CN102072981A - 浪涌电流检测装置 - Google Patents

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Abstract

一种保护元件(例如避雷器)，用于从浪涌电流线路端子和接地端子保护受保护的一块设备。浪涌电流检测装置设置在连接到避雷器的各导体上。每个浪涌电流检测装置用于检测短时间内穿透进入到导体中的浪涌电流，并包括：磁通量会聚构件，由穿透的浪涌电流产生的磁通量高密度地会聚在给定的检测区域；和定位在给定检测区域上的铁磁材料片。铁磁材料片包括记录层，其能够记录和擦除浪涌电流的穿透状态。多个微囊体安置在记录层中，每个微囊体包含适当液体和悬浮在适当液体中的多个磁性粒子。磁性粒子的取向状态通过会聚的磁通量改变并能够可视地被认知。

Description

浪涌电流检测装置
技术领域
本发明涉及设置在保护器中的浪涌电流检测装置，其保证和保护受保护的一块设备例如通信电路单元、电力供应电路单元等免遭雷电等引起的并穿透进入与受保护的一块设备相连的导体例如通信线路、供电线路等中的浪涌电流，更具体地，本发明涉及用于通过利用由于穿入它的浪涌电流而在导体周围产生的磁场检测浪涌电流的穿透状态的浪涌电流检测装置。
背景技术
近来，尽管受保护的一块设备例如通信电路单元、电力供应单元等的质量正在不断提高，但是，其中受保护的一块设备被雷电等损坏的损坏情形的数量正趋于不断上升。例如，当雷电击中建筑物的周边设施时，浪涌电流在雷电击中的位置周围流动。当浪涌电流穿透进入周边设施内部时，受保护的一块设备会被损坏。这样，需要一种用于检测浪涌电流的穿透的浪涌电流检测装置。
为了受保护的一块设备不遭受损坏，浪涌保护装置(SPD)，其也可以称作保护器，设置在设施中。但是，即使在具有保护受保护的一块设备免遭雷电浪涌电流的功能的保护器中，保护元件(也就是，雷电保护元件)例如设置在保护器中的避雷器、变阻器等会受到损坏。这样，类似于受保护的设施，用于检测浪涌电流的穿透的浪涌电流检测装置对于保护器是需要的。
在保护器中，其中内部保护元件例如变阻器、避雷器等由于施加到其上的浪涌电流和浪涌电压不可避免地受制于逐渐的劣化。因为劣化元件的各自的内在功能衰退，提前用一个新的保护器更换劣化的保护器是重要的。
作为用于解决上述问题的现有技术，现有技术的浪涌电流检测装置公开在例如下面的专利中：
文献1-3：
[专利文献1]：JP-2005-150657A
[专利文献2]：JP-2006-244889A
[专利文献3]：JP-2007-242569A
在公开在专利文献1中的浪涌电流检测装置中，保护元件例如变阻器的劣化程度通过热敏材料的颜色改变而被确定，它是利用由在雷击时流动导体的浪涌电流引起的焦耳热的。特别地，热敏材料位于保护元件例如变阻器上，当浪涌电流流过保护元件时并且当保护元件运行时产生焦耳热，从而改变热敏材料的颜色。
在专利文献2和3中公开的浪涌电流检测装置中，类似于上述的情形，确定方法使用焦耳热，并且保护元件的劣化程度通过利用由能够热收缩的材料组成的金属的收缩而确定。例如，当可收缩金属材料由于浪涌电流的焦耳热而缩小时，通过利用随着收缩能力而露出隐藏的劣化标记并能够被观察到的机械机构进行劣化确定。
再者，在下面的专利文献4中公开了磁性显示介质的技术，它可以可视地确认卡的信息内容，但是其不属于讨论的保护器技术领域。
[专利文献4]：JP-H05-016578A
公开在专利文献4中的磁性显示介质包括具有设置在其上的信息存储部分和磁性显示部分的基板。信息存储部分由磁带或者IC(集成电路)存储器形成。磁性显示部分包括设置在其上的记录层和基板。记录层通过直接用多个微囊体涂覆基板或者通过用多个微囊体借助于适当的中间层的介质而涂覆在基板上而形成。每一微囊体包含适当的液体、悬浮在液体中并易于受到磁场影响的多个磁性粒子。磁性显示部分被组成为以使得一条信息可以根据存储在信息存储部分上的信息而可视地显示在记录层上，并且使得移位的一条信息可以从记录层擦除，如果有必要的话。
进一步地，涉及这样的微囊体的技术公开在下面的专利文献5中：
[专利文献5]：JP-H11-076801A
然而现有技术的浪涌电流检测装置，如在专利文献1-3中公开的，具有下面的待解决问题(a)、(b)和(c)，如在下文提及的：
(a)现有技术的浪涌电流检测装置利用流过导体的浪涌电流的焦耳热以为了确定保护元件例如变阻器、避雷器等的劣化程度。因为浪涌电流必须快速流过导体，所以必须使得导体的电阻非常小。由于该原因，浪涌电流在非常短的时间段内流动通过导体，这样焦耳热的量较小，从而导致劣化检测的敏感度降低。
(b)因为现有技术的利用可收缩金属材料的浪涌电流检测装置包括物理机构，其中可收缩金属材料的收缩度被放大以能够可视地显示，这使得难以减小这些装置的尺寸。
(c)在现有技术的利用热敏材料和可收缩金属材料的浪涌电流检测装置中，难以或者不可能再次使用这些材料，这样使用过的材料与保护器一起被丢弃，从而浪费许多资源。
简而言之，现有技术的浪涌电流检测装置中，存在劣化检测的敏感度差，难以缩小装置尺寸以及不可能重复使用所述装置的问题。
为了解决这些问题，例如，尽管想到由微囊体组成的记录层，如在专利文献4和5中公开的，被应用于现有技术的浪涌电流检测装置从而检测浪涌电流，但是它非常难以提高劣化检测的敏感度，因为由雷电引起的浪涌电流在一个非常短的时间段内流动通过导体。
发明内容
因此，本发明致力于提供一种浪涌电流检测装置，它构成为使得现有技术的浪涌电流检测装置中涉及的上述问题能够通过利用现有技术的微囊体技术得以解决。
特别地，本发明的第一目的是提供浪涌电流检测装置，其构成为使得可以简单且可靠地检测到穿透到导体中的浪涌电流的大小以及穿透到导体中的浪涌电流的频率。
本发明的第二目的是提供一种浪涌电流检测装置，其安全地构成而无需利用危险的焦耳热产生，其具有简单的结构并且能够容易地缩小尺寸并紧凑地进行安装。
本发明的第三目的是提供一种浪涌电流检测装置，其能够通过利用可重复再次使用的磁体进行重置，从而使得浪涌电流检测装置的生产成本降低。
为了实现第一、第二和第三目的，根据本发明的浪涌电流检测装置设置导体上，该导体连接到用于保护受保护的一块设备免遭穿透到所述导体中的浪涌电流的保护元件，根据本发明的浪涌电流检测装置检测穿透到导体中的浪涌电流。浪涌电流检测装置包括：会聚在给定检测区域中的高密度的磁通量的磁通量会聚部分，所述磁通量限定由穿透到所述导体内的浪涌电流产生的磁场；以及铁磁材料片，其布置在所述检测区域上。
铁磁材料片包括：片构件，其具有后表面和前表面并布置在检测区域上以使得其后表面施加到检测区域；记录层，其设置在片构件的前表面上并包括多个微囊体，每个微囊体包括适当液体以及悬浮在该适当液体中的多个磁性粒子，所述磁性颗粒的取向状态通过会聚的磁通量改变，由此浪涌电流的穿透状态能够记录在记录层中以及在记录层中擦除；以及透明保护膜，该透明保护膜覆盖记录层以使得记录层中的记录状态和擦除状态能够可视地被识别。
在根据本发明的浪涌电流检测装置中，限定由穿透到导体中的浪涌电流产生的磁场的磁通量高密地会聚在磁通量会聚部分的给定检测区域中，以使得包含在铁磁材料片的微囊体中的磁性粒子的取向状态改变。相应地，可以可视地且清楚地认识到磁性粒子的取向状态的变化，即使浪涌电流的穿透时间非常短，这样可以简单且可靠地检测浪涌电流的大小和浪涌电流穿透的频率。结果，浪涌电流检测装置可以安全得构成，而不必利用危险的焦耳热产生。进一步地，因为铁磁材料片能够通过利用保持器而靠近导体，浪涌电流检测装置可以具有简单的结构，并可以容易地缩小尺寸和紧凑地安装。此外，因为磁性粒子的取向状态能够通过利用磁体容易地重置，所以可以重复地再次使用浪涌电流检测装置，从而导致浪涌电流检测装置的生产成本降低。
本发明的上述目的、其它目的以及其它新的特征通过参照附图的优选实施例的描述得以知晓。应当理解，附图是为了辅助本发明的解释，并不是用来限制本发明的。
附图说明
图1是其中设置有根据本发明的第一实施例的浪涌电流检测装置的保护器的电路图；
图2是示出一个图1所示的浪涌电流检测装置的分解透视图；
