CN102916419A - 具有自断弧装置的电源浪涌保护器及其保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具有自断弧装置的电源浪涌保护器及其保护方法，涉及浪涌防护及过电压防护领域。具有自断弧装置的电源浪涌保护器，左插电极和压敏电阻连接电极焊接，右插电极和脱扣电极连接，脱扣电极焊接片和压敏电阻脱扣电极焊接，还包括脱扣摆杆、脱扣摆杆拉力源、断弧片、断弧片弹力源和断弧片导向槽，所述的脱扣电极包括脱扣摆杆限位片和脱扣电极焊接片，所述的脱扣摆杆限位片与所述的脱扣摆杆的一端接触；所述的脱扣电极焊接片与压敏电阻电极连接，并且所述的压敏电阻电极设置在脱扣摆杆与脱扣摆杆限位片接触的同侧；所述的脱扣电极焊接片与断弧片限位装置连接，所述的断弧片限位装置位于与压敏电阻电极相反的一侧；所述的断弧片与断弧片弹力源连接，所述的断弧片设置在断弧片导向槽内。还公开了具有自断弧的电源浪涌保护方法。本发明结构简单、可实现自动断开电弧。

Description

具有自断弧装置的电源浪涌保护器及其保护方法

技术领域

本发明涉及浪涌防护及过电压防护领域，特别涉及一种具有自断弧功能的电源浪涌保护器及其保护方法。

背景技术

很多人认为，安装了电源浪涌保护器就万事大吉了，其实不然。如果存在电源浪涌保护器结构设计不合理、元器件质量不过关、电源浪涌保护器劣化脱扣时间长等问题，电源浪涌保护器不仅不能起到很好的保护效果，还会因自身的缺陷成为危险源，造成起火、爆炸等情况，甚至波及周围设备或造成配电系统故障。根据大量试验验证得到以下结论：即市场流通的电源浪涌保护器工作在高电压、大电流的故障模式下时，器件会瞬间产生很高的热量热量传递至脱扣点上将脱扣点低温焊锡融化，脱扣机构在弹簧的拉力作用下使其与压敏电极分离，在分离的初始阶段由于高电压的作用，分离后的空气间隙会被电压击穿产生电弧，这个电弧维持的时间长短直接体现为浪涌保护器的自身安全性能，持续时间越长压敏电阻击穿短路的几率越高，产品的发热量就越大，产品起火爆炸的几率就越高。

现有市面上的电源浪涌保护产品只具备利用元器件的特性的基本过电压防护功能，在元器件自身失效后利用器件自身发热的原理设计过热保护的结构，通过机械结构实现故障产品与电源系统断开，但这种过热的保护模式只是理想的状态，并没有考虑配电系统的故障模式、故障特性及元器件本身质量因素，而这些因素往往是影响电源浪涌保护器本身质量的关键，针对上述因素我们应该对电源浪涌保护器产品的性能提出更高的要求，即在配电系统故障的情况下电源浪涌保护器两端工频电压在1500V时，瞬间工频电流300A的情况下，可以保证防雷模块可靠安全脱离电源系统，但这样的要求下普通电源浪涌保护器根本无法在元器件起火爆炸前脱离电源。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上技术问题，提供一种性能好，结构简单、能实现自动切断电弧的，安全型的电源浪涌保护器件及其保护方法。

本发明通过以下技术方案实现：

具有自断弧装置的电源浪涌保护器，脱扣电极和压敏电阻脱扣电极连接，还包括脱扣摆杆、断弧片弹力源、断弧片和断弧片导向槽，所述的脱扣电极包括脱扣电极焊接和脱扣摆杆限位片，所述的脱扣电极限位片与所述的脱扣摆杆的一端接触；所述的脱扣电极焊接片与压敏电阻脱扣电极连接，并且所述的压敏电阻脱扣电极设置在脱扣摆杆与脱扣摆杆限位片接触的同侧；所述的脱扣电极焊接片与断弧片限位装置垂直并成一体，所述的断弧片限位装置位于压敏电阻电极相反的一侧；所述的断弧片与断弧片弹力源接触，所述的断弧片设置在断弧片导向槽内。

