或优化尤其是过压保护元件的持续电流消除性能。

持续电流或网持续电流可以尤其是在第一电极和第二电极之间的电流，其在位于气体放电空间中的气体的点燃之后或在所称的电极之间的电弧的形成之后调节。网持续电流可以尤其是在电子部件或其他电网或网络中造成损坏，尤其是在它们具有特别小的电内电阻时是如此。

尤其是持续电流可以如此调节：在在过电压保护部件的电极上的过电压的消退之后形成电弧并且该电弧保持一段时间。当例如电子部件的网或运行电压小于电弧燃烧电压时，过压保护元件自主地消除电弧。出于该原因期望高电弧燃烧电压。

本发明的其他的方面涉及具有过压保护元件的电子部件。尤其是过压保护元件设立用于保护电子部件免受过电压。

在优选扩展方案中中间电极结构在过压保护元件的平面图中观察以恒定的距离环绕第一电极。通过这个扩展方案可以例如比较于常规过压保护元件提高尤其是过压保护元件的电弧燃烧电压，这是因为例如在电极之间的电弧或气体放电形成期间在第一电极和第二电极之间的电阻可以通过第一和第二电极的同轴的或同中心的几何结构和中间电极结构的设置来提高。

在优选扩展方案中第二电极和/或中间电极结构环形地设计。

第二电极和中间电极结构可以与第一电极同中心的布置。该同心性优选是上述组件在或沿着公共的中心的布置，其中单独组件到中心可以具有不同距离或半径。中心是例如在过压保护元件的平面图上观察的其重心或质心。

作为所述同中心的，环绕和/或旋转对称的几何结构的优点，考虑到中间电极结构和电极之间的多个可能点燃点或点燃地点，在第一电极和第二电极之间的电阻可以如下提高，使得同样提高过压保护元件的电弧燃烧电压。例如在由于过电压的气体放电的情况下，电流在例如在第一电极和中间电极结构之间的至少一部分的气体放电空间中以相对于在中间电极结构和第二电极之间的电流的大角度（例如90°）流动，由此整体提高电阻。

在优选扩展方案中过压保护元件具有主轴。主轴延伸优选通过上述中心。

在优选扩展方案中第一电极是过压保护元件的中心电极，其中第二电极和中间电极结构布置在第一电极旁边。第二电极和中间电极结构优选（在过压保护元件的平面图观察地）围绕第一电极地布置。通过该扩展方案尤其是提高过压保护元件的电弧燃烧电压，如上所述。

第一电极和第二电极是优选过压保护元件的主电极。第一电极根据这个扩展方案适宜地布置在过压保护元件的主轴中。

在优选扩展方案中中间电极结构将气体放电空间划分成多个透气的彼此相连的子空间。优选表达“透气的”在这个上下文中意思是，尽管中间电极结构的布置气体放电空间是连续的气体放电空间。例如气体交换作用可以尤其是通过压力和温度改变在不同子空间之间发生。换句话说不同子空间不是气密的。通过这个扩展方案可以有利地实现，例如相比于彼此密封分开的单独气体放电器的串联电路，在气体放电空间中布置的气体的压力，温度或放电状态可以从一子空间到下个子空间起作用和/或，子空间通过气体的压力，温度或离子化状态进行交换作用。这个扩展方案同样可以通过提高的电弧燃烧电压改善过电压元件的持续电流消除性能。

中间电极结构的布置（如上所述）可以与追求的较高电弧燃烧电压跟随，同样与过压保护元件的点燃电压的提高关联，这是因为点燃区段的电阻通过划分成子空间或部分放电来提高。但是优选通过透气的相连的子空间并未如此大地提高点燃电压，如，当过压保护元件例如仅通过彼此气密的封闭的气体放电器或气体空间的串联电路或相互连接形成时如此。如果例如点燃在第一电极和中间电极结构之间的部分放电，则可以提高例如在这个子空间中的气体的压力和温度，由此通过所述气体交换效果例如在中间电极结构和第二电极之间的电弧的形成和/或其他部分放电由于提高的压力和/或提高的温度并未能如此容易形成或优选压制。

