一种过热过电压保护器
技术领域
本发明涉及一种电源保护器,尤其涉及一种电源浪涌保护的过热过电压保护器。
背景技术
为防止浪涌对设备和仪器的损害,一般都在电源的输入端并联浪涌抑制效果很好的压敏电阻及其它外置式过流或过热保护器件。压敏电阻器随着使用时间的增加其漏流会逐渐增大,并导致其内部温度逐渐升高,而随着压敏电阻器的温度的升高其漏流又会增大,最终导致压敏电阻器冒烟甚至冒火;同时压敏电阻器在大电流冲击致使其劣化后常表现为短路状态。这两种情况都将给供电系统和用电设备带来极大的危害。在当前的应用方法和市场上(5KA以下的防雷器件),仅靠使用外置式过流或热保护器件来实现脱扣,这不仅体积大、成本高、可靠性不好,而且过流及热保护器件的参数和雷电浪涌通流量之间的匹配难以解决。目前,还没有新的方法和产品能很好的解决上述问题。如中国专利号为03219946.5的发明专利,公开了一种防雷断路器,在每一相的输入、输出端之间均连接有过流保护电路和过热脱扣机构,该过热脱扣机构和输出端的接点通过由压敏电阻组成的防雷电路接地。上述专利虽然具有防雷功能,但过流及热保护参数和雷电浪涌通流量之间匹配难以解决,同时当压敏电阻由于劣化损坏时,无法迅速有效地将其从电路中切除,极易造成极间短路。给供电系统和用电设备带来极大的危害。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术之不足,提供一种能够可靠地、自动与电网脱离的模块式过热过电压保护器,本发明的体积小,成本低。
按照本发明提供的一种过热过电压保护器,包括一壳体、至少一安装在所述壳体内的压敏电阻和至少一个与所述压敏电阻相电连接的上引脚以及至少一个与所述压敏电阻相电连接的下引脚,所述压敏电阻与所述上引脚之间设有一热脱扣机构,所述热脱扣机构位于所述压敏电阻的一电极表面上,所述压敏电阻上还引出有一劣化指示引脚,所述壳体内灌注有环氧树脂,形成一体化模块。
按照本发明提供的一种过热过电压保护器还具有如下附属技术特征:
从所述压敏电阻的一电极表面上引出一发热极,所述发热极的一端绕成螺旋状或圆形或环形或方形焊接在所述压敏电阻的一电极表面上,其另一端与一脱扣簧片的一端焊接在一起,形成热脱扣点,所述脱扣簧片的另一端与所述上引脚相连接,构成所述热脱扣机构。
本发明的作为上述方案提出的另一种替代方案为,从所述压敏电阻的一电极表面上引出一发热极,所述发热极的一端连接有一圆形或环形或方形的电极,所述电极焊接在所述压敏电阻的一电极表面上,其另一端与一脱扣簧片的一端焊接在一起,形成热脱扣点,所述脱扣簧片的另一端与所述上引脚相连接,构成所述热脱扣机构。
所述下引脚的一端绕成螺旋状或圆形或环形或方形焊接在所述压敏电阻的另一电极表面上,其另一端伸出所述壳体。
本发明的作为上述方案提出的另一种替代方案为,所述下引脚的一端连接有一圆形或环形或方形的电极,所述电极焊接在所述压敏电阻的另一电极表面上,其另一端伸出所述壳体。
所述劣化指示引脚的一端弯折成90度,所述弯折部与所述发热极的一端连接在一起。
所述压敏电阻与所述下引脚相连接的电极连接一放电气隙的一端,所述放电气隙的另一端伸出所述壳体。
本发明的一种实施例中,所述压敏电阻为两个,其串联在一起,所述热脱扣机构与其中一个所述压敏电阻相连接,所述下引脚与另一个所述压敏电阻相连接,两所述压敏电阻的串接端连接一放电气隙的一端,所述放电气隙的另一端伸出所述壳体。
本发明的另一种实施例中,所述压敏电阻为三个,每个所述压敏电阻的一电极连接有所述热脱扣机构和所述劣化指示引脚,每个所述热脱扣机构的另一端分别连接有所述上引脚,三个所述压敏电阻的另一电极并联在一起同时与所述下引脚和一放电气隙的一端相连接,所述放电气隙的另一端伸出所述壳体。
