本發(fā)明涉及一種用于在潛在爆炸區(qū)域中進(jìn)行電位均衡的組件。

背景技術(shù)：

1、為防雷而提供的用于在潛在爆炸區(qū)域(ex區(qū)域)中進(jìn)行電位均衡的組件是眾所周知的。

2、相應(yīng)的組件通常用于橋接絕緣件、絕緣法蘭等，以使系統(tǒng)中原本彼此隔離的系統(tǒng)部件在暴露于雷擊時(shí)接地，從而可以有效地防止雷擊造成的損壞。這種組件的一個(gè)例子是dehn?se的exfs100。

3、除了這種組件的典型功能，即在發(fā)生雷擊時(shí)確保電線安全外，這種組件還必須能夠在發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生短路，以便組件在發(fā)生故障時(shí)具有導(dǎo)電性，從而使得系統(tǒng)的系統(tǒng)部件彼此隔離永久接地。

4、對(duì)于此類組件，用戶不容易看出組件是否仍然完全正常工作，也不能看出是否存在故障并且組件是否永久短路。

5、如上所述，組件被設(shè)計(jì)成使得在發(fā)生故障時(shí)產(chǎn)生短路。然而，對(duì)于用戶來說，知道情況是否確實(shí)如此并不容易。用戶還必須依賴這樣事實(shí)，即組件在發(fā)生故障時(shí)正常工作，通過組件的短路在組件內(nèi)發(fā)生故障時(shí)實(shí)際上存在。出于這個(gè)原因，必須確保在此類組件中付出一些努力，以便在發(fā)生故障時(shí)實(shí)際上產(chǎn)生短路，以在發(fā)生故障時(shí)接地通常是彼此隔離的那些系統(tǒng)部件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是改進(jìn)這種組件的功能，即使得組件更簡單、更具成本效益，同時(shí)使得其更加用戶友好。

2、根據(jù)本發(fā)明，該目的是通過用于在潛在爆炸區(qū)域進(jìn)行電位均衡的組件來實(shí)現(xiàn)的，該組件具有外殼、氣體放電避雷器、短路裝置和故障指示器。至少氣體放電避雷器和短路裝置被容納在外殼中。短路裝置包括至少一個(gè)彈簧和致動(dòng)元件，該致動(dòng)元件由彈簧預(yù)加載到短路位置。氣體放電避雷器具有底座主體，其被充滿氣體并通過可熱分離連接部連接到第一連接件。故障指示器設(shè)置為指示短路裝置的跳發(fā)(tripping)事件。

3、本發(fā)明的基本思想是提供具有短路裝置的電位均衡組件，該短路裝置特別在組件發(fā)生故障時(shí)變?yōu)榧せ顮顟B(tài)，以便組件在發(fā)生故障時(shí)也具有導(dǎo)電性。于是，連接到組件的系統(tǒng)部件可以接地。因此，可以確保在組件發(fā)生故障時(shí)始終存在短路，以便通過組件將彼此分離的系統(tǒng)部件短路，從而相應(yīng)地接地。

4、故障指示器還確保指示與短路裝置的跳發(fā)事件相關(guān)聯(lián)的故障事件，以便用戶可以快速檢測(cè)組件的狀態(tài)，特別是短路裝置的狀態(tài)。

5、除此而外，短路裝置被設(shè)置為在高短期過載的情況下變?yōu)榧せ?，即產(chǎn)生短路。例如，這樣的高短期過載會(huì)導(dǎo)致氣體放電避雷器的底座主體被損壞或被毀壞，從而激活短路裝置并產(chǎn)生短路。

6、可熱分離連接部也確保組件在長期低過載的情況下也能確保電位均衡，這是因?yàn)榭蔁岱蛛x連接部由于長期低過載而分離。如果可熱分離連接部被分離，也會(huì)產(chǎn)生短路，從而確保電位均衡。

7、因此，短路裝置除了彈簧和致動(dòng)元件外，還包括可熱分離連接部，使得當(dāng)可熱分離連接部被分離時(shí)也會(huì)產(chǎn)生短路。

8、因此，根據(jù)本發(fā)明的組件，特別是短路裝置，包括組合式跳發(fā)機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)在高短期過載和長期低過載的情況下做出反應(yīng)，以確保電位均衡。

9、通常，跳發(fā)機(jī)構(gòu)是通過彈簧將致動(dòng)元件(直接或間接)預(yù)加載到產(chǎn)生短路的相應(yīng)短路位置來實(shí)現(xiàn)的。因此，如果底座主體被損壞或被毀壞和/或可熱分離連接部被分離，則致動(dòng)元件會(huì)產(chǎn)生短路。