在优选扩展方案中中间电极结构导致作为在过压保护元件上的过电压的结果的电弧燃烧电压的放大。

在优选扩展方案中第一电极，中间电极结构和第二电极彼此等距地布置。这个扩展方案关于气体放电的形成在电极之间的过电压的情况下是有利的。尤其是可以通过这个扩展方案第一电极和中间电极结构之间的气体放电或者电弧以相同可能性如在中间电极结构和第二电极之间出现。

在优选扩展方案中第一和第二电极轴向彼此放置地布置。这个扩展方案和/或几何结构可以有利地彼此使第一电极和第二电极的电隔离容易。

在优选扩展方案中中间电极结构具有轴向区域，其中它与第一电极，但是不与第二电极重叠。

在优选扩展方案中中间电极结构具有轴向区域，其中它与第二电极，但是不与第一电极重叠。

通过最后两个扩展方案有利地可以简化第一和第二电极和中间电极结构的相对布置和/或上述的组件的距离彼此限定，由此尤其是可以简化第一和第二电极的电隔离。

在优选扩展方案中中间电极结构具有多个在过压保护元件的平面图彼此等距地布置并且彼此电分离的电极体。通过该扩展方案进一步提高电弧燃烧电压（相应于设置用于中间电极结构的电极体的数量）和/或改善过压保护元件的持续电流消除性能。在此每个电极体构造成优选环形或环状。此外电极体适宜地彼此电分离。

在优选扩展方案中中间电极结构具有仅两个电极体。

在优选扩展方案中中间电极结构具有内部和外部电极体，其中内部和外部电极体分别构造成环形或环状。

在优选扩展方案中内部和外部电极体轴向彼此放置地构造。该扩展方案和/或几何结构可以反之有利地彼此使得在内部电极体和外部电极体的电隔离容易。

在优选扩展方案中第一电极，内部电极体，外部电极体和第二电极以这个顺序相互跟随地轴向放置地布置。

在优选扩展方案中过压保护元件具有隔离结构，隔离结构具有至少一个径向的接合面，其又紧贴第一和/或第二电极的径向的面或径向的接合面。每个径向的接合面优选沿着通过主轴限定的方向如此延展，使得例如径向的接合面的表面法线径向取向。

在优选扩展方案中隔离结构具有第一和第二尽可能旋转对称的隔离体，其中每个隔离体具有带径向的接合面和轴向的接合面的接合级。上述的接合面优选构造成限制过压保护元件的紧贴其的组件的运动。上述轴向接合面优选如此取向，使得这个面的表面法线平行于过压保护元件的主轴取向。隔离体的旋转对称可以优选放着例如固定装置或类似特征直到较小偏离。

在优选扩展方案中第一隔离体的接合级贴近内部电极体。

在优选扩展方案中第二隔离体的接合级贴近外部电极体。

表达“紧贴”或“接合”在此可以表示，上述组件接触并且在此机械接触，但是优选不机械地固定彼此相连，使得相应的元件可具有一定间隙。上述距离同样可以对应于上述间隙改变。

在优选扩展方案中第一隔离体构造成环状并且具有凹槽，其中第一电极延伸进入凹槽。

在优选扩展方案中第二隔离体轴向放置到第一电极地布置。

在优选扩展方案中第一隔离体限定内部和外部电极体彼此的轴向偏移。

在优选扩展方案中第一隔离体限定内部电极体与第一电极的径向的距离。

在优选扩展方案中第二隔离体限定内部和外部电极体的轴向偏移。

在优选扩展方案中第二隔离体限定外部电极体与第二电极的径向的距离。

在优选扩展方案中隔离结构例如通过第一隔离体和第二隔离体的布置限定内部电极体和外部电极体的径向的距离。

通过七个最后所述的扩展方案可以有利地使得第一电极，内部电极体，外部电极体和第二电极的彼此电隔离容易。

通过限定或限制距离（仅通过将隔离结构或隔离体紧贴电极或中间电极结构，或反之），有利地可以实现连续的气体放电空间的上述扩展方案，其中单独子空间之间的透气的连接保持保留，这是因为这样不实现优选气体放电空间的子空间的气密的分离。