所述脱扣簧片采用具有较高弹性的紫铜簧片,其与所述发热极采用熔点为140-150度的焊锡焊接在一起,所述脱扣簧片的弯折角大于120度。
按照本发明提供的一种过热过电压保护器与现有技术相比较具有如下优点:首先,本发明的压敏电阻与热脱扣机构串联,脱离点由压敏表面中心引出,当压敏电阻劣化后能够自动迅速、可靠地与电网脱离,防止极间短路,提高保护性能;其次,将压敏电阻和热脱扣机构做在一个壳体内,既利用了压敏电阻良好的浪涌吸收功能,又通过热保护脱离机构的内置处理既使发热点集中、传热距离短、保证了压敏电阻劣化后与电网的迅速、可靠脱离,而且解决了热熔断器参数与雷电浪涌通流量之间的良好匹配问题,保证被保护设备用电安全;再次,由于压敏电阻具有劣化指示引出脚,可以方便的了解压敏电阻的损坏状况;最后,由于本发明做成一体化模块,从而大幅度缩小了器件的体积,降低了其成本,提高了器件的整体性能。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是图1的左视剖视示意图。
图3是本发明一种实施例的主视图。
图4是图3的左视剖视示意图。
图5是本发明另一种实施例的主视图。
图6是图5的左视剖视示意图。
图7是本发明再一种实施例的主视图。
图8是图1的后视图。
图9是图1的等效电路原理图。
图10是图3的等效电路原理图。
图11是图5的等效电路原理图。
图12是图7的等效电路原理图。
等效电路原理图中各标号的解释如下:
在图10和图11中:RV1—压敏电阻;θ—热脱扣机构;L—单相电源火线,接上引脚;N—单相电源零线,接下引脚;K—保护器劣化指示引线,接劣化指示引脚;V1—放电气隙;PE—单相电源地线,接放电气隙伸出壳体的一端;
在图12中:RV1、RV2、RV3—压敏电阻;θ1、θ2、θ3—热脱扣机构;V1—放电气隙;K1、K2、K3—保护器劣化指示引线;L1、L2、L3—三相电源相线;PE—三相电源地线;N—三相电源中性线;
具体实施方式
参见图1、图2和图8,按照本发明提供的一种优选实施例,包括一壳体1、一安装在所述壳体1内的压敏电阻2和一个与所述压敏电阻2相电连接的上引脚3以及一个与所述压敏电阻2相电连接的下引脚4,从所述压敏电阻2的一电极21表面上引出一发热极51,所述发热极51的一端52绕成螺旋状焊接在所述压敏电阻2的电极21表面上,所述下引脚4的一端也绕成螺旋状焊接在所述压敏电阻2的另一电极22表面上,其另一端伸出所述壳体1,形成接线引脚。将所述发热极51和所述下引脚4与所述压敏电阻2的焊接端绕成螺旋状,以增大与所述压敏电阻2的焊接面,增加散流面积,提高所述压敏电阻2的电性能。
在本发明给的另一种优选实施例中,所述发热极51和所述下引脚4的一端可以做成圆形、环形或方形电极片,然后与所述压敏电阻2焊接在一起。附图中未示出,最终的目的就是为了使所述发热极51和所述下引脚4与所述压敏电阻2实现面接触。
参见图1和图2,在本实施例中,从所述压敏电阻2的一电极21引出劣化指示引脚6,所述劣化指示引脚6可以接外部劣化指示电路,便于实现本发明故障的可视化,及时了解本发明的损坏情况。外部劣化指示电路为现有技术,此处不再赘述。所述劣化指示引脚6也可以这样实现:所述劣化指示引脚6的一端弯折成90度,所述弯折部与所述发热极51的一端连接在一起。同时,为了加工方便,所述劣化指示引脚6和所述发热极51可以做出一体,即将所述发热极51的焊接端延伸引出后形成所述劣化指示引脚6。