 还包括右插电极与左插电极，所述的右插电极接于电源系统相线、中性线或地线，左插电极接于电源系统的相线、中性线或地线，所述的脱扣摆杆限位片与右插电极连接。所述的脱扣电极焊接片设置有一个或者以上的连接点，并且所述的压敏电阻电极与连接点处进行焊锡连接。所述的脱扣摆杆限位片与所述的脱扣电极焊接片成一体连接，所述的断弧片限位装置与脱扣电极焊接片垂直，并且所述的断弧片与所述的断弧片限位装置垂直。所述的断弧片与脱扣电极焊接片和脱扣摆杆限位片平行。

 具有自断弧的电源浪涌保护方法：

 设置脱扣电极、脱扣摆杆、断弧片限位装置、断弧片导向槽和断弧片，脱扣电极中包括脱扣摆杆限位片脱扣电极焊接片和脱扣摆杆限位片并且与断弧片限位装置一体成型，脱扣电极焊接片的一侧与压敏电阻脱扣电极的一侧焊锡连接，脱扣电极焊接片的另一侧与所述的断弧片限位装置连接，所述的断弧片、脱扣电极焊接片、脱扣摆杆限位片、断弧片导向槽和压敏电阻脱扣电极相互平行，所述的脱扣电极焊接片与断弧片限位装置垂直固定，所述的断弧片与所述的断弧片限位装置垂直接触，所述的脱扣摆杆在脱扣摆杆拉力源的拉力下对脱扣摆杆限位片施加一恒定的推力。

当压敏电阻处于正常工作状态的时候，所述的脱扣电极与压敏电阻脱扣电极之间焊接的锡为固体，且焊锡的包覆力的机械强度大于脱扣摆杆对脱扣摆杆限位片施加的推力，使内部机构处于一个正常的稳定状态；当压敏电阻处于性能劣化状态或处于故障电源中（高中压系统的故障引起的暂时过电压）的时候，压敏电阻发热或击穿发热，热量传递到焊接点使焊锡点的温度接近焊锡的熔点，焊锡的包覆力小于脱扣摆杆对脱扣摆杆限位片施加的推力，使脱扣电极向右插电极方向旋转移动。

 本发明的有益效果是：

在电源浪涌保护器中植入自断弧技术，在浪涌保护器的脱扣装置旁设置一个自断弧（断开电弧并且可以防止焊锡拉丝现象）装置，通过自断弧装置与浪涌保护器脱扣装置的联动设计(在脱扣电极摆动6°时，断弧片即可释放，完成切断电弧的动作)，将防雷模块工作在电源故障情况下或工频高压大电流脱扣时，实现在脱扣装置动作的一瞬间，由自断弧装置完成对脱扣电极与压敏电阻脱扣电极之间的电弧进行主动熄灭，确保模块在任何情况下都是安全的。

附图说明

图1为本发明的剖面图。

图中：1左插电极；2断弧片弹力源；3断弧片；4右插电极；5压敏电阻脱扣电极；6压敏电阻连接电极；7脱扣摆杆；8断弧片导向槽；9断弧片限位装置；10脱扣电极焊接片；11脱扣摆杆限位片；12脱扣摆杆拉力源

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

具有自断弧装置的电源浪涌保护器，脱扣电极和压敏电阻脱扣电极5连接，还包括脱扣摆杆7、摆杆拉力源12、断弧片3、断弧片弹力源2和断弧片导向槽8，所述的脱扣电极包括脱扣电极焊接片10和脱扣摆杆限位片11，所述的脱扣摆杆限位片11与所述的脱扣摆杆7的一端接触；所述的脱扣电极焊接片10与压敏电阻脱扣电极5焊接，并且所述的压敏电阻脱扣电极5设置在脱扣摆杆7与脱扣摆杆限位片11接触的同侧；所述的脱扣电极焊接片10与断弧片限位装置9连接，所述的断弧片限位装置9位于与压敏电阻脱扣电极5相反的一侧；所述的断弧片3与断弧片弹力源2接触，所述的断弧片3设置在断弧片导向槽8内。

还包括右插电极4与左插电极1，所述的右插电极4接于电源系统相线、中性线或地线，左插电极1接于电源系统的相线、中性线或地线，所述的脱扣摆杆限位片11与右插电极4连接。

所述的脱扣电极焊接片10设置有一个或者以上的连接点，并且与所述的压敏电阻脱扣电极5与连接点处进行焊锡连接。所述的脱扣摆杆限位片11与所述的脱扣电极焊接片10连接，所述的断弧片限位装置9与脱扣电极垂直，并且所述的断弧片3与所述的断弧片限位装置9垂直。所述的断弧片3与脱扣电极平行。