图3是图2所示的浪涌电流检测装置的横截面视图；
图4是图2和3所示的铁磁材料片的横截面视图；
图5是图4的局部放大视图，用以解释图4所示的铁磁材料片的工作原理；
图6是类似于图5的局部放大视图，用以解释图4所示的铁磁材料片的工作原理；
图7是用以解释图1的保护器在地对线模式(ground-to-line mode)(也就是，公共模式)的操作的电路图；
图8是用于解释图1的保护器在线对线模式(line-to-line mode)(也就是，正常模式)的操作的电路图；
图9是图2和3所示的浪涌电流检测装置的示意性平面视图，其是从铁磁材料片的前表面的侧面进行观察的，用以解释浪涌电流检测装置的操作；
图10是图9的右侧视图；
图11示出通过测试获得的浪涌电流检测结果的视图，所述测试是当浪涌电流“i”是500A时并且当浪涌电流的施加为一次时通过利用图2和3的浪涌电流检测装置进行的；
图12是示出通过测试获得的浪涌电流检测结果的视图，该测试是当浪涌电流“i”是1kA时并且当浪涌电流的施加是一次时通过利用图2和3浪涌电流检测装置进行；
图13是示出通过测试获得的浪涌电流检测结果的视图，该测试是在当浪涌电流“i”是2kA时并且当浪涌电流的施加为一次时通过利用图2和3的浪涌电流检测装置执行；
图14是示出通过测试获得的浪涌电流检测结果的视图，该测试是当浪涌电流“i”是2kA时并且当浪涌电流的施加为三次时通过利用图2和3的浪涌电流检测装置进行的；
图15是根据本发明的第二实施例的浪涌电流检测装置的分解透视图；
图16是示出根据本发明的第三实施例的浪涌电流检测装置的透视图；
图17是示出处于打开状态的图16的浪涌电流检测装置的透视图；
图18是示出图17的浪涌电流检测装置的保持器的透视图；
图19是图17的浪涌电流检测装置的磁通量会聚构件的透视图；
图20示出本发明的第三实施例的浪涌电流检测装置的透视图；
图21是处于打开状态的图20的浪涌电流检测装置的透视图；
图22是示出图21的浪涌电流检测装置的保持器的透视图；
图23是图21的浪涌电流检测装置的磁通量会聚构件的透视图；
图24是示出保护器的一部分的透视示意图，其中安装有根据本发明的第五实施例的浪涌电流检测装置；
图25是示出图24所示的浪涌电流检测装置的透视图；
图26是示出图25所示的缝槽的变型的各透视图；
图27是图25所示的缝槽的另一变型的各透视图；
图28是示出图25所示的缝槽的又一变型的各透视图；
图29是示出保护器的一部分的透视示意图，在该保护器中安装有根据本发明的第六实施例的浪涌电流检测装置；
图30是示出图29所示的浪涌电流检测装置的透视图；
图31是示出图30所示的曲线部分的变型的各透视图；
图32是示出图30所示的曲线部分的另一变型的各透视图；
图33是示出图30所示的曲线部分的又一变型的各透视图；
图34是根据本发明的第七实施例的图1的保护器的电路图的另一例子，用于解释与地对线模式(公共模式)相关的例子的操作；
图35是用于解释与线对线模式(也就是，正常模式)相关的例子的操作的图34的电路图；
图36是根据本发明的第七实施例的图1的保护器的电路图的又一例子，用于解释与地对线模式(也就是，公共模式)相关的例子的操作；
图37是用于解释与线对线模式(也就是，正常模式)相关的例子的操作的图36的电路图；
图38是根据本发明的第七实施例的图1的保护器的电路图的又一例子，用于解释与地对线模式(公共模式)相关的例子的操作；
图39是用于解释与线对线模式(也就是，正常模式)相关的例子的操作的图38的电路图；
图40是根据本发明的第七实施例的图1的保护器的电路图的再一例子，用于解释与地对线模式(也就是，公共模式)相关的例子的操作；以及
图41是用于解释与线对线模式(也就是，正常模式)相关的例子的操作的图40的电路图。
具体实施方式
参照附图，下面将解释本发明的实施例。
第一实施例
(第一实施例的布局)
图1是其中设置有根据本发明的第一实施例的浪涌电流检测装置的保护器的电路图；图2是示出图1所示的一个浪涌电流检测装置的分解透视图；以及图3是图2所示的浪涌电流检测装置的横截面视图。
如图1所示，由标号10表示的保护器保护一块受保护的设备25，例如一块通信设备，使之免受由雷电等引起的浪涌电流，并包括：两个各自的线路端子L1和L2，所述线路端子连接到通信线路和电力供应线路；接地的接地端子E；以及两个设备端子T1和T2，其连接到这块受保护的设备25；线路端子L1和设备端子T1通过导体11(例如11-1)的媒介彼此连接，线路端子L2和设备端子T2通过导体11-4的媒介彼此连接。
导体11-1通过线对线导体11-2作为媒介连接到3极避雷器12的第一电极，3极避雷器12的第二电极通过线对线导体11-3作为媒介连接到导体11-4。3极避雷器12的第三电极通过接地导体11-5作为媒介连接到接地端子E。对于每个导体11-1至11-15，使用电缆，该电缆具有圆形横截面形状和芯子直径(例如，2.0毫米、3.5毫米、5.0毫米、8毫米等)，所述直径根据待承受的电流大小预先进行选取。
浪涌电流检测装置30(例如30-1)安装在接地导体11-5上，并且各浪涌电流检测装置30-2和30-3进一步安装在线对线导体11-2和11-3上。当浪涌电流是由雷电引起的时，并且当雷电穿透进入到每个导体11-2、11-3和11-5中时，每个浪涌电流检测装置30-1、30-2和30-3检测穿透到相应导体11-2、11-3或11-5中的浪涌电流的穿透状态(例如，电流穿透路径、穿透电流的大小、穿透电流的频率等等)。浪涌电流检测装置30-1、30-2和30-3彼此相同。
如图2和3所示，浪涌电流检测装置30包括：用于在给定检测区域中会聚高密度的磁通量的磁通量会聚部分或构件40，该磁通量限定了由穿透到导体11中的浪涌电流产生的磁场；布置在检测区域上的铁磁材料片50，其能够记录和擦除浪涌电流的穿透状态；以及保持器60，通过该保持器磁通量会聚构件40得以保持，并且通过该保持器铁磁材料片50得以设置和固定到检测区域。
磁通量会聚构件40包括用于保持具有圆形横截面形状的导体11的圆柱形保持器部分41。圆柱形保持器部分41是由单片铁磁材料(例如，诸如氧化铁、氧化铬、钴、铁氧体等的铁磁材料)形成的，并具有轴向延伸并限定缺口G的直线缝槽42。该缺口G具有限定上述检测区域的功能。特别地，磁通量，其限定由穿透入导体11中的浪涌电流产生的磁场，高密度地会聚在缺口G中，从而限定检测区域。再者，磁通量会聚构件40包括一对相对的连接部分43-1和43-2，其一体地从直线缝槽42的两侧面突出。
保持器60被提供成将铁磁材料片50设置和固定在这样的位置，在该位置铁磁材料片50与磁通量会聚构件40的缺口G相对，所述保持器包括：具有形成在其中的圆柱沟槽的保持器部分61，其接收和保持磁通量会聚构件40；和连接部分62，其限定保持器部分61的圆柱沟槽的底部并具有平的表面，铁磁材料片的后表面通过适当的粘着剂等贴附和固定到该平的表面，且保持器部分61和连接部分62二者都由适当的塑料材料等一体形成。连接部分62具有在其中形成的细长开口63，该开口以嵌入式配合(fit-in)的方式接收磁通量会聚构件40的一对相对的连接部分43-1和43-2。细长开口63不仅具有紧紧地接收磁通量会聚构件40的一对相对的连接部分43-1和43-2以将磁通量会聚构件40固定到保持器60的功能，还具有将磁通量会聚构件40的缺口G中产生的磁通量引导到铁磁材料片50的功能。
图4是图2和3所示的铁磁材料片的示意图横截面视图；图5是用以解释图4所示的铁磁材料片的工作原理的图4的局部放大视图；以及图6是用以解释图4所示的铁磁材料片的另一工作原理的类似于图5的局部放大视图。
如图4所示，铁磁材料片50包括：片构件51，其后表面应当贴附到保持器60的连接部分62的平的表面；记录层52，其设置在片构件51的前表面上并且能够记录和擦除浪涌电流的穿透状态；以及透明保护膜53等，记录层52被该保护膜覆盖以使得记录层52中的记录状态和擦除状态能够可视地得以识别。
片构件51是由适当的塑料材料构成，并且着适当的颜色以使得能够在记录层52中获得清楚的显示对比。片构件51的后表面通过适当的粘着剂等贴附和固定到保持器60的连接部分62的平的表面。
