CN101599640A - 一种可靠指示故障状态的电涌保护器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带双色故障指示功能的电涌保护器，其内部的电涌保护单元5与储能式弹跳机构11一一对应，当发生故障时，电涌保护单元的引脚8与储能式弹跳机构的U型金属片7的焊接点熔断，储能弹簧10释放推动顶杆9向上运动撞击故障指示机构14的摇臂4，并带动摇臂4克服扭簧6的作用力绕枢轴13旋转，此时摇臂4的驱动指旋转带动滑块3在滑轨20上移动，使所述滑块3可通过一个滑槽16与滑轨20配合进行滑动变换显示状态，使故障指示视窗2从显示非故障的“正常状态”进入显示“故障状态”的位置。

Description

一种可靠指示故障状态的电涌保护器

技术领域

本发明涉及一种电涌保护器，特别是一种可插拔类电涌保护器的故障指示机构。

背景技术

“异常过电压”通常指将超过设计规定的正常工作电压上限值的电压，人们也简称“过电压”。过电压可能是外来的，也可能是设备、装置内部自生的。过电压将对电气或电子装置中的电路、元器件造成直接破坏，这种破坏依据其严重程度大致可分为以下四种情况。一是使设备、装置短时间工作错乱。二是造成潜故障，使得电路和器件的性能下降，寿命缩短，提前失效。三是造成电路或器件的永久性损坏。四是可能会导致起火、触电等安全事故。电涌保护器(也称浪涌保护器)，是限制操作过电压和雷电反击、侵入波、雷电感应而产生的瞬时过电压和泄放电涌电流的重要保护器件。

适用于低压配电系统中的电涌保护器一般采用电压限制型，其原理为当线路中没有电涌时，电涌保护器具有高阻抗；当线路中有电涌时，随着电涌电流和电压的上升，电涌保护器的阻抗随着电涌电流和电压的上升将持续地不断减小，从而泄放电涌能量，抑制过电压，达到保护系统电路和设备的目的。目前低压配电系统中广泛采用的插拔类电涌保护器，它主要由可插拔式保护模块和基座所构成，保护模块主要包括保护元件、接线片、壳体及故障指示机构。已有的故障指示机构大都采用弹簧元件储能来实现故障指示，无论采用压簧或拉簧元件，都是先使弹簧处于储能状态，当故障发生时，非线性保护元件(如压敏电阻和抑制二极管元件)与线路脱开，从而使压簧或拉簧不再处于张紧状态，在弹簧弹性回复力的作用下，带动故障指示机构运动实现故障指示。

现有的双色故障显示装置如实用新型专利ZL02243633.2所公开的机构，这种机构在发生故障时，通过连在杠杆上的拉力弹簧作用，将杠杆转动，使视窗内的颜色由绿色显示转变为红色显示，从而实现故障指示。但这种故障指示机构的脱离装置的行程很短、脱离距离有限，特别是在保护元件的锡焊点遇浪涌故障熔断后，连在杠杆上的拉力弹簧不仅要带动指示装置动作，还要通过杠杆中部的熔断片带动锡焊点脱离使电路断开，在拉力弹簧行程有限的情况下，很可能造成引脚没有完全脱离开，使机构有时不能完全切断电路，时间一长电流过大会引起燃烧甚至爆炸，因此可靠性不高。而且这种已有故障显示装置一般都立于电涌保护器较宽的侧面，所占据的面积、空间较大。

实用新型专利ZL200420004083.3所公开的电涌保护装置是目前市场上的压簧式的故障指示机构，当故障发生时，该装置的释放储能弹簧使柱状指示机构弹起突出于外壳，从而指示故障。这种机构指示目视性不好，不能实现指示窗口双色转换显示，故障指示能力不足。因此需要一种保证故障时电路安全脱开的同时，能正确可靠地进行故障和正常两种状态双色显示的故障指示机构。

发明内容

本发明的目的在于改进现有的浪涌保护器的故障指示机构，提供一种可靠指示故障状态的电涌保护器，不仅产品体积小巧、机构安全可靠，既保证故障时电路安全脱开，又使其能准确清晰实现双色故障指示功能，而且本发明的结构支持在多个电涌保护单元同时工作时的故障报警。