具有自断弧的电源浪涌保护方法：

设置脱扣电极、脱扣摆杆7、断弧片限位装置9、断弧片导向槽8和断弧片3，脱扣电极中包括脱扣电极焊接片10和脱扣摆杆限位片11，并且与断弧片限位装置9一体成型，脱扣电极焊接片10的一侧与压敏电阻脱扣电极5的一侧焊锡连接，脱扣电极焊接片10的另一侧与所述的断弧片限位装置9连接，所述的断弧片3、脱扣电极焊接片10、脱扣摆杆限位片11、断弧片导向槽8和压敏电阻脱扣电极5相互平行，所述的脱扣电极焊接片10与断弧片限位装置9垂直固定，所述的断弧片3与所述的断弧片限位装置9垂直接触，所述的脱扣摆杆7在脱扣摆杆拉力源12的拉力下对脱扣摆杆限位片11施加一恒定的推力，使内部机构全部为一个正常的稳定状态。

当压敏电阻处于正常工作状态的时候，所述的脱扣电极与压敏电阻脱扣电极5之间焊接的锡为固体且焊锡的包覆力的机械强度大于脱扣摆杆对脱扣摆杆限位片11施加的推力；当压敏电阻处于性能劣化状态或处于故障电源中（高中压系统的故障引起的暂时过电压）的时候，压敏电阻发热或击穿发热，热量传递到焊接点使焊锡点的温度接近焊锡的熔点，焊锡的包覆力小于脱扣摆杆7对脱扣摆杆限位片11施加的推力，使脱扣电极向右插电极4方向旋转移动。

在电源浪涌保护器中植入自断弧技术，在浪涌保护器的脱扣装置旁设置一个自断弧（断开电弧并且可以防止焊锡拉丝现象）装置，通过自断弧装置与浪涌保护器脱扣装置的联动设计(在脱扣电极摆动6°时，断弧片3即可释放，完成切断电弧的动作)，将防雷模块工作在电源故障情况下或工频高压大电流脱扣时，实现在脱扣装置动作的一瞬间，由自断弧装置完成对脱扣电极与压敏电阻脱扣电极5之间的电弧进行主动熄灭，确保模块在任何情况下都是安全的。

具体工作方式如下：

 右插电极4与左插电极1，所述的右插电极4接于电源系统相线、中性线或地线，左插电极1接于电源系统的相线、中性线或地线，当压敏电阻处于正常工作状态的时候，所述的脱扣电极与压敏电阻脱扣电极之间焊接的锡为固体且焊锡的包覆力的机械强度大于脱扣摆杆对脱扣摆杆限位片施加的推力；当压敏电阻处于性能劣化状态或处于故障电源中（高中压系统的故障引起的暂时过电压）的时候，压敏电阻发热或击穿发热，热量传递到焊接点使焊锡点的温度接近焊锡的熔点，焊锡的包覆力小于脱扣摆杆对脱扣摆杆限位片施加的推力，使脱扣电极向右插电极方向旋转移动。当电源浪涌保护器处于正常状态的时候，脱扣摆杆7与脱扣摆杆限位片11接触，施加一推力，该力用来调整脱扣摆杆7的位置，使脱扣电极焊接片10的方向与断弧片3平行设置，并且由于位置的限制，使脱扣电极上的断弧片限位装置9对断弧片3施加一推力，该推力指向断弧片弹力源2，断弧片弹力源2被压缩。当电源浪涌保护器处于故障电源系统中（或压敏电阻劣化状态中）时，压敏电阻产生高温由压敏电阻脱扣电极5传导至压敏电阻脱扣电极5与脱扣电极焊接片10的连接点，此时压敏电阻脱扣电极5与脱扣电极焊接片10之间的锡由于高温熔断，脱扣摆杆7在脱扣摆杆拉力源12的作用下，一端绕着自身的固定点向右插电极4转动，此时脱扣摆杆7与脱扣摆杆限位片11的接触位置由原来在靠近右插电极4的脱扣摆杆拉力源12的方向向脱扣电极焊接片10的方向运动，在移动过程中脱扣摆杆7对脱扣摆杆限位片11施加的力使脱扣电极焊接片10与压敏电阻脱扣电极5迅速分开，当脱扣电极摆动超过一定的小角度（如6°）时，位于脱扣电极顶端的断弧片限位装置9随脱扣电极一同摆动，解除了对断弧片3的限位，在断弧片3在下部套装的断弧片弹力源2的作用下，沿断弧片导向槽8的方向迅速运动，对产生的电弧及焊锡拉丝产生强力冲击，完成断弧。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本等同发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.具有自断弧装置的电源浪涌保护器，脱扣电极和压敏电阻脱扣电极连接，其特征在于，还包括脱扣摆杆、脱扣摆杆拉力源、断弧片、断弧片弹力源和断弧片导向槽，所述的脱扣电极包括脱扣摆杆限位片和脱扣电极焊接片，所述的脱扣摆杆限位片与所述的脱扣摆杆的一端接触；所述的脱扣电极焊接片与压敏电阻脱扣电极焊接，并且所述的压敏电阻脱扣电极设置在脱扣摆杆与脱扣摆杆限位片接触的同侧；所述的脱扣电极焊接片与断弧片限位装置连接，所述的断弧片限位装置位于与压敏电阻电极相反的一侧；所述的断弧片与断弧片弹力源接触，所述的断弧片设置在断弧片导向槽内。