在优选扩展方案中第一电极与内部电极体之间的距离，内部电极体与外部电极体的距离和/或外部电极体与第二电极的距离分别为0.5mm和0.8mm。

附图说明

本发明的其他优点，有利的扩展方案和便利性从连同附图的实施例的下面描述给出。

图1示出根据示例扩展方案的过压保护元件的截面的至少一部分。

图2示出过压保护元件的至少一部分的示意性平面图。

相同，同类和相同作用的元件在附图中设置有相同的附图标记。附图和在附图中表示元件的彼此的大小比例不看作按比例的。相反，单独元件可以过大地表示以用于更好地表达和/或更好地理解。

具体实施方式

图1示出示例的扩展方案中的过压保护元件100的截面。过压保护元件100具有壳体20。壳体20优选电隔离。

过压保护元件100设置优选用于保护例如电子部件(未明确示出)免于过电压并且与此相应地设立。

过压保护元件100具有第一电极1。第一电极1是优选中心电极或中间电极。过压保护元件100此外具有主轴X，其中第一电极1中心地布置。过压保护元件100此外具有第二电极2。第一电极1和第二电极2是优选过压保护元件100的主电极。第二电极2（在过压保护元件100的平面图中观察(参照图2)）与第一电极1同中心地或围绕第一电极1布置(参照图2)。此外第二电极2适宜地与第一电极1电隔离。此外第二电极2优选构造成环形。

过压保护元件可以具有例如到过压保护元件100的上侧和下侧的电连接接触（但是其在图1中未明确表征）用于电接触第一和第二电极1，2的电接触。

过压保护元件100此外具有气体放电空间10。气体放电空间10布置在第一电极1和第二电极2之间。气体放电空间10优选通过轴向重叠第一电极1和第二电极2形成或限定。第一电极1和第二电极2轴向彼此置放地布置。

优选中间电极结构3具有轴向区域，其中它与第一电极1，但是不与第二电极2重叠。此外中间电极结构3优选具有轴向区域，其中中间电极结构3与第二电极2，但是不与第一电极1重叠。

过压保护元件100此外具有中间电极结构3。中间电极结构3布置在气体放电空间10中。中间电极结构3优选以恒定的距离环绕第一电极1。中间电极结构3包括内部电极体4。中间电极结构3此外包括外部电极体5。备选地中间电极结构3可以具有其他，例如同中心的布置的和彼此电分离的电极体。内部电极体4和外部电极体5（在过压保护元件100的平面图中观察）优选与第一电极1和/或第二电极2同中心的或例如围绕第一电极1布置。内部电极体4和外部电极体5同样优选构造成环形并且适宜地彼此电隔离。

此外内部电极体4和外部电极体5彼此轴向置放，但是具有彼此轴向重叠地布置。第一电极1，内部电极体4，外部电极体5和第二电极2优选以这个顺序彼此跟随地轴向置放地布置(在图1中从上向下)。

过压保护元件100此外具有隔离结构6。隔离结构6与第一电极1同中心的或同轴地布置。隔离结构6具有第一隔离体7。第一隔离体7环状设计。第一隔离体7具有凹槽17，在凹槽中延展第一电极1。隔离结构6此外具有第二隔离体8。第二隔离体8如此相对于第一电极1置放地布置，使得上述组件不轴向重叠。