本发明所述的双色故障指示功能是指：在电源正常运行状态下，浪涌保护器的指示窗显示一种代表正常运行状态的颜色；当异常过电压故障发生时，故障指示机构动作，使故障指示由代表正常运行状态的颜色(简称正常色)变为代表故障状态的颜色(简称故障色)。

本发明所述的可靠指示故障状态的电涌保护器，其保护模块具有一个绝缘壳体1，其上开设有一个故障指示视窗2，所述壳体1内设有至少一个电涌保护单元5、一个故障指示机构14和至少一个用于触发故障指示机构的储能式弹跳机构11；每个电涌保护单元的引脚8焊接在与之对应的储能式弹跳机构11上，所述故障指示机构14包括一个安装在故障指示视窗2下方滑轨20上的滑块3、一个带动滑块3沿滑轨20移动的摇臂4以及一个对摇臂4起定位作用的扭簧6，所述摇臂4与扭簧6具有共同的枢轴13，使所述滑块3可通过一个滑槽16与滑轨20配合进行滑动变换显示状态。当电涌保护单元5处于正常工作状态，所述故障指示机构14的摇臂4在扭簧6弹性力的作用下，带动滑块3处于显示“正常状态”的位置；当电涌保护单元5处于故障工作状态，其引脚8的所述焊接点熔断，与其对应的储能式弹跳机构11释放，从而撞击触发故障指示机构14的摇臂4，并带动摇臂4克服扭簧6的作用力绕所述枢轴13旋转，摇臂4的旋转驱动故障指示机构14的滑块3在滑轨20上移动，使故障指示视窗2的显示变化，从显示非故障的“正常状态”进入显示“故障状态”的位置。

所述储能式弹跳机构11与所述电涌保护单元5一一对应；每个储能式弹跳机构11包括一个顶杆9、一个套装在顶杆9底部的储能弹簧10和一个嵌装在顶杆9端部凹槽内的U型金属片7；所述电涌保护单元的引脚8焊接在与之对应的储能式弹跳机构11的所述U型金属片7上，使储能式弹跳机构11在正常工作状态处于储能状态；当任何一个电涌保护单元发生故障时，其引脚与对应储能式弹跳机构11的U型金属片7脱开，其顶杆9均可弹起触发所述故障指示机构14的摇臂4。

所述滑块3上设有与摇臂4驱动指18对应的驱动槽17，所述摇臂4上设有一个控制滑块3移动的驱动指18，使摇臂4通过将所述驱动指18伸入驱动槽17内，带动滑块3移动从而实现使故障指示视窗2的显示变化的驱动作用。所述的摇臂4与扭簧6具有的共同的枢轴13可以是一个枢轴13，或多个同轴枢轴13。所述的对摇臂4起定位作用的扭簧6套装在枢轴13上，扭簧的一端连接在摇臂4上，扭簧的另一端连接在绝缘壳体1上，或连接在所述电涌保护单元之间和/或储能式弹跳机构11之间的隔板12上。

摇臂4的面向储能式弹跳机构11的一端具有至少一个用于接收来自对应的储能式弹跳机构11的顶杆9撞击的触臂41。所述的储能式弹跳机构11的顶杆9的端部具有用于撞击摇臂4的触臂41的端面91或凸起。

所述滑轨20可安装在壳体1上，也可安装在电涌保护单元5之间和/或多个储能式弹跳机构11之间的隔板12上。所述故障指示机构14和储能式弹跳机构11立式放置在所述电涌保护器保护模块的壳体1的较窄的一个侧面。

本发明的浪涌保护器体积小巧，故障指示机构通过压簧将元件安全脱开，并触发故障指示机构动作克服扭簧力，增加了整体产品用户界面的友好性。由于加大了浪涌保护单元焊点脱开的行程，在保证了显示装置行程的同时，兼顾了电涌保护的安全性；并且故障指示机构14的工作区与电涌保护器的工作区域隔离分明，便于电涌保护器的维修更换工作。