记录层52由安置在片构件51的前表面上的多个微囊体52a以及胶粘剂或粘结剂材料52b组成，通过该胶粘剂或粘结剂材料52b在微囊体52a中的空间被填充(fulfilled)。如在专利文献4和5中公开的，每个微囊体52a包含：多个磁性粒子52a1，其取向状态通过磁通量改变；以及适当的液体52a2例如有机溶剂等，磁性粒子52a1悬浮在该液体中，并具有球体形状，该球体形状具有落在大约10微米到大约100微米范围内的直径。为了获得具有良好磁性矫顽力特征的微囊体52a，磁性粒子52a1应当通过混合呈现小的磁性矫顽力的软磁性材料粒子如铁粒子和呈现大的磁性矫顽力的硬磁材料粒子如磁性材料粒子(例如，铁氧体，钕等)来进行制备。特别地，例如，具有上乘磁性矫顽力特征的微囊体52a能够通过混合具有大约10至大约1的长度/宽度比并具有落在大约2微米和10微米范围内的直径的薄片状软磁性材料粒子和具有大约5至大约1的长度/宽度比并具有落在大约01微米和2微米之间的范围内的直径的大约3-15％的薄片状硬磁材料而获得。
透明保护膜53可以由例如透明塑料片形成。
通过上述的铁磁材料片50配置，如图5所示，例如，当水平磁场Hh在铁磁材料片50中产生时，磁性粒子52a1水平取向并彼此对齐以限定各排磁性粒子，以使得从外面入射到透明保护膜53上的入射光Ih通过各排磁性粒子进行反射，然后向着透明保护膜53返回。这样，可以通过透明保护膜53观测磁性粒子52a1的表面颜色。再者，如图6所示，当垂直磁场Hv在铁磁材料片50中产生时，磁性粒子52a1竖直取向并彼此对齐以限定各列磁性粒子，以使得从外面入射在透明保护膜53上的入射光Ih在各列磁性粒子之间反复反射，然后到达片构件51的前表面上。然而，大部分入射光由于入射光在各列磁性粒子之间反射而不能向着透明保护膜53返回。结果，可以通过透明保护膜53观察到深的颜色，即使片构件51着有例如白色或红色。
(第一实施例的保护器的操作)
图7是用于解释在地对线模式(也就是公共模式)的图1的保护器的操作的电路图；以及图8是用于解释在线对线模式(也就是，正常模式)的图1的保护器的操作的电路图。
在图7的地对线模式(也就是，公共模式)中，当通过雷电等穿透进入各个线路端子L1和L2的浪涌电流“i”具有正极性特征时，避雷器12由于异常电压而执行放电操作。相应地，穿透进入线路端子L1中的浪涌电流“i”通过导体11-1、浪涌电流检测装置30-2设置在其上的导体11-2、避雷器12和浪涌电流检测装置30-1设置在其上的导体11-5作为媒介流动到接地端子E中，如图7中的两个实线箭头之一所表示的。再者，穿透到线路端子L2中的浪涌电流“i”通过导体11-4、浪涌电流检测装置30-3设置在其上的导体11-3、避雷器12和浪涌电流检测装置30-1设置在其上的导体11-5作为媒介流动进入接地端子E中，如图7中的另一实线箭头所示。这样，连接到设备端子T1和T2的这块设备25能够被保护免受浪涌电流“i”。此时，浪涌电流检测装置30-1、30-2和30-3工作。
另一方面，当穿透到各线路端子L1和L2中的浪涌电流“i”具有负极性特征时，避雷器12由于异常电压而执行放电操作。相应地，穿透的浪涌电流“i”分别以相反的顺序流动到线路端子L1和L2中，如图7的两个虚线箭头所示的。这样，连接到设备端子T1和T2的这块设备25能够被保护免受浪涌电流“i”。此时，浪涌电流检测装置30-1、30-2和30-3工作。
在图8的线对线模式(也就是，正常模式)中，当具有正极性特征的浪涌电流“i”通过雷电等穿透进入线路端子L1中时，避雷器12由于异常电压执行放电操作。相应地，穿透的浪涌电流“i”从线路端子流动通过导体11-1、浪涌电流检测装置30-2设置在其上的导体11-2、避雷器12、浪涌电流检测装置30-3设置在其上的导体11-3以及导体11-4作为媒介进入线路端子L2中，如图8的两个实线箭头之一所示的。这样，连接到设备端子T1和T2的这块设备25可以被保护免受浪涌电流“i”。在该情形下，因为浪涌电流“i”并不流动到接地端子E中，仅浪涌电流检测装置30-2和30-3工作。
另一方面，当具有正极性特征的浪涌电流“i”穿透到线路端子L2中时，避雷器由于异常电压而执行放电操作。相应地，穿透的浪涌电流“i”从线路端子L2以相反的顺序流动到线路端子L1中，如图8的另一实线箭头所示的。这样，连接到设备端子T1和T2的这块设备25可以被保护免受浪涌电流“i”。在该情形下，因为浪涌电流“i”并不流入接地端子E，所以仅浪涌电流检测装置30-2和30-3工作。
(第一实施例的浪涌电流检测的操作)
图9是图2和3所示的浪涌电流检测装置30的示意平面视图，其是从铁磁材料片的前表面的侧面进行观察的，用以解释浪涌电流检测装置的操作；以及图10是图9的右侧视图。
如图9所示，安装在导体11上的浪涌电流检测装置30中，当浪涌电流“i”在向右的方向流入导体11中时，如图9的箭头所示，磁场在导体11周围产生，并且如图10所示，限定磁场的磁通量M逆时针方向地均一产生。通过具有缺口G的大致圆柱的磁通量会聚构件40，均一产生在导体11周围的磁通量M高密度地会聚在限定检测区域的缺口G中。
在通过保持器60布置在缺口G上的铁磁材料片50的记录层52中，正好定位在缺口G上方的微囊体52a受到水平磁通量M。这样，包含在所涉及的微囊体52a中的磁性粒子52a1水平取向以使得水平取向的磁性粒子52a1的表面延伸通过透明保护膜53观察到。另一方面，磁通量M倾斜地通过记录层52的沿着缺口G的两个侧面延伸的两个直线区域的每一个，以使得包括在两个直线区域的每一个中的微囊体52a受到倾斜的磁通量M。这样，包括在每个直线区域中的包含在微囊体52a中的磁性粒子52a1倾斜取向以使得所涉及的直线区域由于倾斜取向的磁性粒子52a1而通过透明保护膜53被作为直线的暗的区域观察到。简而言之，如图9所示，两个直线的暗的区域作为沿着缺口G的两个侧面(也就是，直线缝槽42)在透明保护膜53上的浪涌电流检测结果54出现，这样可以清楚地观察磁性粒子52a1的取向状态的变化。
相应地，通过形成浪涌电流检测结果54的两个直线区域，可以可视地认知到浪涌电流穿透到导体11中，并且还可以通过两个直线区域的厚度检测浪涌电流的大小和浪涌电流穿透的频率。
图11至14是示出通过一测试获得的各浪涌电流检测结果的视图，所述测试通过利用如图2和3所示的浪涌电流检测装置30执行。
在此，图11示出通过测试获得的浪涌电流检测结果54a的视图，所述测试是当浪涌电流“i”是500A时并且当浪涌电流的施加为一次时通过利用图2和3的浪涌电流检测装置进行的。类似地，图12是示出通过测试获得的浪涌电流检测结果54b的视图，该测试是当浪涌电流“i”是1kA时并且当浪涌电流的施加是一次时通过利用图2和3浪涌电流检测装置进行；图13是示出通过测试获得的浪涌电流检测结果54c的视图，该测试是在当浪涌电流“i”是2kA时并且当浪涌电流的施加为一次时通过利用图2和3的浪涌电流检测装置执行；以及图14是示出通过测试获得的浪涌电流检测结果54d的视图，该测试是在当浪涌电流“i”是2kA时并且当浪涌电流的施加为三次时通过利用图2和3的浪涌电流检测装置执行。
如从图11至14明显看出的，浪涌电流的大小和浪涌电流的穿透的频率越大，形成浪涌电流检测结果54a、54b、54c和54d的直线区域的厚度越大。这样，可以从直线区域的厚度检测浪涌电流的大小和浪涌电流的穿透频率。
(第一实施例的优点)
在第一实施例中，以下优点(1)、(2)和(3)可以获得：
(1)通过浪涌电流检测装置30的结构，其中限定由穿透进入导体11中的浪涌电流“i”产生的磁场Hh或Hv的磁通量M高密度地会聚在检测区域(也就是，缺口G)中，以使得包含在铁磁材料片50的微囊体52a中的磁性粒子52a1的取向状态改变，可以可视地并清楚地认知到磁性粒子52a1的取向状态的变化，即使浪涌电流“i”的穿透的时间小，这样也可以简单并可靠地检测浪涌电流的大小和浪涌电流穿透的频率。
