[发明专利]过电压保护元件

说明书

技术领域

本发明涉及一种有外壳的过电压保护元件，其具有：至少一个设置于外壳之中的过电压限制器件；用于将过电压保护元件连接在要被保护电流或信号线路上的接线元件；带显示元件的用来显示过电压保护元件状态的状态指示器。

背景技术

设置于过电压保护元件中的过电压限制器件尤其是变阻器和火花隙的性能会渐进退化，也就是会因为老化而使得过电压限制器件的参数发生变化。所述退化过程可能会随着时间的推移而导致过电压放电器在放电过程中或者甚至在电网条件下发生失灵。

无论在所施加的工作电压情况下还是每次出现放电过程时，变阻器均会“老化”。渐进退化主要会使得变阻器在“非导通”状态下的电阻减小，所出现的漏电流将会增大，从而导致变阻器发热。在众所周知的过电压保护元件中均利用变阻器的这种发热效应使得分断机构从某一个预先设定的温度起脱扣，从而将变阻器与要被保护的电流或信号线路在电方面分断。

与变阻器的区别在于，火花隙通常仅在放电过程中“老化”。在火花隙的电极之间发生放电时所产生的电弧一方面会导致电极本身受损，另一方面也会导致电极周围的绝缘件受损。火花隙的内部元器件的状态通常并不为人所知，而且只能在某些检测周期之内进行测量，非常有限地确定其状态。火花隙中通常不像变阻器那样配有分断机构。

DE 44 13 057 A1公开了一种检测闪电电流或者浪涌电流的方法，将一个预磁化的数据载体在空间上布置在闪电电流或者浪涌电流所经过的导体附近，从而使得数据载体的磁化强度发生变化。然后就可以利用一种该数据载体必须插入其中的读取器来检测、分析数据载体的磁化强度变化。这种方法一方面需要经过相应培训的人员主动进行操作，另一方面也只能检测、分析每次所出现的最大磁化强度或磁化强度变化，因此并不能识别例如最大浪涌电流之前或之后的多个较小的脉冲。因而利用这种方法只能测定闪电电流或浪涌电流的最大电流强度；但是并不能由此直截了当地推断放电器的状态。

DE 20 2004 006 227 U1公开了一种过电压保护元件，可根据温度开关原理监测变阻器的状态，能在变阻器过热时分断设置在变阻器和隔断元件之间的钎焊连接，从而使得变阻器在电方面分断。此外当分断钎焊连接时，还通过弹簧的回位力推动一个塑料元件从第一位置进入第二位置，通过该塑料元件将弹性金属舌片形式的隔断元件与变阻器隔开，实现隔热并且隔断电流，从而消除金属舌片和变阻器触点之间可能产生的电弧。由于塑料元件具有两个相邻排列的彩色标记，因此还可起到光学状态指示器的作用，这样就能直接在现场查看过电压保护元件的状态是正常(绿色)还是分断(红色)。

DE 10 2007 006 617 B3公开了一种过电压保护元件，具有两个设置于外壳之中的过电压限制器件，这两个过电压限制器件可以是两个圆盘变阻器，可在过热时将其逐一分断。通过一个旋转指示器形式的光学状态指示器显示某一个或两个钎焊连接是否分断。可以通过光学状态指示器显示三种不同的状态：两个变阻器功能正常，一个变阻器功能不正常且已分断，两个变阻器功能均不正常且已分断。但即使采用这种过电压保护元件，也只能通过光学状态指示器显示一个或两个变阻器是否功能正常。所述已知的过电压保护元件并不能显示某一个功能尚且正常的变阻器的除此之外的状态。

发明内容

因此本发明的任务在于，提供一种开头所述的过电压保护元件，其能够以尽可能简单的方式和方法判断或推断过电压保护元件的状态。

就开头所述的过电压保护元件而言，解决这一任务的方式为：设有一种不仅与过电压限制器件有热接触、而且也与状态指示器的指示元件有机械接触的热敏性吸热材料，当过电压限制器件发热超过一定的最小温度时，指示元件就会因为热敏性吸热材料膨胀而发生位置变化，且位置变化的大小即为用来衡量过电压限制器件发热程度的尺度。

本发明基于这样的认识：可以针对某一个过电压限制器件确定或设定该器件能够或者应当在其使用寿命范围内转换的最大能量，且不会使得该器件的额定参数出现临界变化。如果已经转换了该最大能量，则可能会影响过电压保护元件的典型参数，例如最大抗脉冲能力、漏电流特性或者电网电流(Netzfolgestrom)特性，因此就要更换过电压保护元件。此外本发明还基于这样的认识：过电压限制器件中的能量转换始终会导致器件发热，且发热程度就是衡量内部能量转换的直接尺度。大于器件特有的温度阈值之后，例如在泄放浪涌电流时所出现的器件发热程度与过电压限制器件的退化程度成正比。