CN104332979B - 一种双脱扣无漏流的可插拔电涌保护器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种双脱扣无漏流的可插拔电涌保护器，包括有机械式感温脱扣装置、合金温度保险丝脱扣装置、MOV元件和标准模块，所述机械式感温脱扣装置与合金温度保险丝脱扣装置相互独立，所述合金温度保险丝脱扣装置包括有温度保险丝T，所述温度保险丝T与MOV元件之间串接有气体放电管，所述标准模块为可拔插标准模块，MOV元件、温度保险丝T和气体放电管皆放入在标准模块内；该双脱扣无漏流的可插拔电涌保护器用于在电源电涌保护器在雷击或老化损坏时，使其能更安全地从电网中脱离，避免由于电源电涌保护器老化损坏或脱扣不及时造成供电线路故障和引起火灾事故。

Description

一种双脱扣无漏流的可插拔电涌保护器

技术领域

本发明涉及一种双脱扣无漏流的可插拔电涌保护器。

背景技术

在SPD生产中，通常应设置内部过流过热装置，目前的做法是利用电涌保护器内部MOV的故障特性，在MOV故障发热时，由机械力把MOV元件与电网的连接点拉开，并设置一定粗细的铜连接件做过流保护，如图1、图2所示。

图1、图2中A点是MOV元件电极与外接电网的电极连接点，采用低温焊锡焊接 ，当MOV发热时，A的低温焊接点的金属熔化，在机械力F的作用下，A点的连接断开，从而使有故障的电源电涌保护器脱离电网，同时，在A、B之间的铜导体，通过接控制其粗细，达到限流的目的。

图1、图2所示的方法，自电源电涌保护器诞生以来，就不断地有各种机械结构的改进，但是在实际的电源电涌保护器应用中，每年都有一定数量的由于电源电涌保护器损坏或老化所引发的供电故障，严重时甚至引起火灾。其原因是电源电涌保护器MOV故障发热是有一定过程的，在这个发热过程中有可能引起电源电涌保护器外壳变形，阻碍了机械F力的动作。同时由于机械F力长期处于拉伸（或压缩）状态，机械力F可能由于长期的力作用，会产生金属惰性，失去机械力作用。或者MOV的漏电流不断增长老化，这时就有可能使MOV脱扣装置失效。本专利发明为克服这些未知的失效现象，创新地综合了MOV,合金温度保险丝，气体放电管的应用，既利用了合金温度保险丝的优点和机械式脱扣的优点，同时又充分利用了MOV和气体放电管的优点，发明了无漏电流且具有机械式感温脱扣和合金温度保险丝脱扣的双重独立脱扣功能的应用装置。

发明内容

在本发明要解决的技术问题是提供一种用于在电源电涌保护器在雷击或老化损坏时，使其能更安全地从电网中脱离，避免由于电源电涌保护器老化损坏或脱扣不及时造成供电线路故障和引起火灾事故的双脱扣无漏流的可插拔电涌保护器。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：

一种双脱扣无漏流的可插拔电涌保护器，包括有机械式感温脱扣装置、合金温度保险丝脱扣装置、MOV元件和标准模块，所述机械式感温脱扣装置与合金温度保险丝脱扣装置相互独立，所述合金温度保险丝脱扣装置包括有温度保险丝T，所述温度保险丝T与MOV元件之间串接有气体放电管，所述标准模块为可拔插标准模块，MOV元件、温度保险丝T和气体放电管皆放入在标准模块内。

进一步的，所述温度保险丝T为合金温度保险丝。

进一步的，所述温度保险丝T的耐冲击电流值与MOV元件最大耐冲击容量一致。

电涌保护器有三个重要参数：最大通流能力IMAX,漏电流I和最大允许持续电压UC,如果电涌保护器超过了它的设计使用，电涌保护器应该进入到它的脱扣损坏模式。

电涌保护器损坏有两种原因：第一是由于内部MOV元件性能发生变化（即漏电流I发生了变化）；另一原因是电涌保护器突然受到意外冲击，比如有远大于原设计最大通流的雷电冲击（即最大通流能力IMAX发生了变化），或是线路的有持续大于设计最大持续电压的冲击（TOV冲击）（即最大允许持续电压UC发生了变化）；两种损坏的过程是不一样的。

第一种：MOV元件性能老化发生变化：这时其内部产生漏电流（MA级，不至于使前级漏电设备跳闸），这时MOV的发热过程是个逐步的上升过程，在只有机械力脱扣的电源电涌保护器中，只有温度上升达到连接点A的金属熔点时，连接点在机械力作用下断开。但是在这个上升过程中，电源电涌保护器的机械装置的固定结构可能因整体温度上升产生变形，阻止了机械力F的动作，导致A点不能断开。

本发明增加了一个串联在线路和MOV元件之间的合金温度保险丝T，如图3所示，由于T的特性的取决于制作T的合金材料，温度逐步上升的过程正好是T吸收热量的过程，因此能确保T在达到设定温度后断开。

