CN102568965A - 过电流保护组合式电涌保护器 - Google Patents

Abstract

本发明提示了一种过电流保护组合式电涌保护器，包括电涌保护器(1)、断路器(3)和连接器(4)，在电涌保护器(1)、断路器(3)的同侧用连接器(4)连接，为了改善和提高断路器(3)的电涌特性，断路器(3)选用电涌后备保护断路器。采用本发明提供的过电流保护组合式电涌保护器解决了电涌保护器在使用现有过电流保护装置时所带来的问题，弥补了现有过电流保护装置与电涌保护器一体式技术方案所存在的缺陷，容易实现与前级线路保护装置的级间配合，节约使用成本，减少布线，优化保护特性，缩小产品体积。

Description

过电流保护组合式电涌保护器

技术领域

本发明涉及过电压、过电流保护领域，更具体地说，涉及一种带后备过电流保护功能的电涌保护器。

背景技术

电涌保护器与断路器或熔断路等过电流保护装置一同使用已为人们所知。当电涌保护器出现短路故障时，过电流保护装置将其从系统中断开，以防止系统持续故障的存在。

用于电涌保护器的后备保护装置要满足三个基本要求，首先，这种保护装置仅仅是用来保护电涌保护器的，是一种终端设备保护装置，其动作应优先于前级线路保护装置，否则，将影响线路其它设备的供电；其次，这种保护装置的电涌承受能力不应低于被保护的电涌保护器的标称放电电流，否则，在电涌保护器正常泄放的电涌电流范围内可能引起其损坏；最后，这种保护装置与被保护的电涌保护器的残压(保护电压)不应超过被保护线路或设备的绝缘耐受水平，否则，电涌保护器失去保护效果。由于现有用于电涌保护器的后备保护技术是基于工频电流的保护特性，没有考虑电涌特性，所以很难同时满足上述基本要求，例如，动作电流低的保护装置可能满足优先动作的要求，但其电涌承受能力往往非常低，而且残压也非常高；动作电流高的保护装置，电涌承受能力和残压能满足要求，但其优先动作的要求不一定能满足。

目前，电涌保护器及其后备保护装置在应用时为分离式的，实际安装为在过电流保护装置和电涌保护器之间用导线连接。分离式结构应用对用户来说非常不便，首先，选用和应用过电流保护装置非常困难，由于不同制造商生产的相同规格的过电流保护装置其电涌特性相差非常大，难以同电涌保护器相配合而达到过电流、过电压保护的目的，其次，过长的连接导线将大大降低电涌保护器的保护性能，同时也占用安装空间，并增加布线的复杂性。

专利EP 1447831、CN 101442201提示了一种小型断路器与电涌保护器一体化技术方案，小型断路器用于电涌保护器的后备短路保护。小型断路器为现有的线路保护断路器，没有考虑电涌特性。这种一体式产品在实际应用中受到限制，尤其是在小功率电源系统或高电阻接地电源系统中无法使用。

专利CN1767300公开了一种熔断器与电涌保护一体化技术方案。熔断器用于电涌保护器的后备保护。由于熔断路器动作后为不可复位式，不能重复使用，一旦电涌保护器出现短路故障，整个产品需全部更换，这样增加了使用成本，另外熔断器的耐电涌能力不高，需要配置高额定电流等级的熔断路，这样就增加了整个产品的体积。

发明内容

因此由前述内容出发，本发明的目的是提出一种改进的过电流保护组合式电涌保护器，在结构上，过电流保护装置与电涌保护器一体式。过电流保护装置采用可复位式断路器，用于电涌保护器的后备短路保护。本技术方案解决了电涌保护器在使用现有过电流保护装置所带来的问题，弥补了现有过电流保护装置与电涌保护器一体式技术方案所存在的缺陷，比较容易实现与前级线路保护装置的级间配合，节约使用成本，减少布线，优化保护特性，缩小产品体积。