(2)由于第(1)项中提及的优点，浪涌电流检测装置30可以安全地进行构造，而不利用危险的焦耳热产生。此外，因为铁磁材料片50可以通过利用保持器60靠近导体11，浪涌电流检测装置30可以具有简单的结构，并可以容易地缩小尺寸并紧凑地进行安装。
(3)因为磁性粒子52a1的取向状态能够容易地通过利用磁体进行重置，所以可以重复再次使用浪涌电流检测装置30，从而使得浪涌电流检测装置30的生产成本降低。
第二实施例
(第二实施例的结构)
图15是根据本发明的第二实施例的浪涌电流检测装置的分解透视图。在该附图中，与在示出第一实施例的图2和图3中的附图标记相同的附图标记表示相同或者对应的元件。
根据本发明的第二实施例的浪涌电流检测装置30A包括在结构方面与第一实施例的磁通量会聚构件40和保持器60不同的磁通量会聚构件40A和保持器60A，以及类似于第一实施例的铁磁材料片50。
类似于第一实施例，磁通量会聚构件40A包括用于保持具有圆形横截面形状的导体11的圆柱形保持器部分41。圆柱形保持器部分41是由单片铁磁材料形成，并具有轴向形成在其中的缝槽42A，其在形状上不同于第一实施例的直线缝槽42。如图15所示，缝槽42A由两个相对的锯齿状的侧部进行限定。也就是，限定缝槽42A的每个侧部形成有交替布置的多个三角形凹陷和多个三角形突起。类似于第一实施例，缝槽42A用作限定其中通过穿透到导体11中的浪涌电流产生的磁通量M高密度地会聚的检测区域的缺口G。
类似于第一实施例，保持器60A被设置成将铁磁材料片50设定和保持在这样的位置，在该位置铁磁材料片50与磁通量会聚构件40A的缺口G相对，所述保持器60A包括：具有形成在其中的圆柱沟槽的保持器部分61，其接收和保持磁通量会聚构件40A；以及限定保持器部分61的圆柱沟槽的底部并具有平的表面的连接部分62，铁磁材料片50的后表面通过适当的粘着剂等贴附和固定到所述平的表面。但是，细长开口，如第一实施例中的标号63所示的，并不形成在连接部分62中。在第二实施例中，保持器部分61和连接部分62都由具有小的磁导率的适当材料例如塑料等一体形成。优选地，连接部分的厚度变得尽可能小以使得产生在磁通量会聚构件40A的缺口中的磁通量M有效地施加到铁磁材料片50。
在第二实施例中，浪涌电流检测装置30的其它特征以及保护器10的整体配置类似于第一实施例的。
(第二实施例的操作)
在安装在导体11上的浪涌电流检测装置30A中，当浪涌电流“i”流动到导体11中时，在导体11周围产生磁场，并且限定磁场的磁通量M均一地在导体11周围产生。通过具有缺口G的磁通量会聚构件40A，产生在导体11周围的磁通量M高密度地会聚在限定检测区域的缺口G中。
这样，在通过保持器60A布置在缺口G上的铁磁材料片50的记录层52中，磁通量M被施加到微囊体52A，该铁磁材料片50通过保持器60A的连接部分62定位在缺口G上方，从而改变包含在所涉及的微囊体52A中的磁性粒子52a1的取向状态，其是以与第一实施例的情形大致相同的方式。相应地，类似于第一实施例，两个锯齿状的暗的区域作为沿着缺口G的两个侧部(也就是，缝槽42A)在透明保护膜53上作为浪涌电流检测结果54出现，这样，可以清楚地观察磁性粒子52a1的取向状态的变化。
这样，可以通过表明浪涌电流检测结果54的两个锯齿状的暗的区域可视地认识到浪涌电流“i”已经穿透到导体11中。进一步地，可以从两个锯齿状的暗的区域的厚度检测浪涌电流的大小和浪涌电流的穿透频率。
(第二实施例的优点)
类似于第一实施例，根据本发明的第二实施例，通过浪涌电流检测装置30A的结构，其中由穿透到导体11中的浪涌电流“i”产生的磁通量M高密度地会聚在检测区域(也就是，缺口G)，以使得包含在铁磁材料片50的微囊体52A中的磁性粒子52a1的取向状态通过保持器60A的连接部分62改变。相应地，可以可视地且清楚地认知磁性粒子52a1的取向状态的变化，即使浪涌电流“i”的穿透时间短，并且还可以简单且可靠地检测浪涌电流的大小和浪涌电流穿透的频率。
尤其地，在第二实施例中，如在第一实施例中的标号63所表示的细长开口并不形成在保持器60A的连接部分62中，这样可以简单地构造保持器60A。
进一步地，因为限定缝槽42A的每个侧面通过交替布置的多个三角形凹陷和多个三角形突起形成，缝槽42A的虚长度变得更长，以使得通过缝槽42A的磁通量增大，这样可以有效地改变磁性粒子52A的取向状态。相应地，可以获得类似于第一实施例的优点，即使如第一实施例中的标号63所示的细长开口并不形成在保持器60A的连接部分62中。再者，在第二实施例中，可以获得如在第一实施例的第(2)和(3)项中所述的上述优点。
(第二实施例的变型)
在第二实施例中，缝槽42A可以形成为直线缝槽，并且它可以具有其它形状。再者，开口，如在第一实施例中的标号63所示的，可以形成在连接部分62和保持器60A中。
第三实施例
(第三实施例的配置)
图16是示出根据本发明的第三实施例的浪涌电流检测装置30B的透视图。再者，图17是示出处于打开状态的图16的浪涌电流检测装置30B的透视图；图18是示出图17的浪涌电流检测装置30B的保持器60B的透视图；以及图19是图17的浪涌电流检测装置30B的磁通量会聚构件40B的透视图。在这些附图中，与图2和3中的附图标记相同的附图标记表示相同或者相应的元件。
根据本发明的第三实施例的浪涌电流检测装置30B包括在结构方面与第一实施例的磁通量会聚构件40和保持器60不同的磁通量会聚构件40B和保持器60B，以及类似于第一实施例的铁磁材料片50。
在该第三实施例中，磁通量会聚构件40B包括用于保持具有圆形横截面形状的导体11的圆柱形保持器部分41B。圆柱形保持器部分41B是由单片铁磁材料制成，并具有轴向延伸通过圆柱形保持器部分41B的直线缝槽42B。类似于第一实施例，直线缝槽42B用作限定其中由穿透到导体11中的浪涌电流产生的磁通量M高密地会聚的检测区域的缺口G。再者，一对细长矩形连接孔44-1和44-2形成以在直线缝槽42的两个侧面上在圆柱形保持器部分41B中轴向延伸，如图17和19所示。
再者，在第三实施例中，保持器B将铁磁材料片50定位和设置在磁通量会聚构件B的缺口G上，并包括：板状保持器部分61B；以及连接部分62B，其通过铰链部分与板状保持器部分61B接合以使得连接部分62B能够在闭合位置(图16)和打开位置(图17和18)之间运动。如图17和18所示，铁磁材料片50贴附并连接到连接部分62B的后表面，并且当连接部分62B处于闭合位置时(图16)板状保持器部分61B被铁磁材料片50覆盖，以使得铁磁材料片布置在缺口G(也就是，检测区域)上。板状保持器部分61B、连接部分62B和铰链部分64可以由具有小的磁导率的适当材料例如塑料等一体形成。板状保持器部分61B和连接部分62B二者可拆卸地接合磁通量会聚构件40B以保持构件40B，如在下文所述的。
如图17和18所示，切口65形成在板状保持器部分61B的与铰链部分64相对的端面中，并用于可拆卸地彼此接合板状保持器部分61B和连接部分62B。再者，如在图18中清楚示出的，当连接部分62B处于闭合位置时(图16)，一对脊状突起66-1和66-2设置在覆盖有铁磁材料片50的板状保持器部分61B的上表面上。脊状突起66-1和66-2之间的距离与在尺寸上稍微大于脊状突起66-1和66-2的细长矩形连接孔44-1和44-2之间的距离大致相等，以使得当板状保持器部分61B插入到圆柱形保持器部分41B中时脊状突起66-1和66-2配合地接收在各自的细长矩形连接孔44-1和44-2中。进一步地，当脊状突起66-1和66-2接收在各自的细长矩形连接孔44-1和44-2中时，脊状突起67设置在板状保持器部分61B的上表面上，在脊状突起66-1和66-2之间，以通过脊状突起67将直线缝槽42B的空间分为两个部分，如图17所示。
如图17和18所示，指状构件68连接到连接部分62B的与铰链部分64相对的端面，并以棘爪状元件终止。当连接部分62B从打开位置(图17和18)运动到闭合位置(图16)时，指状构件68的棘爪状元件紧密地接合板状保持器部分61B的切口65。简言之，板状保持器部分61B和连接部分62B可拆卸地彼此接合。连接部分62B的后表面是平的，铁磁材料片50通过粘着剂等贴附并固定到平的后表面。这样，在该第三实施例中，至少连接部分62B应当由透明材料构成以使得铁磁材料片50能够通过连接部分62B进行观察。