10、因此，短路裝置特別被設(shè)置為在氣體放電避雷器的底座主體至少損壞時(shí)(即如果組件出現(xiàn)故障)時(shí)激活。被損壞甚至被毀壞的氣體放電避雷器至少底座主體被損壞。

11、因此，短路裝置可確保在組件發(fā)生故障時(shí)也存在短路，特別是確保如果氣體放電避雷器的底座主體至少被損壞，則氣體放電避雷器短路。

12、在這方面，利用組件，特別是短路裝置，即短期高過載和低長期過載，涵蓋了幾種不同的故障場景。

13、此外，氣體放電避雷器確保組件當(dāng)存在氣體放電避雷器可以進(jìn)行放電的電位差時(shí)提供所需的電位均衡，該電位差對(duì)應(yīng)于組件的正常運(yùn)行，即常規(guī)過載。

14、基本上，氣體放電避雷器提供隔離火花隙(exfs)。

15、根據(jù)一方面，致動(dòng)元件被安裝成相對(duì)于外殼可移動(dòng)。因此，致動(dòng)元件可以相對(duì)于外殼移動(dòng)，從而當(dāng)相對(duì)移動(dòng)導(dǎo)致產(chǎn)生短路的組件的兩個(gè)部件之間接觸時(shí)，可以通過致動(dòng)元件產(chǎn)生短路。

16、如果致動(dòng)元件至少在短路位置或跳發(fā)時(shí)部分從外殼突出，或者如果外殼有相應(yīng)的觀察窗，用戶可以快速確定致動(dòng)元件是否處于短路位置。在這方面，致動(dòng)元件本身已經(jīng)可以形成故障指示器。

17、根據(jù)另一方面，所述致動(dòng)元件被連接到，特別是擰到第二連接件上。第二連接件基本上與第一連接件相對(duì)，特別是相對(duì)于氣體放電避雷器。因此，氣體放電避雷器的第一端連接到第一連接件，而氣體放電避雷器與第一端相對(duì)的第二端連接到第二連接件。換句話說，兩個(gè)連接件彼此分離，僅通過氣體放電避雷器相互聯(lián)接。因此，兩個(gè)連接件不是直接相互連接的，從而如果與氣體放電避雷器的連接部被斷開和/或氣體放電避雷器被損壞，則兩個(gè)連接件之間的相對(duì)移動(dòng)基本上是可能的。

18、因此，第一連接件和第二連接件在組件的初始位置是彼此間隔開的(即通過位于其之間的氣體放電避雷器)。

19、在一個(gè)實(shí)施例中，所述致動(dòng)元件具有至少一個(gè)環(huán)形或圓柱形截面。例如，致動(dòng)元件(基本上)是壺形的，底座具有開口。

20、所述致動(dòng)元件的相應(yīng)截面在末端可具有內(nèi)螺紋，第二連接件的外螺紋與該內(nèi)螺紋相互作用，在致動(dòng)元件與第二連接件之間形成螺紋連接。

21、特別地規(guī)定，所述至少一個(gè)彈簧作用在第二連接件上。在這方面，致動(dòng)元件通過第二連接件預(yù)加載到短路位置。彈簧沿短路位置方向壓緊第二連接件，第二連接件連接到致動(dòng)元件，沿短路位置方向推動(dòng)(例如拉動(dòng))致動(dòng)元件。因此，彈簧將致動(dòng)元件預(yù)加載到短路位置。

22、例如，所述至少一個(gè)彈簧是壓縮彈簧。因此，壓縮彈簧支撐在組件的部件上，以對(duì)第二連接件施加壓力。

23、此外，可以規(guī)定短路裝置包括壓縮彈簧和/或扭力彈簧。因此，可以提供兩種不同類型的彈簧，以確保在組件出現(xiàn)故障時(shí)致動(dòng)元件發(fā)生所需移動(dòng)。也可以僅提供扭力彈簧，這會(huì)導(dǎo)致所述致動(dòng)元件旋轉(zhuǎn)，但這種旋轉(zhuǎn)只有在例如氣體放電避雷器，特別是其底座主體損壞或毀壞時(shí)才有可能。換言之，扭力彈簧可以布置成使致動(dòng)元件旋轉(zhuǎn)，只有當(dāng)氣體放電避雷器，特別是其底座主體被損壞或毀壞時(shí)，這種旋轉(zhuǎn)才有可能。致動(dòng)元件的移動(dòng)導(dǎo)致短路。特別是，由于短期高過載或長期過載而啟動(dòng)致動(dòng)元件的移動(dòng)，這會(huì)使短路裝置跳發(fā)。