根据本发明，所述的过电流保护组合式电涌保护器包括电涌保护器、断路器和连接器，连接器用于连接电涌保护器与断路器。为了改善和提高所述断路器的电涌特性，断路器选用电涌后备保护断路器。

为了便于外部导线的连接和缩短内部连线长度，下相线端子、地线端子位于同一侧，为下进线方式，其中下相线端子用于连接电源相线(L线)，地线端子用于连接接地线(PE线)；中线端子位于下相线端子、地线端子相对应的另一侧，用于连接电源中性线(N线)，为上进线方式。

所述的连接器包括外隔板、左连接排、中连接排、右连接排和内隔板，在结构上，左连接排和右连接排是相同的。连接器用于连接电涌保护器和断路器同一侧的上相线端子，如此设置，有利缩短连线长度，减少连线对保护性能的影响。

所述的左连接排连接电涌保护器和断路器的左上相线端子，所述的中连接排连接电涌保护器和断路器中上相线端子，所述的右连接排连接电涌保护器和断路器右上相线端子，如此设置，可确保左连接排、中连接排和右连接排长度相等，从而可保证各相电气性能的一致性。

所述的外隔板由绝缘材料制成，呈直角板状结构，用来固定左连接排、中连接排、右连接排，并加强它们之间电气绝缘，提高对外界的防护等级(IP等级)。在外隔板两直角面上设置孔，分别与电涌保护器中线端子、第一螺钉孔相对应，用于连接中性线(N线)。在与中线端子相对应的孔所在板面的外表面上设置一突台，内部用来容纳左连接排、中连接排、右连接排，突台到孔所在面由一斜面连接，倾斜角度在30-60度之间。

所述突台内部如此设计，上、中、下三个槽分别容纳左连接排、中连接排、右连接排，在上、中、下三个槽之间设有二个水平隔绝板，增加左连接排、中连接排、右连接排之间的水平方向电气绝缘，在每个水平隔绝板上还分别开设二个定位槽，用来定位左连接排和右连接排。在水平隔绝板之间、中槽两端设有垂直隔绝板，并在垂直隔绝板近中槽方向上增设定位槽，用于定位中连接排。定位槽呈U型或半圆形结构。

在所述的外隔板与中线端子相对应的孔所在板面的内侧设计若干带钩的矩形扣，用于连接电涌保护器、断路器，其中一部分扣插入电涌保护器的左、中上相线端子内，另一部分扣插入断路器的中、右调节孔内，插入后，钩锁合左、中上相线端子和中、右调节孔内边缘，实现连接器与电涌保护器、断路器在一个方向上的固定连接。同样，在外隔板与螺钉孔相对应的孔所在板面的内侧设计若干带钩的半圆形扣，用于连接电涌保护器、断路器。半圆形扣分别插入电涌保护器的第二、第四螺钉孔和断路器的第三螺钉孔内，插入后，钩锁合螺钉孔内边缘，实现连接器与电涌保护器、断路器在另一个方向上的固定连接。

所述的左连接排、中连接排和右连接排由金属导电材料冲压而成，优先选用直径为2-3mm的铜导线。中连接排呈U型结构，两端头部压扁，这样可增加连接接触面，保证在电涌电流通过时连接的可靠性和稳定性。左连接排与右连接排结构形状相同，左、右连接排是在U型结构基础上将两端进一步折弯，折弯方向垂直于U型结构确定的平面，其两端头部压扁，增加连接接触面，保证在电涌电流通过时连接的可靠性和稳定性。

所述的内隔板由绝缘材料制成，安装在外隔板的中槽内，增加中连接排与左、右连接排在垂直方向的电气绝缘，内隔板两端设置一突台，并开有一贯通的开口的U型槽，便于中连接排两端头部伸出。

当电涌保护器一保护模块出现短路故障时，与之相连的断路器立即动作，将故障的保护模块从电网中分离开。断路器动作后，其操作手柄处于分离位置，告之与其相连的保护模块出现故障，更换相应的保护模块，复位分离的操作手柄，保护模块即可投入运行。