铰链部分64，板状保持器部分61B和连接部分62B通过其可移动地彼此连接，可以由软塑料薄片制成，或者可以形成为机械铰链。
在第三实施例中，例如，在导体11上可以如下进行浪涌电流检测装置30B的安装：通过将导体引入磁通量会聚构件40B中；通过将打开的保持器60的板状保持器部分61B插入到磁通量会聚构件40B中以使得板状保持器部分61B的脊状突起66-1和66-2配合地接收在磁通量会聚构件40B的各细长矩形连接孔44-1和44-2中；以及通过移动具有铁磁材料片50的连接部分62B到板状保持器部分61B直到指状构件68的脊状状元件紧密地接合板状保持器部分61B的切口65。
在第三实施例中，浪涌电流检测装置30B的其它的特征以及保护器10的整体配置类似于第一实施例的。
(第三实施例的操作)
在图16的安装在导体11上的浪涌电流检测装置30B中，类似于第一实施例，当浪涌电流“i”流入导体11中时，在导体11周围产生磁场，并且限定磁场的磁通量均一地在导体11周围产生。这样，通过具有缺口G的圆柱的磁通量会聚构件40B，在导体11周围均一地产生的磁通量M高密地会聚在限定检测区域的缺口G中。
这样，类似于第一实施例，在通过保持器60B布置在缺口G上的铁磁材料片50的记录层52中，磁通量M直接施加到定位在缺口上的微囊体52a，从而改变包含在所涉及的微囊体52中的磁性粒子52a1的取向状态。相应地，类似于第一实施例，两个直线暗的区域作为沿着缺口G的两个侧面(也就是，直线缝槽42B)在透明保护膜53上作为浪涌电流检测结果54出现，这样可以清楚地观察磁性粒子52a1的取向状态的变化。
这样，由于形成浪涌电流检测结果54的两个暗的区域，可以可视地认知浪涌电流“i”已经穿透到导体11中。进一步地，可以从两个暗的区域的厚度检测浪涌电流的大小和浪涌电流的穿透频率。
(第三实施例的优点)
类似于第一实施例，根据本发明的第三实施例，通过浪涌电流检测装置30B的结构，其中由穿透进入导体11中的浪涌电流“i”产生的磁通量M高密度地会聚在检测区域(也就是，缺口G)中，以使得包含在铁磁材料片50的微囊体52a中的磁性粒子52a1的取向状态直接改变，可以可视地并清楚地认知到磁性粒子52a1的取向状态的变化，即使浪涌电流“i”的穿透的时间短，这样可以简单并可靠地检测浪涌电流的大小和浪涌电流穿透的频率。
尤其地，因为根据本发明的第三实施例的保持器60B构成为使得连接部分62B在打开状态和闭合状态之间关于板状保持器部分61B移动以保持磁通量会聚构件40B，磁通量会聚构件40的尺寸不受限制。也就是，可以利用保持器60B来保持具有不同尺寸的磁通量会聚构件40B。这样，浪涌电流检测装置30B可以安装在导体11或者具有各种直径的电缆上。再者，在第三实施例中，可以获得如在第一实施例的第(2)和(3)项中所述的上述优点。
(第三实施例的变型)
根据本发明的第三实施例的浪涌电流检测装置30B可以如下面的第(a)、(b)和(c)项所述地进行改变。
(a)将直线缝槽42B的空间分为两个部分的脊状突起67可以省略，如果必要的话。在该情形中，可以简单地形成和配置保持器60B。
(b)当铁磁材料片50具有上乘的浪涌电流检测能力的特征时，铁磁材料片50可通过借助于粘着剂等将铁磁材料片50的后表面贴附到连接部分62B的前表面连接到连接部分62B。在该情形中，连接部分62B可以不由透明材料形成。
(c)窗状开口可以形成在连接部分62B中以将铁磁材料片50设置在那里。在这种情形中，因为磁通量M能够通过窗状开口直接从磁通量会聚构件40B施加到铁磁材料片50，所以可以提高铁磁材料片50中的浪涌电流的检测灵敏度。
第四实施例
(第四实施例的结构)
图20是示出根据本发明的第三实施例的浪涌电流检测装置30C的透视图。再者，图21是示出图20的处于打开状态的浪涌电流检测装置30B的透视图；图22是示出图21的浪涌电流检测装置30C的保持器60B的透视图；以及图23是图21的浪涌电流检测装置30C的磁通量会聚构件40C的透视图。在这些附图中，与示出第三实施例的图16-19中的附图标记相同的附图标记表示相同或相应的元件。
根据本发明的第四实施例的浪涌电流检测装置30C包括与第三实施例的磁通量会聚构件40在结构上不同的磁通量会聚构件40C以及类似于第三实施例的铁磁材料片50和保持器60B。
在该第四实施例中，磁通量会聚构件40C包括一对半圆柱形保持器部分41C-1和41C-2，用于保持具有圆形横截面形状的导体11，并且半圆柱形保持器部分41C-1和41C-2彼此独立，并由适当的铁磁材料形成。再者，细长矩形连接孔44C-1和44C-2形成在半形成圆柱形保持器部分41C-1和41C-2的各自的上端，如图21和23所示。
类似于第三实施例，保持器60B是板状保持器部分61B，连接部分62B通过铰链部分64连接到板状保持器部分61B以使得连接部分62B能够在闭合位置(图20)和打开位置(图21和22)之间移动，铁磁材料片50贴附和连接到连接部分62B的后表面，并且当连接部分62B处于闭合位置(图20)时板状保持器部分61B覆盖有铁磁材料片50。如图21和23所示，当板状保持器部分61B的脊状突起66-1和66-2接收在各细长矩形连接孔44-1和44C-2中时，半圆柱形保持器部分41C-1和41C-2定位为彼此相对，以使得具有缺口G的直线缝槽42C限定在半圆柱形保持器部分41C-1和41C-2二者的上端之间，以使得沟槽状开口45限定在半圆柱形保持器部分41C-1和41C-2二者的下端之间。类似于第三实施例，直线缝槽42C的缺口G用作检测区域，其中由穿透到导体11中的浪涌电流产生的磁通量高密地会聚。再者，将导体11引入到磁通量会聚构件40C中以及从磁通量会聚构件40C移除导体11是通过限定在半圆柱形保持器部分41C-1和41C-2二者的下端之间的沟槽状开口45执行的。
在第四实施例中，例如，可以如下执行将浪涌电流检测装置30C安装在导体11上：通过打开保持器60B以使得具有贴附到其后表面或者其前面的铁磁材料片50的连接部分62B从闭合位置(图20)移动到打开位置(图21和22)；通过在板状保持器部分61B上设置半圆柱形保持器部分41C-1和41C-2以使得板状保持器部分61B的脊状突起66-1和66-2接收在各自的细长矩形连接孔44C-1和44C-2中；通过闭合保持器60B以使得连接部分62B从打开位置(图21和22)运动到闭合位置(图20)，以将连接部分62的指状构件68的棘爪状元件紧密地接合板状保持器部分61B的切口65，从而使得磁通量会聚构件40C被保持器30C保持；以及通过将导体11通过沟槽状开口45引入到磁通量会聚构件40C中。
在第四实施例中，浪涌电流检测装置30C的其它特征和保护器10的整体结构类似于第三实施例的。
(第四实施例的操作)
在图21的安装在导体11上的浪涌电流检测装置30C中，类似于第三实施例，当浪涌电流“i”流动通过导体11时，磁通量M产生在导体11周围，并且限定磁场H的磁通量M均一地产生在导体11周围。这样，通过具有缺口G的磁通量会聚构件40C，均一地产生在导体11周围的磁通量M高密地会聚限定检测区域的缺口G中。相应地，两个直线暗的区域作为沿着缺口G的两个侧面(也就是，直线缝槽42C)在铁磁材料片50的透明保护膜53上的浪涌电流检测结果54出现，这样可以清楚地观察磁性粒子52a1的取向状态的变化。
类似于第三实施例，根据本发明的第四实施例，可以可视地且清楚地认知磁性粒子52a1的取向状态的变化，即使浪涌电流“i”的穿透时间短，这样可以简单且可靠地检测浪涌电流的大小和浪涌电流穿透频率。
(第四实施例的优点)
尤其地，在根据本发明的第四实施例的浪涌电流检测装置30C中，因为磁通量会聚构件40C具有由半圆柱形保持器部分41C-1和41C-2的下端限定的沟槽状开口45的特征，可以可拆卸地安装浪涌电流检测装置30C在导体11上，而无需打开和闭合保持器30B。进一步地，通过使得半圆柱形保持器部分41C-1和41C-2具有弹性，可以安装浪涌电流检测装置30C在具有各种直径的电缆或者导体11上。再者，在第四实施例中，可以获得类似于第三实施例的优点。