第二种：MOV遭受持续的过电压时发生的变化：当MOV遭受到持续的过电压冲击时，MOV内部会瞬时产生短路，且不可逆，这就相当于线路L直接连接到N线或PE上，会瞬间产生巨大的能量，这时，A点由于直接连接在MOV的金属电极上，金属热传导效应快，A点会瞬间断开。在MOV周围其它地方未发热变形前，先行断开了A点，因此本发明保留了机械脱扣装置。

本发明的有益效果是：由于设置有相互独立的机械式感温脱扣装置与合金温度保险丝脱扣装置，电涌保护器的模块内同时含有以机械力作用的脱扣装置和以合金材料组成的温度感应功能的脱扣装置，同时在温度保险丝T与MOV元件之间串接有气体放电管，形成一个单一的回路，在这个回路中放电管把MOV元件的漏电流隔断，使得回路中没有电流，并将MOV元件、温度保险丝T和气体放电管皆放入在标准模块内，大大减低维护成本。

附图说明

图1为现有SPD的脱扣模式脱扣前示意图。

图2为现有SPD的脱扣模式脱扣后示意图。

图3为本发明一种双脱扣无漏流的可插拔电涌保护器的电连接示意图。

图4为本发明一种双脱扣无漏流的可插拔电涌保护器的正面结构示意图。

图5为本发明一种双脱扣无漏流的可插拔电涌保护器的背面结构示意图。

具体实施方式

实施例1：

参阅图1、图2、图4、图5所示，为克服图1、图2装置的风险，本专利采用双重冗余连的设计，在图1、图2的基础上增加了一个由合金材料制造的温度保险丝，该保护丝能承受大流量的脉冲冲击，又具有过流保险丝作用，同时在达到其设计温度时迅速断开，如图4、图5所示。

在图4中，MOV电极上设有一个交互连接的机械脱扣臂1和电机臂2，在图5中，在电源电涌保器MOV的另一电极端串联一个合金温度保险丝T，T紧贴MOV电极，T的耐冲击电流特性和温度特性由合金材料决定，是材料的物理特性，不会改变。由此构成的电源电涌保器的脱扣过程是：

A.MOV元件老化失效：在这种失效模式中，MOV缓慢升温，利用合金温度保险T完成脱扣动作.详细如下：

选择T的耐冲击电流值与串联的MOV最大耐冲击容量一致，目前MOV元件的单片一般有5KA、20KA、40KA、50KA、60KA（8/20US冲击波形）等几种，T的取值应与之相适应。并在此基础上使T的额定电流值最小。

T的熔断温度设定在115℃℃到165℃之间度，当温度上升到或超过设定的温度时，T断路。

MOV老化时，首先是MOV内阻下降，微小电流（MA级）流过MOV，使MOV的高阻特性改变而发热。在这个过程中，MOV是一个逐渐升温的过程，由于T在设计时紧接MOV的一个电极，T的表面与MOV重叠并紧贴，T吸收了MOV的热量，在MOV未完全损坏前，T断开。在这个过程中，MOV的另一电极（接A点）也吸收热量，由于老化过程是一持续过程，在A点吸收热量的同时，其周围的其他塑料元件也同时吸收热量，这就可能使A点的脱扣装置产生形变，导致A点脱扣失败，但是T可以在这种MOV失效模式中保证T的断路脱扣。

B.MOV瞬间短路失效：在这种模式中利用机械脱扣装置A,使SPD脱离电网。

在MOV遭受超过大于额定最大冲击电流冲击时，或者是电源线路持续遭受到大于SPD的最高电压设定值时，SPD内部的MOV会瞬间短路，MOV瞬间产生大量热量，通过MOV的电极传导到A点，由于金属的导热性能比塑料的导热性能好很多，能瞬间把大量的热传导到A点，在A点周围的其它材料未升温前完成A点的脱扣动作。同时在A点万一不能动作时,启用T的保险丝额定限流功能,在流经MOV的电流大于T的额定值时T断路。

所以本专利能同时兼顾电源电涌保器损坏的不同情形。保证了SPD的安全运行。创新地解决了困扰在电源线路上SPD安全运行的根本问题.

本发明的有益效果是：由于设置有相互独立的机械式感温脱扣装置与合金温度保险丝脱扣装置，电涌保护器的模块内同时含有以机械力作用的脱扣装置和以合金材料组成的温度感应功能的脱扣装置，同时在温度保险丝T与MOV元件之间串接有气体放电管，形成一个单一的回路，在这个回路中放电管把MOV元件的漏电流隔断，使得回路中没有电流，并将MOV元件、温度保险丝T和气体放电管皆放入在标准模块内，大大减低维护成本。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明保护范围为准。

Claims (1)

1.一种双脱扣无漏流的可插拔电涌保护器，其特征在于：包括有机械式感温脱扣装置、合金温度保险丝脱扣装置、MOV元件和标准模块，所述机械式感温脱扣装置与合金温度保险丝脱扣装置相互独立，所述合金温度保险丝脱扣装置包括有温度保险丝T，所述温度保险丝T与MOV元件之间串接有气体放电管，所述标准模块为可拔插标准模块，MOV元件、温度保险丝T和气体放电管皆放入在标准模块内，所述温度保险丝T为合金温度保险丝，所述温度保险丝T的耐冲击电流值与MOV元件最大耐冲击容量一致。