2.根据权利要求1所述的具有自断弧装置的电源浪涌保护器，其特征在于，还包括右插电极与左插电极，所述的右插电极接于电源系统相线、中性线或地线，左插电极接于电源系统的相线、中性线或地线，所述的脱扣摆杆限位片与右插电极的连接点处进行点焊或焊锡连接。

3.根据权利要求1所述的具有自断弧装置的电源浪涌保护器，其特征在于，所述的脱扣电极焊接片设置有一个或者以上的连接点，并且与所述的压敏电阻脱扣电极与连接点处进行焊锡连接。

4.根据权利要求1所述的具有自断弧装置的电源浪涌保护器，其特征在于，所述的脱扣摆杆限位片与所述的脱扣电极焊接片为同一五金部件成型连接，所述的断弧片限位装置与脱扣电极垂直，并且所述的断弧片与所述的断弧片限位装置垂直。

5.根据权利要求1所述的具有自断弧装置的电源浪涌保护器，其特征在于，所述的脱扣电极焊接片与所述的断弧片限位装置为同一五金部件成型连接。

6.根据权利要求1所述的具有自断弧装置的电源浪涌保护器，其特征在于，所述的断弧片与脱扣电极平行。

7.具有自断弧的电源浪涌保护方法，所述的压敏电阻连接电极与左插电极的连接点处进行点焊或焊锡连接，其特征在于：设置脱扣电极、脱扣摆杆、断弧片限位装置、断弧片导向槽和断弧片，脱扣电极中包括脱扣电极焊接片、脱扣摆杆限位片和断弧片限位装置，脱扣电极焊接片的一侧与压敏电阻脱扣电极的一侧焊锡连接，脱扣电极焊接片的另一侧与所述的断弧片限位装置连接，所述的断弧片、脱扣电极焊接片、断弧片导向槽和压敏电阻脱扣电极相互平行，所述的脱扣电极焊接片与断弧片限位装置垂直固定，所述的断弧片与所述的断弧片限位装置垂直接触，所述的脱扣摆杆在脱扣摆杆拉力源的拉力下对脱扣摆杆限位片施加一恒定的推力。

8.根据权利要求7所述的具有自断弧的电源浪涌保护方法，其特征在于：当压敏电阻处于正常工作状态的时候，所述的脱扣电极与压敏电阻脱扣电极之间焊接的锡为固体，且焊锡的包覆力的机械强度大于脱扣摆杆对脱扣摆杆限位片脱扣摆杆限位片施加的推力，使内部机构处于一个正常的稳定状态；当压敏电阻处于性能劣化状态或处于故障电源中的时候，压敏电阻发热或击穿发热，热量传递到焊接点使焊锡点的温度接近焊锡的熔点，在脱扣摆杆拉力源的作用下，焊锡的包覆力小于脱扣摆杆对脱扣摆杆限位片施加的推力，使脱扣电极向右插电极方向旋转移动。

9.根据权利要求7或8所述的具有自断弧的电源浪涌保护方法，其特征在于：所述的断弧片限位装置对所述的断弧片施加一压力，该压力方向与所述的断弧片所在直线方向平行，并且指向断弧片弹力源，当脱扣电极向右插电极方向旋转移动超过6°时，断弧片限位装置随脱扣电极移动，将施加于断弧片的压力解除，断弧片在断弧片弹力源的的弹力作用下，将断弧片迅速顶出，从而切断压敏电阻脱扣电极与脱扣电极之间的电弧和拉丝的焊锡。

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