(第四实施例的变型)
根据本发明第四实施例的浪涌电流检测装置30C可以如在第三实施例中的上述第(a)、(b)和(C)中所述地进行修改。
第五实施例
(第五实施例的结构)
图24是示出保护器的一部分的透视示意性视图，其中安装有根据本发明的第五实施例的浪涌电流检测装置；以及图25是示出图24所示的浪涌电流检测装置的透视图。在这些附图中，与示出第一实施例的图1、2和3中的附图标记相同的附图标记表示相同或相应的元件。注意到，在图24中，缝槽13被省略以避免示例的复杂。
类似于第一实施例中的保护器10，根据本发明的第五实施例的保护器10D用于保护受保护的一块设备25(图1)，例如一块通信设备等免遭由雷电引起的浪涌电流。保护器10D包括：壳体70，其容纳线路端子L1和L2、接地端子E、设备端子T1和T2以及避雷器12，这些部件类似于图1的第一实施例。壳体70进一步容纳与图1所示的多个导体11的构型不同的多个电路连接导体11D(在图24中仅其中一个被示出)，以及与图2和3所示的浪涌电流检测装置30结构不同的多个浪涌电流检测装置30D(在图24中仅其中一个被示出)。
在这个第五实施例中，例如，其中设置有各自的浪涌电流检测装置30D的三个电路连接导体11D对应图1所示的各导体11-2、11-3和11-15，并且三个电路连接导体11D的每个形成为板状细长导体，如图24所示。具有缺口G的缝槽13在板状细长导体11D中形成为用于浪涌电流“i”的检测区域，如在图25中清楚示出的。缝槽13用作磁通量会聚部分，其中限定由流动通过板状细长导体11D的浪涌电流“i”产生的磁场H的磁通量M高密度地会聚。缝槽13由关于浪涌电流“i”的流动方向垂直延伸的直线部分13A和与直线部分13A的内端连通并布置在板状细长导体11D的宽度的中心处的圆形指示器部分13b限定。
铁磁材料片50，其类似于第一实施例的，通过适当的粘着剂等贴附并固定到板状细长导体11D以定位在由缝槽13限定的检测区域上方。也就是，在第五实施例中，浪涌电流检测装置30D包括：具有滑动部13的板状细长导体11D；以及铁磁材料片50，其安装在板状细长导体11D上以定位在缝槽13的上方。如图24所示，用于观察铁磁材料片50的透明保护膜53的观察窗71形成在保护器10D的壳体70的顶壁中。
(第五实施例的操作)
在如图24和25所示的设置在板状细长导体11D中的浪涌电流检测装置30D中，当浪涌电流“i”流入板状细长导体11D中时，在板状细长导体11D周围产生磁场H，并且限定磁场H的磁通量M均一地产生在板状细长导体11D周围。这样，通过限定缺口G的缝槽13，均一地产生在导体11周围的磁通量M高密度地会聚在限定检测区域的缺口G中，尤其是缝槽13的圆形指示器部分13b。相应地，对应缝槽13的电路指示器部分13b的圆形检测结果显现在图4、5和6的铁磁材料片50的透明保护膜53上，这样可以通过形成在保护器10D的壳体70的顶壁中形成的观察窗71清楚地观察磁性粒子52a1的取向状态的变化。
(第五实施例的优点)
根据本发明的第五实施例，可以可视地和清楚地认知磁性粒子52a1的取向状态的变化，即使浪涌电流“i”穿透进入板状细长导体11D的时间短，这样可以简单且可靠地检测浪涌电流的大小和浪涌电流穿透频率。
尤其地，在根据本发明的第五实施例的浪涌电流检测装置30D中，因为磁通量会聚部分是由板状细长导体11D的一部分形成，所以可以减小浪涌电流检测装置D的部件数量，这样浪涌电流检测装置30D可以容易地缩小尺寸并紧凑地安装在保护器10D中。再者，可以获得类似于第一实施例中的第(2)和(3)项中所述的那些优点。
(第五实施例的变型)
根据本发明的第五实施例浪涌电流检测装置30D可以如下面第(a)和(b)项所述的进行修改：
(a)图25的缝槽13可以如图26、27和28所示地进行各种修改。图26是示出图25所示的缝槽13的变型的各透视图；图27是示出图35所示的缝槽13的另一变型的各透视图；以及图28是示出图25所示的缝槽13的又一变型的各透视图。
1)在如图26所示的变型中，缝槽13A形成在板状细长导体11D中，作为对缝槽13的替代。缝槽13A由关于浪涌电流“i”的流动方向垂直延伸的直线部分和与直线部分的内端连通并布置在板状细长导体11D的宽度中心处的三角形指示器部分限定。在该情形中，大致三角形的检测结果出现在铁磁材料片50的前表面上。
2)在如图27所示的变型中，缝槽13B形成在板状细长导体11D中，作为对缝槽13的替代。缝槽13B由相对于浪涌电流“i”的流动方向垂直延伸的直线部分和与直线部分的内端连通并布置在板状细长导体11D的宽度中心处的矩形指示器部分限定。在该情形中，大致矩形的检测结果出现在铁磁材料片50的前表面上。
3)在如图28所示的变型中，缝槽13C形成在板状细长导体11D中，作为对缝槽13的替代。缝槽13C由相对于浪涌电流“i”的流动方向垂直延伸的直线部分和与直线部分的内端连通并布置在板状细长导体11D的宽度中心处的十字形指示器部分限定。在该情形中，大致十字形的检测结果出现在铁磁材料片50的前表面上。
在具有裂缝13A、13B和13C特征的浪涌电流检测装置30D中，可以获得类似于如图25所示的缝槽13的那些优点。
(b)壳体70可以由适当的透明材料制成。在该情形中，可以从壳体70省略观察窗71。
第六实施例
(第六实施例的结构)
图29是示出保护器的一部分的透视示意图，根据本发明的第六实施例的浪涌电流检测装置安装在该保护器中；图30是示出如图29所示的浪涌电流检测装置的透视图。在这些附图中，与示出第一实施例的图2和3中的附图标记一样的附图标记表示相同或相应的元件。
类似于第五实施例中的保护器10D，根据本发明的第六实施例的保护器10E用于保护受保护的一块设备25(图1)例如一块通信设备等免遭由雷电引起的浪涌电流。保护器10E包括：壳体70，其容纳线路端子L1和L2、接地端子E、设备端子T1和T2以及避雷器12，这些部件类似于图1的第一实施例。壳体70进一步容纳与图24和25所示的板状细长导体11D的构型不同的多个电路连接导体11E(在图29中仅其中一个被示出)，以及与图24和25所示的浪涌电流检测装置30D结构不同的多个浪涌电流检测装置30E(在图24中仅其中一个被示出)。
在该第六实施例中，其中设置有各浪涌电流检测装置30E的电路连接导体11E中的一些(这些导体对应如图1所示的各导体11-2、11-3和11-15)形成为电缆状导体，其类似于第一实施例的那些，如图29和30所示。电缆状导体11E的一部分变形为具有大致环状形状的曲线部分14作为用于浪涌电流“i”的检测区域，如图29和30所示。曲线部分14用作磁通量会聚部分，限定由流动经过板状细长导体11E的浪涌电流“i”产生的磁场H的磁通量M高密地会聚在其中。
类似于第一实施例的铁磁材料片的铁磁材料片50通过借助于适当的粘着剂等将铁磁材料片50的后表面贴附和固定到曲线部分14而安装在限定检测区域的曲线部分14上。类似于第五实施例，如图29所示，用于观察铁磁材料片50的透明保护膜53的观察窗71形成在保护器10E的壳体70的顶壁中。
(第六实施例的操作)
在如图29和30所示的设置在电缆状导体11E的曲线部分14中的浪涌电流检测装置30E中，当浪涌电流流入电缆状导体11E时，磁场H在电缆状导体11E周围产生，并且限定磁场H的磁通量M均一地产生在电缆状导体11E周围。这样，均一地产生在导体11E周围的磁通量M高密度地会聚在曲线部分14中。相应地，对应曲线部分14的圆形检测结果显现在如图图、5和6所示的铁磁材料片50的透明保护膜53上，这样，可以通过形成在保护器10E的壳体70的顶壁中的观察窗71清楚地观察磁性粒子52a1的取向状态的变化。
(第六实施例的优点)
根据本发明的第六实施例，类似于第五实施例，可以可视地和清楚地认知磁性粒子52a1的取向状态的变化，即使浪涌电流“i”穿透进入电缆状细长导体11E的时间短，这样可以简单且可靠地检测浪涌电流的大小和浪涌电流穿透频率。