附图说明

图1是本发明的电涌保护器实施例的结构示意图，示出了故障指示机构和储能式弹跳机构在无故障工作状态下的情况；

图2是本发明的电涌保护器实施例的结构示意图，示出了故障指示机构和储能式弹跳机构在故障工作状态下的情况；

图3是本发明电涌保护器的故障指示机构具体实施例的局部结构示意图；

图4是本发明电涌保护器的故障指示机构滑块3的一种具体实施例的结构示意图；

图5是本发明电涌保护器的故障指示机构摇臂4的一种具体实施例的结构示意图，具体适用于具有两个独立储能式弹跳机构的电涌保护器；

图6是本发明电涌保护器实施例的壳体内部主要元件布置关系示意图，表示出电涌保护单元5、故障指示机构14和储能式弹跳机构11的相对位置。

具体实施方式

下面结合附图所示的具体实施例，进一步说明本发明的浪涌保护器。

图6是本发明电涌保护器实施例的壳体内部主要元件布置关系示意图。如图6所示，本发明的电涌保护器的可插拔式保护模块的绝缘壳体1上开设有一个图1或2所示的故障指示视窗2，所述壳体1内设有一个或多个电涌保护单元5、一个故障指示机构14和一个或多个用于触发故障指示机构的储能式弹跳机构11，其中故障指示机构14和储能式弹跳机构11分别侧立于所述电涌保护器内较窄的同一个侧面。这种设计与已有ZL02243633.2所述的技术方案相比，由于本发明的故障指示机构14无需占据电涌保护器较宽的侧面，不仅节省了大量内部空间，还有利于电涌保护单元5与储能式弹跳机构11之间所要求的一一对应关系。进一步考虑，在所述电涌保护单元5之间和/或储能式弹跳机构11之间可增加设置隔板，以加大浪涌保护器运行的安全可靠性。此外，电涌保护单元5与储能式弹跳机构11也可共用一个隔板，这样不会妨碍电涌保护单元5的更换，可方便维修。

如图1、图2所示的本发明电涌保护器的一个具体实施方式，该电涌保护器的可插拔式保护模块中安装有两套各自对应一个电涌保护单元5(图中未示出)的独立的储能式弹跳机构11，每个储能式弹跳机构11包括一个顶杆9、一个套装在顶杆9底部的储能弹簧10、一个嵌装在顶杆9端部凹槽内的U型金属片7，所述每个电涌保护单元5的引脚8分别焊接在与之对应的储能式弹跳机构11的U型金属片7上。

当电涌保护器处于如图1所示的正常工作状态时，由于电涌保护单元5的引脚8焊接在与之对应的储能式弹跳机构11的U型金属片7上，二者之间形成的固定连接使套装在顶杆9底部的储能弹簧10压紧在浪涌保护器的可插拔式保护模块的壳体1上，储能式弹跳机构11处于储能状态。

在图1、图2的实施例中，本发明故障指示机构14包括一个滑块3、一个带动滑块3移动的摇臂4以及对摇臂4起定位作用的扭簧6，它在正常情况时可阻止摇臂4旋转。如图3所示，所述摇臂4与扭簧6具有共同的枢轴13，所述扭簧6套装在枢轴13上并被摇臂4压紧固定，扭簧6的一端搭在摇臂4上形成的触臂41或缺口上，扭簧6的另一端搭在所述壳体1上形成的隔板12的缺口上。如果电涌保护器具有多个电涌保护单元5和储能式弹跳机构11，扭簧6的另一端也可搭在设置在多个电涌保护单元5之间的和/或多个储能式弹跳机构11之间的隔板12上。

在本发明的实施例中，通过在滑块3上标记不同颜色来指示电涌保护器的状态。例如在正常状态时，故障指示视窗2处显示的是滑块3上的绿色标记，当故障发生驱动滑块3移动后，故障指示视窗2处显示滑块3上的红色标记，从而明确指示用户电涌保护单元5已处于故障状态，需要及时更换这个电涌保护单元5的保护模块。

