CN105322521A - 一种新型浪涌保护器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种新型浪涌保护器，由浪涌保护模块和底座组成；所述浪涌保护模块由第一端子、第二端子、模块外罩、模块固定卡组成，所述模块外罩上有报警窗口和过流保护指示灯；所述模块外罩内包括旋动杆、压敏电阻、扭簧、第一连接片、第二连接片、第一固定卡、第二固定卡、过流保护器、挡板、隔板；所述过流保护器安装于过流保护器安装卡内并固定在第一固定卡和第二固定卡中，所述压敏电阻具有吸附电极和双引脚电极，所述隔板上有旋转牌、红色报警区域2和中间柱。本发明能够有效避免现有浪涌保护器热保护的缺陷。

Description

一种新型浪涌保护器

技术领域

本发明属于雷电防护和浪涌保护领域，主要应用于建筑物电源系统的浪涌防护。

背景技术

雷电是由带电的云在空中放电导致的一种特殊的天气现象。雷电危害人和建筑物的途径包括直击雷和雷电电磁脉冲，直击雷表现为强大的雷电流，通过接闪器、引下线、接地装置等进行防护；雷电电磁脉冲表现为磁场的辐射、线路上的感应浪涌等，可通过屏蔽、合理布线、安装浪涌保护器等措施进行防护。如此具有破坏性的雷电是造成电子设备损坏的重要原因之一，它威胁建筑、铁路、民航、通信、工控、军事等各个领域电子信息系统的安全稳定运行。

浪涌保护器是一种具有非线性元件的电气产品，不仅可以防护由雷电电磁脉冲导致的过电压、过电流，也可以防护由于线路电压波动、误操作等原因产生的浪涌。目前浪涌保护器应用最广泛的是在电源低压系统中，安装于配电盘、配电箱以及设备前端，保护设备免受电源线路上传播的浪涌的影响。电源型浪涌保护器依据内部元件的功能特性，可分为电压限制型浪涌保护器、电压开关型浪涌保护器和复合型浪涌保护器三种，其中最常用的是电压限制型浪涌保护器，可简称为限压型SPD。限压型SPD常用非线性元件包括压敏电阻、抑制二极管，低压系统电源型SPD中最常用的是压敏电阻。

压敏电阻在没有浪涌即正常低压环境时具有高阻抗，随着浪涌电流和电压上升至它的启动电压时，压敏电阻的阻抗将迅速且持续减小，从而使浪涌通过。压敏电阻长期经受浪涌冲击将导致其内部结构发生变化，结果是压敏电阻的启动电压将减小，此时正常的电网波动电压峰值与减小后的启动电压之间的差越来越小，这样压敏电阻会经常处于导通与不导通的边缘，产生较大的漏流，从而引发压敏电阻本体发热，温度超过一定值后本体将起火，从而引燃浪涌保护器外壳或线路，引发火灾等重大事故。压敏电阻这样的特性变化可称之为劣化，压敏电阻的劣化不仅导致浪涌保护器的抗冲击能力下降、限压水平下降，更重要的是温度的升高会引发一系列的事故，因此压敏电阻的劣化极度危险。

压敏电阻温度上升除上述因素之外，还包括通过特大浪涌时，以及通过持续的工频电流时。这些情况都会使压敏急速劣化失效、温度骤升，从而引发危险事故。

通常解决压敏电阻升温的问题是在浪涌保护器内部安装脱扣装置，常见的脱扣装置通常由铜编织带、有曲度的钢片、拉簧等结构组成，依靠与压敏电阻连接的低温焊锡实现温升时的脱扣。这些结构虽能实现脱扣，但其具有行程方向不准、运动不规则、不可控等缺陷，这会导致压敏电阻无法正常脱扣。常用的铜编织带还往往影响浪涌保护器的通流和耐压的能力。再者，现有脱扣装置往往连接压敏电阻的管脚，通过管脚来传递热量；考虑到管脚面积小，且位置一般位于压敏电阻的边缘，温度传递的效果也不会很好。

发明内容

为了有效解决现有技术中的以上问题，本发明提出一种新型浪涌保护器，其对压敏电阻连接方式的改进和脱扣装置的改进，能够有效解决上述问题。

本发明的技术方案是一种新型浪涌保护器，由浪涌保护模块和底座组成，所述浪涌保护模块由第一端子、第二端子、模块外罩、模块固定卡组成，所述模块外罩上有报警窗口；所述模块外罩内包括旋动杆、压敏电阻、扭簧、第一连接片、第二连接片、第一固定卡、第二固定卡、过流保护器、挡板；所述旋动杆上有红色报警区域1和支撑臂；所述过流保护器安装于过流保护器安装卡内并固定在第一固定卡和第二固定卡中，所述第一固定卡与第一连接片相连，第二固定卡与第二连接片相连；所述第一连接片与压敏电阻的双引脚电极相连；所述第二连接片与第二端子相连；所述压敏电阻具有吸附电极和双引脚电极，吸附电极位于其表面中央，所述吸附电极与旋转臂通过低温焊锡相连，旋转臂上套有拨动开关，旋转臂经软铜片连接至第一端子。