整体上中间电极结构3的内部电极体4和外部电极体5和第二电极2同中心地围绕第一电极1并且轴向对其置放地布置。通过布置中间电极结构3气体放电空间10划分成多个彼此透气的相连或存在气体交换效果的子空间10A，10B和10C。

第一隔离体7具有径向的接合面14，该接合面在内侧形成第一隔离体7或者其环形体的边沿。第一隔离体7利用径向的接合面14紧贴第一电极1的径向的外部面(未明确地表征)。

第二隔离体8具有径向的接合面13，其在外侧形成第二隔离体8的边沿。第二隔离体8利用径向的接合面13紧贴第二电极2的径向的内部面(未明确地表征)。

此外第一隔离体7具有内部接合级15。接合级15具有径向的接合面11并且为了形成该级具有未明确地表征的轴向接合面。可比较地第二隔离体8具有外部接合级16。接合级16具有径向的接合面12并且为了形成该级同样具有轴向接合面(未明确地表征)。

优选地隔离结构6（尤其是第一隔离体7和第二隔离体8）-通过上述接合面和接合级–限定第一电极1、第二电极2和中间电极结构3的距离用于上述组件的电隔离。

通过接合面11，14和/或接合级15第一隔离体7优选限定内部和外部电极体4，5的轴向偏移和内部电极体4与第一电极1的径向的距离。此外第二隔离体8通过接合面12，13和/或接合级16限定内部和外部电极体4，5的轴向偏移和外部电极体5与第二电极2的径向的距离。

此外隔离结构6，例如通过第一隔离体7和第二隔离体8的布置限定内部电极体4和外部电极体5的径向的距离(在图1中用A表征)。

例如内部电极体4可以在装配过压保护元件的情况下插入到第一隔离体7中和/或用它夹住或反之，使得确定径向的距离例如用于在内部电极体4和第一电极1之间的电隔离。此外第二隔离体8优选插入到环形第二电极2中并且外部电极体8围绕第二隔离体8的接合级16布置或安置，使得对于相应的隔离限定或确定例如外部电极体5到内部电极体4和到第二电极2的径向的距离。

对于上述距离的限定隔离结构6优选与第一电极1，中间电极结构3和第二电极2接触，而没有机械固定与上述组件相连。

第一电极1，内部电极体4，外部电极体5和第二电极2优选径向(也就是在图1中水平)在同中心的布置中彼此等距地隔开或布置。上述等距的隔开分别可以在0.5mm到0.8mm的范围中。

备选地例如第一电极1与内部电极体4的距离，内部电极体4与外部电极体5的距离和/或外部电极体5与第二电极2的距离可以彼此不同。

优选过压保护元件100和/或其上述组件设计成例如相对主轴至少尽可能旋转对称的。

图2示意性示出过压保护元件100，或者第一电极1，第二电极2和中间电极结构3的平面图。此外示出第一在第一电极1和中间电极结构3之间形成的电弧L1。此外示出第二在中间电极结构3和第二电极2之间形成的电弧L2。电弧可以作为例如在电极1，2之间的在过压保护元件100上的过电压的结果形成。在图2中可认识到，通过电弧L1，L2表示的电流以大角度（例如大于90°C）相对于彼此构造。由此可以提高尤其是整体放电区段的电阻并且有利地提高过压保护元件100的电弧燃烧电压。

在备选的扩展方案中，过压保护元件100不是同中心的或同轴的（如上所述），而是以例如第一电极，中间电极结构和第二电极的线性布置实施，由此同样充分利用过压保护元件的较大的电弧燃烧电压的优点。

本发明不通过根据实施例的描述来限制。相反本发明包括每个新特征以及特征的每个组合(其尤其是在权利要求中包含的特征的每个组合)，甚至当该特征或该组合甚至未明确地在权利要求或实施例中给出时也是如此。