附图说明

本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，在附图中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1为本发明实施例1，用于三相电源系统中的过电流保护组合式电涌保护器透视图；

图2为本发明实施例2，用于单相电源系统中的过电流保护组合式电涌保护器透视图；

图3为本发明实施例1中电涌保护器透视图；

图4为本发明实施例1中电涌后备保护断路器透视图；

图5为本发明实施例1中连接电涌保护器和电涌后备保护断路器的连接器透视图；

图6a为本发明实施例1连接器中外隔板透视图；

图6b为图6a左视透视图；

图7为本发明实施例1中连接排透视图；

图8为本发明实施例1左连接排透视图；

图9为本发明实施例1连接器中内隔板透视图；

图10为本发明实施例1电涌后备保护断路器动作后透视图。

具体实施方式

图1显示了根据本发明的过电流保护组合式电涌保护器的一个实施例，用于三相电源系统中，图2显示了根据本发明的另一个实施例，用于单相电源系统中，其包括电涌保护器(1)、断路器(3)和连接电涌保护器(1)与断路器(3)的连接器(4)。为了改善和提高断路器(3)的电涌特性，断路器(3)选用电涌后备保护断路器。

按照图1、图2，下相线端子(5)、地线端子(6)位于同一侧，为下进线方式，其中下相线端子(5)用于连接电源相线(L线)，地线端子(6)用于连接接地线(PE线)；中线端子(2)位于下相线端子(5)、地线端子(6)相对应的另一侧，用于连接电源中性线(N线)，为上进线方式。

连接器(4)位于中线端子(2)一侧，用于连接电涌保护器(1)的左上相线端子(13)、中上相线端子(15)和右上相线端子(16)和断路器(3)的左上相线端子(31)、中上相线端子(33)和右上相线端子(35)，如此设置，有利缩短连接线长度，减少连接导线对保护性能的影响。

按照图5，连接器(4)包括外隔板(41)、左连接排(45)、中连接排(42)、右连接排(43)和内隔板(44)，在结构上，左连接排(45)与所述的右连接排(43)是相同的。

左连接排(45)连接电涌保护器(1)的左上相线端子(13)和断路器(3)的左上相线端子(31)，中连接排(42)连接电涌保护器(1)的中上相线端子(15)和断路器(3)的中上相线端子(33)，右连接排(43)连接电涌保护器(1)的右上相线端子(16)和断路器(3)的右上相线端子(35)。

外隔板(41)用来固定左连接排(45)、中连接排(42)、右连接排(43)，并加强它们之间电气绝缘，提高对外界的防护等级(IP等级)。内隔板(44)用来固定中连接排(42)，同时加强与左、右连接排(45、43)之间电气绝缘。

外隔板(41)由绝缘材料制成。按照图6a，外隔板(41)呈直角板状结构。在外隔板(41)两直角面上设置孔(412、413)，分别与电涌保护器(1)中线端子(11)、第一螺钉孔(12)相对应，用于连接中性线(N线)。在与中线端子(11)相对应的孔(412)所在板面的外表面上设置一突台(411)，内部用来容纳左连接排(45)、中连接排(42)、右连接排(43)。突台(411)到孔(412)所在面由一斜面连接，倾斜角度在30-60度之间。

按照图6b，突台(411)内部如此设计，上、中、下三个槽(415、4110、419)分别容纳左连接排(45)、中连接排(42)、右连接排(43)，在上、中、下三个槽(415、4110、419)之间设有二个水平隔绝板，用于增加左连接排(45)、中连接排(42)、右连接排(43)之间的水平方向电气绝缘，在每个水平隔绝板上还分别开有二个定位槽(416、4111)，用来定位左连接排(45)、右连接排(43)。在水平隔绝板和中槽(4110)两端间设有垂直隔绝板，并在垂直隔绝板近中槽(4110)方向上增设定位槽(418)，用于定位中连接排(42)，定位槽(416、4111、418)呈U型或半圆形结构。