下面参照附图1-4，说明本发明的故障指示机构14的动作原理。

如图1、图2所示，滑块3安装在壳体1的故障指示视窗2下方的滑轨20上，滑块3上还设置有一个如图4所示的滑槽16，滑块3是借助于滑槽16来容纳滑轨20和实现在滑轨20上滑动的，并通过左右滑动变换来显示电涌保护器的状态。所述滑轨20可安装在壳体1上，也可如图1所示，安装在两个储能式弹跳机构11之间的隔板12上。如图3所示，所述摇臂4的自由端上形成有一个用于控制滑块3移动的驱动指18，一个与摇臂4的驱动指18对应的驱动槽17设置在所述滑块3上，以便允许所述驱动指18伸入驱动槽17内，从而带动故障指示机构14的滑块3移动。当电涌保护器处于如图1所示的正常工作状态时，在扭簧6的弹性力的作用下，摇臂4推动滑块3处于定位状态，此时滑块3上“正常显示色”区域进入故障指示视窗2，摇臂4上的触臂41(参见图3)与储能式弹跳机构11的顶杆9的端面91之间存在着较大的空隙(如图1所示)。通过这种安装方式，在无其他外力干涉的情况下，扭簧6在扭簧力的作用下将摇臂4稳定在图1所示的位置，便于摇臂4在故障发生时接受来自储能式跳弹机构11的作用力。当某个或多个电涌保护单元被破坏时，其引脚8与储能式弹跳机构11上顶杆9的U型金属片7的焊接点熔断，它们之间的固定连接被断开，储能弹簧10释放，从而推动顶杆9向上运动，使顶杆9上的端面91撞击故障指示机构14的摇臂4下端上形成的触臂41，使摇臂4克服扭簧6的作用力绕枢轴13旋转，此时摇臂4的驱动指18同时旋转并带动滑块3在滑轨20上移动，使滑块3上的故障指示视窗2的显示变化，此时“故障显示色”区域进入故障指示视窗2。顶杆9的向上运动也带动了其上的U型金属片7运动，使其与电涌保护单元5的引脚8完全脱开，由于储能弹簧10直接作用于储能式弹跳机构11的顶杆9，保证了顶杆9和U型金属片7较长的运动行程，大大提高了设备的可靠性，降低了不完全切断电路而引发的风险。

本发明的浪涌保护器无论一个还是多个保护单元被破坏，都能通过同一个故障指示机构在单一的视窗进行可靠指示。参见如图5所示的本发明的实施例，所述摇臂4与扭簧6具有共同的枢轴13。故障指示机构14的摇臂4下端具有两个触臂41，用于分别接收来自两个储能式弹跳机构11的顶杆9上的端面91释放时产生的撞击。当任何一个电涌保护单元5遭到破坏时，引脚8的焊接点将被熔断，仅与其对应的储能式弹跳机构11的顶杆9被释放，撞击摇臂4，并带动摇臂4克服扭簧6的作用力绕枢轴13旋转，此时摇臂4的驱动指18同时旋转带动滑块3在滑轨20上移动，使故障指示视窗2的显示变化，从非故障的“正常状态”转化为“故障状态”，如视窗颜色由绿色转为红色。当多个电涌保护单元同时遭到破坏时，例如，如图2所示的两个电涌保护单元同时因浪涌故障出现熔断，此时多个储能式弹跳机构同时释放，并触发故障指示机构14显示故障状态。

显然，在具有同等技术效果或功能的前提下，本发明上述实施例中的各零部件的形状、位置或组合关系等可以根据不同的使用需要进行适当的调整。例如故障指示机构14的摇臂4可以是一个枢轴13，也可以是多个同轴枢轴。当摇臂4具有多个接收储能式弹跳机构11的顶杆9的触臂41时，多个同轴枢轴可分别安装在各个触臂41的根部，例如图5所示将两个枢轴对称安装于两个触臂41上。

Claims (9)

1.一种可靠指示故障状态的电涌保护器，其保护模块具有一个绝缘壳体(1)，其上开设有一个故障指示视窗(2)，所述壳体(1)内设有至少一个电涌保护单元(5)、一个故障指示机构(14)和至少一个用于触发故障指示机构的储能式弹跳机构(11)，每个电涌保护单元的引脚(8)焊接在与之对应的储能式弹跳机构(11)上，其特征在于：