24、原則上，壓縮彈簧還可以確保氣體放電避雷器，特別是在氣體放電避雷器的底座主體中產(chǎn)生裂紋，導(dǎo)致氣體放電避雷器，特別是底座主體破裂，從而至少有彼此分離的兩個(gè)部分。然后，扭力彈簧可以使所述至少兩個(gè)部分相對(duì)旋轉(zhuǎn)。因此，壓縮彈簧施加的力確保了氣體放電避雷器(特別是底座主體)的減弱，導(dǎo)致由于裂紋而破裂。即使在發(fā)生裂縫的情況下，也無法再完全確保功能，因此短路裝置的完全毀壞和跳發(fā)是有利的。

25、根據(jù)另一個(gè)方面，在短路裝置的跳發(fā)事件中，通過在跳發(fā)時(shí)相互接觸的第一連接件和致動(dòng)元件形成短路。因此，在跳發(fā)的情況下，即當(dāng)致動(dòng)元件處于短路位置時(shí)，致動(dòng)元件與第一連接件之間存在接觸，從而產(chǎn)生短路。除此而外，這是由于外殼牢固地連接到第一連接件，而致動(dòng)元件連接到第二連接件。當(dāng)短路裝置跳發(fā)時(shí)，致動(dòng)元件與外殼發(fā)生相對(duì)移動(dòng)，因此也導(dǎo)致兩個(gè)連接件的相對(duì)移動(dòng)。然而，在裝置跳發(fā)事件中，兩個(gè)連接件之間沒有直接接觸，而只是通過致動(dòng)元件間接接觸。換言之，在初始狀態(tài)下彼此間隔開并相互電絕緣的兩個(gè)連接件在跳發(fā)時(shí)仍保持間隔開，但通過致動(dòng)元件相互電連接。因此，電流可以通過致動(dòng)元件從第一連接件流向第二連接件。

26、故障指示器特別設(shè)計(jì)為機(jī)械故障指示器。這意味著在跳發(fā)的情況下，故障指示器會(huì)純粹機(jī)械地跳發(fā)，即沒有電信號(hào)發(fā)送到故障指示器。為此，可以以一種簡單的方式提供故障指示器，即故障指示器被設(shè)計(jì)為致動(dòng)元件的一部分或直接機(jī)械聯(lián)接到致動(dòng)元件，其結(jié)果是致動(dòng)元件的位移導(dǎo)致故障指示器的位移，這使得相應(yīng)的狀態(tài)對(duì)用戶可見。

27、例如，故障指示器設(shè)置在致動(dòng)元件的朝外表面上，當(dāng)跳發(fā)時(shí)從外部可以看到該表面。該表面可以是標(biāo)記的部分，在短路位置從外部可見。例如，該部分標(biāo)有信號(hào)顏色。因此，形成故障指示器的相應(yīng)部分在初始位置被外殼覆蓋，其中相應(yīng)的部分在短路位置從外部可見，以便用戶可以直接檢測(cè)短路裝置的狀態(tài)，從而檢測(cè)組件的狀態(tài)。為此目的，可以規(guī)定致動(dòng)元件與外殼的相對(duì)移動(dòng)導(dǎo)致標(biāo)記部分離開外殼。作為替代，可以在外殼中設(shè)置有觀察窗，例如半透明或透明的區(qū)域，在發(fā)生跳發(fā)時(shí)標(biāo)記部分位于其中，以便通過觀察窗從外部看到標(biāo)記部分。

28、特別是，觀察窗可以提供密封的外殼，致動(dòng)元件可以在其中移動(dòng)。

29、此外，故障指示器基本上可以適用于戶外安裝。因此，故障指示器可以承受環(huán)境影響。

30、外殼和/或連接件被特別設(shè)計(jì)成為密封的，使得組件具有ip防護(hù)等級(jí)，可防止水和異物在跳發(fā)和未跳發(fā)狀態(tài)下進(jìn)入。同時(shí)，保證短路裝置的移動(dòng)能力，從而保證了發(fā)生故障時(shí)的短路功能。