在外隔板(41)与中线端子(11)相对应的孔(412)所在板面的内侧设计若干带钩的矩形扣(4112、417)，用于连接电涌保护器(1)、断路器(3)，其中扣(4112)插入电涌保护器(1)的左、中上相线端子(13、15)内，扣(417)插入断路器(3)的中、右调节孔(32、34)内，插入后，钩锁合左、中上相线端子(13、15)和中、右调节孔(32、34)内边缘，实现连接器(4)与电涌保护器(1)、断路器(3)在一个方向上的固定连接。同样，在外隔板(41)与第一螺钉孔(12)相对应的孔(413)所在板面的内侧设计若干带钩的半圆形扣(414)，用于连接电涌保护器(1)、断路器(3)，半圆形扣(414)分别插入电涌保护器(1)的第二、第四螺钉孔(14、17)和断路器(3)的第三螺钉孔(36)内，插入后，钩锁合螺钉孔(14、17、36)内边缘，实现连接器(4)与电涌保护器(1)、断路器(3)在另一个方向上的固定连接。

左连接排(45)、中连接排(42)、右连接排(43)由金属导电材料冲压而成，优先选用直径为2-3mm的铜导线。

按照图7，中连接排(42)呈U型结构，两端头部(421)压扁，这样可增加连接接触面，保证在电涌电流通过时连接的可靠性和稳定性。

左连接排(45)与右连接排(43)结构形状相同，按照图8，右连接排(43)是在U型结构基础上将两端进一步折弯，折弯方向垂直于U型结构确定的平面，其两端头部(431)压扁，增加连接接触面，保证在电涌电流通过时连接的可靠性和稳定性。。

内隔板(44)由绝缘材料制成，安装在外隔板(41)的中槽(4110)内，增加中连接排(42)与左、右连接排(45、43)在垂直方向的电气绝缘。按照图9，内隔板(44)两端设置一突台(442)，并开有一贯通的开口的U型槽(441)，便于中连接排(42)两端头部(421)伸出。

参考图10，电涌保护器(3)一保护模块(18)出现短路故障时，与之相连的断路器(38)立即动作，将故障的保护模块(18)从电网中分离开。断路器(38)动作后，其操作手柄(37)处于分离位置，告之与其相连的保护模块(18)出现故障，更换相应的保护模块，复位分离的操作手柄(37)，保护模块(18)即可投入运行。

本发明技术的过电流保护组合式电涌保护器由于采用了电涌后备保护断路器，解决了小动作(脱扣)电流与高电涌承受能力的矛盾，实现与前级线路保护装置的级间配合；使用可复位式断路器，可重复使用，节约使用成本；采用了连接器技术，减少了布线，优化了保护特性，缩小了体积。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (9)

1.一种过电流保护组合式电涌保护器，包括电涌保护器(1)、断路器(3)，其特征在于，在所述的电涌保护器(1)、断路器(3)的同侧用连接器(4)连接，所述的断路器(3)为电涌后备保护断路器。

2.如权利要求1所述的过电流保护组合式电涌保护器，其特征在于，下相线端子(5)、地线端子(6)位于同一侧，为下进线方式，其中所述的下相线端子(5)用于连接电源相线(L线)，所述的地线端子(6)用于连接接地线(PE线)；中线端子(2)位于所述的下相线端子(5)、地线端子(6)相对应的另一侧，用于连接电源中性线(N线)，为上进线方式。

3.如权利要求1-2所述的过电流保护组合式电涌保护器，其特征在于，所述的连接器(4)包括外隔板(41)、左连接排(45)、中连接排(42)、右连接排(43)和内隔板(44)，在结构上，所述的左连接排(45)与所述的右连接排(43)是相同的。

4.如权利要求1-3所述的过电流保护组合式电涌保护器，其特征在于，所述的左连接排(45)连接所述的电涌保护器(1)的左上相线端子(13)和所述的断路器(3)的左上相线端子(31)，所述的中连接排(42)连接所述的电涌保护器(1)的中上相线端子(15)和所述的断路器(3)的中上相线端子(33)，所述的右连接排(43)连接所述的电涌保护器(1)的右上相线端子(16)和所述的断路器(3)的右上相线端子(35)。