附图标记列表

1 第一电极

2 第二电极

3 中间电极结构

4 内部电极体

5 外部电极体

6 隔离结构

7 第一隔离体

8 第二隔离体

10 气体放电空间

10A，10B，10C 子空间

11，12，13，14 径向的接合面

15，16 接合级

17 凹槽

20 壳体

100 过压保护元件

X 主轴

Claims (10)

1.过压保护元件(100)，其包括第一电极(1)，第二电极(2)和气体放电空间(10)，所述气体放电空间布置在第一电极(1)和第二电极(2)之间，其中

-所述过压保护元件(100)具有中间电极结构(3)，所述中间电极结构(3)布置在气体放电空间(10)中并且与所述第一和第二电极(1，2)电隔离，

-所述中间电极结构(3)具有多个在所述过压保护元件(100)的平面图中观察并且彼此电分离的电极体（4，5），

-所述中间电极结构(3)具有内部和外部电极体（4，5），其中所述内部和外部电极体（4，5）分别构造成环形，

-所述内部和外部电极体（4，5）彼此轴向置放地布置，

-所述过压保护元件(100)具有隔离结构（6），所述隔离结构具有紧靠第一和/或第二电极(1，2)的径向面的至少一个径向接合面(13，14)，

-所述隔离结构（6）具有第一和第二隔离体（7，8），其中每个隔离体（7，8）具有带径向接合面(11，12)和轴向接合面的接合级(15，16)，

-所述第一隔离体（7）具有另外轴向接合面，所述第一隔离体（7）的接合级的轴向接合面和所述第一隔离体（7）的另外轴向接合面是轴向偏移的，

-所述第二隔离体（8）也具有另外轴向接合面，所述第二隔离体（8）的接合级的轴向接合面和所述第二隔离体（8）的另外轴向接合面是轴向偏移的，

-所述内部电极体（4）与所述第一隔离体（7）的接合级的径向接合面（11）和轴向接合面相接触并且与所述第二隔离体（8）的另外轴向接合面相接触，

-所述内部电极体（4）与所述第二隔离体（8）的接合级的径向接合面（12）分离，

-所述外部电极体（5）与所述第二隔离体（8）的接合级的径向接合面（12）和轴向接合面相接触并且与所述第一隔离体（7）的另外轴向接合面相接触，以及

-所述外部电极体（5）与所述第一隔离体（7）的接合级的径向接合面（11）分离。

2.如权利要求1所述的过压保护元件(100)，其中所述第一电极(1)是中心电极，并且其中所述第二电极(2)和所述中间电极结构(3)布置在所述第一电极(1)旁边。

3.如权利要求1或2所述的过压保护元件(100)，其中所述中间电极结构(3)以恒定的距离环绕所述第一电极(1)。

4.如权利要求1或2所述的过压保护元件(100)，其中所述中间电极结构(3)将气体放电空间(10)分割为多个透气的彼此相连的子空间(10A，10B，10C)。

5.如权利要求1或2所述的过压保护元件(100)，其中所述第一电极(1)，所述中间电极结构(3)和所述第二电极(2)彼此等距地布置。

6.如权利要求1或2所述的过压保护元件(100)，其中所述第一和所述第二电极(1，2)布置成对彼此轴向置放。

7.如权利要求1所述的过压保护元件(100)，其中所述第一隔离体(7)的接合级(15)紧靠内部电极体(4)并且第二隔离体(8)的接合级(16)紧靠所述外部电极体(5)。

8.如权利要求1或7所述的过压保护元件(100)，其中所述第一隔离体(7)构造环形的并且具有凹槽(17)，其中所述第一电极(1)延展进入所述凹槽(17)。

9.如权利要求1或7所述的过压保护元件(100)，其中所述第二隔离体(8)布置成对第一电极(1)轴向置放。

10.如权利要求1或2所述的过压保护元件(100)，其中所述中间电极结构(3)导致作为在过压保护元件(100)上的过电压的结果的电弧燃烧电压的放大。