所述故障指示机构(14)包括一个安装在故障指示视窗(2)下方滑轨(20)上的滑块(3)、一个带动滑块(3)沿滑轨(20)移动的摇臂(4)以及对摇臂(4)起定位作用的扭簧(6)，所述摇臂(4)与扭簧(6)具有共同的枢轴(13)，使所述滑块(3)可通过一个滑槽(16)与滑轨(20)配合进行滑动变换显示状态；

当电涌保护单元(5)处于正常工作状态，所述故障指示机构(14)的摇臂(4)在扭簧(6)弹性力的作用下，带动滑块(3)处于显示“正常状态”的位置；

当电涌保护单元(5)处于故障工作状态，其引脚(8)的所述焊接点熔断，与其对应的储能式弹跳机构(11)释放，从而撞击触发故障指示机构(14)的摇臂(4)，并带动摇臂(4)克服扭簧(6)的作用力绕所述枢轴(13)旋转，摇臂(4)的旋转驱动故障指示机构(14)的滑块(3)在滑轨(20)上移动，使故障指示视窗(2)的显示变化，从显示非故障的“正常状态”进入显示“故障状态”的位置。

2.根据权利要求1所述的一种可靠指示故障状态的电涌保护器，其特征在于：

所述储能式弹跳机构(11)与所述电涌保护单元(5)一一对应；

每个储能式弹跳机构(11)包括一个顶杆(9)、一个套装在顶杆(9)底部的储能弹簧(10)和一个顶杆(9)上的U型金属片(7)；

所述电涌保护单元(5)的引脚(8)焊接在与之对应的储能式弹跳机构(11)的所述U型金属片(7)上，使储能式弹跳机构(11)在正常工作状态处于储能状态；

当任何一个电涌保护单元(5)发生故障时，其引脚与对应储能式弹跳机构(11)的U型金属片(7)脱开，其顶杆(9)均可弹起触发所述故障指示机构(14)的摇臂(4)。

3.根据权利要求1或2所述的一种可靠指示故障状态的电涌保护器，其特征在于：所述滑块(3)上设有与摇臂(4)驱动指(18)对应的驱动槽(17)，所述摇臂(4)上设有一个控制滑块(3)移动的驱动指(18)，使摇臂(4)通过将所述驱动指(18)伸入驱动槽(17)内，带动滑块(3)移动从而实现使故障指示视窗(2)的显示变化的驱动作用。

4.根据权利要求1所述的一种可靠指示故障状态的电涌保护器，其特征在于：所述的摇臂(4)与扭簧(6)具有的共同的枢轴(13)可以是一个枢轴(13)，或多个同轴枢轴(13)。

5.根据权利要求1所述的一种可靠指示故障状态的电涌保护器，其特征在于：所述的对摇臂(4)起定位作用的扭簧(6)套装在枢轴(13)上，扭簧的一端连接在摇臂(4)上，扭簧的另一端连接在绝缘壳体(1)上，或连接在所述电涌保护单元(5)之间和/或储能式弹跳机构(11)之间的隔板(12)上。

6.根据权利要求1或2所述的一种可靠指示故障状态的电涌保护器，其特征在于：摇臂(4)的面向储能式弹跳机构(11)的一端具有至少一个用于接收来自对应的储能式弹跳机构(11)的顶杆(9)撞击的触臂(41)。

7.根据权利要求1或2所述的一种可靠指示故障状态的电涌保护器，其特征在于：所述滑轨(20)可安装在壳体(1)上，也可安装在电涌保护单元(5)之间和/或多个储能式弹跳机构(11)之间的隔板(12)上。

8.根据权利要求1或2所述的一种可靠指示故障状态的电涌保护器，其特征在于：所述故障指示机构(14)和储能式弹跳机构(11)立式放置在所述电涌保护器保护模块的壳体(1)的较窄的一个侧面。

9.根据权利要求6所述的一种可靠指示故障状态的电涌保护器，其特征在于：所述的储能式弹跳机构(11)的顶杆(9)的端部具有用于撞击摇臂(4)的触臂(41)的端面(91)或凸起。

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