所述第一端子（9）经过软铜片（7）、旋转臂（5）、吸附电极（4）连接至压敏电阻（3），压敏电阻（3）经双引脚电极（16）、第一连接片（15）、第一固定卡（14）连接至过流保护器（13），过流保护器（13）再经第二固定卡（12）、第二连接片（10）连接至第二端子（11），构成浪涌保护回路。

所述过流保护器（13）安装于过流保护器安装卡（17）内，并固定在第一固定卡（14）和第二固定卡（12）中；所述第一固定卡（14）与第一连接片（15）相连，第二固定卡（12）与第二连接片（10）相连。所述过流保护器安装卡（17）由如图5弧形箭头方向旋开，从而更换过流保护器（13）。所述过流保护器（13）的通断将通过过流保护指示灯（28）表征。

所述扭簧（8）套装在模块机架（18）的立柱1（21）上，一端固定在立柱1（21）下方的卡槽（22）内，另一端卡在拨动开关（6）上。当浪涌保护模块如图1处于正常状态时，由于旋转臂（5）与吸附电极（4）焊接，扭簧（8）被拨动开关（6）压紧；当旋转臂（5）与吸附电极（4）由于压敏电阻（3）过热而断开连接时，拨动开关（6）依靠扭簧（8）的扭力被偏置，成为如图2浪涌保护模块所处状态。

所述旋动杆（1）由红色报警区域1（1-1）、绿色安全区域1（1-3）和支撑臂（1-2）组成，套装在立柱2（23）上，位置由支撑臂（1-2）和拨动开关（6）支撑固定。当浪涌保护模块处于正常状态时，拨动开关（6）未动，由于支撑臂（1-2）的阻力，旋动杆（1）的绿色安全区域1（1-3）将透过报警窗口（1-1’）在双芯片模块外罩（20）上展现为绿色，此时浪涌保护模块工作正常；当旋转臂（5）与吸附电极（4）由于压敏电阻（3）过热而断开连接时，拨动开关（6）依靠扭簧（8）的扭力被偏置，从而克服支撑臂（1-2）的阻力推动旋动杆（1）转动，最终呈现脱扣翻牌状态，此时旋动杆（1）的红色报警区域1（1-1）将透过报警窗口（1-1’）在双芯片模块外罩（20）上展现为红色，表征浪涌保护模块热脱扣报警。

所述旋转牌（26）上有绿色安全区域2（26-2），旋转牌（26）的位置由中心柱（27）支撑固定。当浪涌保护模块处于正常状态时，旋转牌（26）由于中间柱（27）的阻力将保持正中的位置状态，此时旋转牌（26）的绿色安全区域2（26-2）将透过报警窗口（26-1’）在四芯片模块外罩（20’）上展现为绿色，此时浪涌保护模块工作正常；当任意一个双芯片模块发生过热脱扣时，即旋转臂（5）与吸附电极（4）由于压敏电阻（3）过热而断开连接、依靠扭簧（8）的扭力被偏置时，由于旋动杆（1）和旋转牌（26）的边缘形状设计，旋转牌（26）都会被旋动杆（1）向着顺时针方向推动，这个过程中旋动杆（1）的推力足以克服中间柱（27）的阻力，此时红色报警区域2（26-1）将透过报警窗口（26-1’）在四芯片模块外罩（20’）上展现为红色，表征浪涌保护模块热脱扣报警。

本发明的特点在于：

1、压敏电阻采用吸附电极和双引脚电极；吸附电极位于压敏电阻表面中央，能够更好地传递热量；双引脚电极能够增强压敏电阻通流能力。

2、压敏电阻吸附电极与第一端子的连接采用旋转臂和软铜片，所述旋转臂上套有拨动开关，所述软铜片具有阻力小、可控的特点，行程规则，在脱扣时可以顺势被扭簧推动，使脱扣顺利进行。

3、浪涌保护模块中安装有过流保护器，过流保护器卡于第一固定卡和第二固定卡中，且通过第一连接片和第二连接片分别最终连至第一端子和第二端子，与压敏电阻一同构成浪涌保护回路；所述过流保护器可以方便进行更换，通过翻动过流保护器安装卡即可实现。

