CN105071363A - Spd后备保护器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种SPD后备保护器，包括当电路中存在雷电大电流时、对雷电电流进行泄放的雷电泄放电路，以及当电路中发生工频电流时、对工频电流切断的工频触发电路，所述雷电泄放电路与工频触发电路并联后，与工频触发电路控制的分断开关串联。本发明结构简单，操作方便，能够根据电流类型自动选择流通的电路，保证SPD对雷电电流的安全泄放，同时防止SPD起火，充分为SPD起到后续保护的作用。本发明适用于对任意SPD保护设备进行后续保护。

Description

SPD后备保护器

技术领域

本发明属于电路保护领域，涉及一种设备的雷电保护装置，具体地说是一种SPD后备保护器。

背景技术

随着国民经济的高速发展以及现代化水平的提高，SPD保护被广泛应用于邮电通讯、电力、铁道、机场、石化、工民建等各个行业，为用电设备提供很好的防雷保护。然而随着SPD的大量使用，SPD火灾事故和雷电防护失效事故日益增多，给国家和企业造成了很大的经济损失。

SPD火灾事故一般是由电源暂态过电压故障使工频电流流入SPD而引发，而防雷失效事故则大多数是SPD脱离了保护线路造成的。为了防止SPD出现火灾事故或防雷失效事故，需要为电源SPD安装后备过流保护装置，当SPD出现金属性短路故障时，能够迅速切断电路，避免保护开关出现越级脱口现象而造成电源系统的大面积断电，同时能够防止电源系统出现电压异常升高导致SPD启动流入工频电流而起火的现象发生。

目前，国内外用于SPD后备过流保护所使用的是熔断器或断路器，这两种装置的正确选择能够切除SPD金属性短路故障。然而当上述两种保护装置速断值选择偏大时，电源系统一旦出现故障（例如电压升高导致SPD启动流入工频电流），由于接地电阻和SPD导通电阻的作用，电源电流往往达不到保护装置速断值而致使SPD起火燃烧；而当两种保护装置速断值选择偏小时，是能够满足上述保护，但又会由于雷电冲击电流造成速断而致使防雷保护失效。

目前，国内外对SPD大都配套有MCB进行防火保护，给SPD的监测工作带来了极大的方便，然而MCB属于配电开关，过流保护特性与SPD不能协调配合，表现为以下几个方面：

（1）MCB的主要任务是运送正常负荷电流，超过正常电流按照A、B、C、D反时限曲线脱扣，雷电冲击电流通过瞬动电磁铁和电动力使MCB误脱扣，设备失去防雷保护。而如果为了增大不脱扣冲击电流，人们往往选用C或D曲线（如C16规格在90A以下不会瞬动脱扣，C32规格在150A以下不会瞬动脱扣），但在这个电流下，SPD已经起火燃烧。

（2）MCB由于配电需要，电流走向结构侧重于正常供电和过负荷脱扣，导电部件电流走向经过双金属片、电磁铁、动触头壁、软铜编织线一路弯曲，电感份量大，雷电流在这段路径产生的残压较高，电动力学设计不适合作为SPD的后备保护，当几十千安的雷电流通过时，电磁场之间斥力（电动力）的破坏作用会将软铜编织线拉断，进而令线路失去了SPD保护。

（3）MCB短路分断能力只有6-10千安，几十千安的雷电流通过触头时，电斥力迅速将触头分开，雷电流下降后又迅速合上；而触头分开时形成的几十千安的电弧电流，超出了MCB灭弧能力底线，得不到熄灭的电弧迅速将动静触头电蚀融化损坏，造成失去导通能力或接触不良而使线路失去了SPD保护。

因此，急需一种对SPD进行后续保护的技术，以使得SPD既能实现防雷保护，又能够避免SPD起火燃烧。

发明内容

本发明的目的，是提供一种SPD后备保护器，设有两路保护电路，当电网出现故障时，能够自动选择保护电路对电流进行泄放处理，保证SPD的安全有效运行。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种SPD后备保护器，它包括：

当电路中存在雷电大电流时、对雷电电流进行泄放的雷电泄放电路，以及当电路中发生工频电流时、对工频电流切断的工频触发电路，所述雷电泄放电路与工频触发电路并联后，与工频触发电路控制的分断开关串联。

作为对雷电泄放电路的限定：所述雷电泄放电路为陶瓷气体放电管。

作为对工频触发电路的限定：所述工频触发电路包括触发电磁线圈机构，还包括在触发电磁线圈机构控制下动作进而令分断开关动静触点分离而断开的联动机构，所述联动机构的动力接收端与触发电磁线圈机构的动力输出端相连，联动机构的动作端控制分断开关的开合。

作者为对工频触发电路的进一步限定：所述触发电磁线圈机构包括电磁线圈、动衔铁、静衔铁，所述静衔铁固定设置于电磁线圈上，所述动衔铁穿过静衔铁后与联动机构的自由端相连。

作为对工频触发电路的更进一步限定：所述联动机构为跳闸机构，所述跳闸机构的动力输入端与动衔铁相连，其动力输出端控制连接分断开关。

由于采用了上述的技术方案,本发明与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

（1）本发明设有相串联的雷电泄放电路与工频触发电路，因此能够自动根据电流的类型选通电路，即当线路中出现的是雷电时，自动选择雷电泄放电路将雷电进行泄放，防止线路出现故障，即使SPD在泄放8/20μs或10/350μs浪涌电流时，本发明也持续有效，不会发生误跳闸现象；而当线路中出现的是工频电流时，会自动选择工频触发电路将分断开关断开，防止SPD保护设备出现火灾；