本发明在完成上述各部件的安装连接后,按照压敏电阻的封装工艺,灌注环氧树脂。
参见图1和图2,本实施例在将所述压敏电阻2封装后,所述发热极51的另一端53伸出封装并与一脱扣簧片54的一端焊接在一起,形成热脱扣点,焊接时采用熔点为143度左右的焊锡。所述脱扣簧片54采用具有较高弹性的紫铜簧片,在焊接前应该保证其初始折弯角小于90度。以保证当压敏电阻2过热损坏时,温度达到143度后能够使焊锡熔化。脱扣簧片54在焊锡熔化后能够有效的与所述发热极51脱离。所述脱扣簧片54的另一端与所述上引脚3相连接,构成热脱扣机构5。所述热脱扣机构5能够将劣化后的压敏电阻从电网中脱离,防止极间短路。同时,由于热脱扣机构5和压敏电阻2做在一个壳体1内,使发热点集中、传热距离短、保证了压敏电阻劣化后与电网的可靠脱离。本发明做成一体化的器件,大幅度缩小了体积,降低了其成本,提高了器件的整体性能。
参见图9,结合本发明的电路原理图,说明本发明的工作过程:本发明并联在单相用电设备电源板的电源输入端,所述上引脚3接单相电源火线L,所述下引脚4接单相电源零线N,所述劣化指示引脚6接劣化指示引线K。正常使用时RV1,即压敏电阻,呈高阻抗特性。当外部有操作过电压或其它感应过电压侵入时,RV1将以纳秒级的速度响应,将过电流释放,将线间电压箝位在用电设备能承受的范围内,从而保护了用电设备。由于设置了热脱扣机构,该电路中的压敏电阻因过流过热损坏后能自动与电网脱离,从而防止极间短路。此时,所述劣化指示引脚6输出劣化指示信号,实现本发明劣化的可视化。
参见图3、图4和图10,按照本发明提供的一种优选实施例中,所述压敏电阻2与所述下引脚4相连接的电极22连接一放电气隙8的一端,所述放电气隙8的另一端伸出所述壳体1,形成接线引脚。在封装的时候,放电气隙8和压敏电阻2封装在一起。上述结构在单相电源的零线N与地线PE之间串接放电气隙8,即图10上放电气隙V1,同时实现电路的差模保护和共模保护,提高电路的可靠性,使用的器件较少,成本低廉。
参见图5、图6和图11,按照本发明提供的另一种优选实施例中,所述压敏电阻2为两个,其串联在一起,所述热脱扣机构5与其中一个所述压敏电阻2相连接,所述下引脚4与另一个所述压敏电阻2’相连接,两所述压敏电阻2、2’的串接端23连接一放电气隙8的一端,所述放电气隙8的另一端伸出所述壳体1,形成接线引脚。在封装的时候,放电气隙8和压敏电阻2封装在一起。上述实施例中在单相电源的零线N与地线PE之间设置放电气隙8,即图11中的放电气隙V1,同时实现电路的差模保护和共模保护,提高了电路的可靠性。
参见图7和图12,按照本发明提供的再一种优选实施例中,所述压敏电阻2为三个,每个所述压敏电阻2、2’、2”的一电极21、21’、21”连接有所述热脱扣机构5、5’、5”和所述劣化指示引脚6、6’、6”,每个所述热脱扣机构5、5’、5”的另一端分别连接有所述上引脚3、3’、3”,三个所述压敏电阻2、2’、2”的另一电极并联在一起同时与所述下引脚4和一放电气隙8的一端相连接,所述放电气隙8的另一端伸出所述壳体1,形成接线引脚。本实施例可以应用于三相电源用电设备中,三条由上引脚、热脱扣机构和压敏电阻组成的支路分别接三相电源的相线。三个压敏电阻分别引出劣化指示引脚,对每个压敏电阻进行劣化指示。压敏电阻的另一电极并联在一起接所述下引脚4后,接入三相电源的中性线N。同时,中性线N与地线PE之间串接放电气隙8,即图12中的放电气隙V1,同时实现电路的差模保护和共模保护,提高电路工作的可靠性。