5.如权利要求1-4所述的过电流保护组合式电涌保护器，其特征在于，所述的外隔板(41)由绝缘材料制成，呈直角板状结构，用来固定所述的左连接排(45)、中连接排(42)、右连接排(43)，并加强它们之间电气绝缘，提高对外界的防护等级(IP等级)，在所述的外隔板(41)两直角面上设置孔(412、413)，分别与所述的电涌保护器(1)中线端子(11)、第一螺钉孔(12)相对应，用于连接中性线(N线)，在与所述的中线端子(11)相对应的孔(412)所在板面的外表面上设置一突台(411)，其内用来容纳所述的左连接排(45)、中连接排(42)、右连接排(43)，所述的突台(411)到所述的孔(412)所在面由一斜面连接，倾斜角度在30-60度之间。

6.如权利要求1-5所述的过电流保护组合式电涌保护器，其特征在于，所述突台(411)内部如此设计，上、中、下三个槽(415、4110、419)分别容纳所述的左连接排(45)、中连接排(42)、右连接排(43)，在所述的上、中、下三个槽(415、4110、419)之间设有二个水平隔绝板，用于增加所述的左连接排(45)、中连接排(42)、右连接排(43)之间的水平方向电气绝缘，在每个水平隔绝板上还分别开设二个定位槽(416、4111)，用来定位所述的左连接排(45)、右连接排(43)，在水平隔绝板和所述的中槽(4110)两端间设有垂直隔绝板，并在垂直隔绝板近所述的中槽(4110)方向上增设定位槽(418)，用于定位所述的中连接排(42)，所述的定位槽(416、4111、418)呈U型或半圆形结构。

7.如权利要求1-6所述的过电流保护组合式电涌保护器，其特征在于，在所述的外隔板(41)与所述的中线端子(11)相对应的孔(412)所在板面的内侧设计若干带钩的矩形扣(4112、417)，用于连接所述的电涌保护器(1)、断路器(3)，其中扣(4112)插入所述的电涌保护器(1)的左、中上相线端子(13、15)内，扣(417)插入所述的断路器(3)的中、右调节孔(32、34)内，插入后，钩锁合所述的左、中上相线端子(13、15)和所述的中、右调节孔(32、34)内边缘，实现所述的连接器(4)与所述的电涌保护器(1)、断路器(3)在一个方向上的固定连接。同样，在所述的外隔板(41)与所述的第一螺钉孔(12)相对应的孔(413)所在板面的内侧设计若干带钩的半圆形扣(414)，用于连接所述的电涌保护器(1)、断路器(3)。所述的半圆形扣(414)分别插入所述的电涌保护器(1)的第二、第四螺钉孔(14、17)和所述的断路器(3)的第三螺钉孔(36)内，插入后，钩锁合螺钉孔(14、17、36)内边缘，实现所述的连接器(4)与所述的电涌保护器(1)、断路器(3)在另一个方向上的固定连接。

8.如权利要求1-7所述的过电流保护组合式电涌保护器，其特征在于，所述的左连接排(45)、中连接排(42)、右连接排(43)由金属导电材料冲压而成，优先选用直径为2-3mm的铜导线，所述的中连接排(42)呈U型结构，两端头部(421)压扁，所述的左连接排(45)与所述的右连接排(43)结构形状相同，是在U型结构基础上将两端进一步折弯，折弯方向垂直于U型结构确定的平面，其两端头部(431)压扁。

9.如权利要求1-8所述的过电流保护组合式电涌保护器，其特征在于，所述的内隔板(44)由绝缘材料制成，安装在所述的外隔板(41)的中槽(4110)内，增加所述的中连接排(42)与所述的左、右连接排(45、43)在垂直方向的电气绝缘，所述的内隔板(44)两端设置一突台(442)，并开有一贯通的开口的U型槽(441)，便于所述的中连接排(42)两端头部(421)伸出。

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