（2）本发明雷电泄放电路采用陶瓷气体放电管，其感抗小，而工频触发电路采用触发电磁线圈机构，其感抗大，因此不同类型的电流能够自动选择雷电泄放电路与工频触发电路，达到本发明的目的；

（3）本发明的工频触发电路采用电磁线圈机构与联动机构配合动作，结构简单，能够实现对分断开关的准确断开，同时联动机构采用小电流电磁脱扣技术方法，解决了当SPD出现劣化或电源出现异常致工频续流发生达到SPD起火边界值5A前速断跳闸的问题；

（4）本发明的分断开关6的动、静触头系统采用了平面接触结构，减小了接触电阻、加大了通流量，防止SPD在泄放浪涌电流时，浪涌电流流过动静触头接触点，而烧蚀动静触头；

（5）本发明的工频触发电路采用低电感、低脉冲设计技术方法，最大限度的降低了装置泄放回路残压，残压值等同于熔断器，最大限度的防止设备遭受过电压而损坏的情况发生。

综上所述，本发明结构简单，操作方便，能够根据电流类型自动选择流通的电路，保证SPD对雷电电流的安全泄放，同时防止SPD起火，充分为SPD起到后续保护的作用。

本发明适用于对任意SPD保护设备进行后续保护。

本发明下面将结合说明书附图与具体实施例作进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例的电路原理图；

图2为本发明实施例的具体结构示意图。

图中：1—陶瓷气体放电管，2—电磁线圈，3—动衔铁，4—静衔铁，51—第一联动杆，52—第二联动杆，6—分断开关，61—分断开关静触头，62—分断开关动触头，7—弹簧。

具体实施方式

实施例一种SPD后备保护器

本实施例为一种SPD后备保护器，它包括：

当电路中存在雷电大电流时、对雷电电流进行泄放的雷电泄放电路，以及当电路中发生工频电流时、对工频电流切断的工频触发电路，所述雷电泄放电路与工频触发电路并联后，与工频触发电路控制的分断开关6串联。

本实施例中所述雷电泄放电路采用现有技术中的陶瓷气体放电管1，如图1、图2所示。

而本实施例中的工频触发电路如图2所示，包括触发电磁线圈机构，还包括在触发电磁线圈机构控制下动作进而令分断开关动静触点分离而断开的联动机构，其中触发电磁线圈机构包括电磁线圈2、动衔铁3、静衔铁4，所述静衔铁4固定设置于电磁线圈2上，所述动衔铁3穿过静衔铁4后与联动机构的自由端相连。

而本实施例中的联动机构采用现有技术中的跳闸机构，如图2所示，包括第一联动杆51与第二联动杆52，所述第一联动杆51的动力输入端间隙设于动衔铁3的尾端处，第一联动杆51的动力输出端设有一弯钩，而第二联动杆52的结构与第一联动杆51的结构大体相同，不同之处在于第二联动杆52设置弯钩的一端作为动力输入端，并与第一联动杆51的弯钩可拆卸地连接在一起，第二联动杆52未设置弯钩的一端为动力输入端，通过一处于拉伸状态的弹簧7固定，且分断开关6的动触头62固设于第二联动杆52上。

本实施例的工作原理为：当线路中产生雷电大电流时，由于陶瓷气体放电管1的感抗小，而电磁线圈2的感抗大，因此雷电大电流会直接通过陶瓷气体放电管1进行泄放；而当线路中出现的是非正常工频电流时，工频电流会直接导通电磁线圈2，电磁线圈3令静衔铁4产生电磁场，进而静衔铁4将动衔铁3吸合，而由图2所示动衔铁3的动力输出端与跳闸机构相连，即动衔铁3被吸合后会推动跳闸机构的第一联动杆51，进而令第一联动杆51与第二联动杆52的弯钩相互脱离，第二联动杆52在弹簧7的作用下被向下拉伸，同时带动分断开关6的分断开关动触头62运动，令分断开关动触头61与分断开关静触头62分离，达到断开主线路的目的。

Claims (5)

1.一种SPD后备保护器，其特征在于：包括当电路中存在雷电大电流时、对雷电电流进行泄放的雷电泄放电路，以及当电路中发生工频电流时、对工频电流切断的工频触发电路，所述雷电泄放电路与工频触发电路并联后，与工频触发电路控制的分断开关串联。

2.根据权利要求1所述的SPD后备保护器，其特征在于：所述雷电泄放电路为陶瓷气体放电管。

3.根据权利要求1或2所述的SPD后备保护器，其特征在于：所述工频触发电路包括触发电磁线圈机构，还包括在触发电磁线圈机构控制下动作进而令分断开关动静触点分离而断开的联动机构，所述联动机构的动力接收端与触发电磁线圈机构的动力输出端相连，联动机构的动作端控制分断开关的开合。

4.根据权利要求3所述的SPD后备保护器，其特征在于：所述触发电磁线圈机构包括电磁线圈、动衔铁、静衔铁，所述电磁线圈缠绕固定设置于静衔铁上，所述动衔铁穿过静衔铁后与联动机构的自由端相连。

5.根据权利要求4所述的SPD后备保护器，其特征在于：所述联动机构为跳闸机构，所述跳闸机构的动力输入端与动衔铁相连，其动力输出端控制连接分断开关。