31、根據(jù)進(jìn)一步的方面，第一連接件牢固地連接到外殼上。這確保了第一連接件和外殼之間沒有相對(duì)移動(dòng)。

32、根據(jù)另一個(gè)方面，底座主體至少部分被絕緣體包圍，在絕緣體上至少支撐彈簧和/或致動(dòng)元件沿其移動(dòng)安裝和/或第一連接件牢固地連接到該絕緣體。絕緣體確保氣體放電避雷器的底座主體與初始狀態(tài)下的致動(dòng)元件之間的電氣絕緣。此外，致動(dòng)元件通過絕緣體以規(guī)定的方式安裝在外殼內(nèi)，特別是在氣體放電器的底座主體和致動(dòng)元件之間設(shè)置了規(guī)定的距離。同時(shí)，絕緣體充當(dāng)致動(dòng)元件的滑動(dòng)軸承，以便致動(dòng)元件可以相對(duì)于絕緣體移動(dòng)。此外，彈簧可以夾在絕緣體和第二連接件之間，以便將彈簧支撐在絕緣體上，并沿短路位置方向壓緊第二連接件。此外，絕緣體可以牢固地連接到第一連接件，以便當(dāng)外殼連接到第一連接件時(shí)，絕緣體相對(duì)于第一連接件以及外殼固定。可以為絕緣體和第一連接件的連接提供力鎖合和/或形鎖合。此外，絕緣體還可以通過材料間鍵合連接到第一連接件。

33、原則上，連接件也可以稱為內(nèi)部殼體件，特別是相對(duì)于至少在某些區(qū)域圍繞兩個(gè)連接件的外部殼體而言。

34、該組件還可以包括用于監(jiān)測(cè)組件狀態(tài)的遠(yuǎn)程信號(hào)裝置。特別地，所述遠(yuǎn)程信號(hào)裝置包括與外殼或致動(dòng)元件相互作用的傳感器。遠(yuǎn)程信號(hào)裝置基本上用于在不同位置發(fā)出組件狀態(tài)的信號(hào)，因此用戶不必在現(xiàn)場即可感知故障指示。遠(yuǎn)程信號(hào)裝置可以包括代表傳感器的微動(dòng)開關(guān)。微動(dòng)開關(guān)可以通過觸覺致動(dòng)來傳遞組件的狀態(tài)。可以規(guī)定傳感器，即微動(dòng)開關(guān)，與外殼相互作用，特別是在初始狀態(tài)下。傳感器被安裝成使得在跳發(fā)時(shí)，即由于致動(dòng)元件的移動(dòng)，傳感器從外殼上移開，因此不再存在與外殼的接觸，并通過遠(yuǎn)程信號(hào)裝置發(fā)送相應(yīng)的信號(hào)。

35、作為替代，傳感器可以被布置成傳感器不是在初始狀態(tài)下被致動(dòng)，而是在跳發(fā)時(shí)被致動(dòng)，即在致動(dòng)元件移動(dòng)之后被致動(dòng)。致動(dòng)可以由致動(dòng)元件本身或聯(lián)接到致動(dòng)元件的元件執(zhí)行，通過遠(yuǎn)程信號(hào)裝置傳遞跳發(fā)信號(hào)，而跳發(fā)信號(hào)又代表組件的狀態(tài)。

36、還可以規(guī)定，傳感器掃描組件的移動(dòng)部件(例如致動(dòng)元件和/或第二連接件)的輪廓。組件的被掃描部件可以由傳感器在外殼外部或外殼內(nèi)部進(jìn)行掃描。

37、傳感器的另一種替代方案提供電感式傳感器，其檢測(cè)組件的部件的移動(dòng)。

38、可熱分離連接部可以是焊接連接。可熱分離連接部可以是低焊膏的，其例如在高于100℃的溫度下，特別是高于130℃時(shí)開始分離，因此可熱分離連接部被分離。

39、特別地，氣體放電避雷器的底座主體可以由陶瓷制成。陶瓷可能會(huì)斷裂或破裂，導(dǎo)致組件出現(xiàn)故障，尤其是氣體放電避雷器。底座主體的斷裂或破裂導(dǎo)致短路裝置被激活，從而通過短路組件確保電位均衡。

40、特別是，外殼是塑料外殼。因此，可以確保布置在外部并圍繞導(dǎo)電元件的外殼不導(dǎo)電。

41、原則上，當(dāng)短路裝置被激活時(shí)，即致動(dòng)元件處于短路位置(其中短路是通過致動(dòng)元件建立的)時(shí)，組件會(huì)發(fā)生跳發(fā)事件。

42、短路裝置可以具有軸向、旋轉(zhuǎn)或軸向旋轉(zhuǎn)跳發(fā)機(jī)構(gòu)，即由于壓縮彈簧、扭力彈簧或壓縮彈簧和扭力彈簧的組合而導(dǎo)致。軸線由氣體放電避雷器或氣體放電避雷器連接的連接線限定。