尤其地，在根据本发明的第六实施例的浪涌电流检测装置30E中，因为磁通量会聚部分通过利用设置在保护器10E中的电缆状导体11E形成，也就是，因为磁通量会聚部分通过使得通常的电缆状导体的一部分变形和成形而形成，类似于第五实施例，可以减少浪涌电流检测装置的部件数量，这样，浪涌电流检测装置30E可以容易地缩小尺寸并紧凑地安装在保护器10E中。
(第六实施例的变型)
根据本发明的第六实施例的浪涌电流检测装置30E可以如下面第(a)项所述地进行修改：
(a)图29和30的曲线部分14可以如图31、32和33所示的进行修改。图31是示出如图30所示的曲线部分14的变型的各透视图；图32是示出如图30所示的曲线部分14的另一变型的各透视图；以及图33是示出如图30所示的曲线部分14的又一变型的各透视图。
1)在如图31所示的变型中，电缆状导体11E的一部分变形为具有大致三角形形状的曲线部分14A，作为对曲线部分14的替代。在该壳体中，大致三角形状的检测结果显现在铁磁材料片50的前表面上。
2)在如图32所示的变型中，电缆状导体11E的一部分变形为具有大致矩形状形状的曲线部分14B，作为对曲线部分14的替代。在该情形中，大致矩形状的检测结果显现在铁磁材料片50的前表面上。
3)在如图33所示的变型中，电缆状导体11E的一部分变形为具有大致星状形状的曲线部分14C，作为对曲线部分14的替代。在该情形中，大致星形状的检测结果显现在铁磁材料片50的前表面上。
第七实施例
图34、图36、图38和图40是根据本发明的第七实施例的各电路图，用以解释地对线模式(也就是，公共模式)的图1的保护器的电路图的其它例子的操作。再者，图35、图37、图39和图41是根据本发明的第七实施例的各电路图，用以解释线对线模式(也就是，正常模式)的图1的保护器的电路图的其它例子的操作。注意到，在这些附图中，与示出第一实施例的图2和3的附图标记相同的附图标记表示系相同或相应的元件。
其中安装有根据第一、第二、第三、第四、第五和第六实施例的浪涌电流检测装置30A-30E的每一个的保护器并不仅限于图1的保护器。也就是，浪涌电流检测装置30A-30E的每一个可以用于各种保护器电路。为了简化解释，其中可以安装第一实施例的浪涌电流检测装置30的保护器电路的其它例子将在下面进行解释。
(图34和35的保护器)
如图34和35所示的保护器10-1包括：两个2极避雷器15-1和15-2；三个类似于第一实施例的浪涌电流检测装置30-1、30-2和30-3；以及多个导体11-1至11-5。该2极避雷器15-1和15-2通过利用导体11-2和11-3彼此串联连接在连接到线路端子L1和设备端子T1的导体11-1和连接到线路端子L2和设备端子T2的导体11-4之间，并且2-极避雷器15-1和15-2之间的导体通过导体11-5作为媒介连接到接地端子E。浪涌电流检测装置30-1、30-2和30-3分别设置在导体11-5、导体11-2和导体11-3上。
在图34的地对线模式(也就是，公共模式)中，当穿透到线路端子L1和L2中的各浪涌电流“i”具有正极特征时，2极避雷器15-1和15-2由于异常电压执行放电操作。这样，穿透到线路端子L1和L2中的浪涌电流“i”流入接地端子E，如图34的两个实线箭头分别所示的。这样，连接到设备端子T1和T2的图1的这块设备25可以被保护免受浪涌电流“i”。当浪涌电流“i”流动时，浪涌电流检测装置30-1、30-2和30-3工作。
另一方面，当穿透到线路端子L1和L2中的各浪涌电流“i”具有负极性特征时，2极避雷器15-1和15-2由于异常电压执行放电操作。这样，穿透到接地端子E中的浪涌电流“i”以相反顺序流入线路端子L1和L2中，如图34的两个虚线箭头分别所示的。这样，连接到设备端子T1和T2的图1的这块设备25可以受保护而免受浪涌电流“i”。当浪涌电流“i”流动时，浪涌电流检测装置30-1、30-2和30-3工作以使得可以以与第一实施例类似的方式检测浪涌电流“i”的穿透。
在图35的线对线模式(也就是，正常模式)中，当具有正极性特征的浪涌电流“i”通过雷电等穿透进入线路端子L1中时，2极避雷器15-1和15-2由于异常电压执行放电操作。这样，穿透的浪涌电流“i”从线路端子L1流动通过导体11-1、浪涌电流检测装置30-2设置在其上的导体11-2、2极避雷器15-1、2极避雷器15-1和15-2之间的导体11-3、2极避雷器15-2、浪涌电流检测装置30-3设置在其上的导体11-3以及导体11-4作为媒介进入线路端子L2中，如图35的两个实线箭头的最左边的一个所示的。这样，连接到设备端子T1和T2的这块设备25可以被保护免受浪涌电流“i”。在该情形下，因为浪涌电流“i”并不流动到接地端子E中，仅浪涌电流检测装置30-2和30-3工作以使得可以以类似于第一实施例的方式检测浪涌电流“i”的穿透。
另一方面，当具有负极性特征的各浪涌电流“i”穿透到线路端子L2中时，2极避雷器15-1和15-2由于异常电压执行放电操作。这样，穿透的浪涌电流“i”以相反顺序从线路端子L2流入线路端子L1中，如图35的另一实线箭头所示的。这样，连接到设备端子T1和T2的这块设备25可以受保护而免受浪涌电流“i”。在这种情形中，因为浪涌电流“i”并不流入接地端子E，仅浪涌电流检测装置30-2和30-3工作以使得可以以与第一实施例类似的方式检测浪涌电流“i”的穿透。
(图36和37的保护器)
如图36和37所示的保护器10-2包括具有齐纳(Zener)二极管17的电路，通过该二极管线对线电压被吸收。再者，保护器10-2包括一个3极避雷器12、两个电阻器16-1和16-2、五个浪涌电流检测装置30-1至30-5和导体11-1至11-7，五个浪涌电流检测装置30-1至30-5的每一个类似于第一实施例的。导体11-1通过导体11-2作为媒介连接到3极避雷器12的第一电极，3极避雷器12的第二电极通过导体11-3作为媒介连接到导体11-4。3极避雷器12的第三电极通过导体11-5作为媒介连接到接地端子E。电阻器16-1串联设置在导体11-1中，电阻器16-2串联设置在导体11-4中。齐纳二极管17通过导体11-6和11-7作为媒介串联连接在导体11-1和11-4之间。各浪涌电流检测装置30-1、30-2、30-3、30-4和30-5设置在导体11-5、11-2、11-3、11-6和11-7上。
在图36的地对线模式(也就是，公共模式)中，穿透到各线路端子L1和L2中的浪涌电流“i”流入接地端子E中，如图36的两个实线箭头分别所示的，这样，浪涌电流检测装置30-1、30-2和30-3工作以使得可以以类似于第一实施例的方式检测浪涌电流“i”的穿透。
另一方面，穿透到接地端子E中的浪涌电流“i”分别流入线路端子L1和L2中，如图36的虚线箭头分别所示，这样，浪涌电流检测装置30-1、30-2和30-3工作以使得可以以类似于第一实施例的方式检测浪涌电流“i”的穿透。
在图37的线对线模式(也就是，正常模式)中，当具有正极性的浪涌电流“i”通过雷电等穿透进入线路端子L1中时，一旦浪涌电流“i”通过导体11-1、电阻器16-1、导体11-6、齐纳二极管17、导体11-7、电阻器16-2和导体11-4作为媒介流入线路端子L2中，如图37的点划线箭头所示的。然而，当通过浪涌电流“i”产生在电阻器16-1和16-2中的电压超过3极避雷器12的操作电压时，浪涌电流“i”从线路端子L1通过导体11-1、3极避雷器12、导体11-3和导体11-4作为媒介流入线路端子L2，如图37的实线箭头所示。这样，浪涌电流检测装置30-2、30-3、30-4和30-5工作以使得可以以类似于第一实施例的方式检测浪涌电流“i”的穿透。
另一方面，当具有正极性特征的各浪涌电流“i”通过雷电等穿透到线路端子L2中时，齐纳二极管17首先响应于浪涌电流“i”穿透到线路端子L2中，以使得浪涌电流“i”从线路端子L2流入线路端子L1中，如图37中的双点划线箭头所示的。在给定时间过去之后，浪涌电流“i”从线路端子L2流入线路端子L1，如图37的虚线所示。这样，类似于正极性的情形，浪涌电流检测装置30-2、30-3、30-4和30-5工作以使得可以以类似于第一实施例的方式检测浪涌电流“i”的穿透。
(图38和39的保护器)
如图38和39所示的保护器10-3包括两个2极避雷器15-1和15-2、四个二极管18-1至18-4、五个浪涌电流检测装置30-1至30-5和多个导体，通过它们这些元件彼此适当连接。五个浪涌电流检测装置30-1至30-5的每一个类似于第一实施例。再者，在保护器10-3中，线路端子L1和设备端子T1通过导体11-1彼此连接，线路端子L2和设备端子T2通过导体11-4彼此连接。浪涌电流检测装置30-2、正向取向二极管18-1、反向取向二极管18-2和浪涌电流检测装置30-3串联连接在线路端子L1和线路端子L2之间。浪涌电流检测装置30-4、反向取向二极管18-3、正向取向二极管18-4和浪涌电流检测装置30-5串联连接在设备端子T1和设备端子T2之间。如图38和39所示，2极避雷器15-1和15-2在连接到正向取向二极管18-1和反向取向二极管18-2的导体和连接到反向取向二极管18-3和正向取向二极管18-4的导体之间彼此串联连接，并且连接到2极避雷器15-1和15-2通过浪涌电流检测装置30-1作为媒介连接到接地端子E。
在图38的地对线模式(也就是公共模式)中，当具有正极性特征的浪涌电流“i”穿透到各线路端子L1和L2中时，这些浪涌电流“i”流入接地端子E，如图38的两个实线箭头分别所示的。这样，当浪涌电流“i”具有正极性特征时，浪涌电流检测装置30-1、30-2和30-3操作以使得可以以类似于第一实施例的方式检测浪涌电流“i”的穿透。另一方面，当具有负极性特征的浪涌电流“i”穿透到接地端子E中时，所涉及的浪涌电流“i”流入线路端子L1和L2中，如图38的两个虚线箭头所示的。这样，当浪涌电流“i”具有负极性特征时，浪涌电流检测装置30-1、30-4和30-5工作以使得可以以类似于第一实施例的方式检测浪涌电流“i”的穿透。
在图39的线对线模式(也就是，正常模式)中，当具有正极性特征的浪涌电流“i”穿透进入线路端子L1中时，浪涌电流“i”从线路端子L1流入线路端子L2，如图39的实线箭头所示。这样，当线路端子L1呈现正极性时，浪涌电流检测装置30-2和30-5工作以使得可以以类似于第一实施例的方式检测浪涌电流“i”的穿透。
另一方面，当具有正极性特征的浪涌电流“i”穿透进入线路端子L2中时，浪涌电流“i”从线路端子L2流入线路端子L1，如图39的虚线箭头所示。这样，当线路端子L2呈现正极性时，浪涌电流检测装置30-3和30-4工作以使得可以以类似于第一实施例的方式检测浪涌电流“i”的穿透。
(图40和41的保护器)
如图40和41所示的保护器10-4包括：具有隔离变压器19的电路，一块受保护的设备通过该隔离变压器与地对线电压隔离；变阻器二极管20，通过该变阻器二极管，线对线电压被吸收；两个2极避雷器15-1和15-1；五个浪涌电流检测装置30-1至30-5；以及多个导体，通过上述部件这些元件适当地彼此连接。五个浪涌电流检测装置30-1至30-5的每一个类似于第一实施例的。
在图40的地对线模式(也就是，公共模式)中，当浪涌电流“i”穿透进入各线路端子L1和L2时，这些浪涌电流“i”流入接地端子E，如图40的两个实线箭头分别所示的，这样，浪涌电流检测装置30-1、30-2和30-3工作以使得可以以类似于第一实施例的方式检测浪涌电流“i”的穿透。
另一方面，当浪涌电流“i”穿透到接地端子E中时，浪涌电流“i”流入线路端子L1和L2中，如图40的两个虚线箭头所示的，这样，浪涌电流检测装置30-1、30-3和30-4工作以使得可以以类似于第一实施例的方式检测浪涌电流“i”的穿透。
在图41的线对线模式(也就是，正常模式)中，当具有正极性特征的浪涌电流“i”穿透到线路端子L1中时，一旦浪涌电流“i”从线路端子L1通过变阻器二极管20作为媒介进入线路端子L2中，如图41的单点虚线箭头所示。在给定时间已经过去之后，浪涌电流“i”从线路端子L1通过避雷器15-1和15-2作为媒介流入线路端子L2中，如图41的实线箭头所示。这样，浪涌电流检测装置30-2、30-3、30-4和30-5工作以使得可以以类似于第一实施例的方式检测浪涌电流“i”的穿透。
另一方面，当具有正极性特征的浪涌电流“i”穿透到线路端子L2中时，变阻器二极管20首先响应浪涌电流“i”穿透到线路端子L2中，以使得浪涌电流“i”从线路端子L2通过二极管可变电阻20作为媒介流入线路端子L1中，如图41的双点的虚线箭头所示的。在给定时间已经过去之后，浪涌电流“i”从线路端子L2通过避雷器15-1和15-2作为媒介流入线路端子L1中，如图41的虚线箭头所示。这样，浪涌电流检测装置30-2、30-3、30-4和30-5工作以使得可以以类似于第一实施例的方式检测浪涌电流“i”的穿透。
最后，本领域技术人员应当理解，前面的描述是所述方法和装置的优选实施例，可以对本发明进行各种变化和修改而不超出本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种浪涌电流检测装置，该浪涌电流检测装置设置在连接到保护元件的导体上，该保护元件用于保护受保护的一块设备免受穿透到所述导体中的浪涌电流，所述浪涌电流检测装置适于检测所述浪涌电流穿透到所述导体中，该装置包括：
磁通量会聚部分，该磁通量会聚部分在给定的检测区域会聚高密度的磁通量，该磁通量限定由穿透到所述导体中的浪涌电流产生的磁场；以及
布置在所述检测区域上的铁磁材料片，
其中所述铁磁材料片包括：
具有后表面和前表面的片构件，该片构件布置在所述检测区域上以使得其后表面施加到所述检测区域；
设置在所述片构件的所述前表面上的记录层，该记录层包括多个微囊体，所述微囊体的每一个包含适当的液体以及悬浮在所述液体中的多个磁性粒子，所述磁性粒子的取向状态根据所会聚的磁通量而改变，由此所述浪涌电流的穿透状态能够在所述记录层中记录和擦除；以及
透明保护膜，该透明保护膜覆盖所述记录层以使得在所述记录层中的记录状态和擦除状态能够被可视地认知。
2.如权利要求1所述的浪涌电流检测装置，其中，所述磁通量会聚部分具有限定所述检测区域的缝槽状缺口，并形成为磁通量会聚构件，该磁通量会聚构件由具有单体结构或二分结构的大致圆柱形铁磁材料制成以保持具有电缆状构型的所述导体。
3.如权利要求1所述的浪涌电流检测装置，其中，所述磁通量会聚部分形成为具有板状构型并具有缝槽状缺口的所述导体，该缝槽状缺口限定为所述检测区域，并且其中所述片构件的后表面固定到所述检测区域的位置。
4.如权利要求1所述的浪涌电流检测装置，其中，所述磁通量会聚部分形成为具有电缆状构型和具有限定所述检测区域的曲线部分的所述导体，并且其中所述片构件的所述后表面固定到所述曲线部分的位置。
5.如权利要求2所述的浪涌电流检测装置，进一步包括保持器，所述磁通量会聚构件被该保持器保持，并且所述铁磁材料片牢固地连接到该保持器上以与所述磁通量会聚构件的所述检测区域相对。
6.如权利要求5所述的浪涌电流检测装置，其中，所述保持器包括：
用于固定和保持所述磁通量会聚构件的保持器部分；以及
连接部分，其定位为以与所述磁通量会聚构件的所述缺口相对，所述铁磁材料片的所述片构件固定到所述连接部分。
7.如权利要求6所述的浪涌电流检测装置，其中，在所述保持器的所述连接部分中形成磁通量通过的开口。
8.如权利要求5所述的浪涌电流检测装置，其中，所述保持器包括：
用于固定和保持所述磁通量会聚构件的保持器部分；
连接部分，该连接部分定位成与所述磁通量会聚构件的所述缺口相对，所述铁磁材料片的所述片构件固定到所述连接部分；以及
铰链部分，所述连接部分通过该铰链部分接合到所述保持器部分以使得所述连接部分能够在闭合位置和打开位置之间运动。
9.如权利要求8所述的浪涌电流检测装置，其中，在所述保持器的所述连接部分中形成磁通量通过的开口。
10.如权利要求1所述的浪涌电流检测装置，其中，所述保护元件和所述浪涌电流检测装置容纳在保护器的壳体中，并且其中用于观察所述铁磁材料片的所述透明保护膜的观察窗形成在所述壳体的壁中。
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