4、四芯片浪涌防护模块采用旋转牌和中间柱，使得两个双芯片骨架任意一个发生脱扣，四芯片浪涌防护模块都可报警。

5、底座金属片（31）位于模块插槽（30）内部，与接线端子（29）相连，是两片压接极紧的金属片，这样采用两片金属片作为插接装置的设计能够保证浪涌保护模块的端子在流过浪涌电流时不打火，从而保证安全。

附图说明

图1为本发明双芯片骨架浪涌保护模块正常状态内部结构图。

图2为本发明双芯片骨架浪涌保护模块脱扣状态内部结构图。

图3为本发明压敏电阻与第一端子连接的正视图。

图4为本发明压敏电阻与第一端子连接的立体图。

图5为本发明过流保护器安装示意图。

图6为本发明双芯片浪涌保护模块爆炸图。

图7为本发明双芯片浪涌保护模块外形。

图8为本发明四芯片骨架浪涌保护模块脱扣报警装置正常状态图。

图9为本发明四芯片骨架浪涌保护模块脱扣报警装置报警状态图。

图10为本发明四芯片浪涌保护模块爆炸图。

图11为本发明四芯片浪涌保护模块外形。

图12为本发明4个双芯片浪涌保护模块与底座的组合实施例。

图13为本发明2个四芯片浪涌保护模块与底座的组合实施例。

图14为本发明无左侧盖的底座立体图。

其中：A-双芯片浪涌保护模块，B-四芯片浪涌保护模块，C-底座，1-旋动杆，1-1-红色报警区域1，1-1’-报警窗口，1-2-支撑臂，1-3-绿色安全区域1，2-模块固定卡，3-压敏电阻，4-吸附电极，5-旋转臂，6-拨动开关，7-软铜片，8-扭簧，9-第一端子，10-第二连接片，11-第二端子，12-第二固定卡，13-过流保护器，14-第一固定卡，15-第一连接片，16-双引脚电极，17-过流保护器安装卡，18-模块机架，19-挡板，20-双芯片模块外罩，20’-四芯片模块外罩，21-立柱1，22-卡槽，23-立柱2，24-双芯片骨架，25-隔板，26-旋转牌，26-1-红色报警区域2，26-1’-报警窗口，26-2-绿色安全区域2，27-中间柱，28-过流保护指示灯，29-浪涌保护器接线端子，30-底座模块插槽，31-金属片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明双芯片骨架浪涌保护模块正常状态内部结构图，图2为本发明双芯片骨架浪涌保护模块脱扣状态内部结构图。当本浪涌保护器处于正常工作状态时，浪涌保护模块内部结构处于图1所示状态，此时双芯片模块外罩（20）的报警窗口（1-1’）露出的是旋动杆（1）的绿色安全区域1（1-3）；当压敏电阻（3）由于劣化或巨大雷击过热、温度熔化低温焊锡，且使吸附电极（4）与旋转臂（5）脱离时，拨动开关（6）将依靠扭簧（8）的扭力被偏置，并克服支撑臂（1-2）的阻力推动旋动杆（1），浪涌保护模块内部结构处于图2所示状态，此时双芯片模块外罩（20）的报警窗口（1-1’）露出的是旋动杆（1）的红色报警区域1（1-1）。

图3、图4为本发明内部压敏电阻（3）与第一端子（9）的连接示意图。如图所示，压敏电阻（3）的表面中央有一个吸附电极（4），吸附电极（4）通过低温焊锡与旋转臂（5）相连，旋转臂（5）又与软铜片（7）相连，软铜片（7）再与第一端子（9）相连；旋转臂（5）上套有拨动开关（6）。所述软铜片（7）具有阻力小、可控的特点，行程规则，在脱扣时可以顺势被扭簧推动，使脱扣顺利进行。

图5为过流保护器（13）安装示意图，过流保护器安装卡（17）可沿着弧线箭头方向开合，打开后过流保护器（13）可沿直线箭头方向插入过流保护器安装卡（17），再将过流保护器安装卡（17）闭合，完成安装或更换。

图6为本发明双芯片浪涌保护模块爆炸图，图中包括两个连着旋转臂（5）、软铜片（7）、第一端子（9）的压敏电阻，装有旋动杆（1）、过流保护器（13）的模块机架（18），挡板（19），和双芯片模块外罩（20），将这些部件按照图6爆炸图组装，即得到图7所示双芯片浪涌保护模块（A），所述双芯片浪涌保护模块（A）上有模块固定卡（2），所述模块固定卡（2）可使浪涌保护模块卡于底座（C）上；所述双芯片浪涌保护模块（A）上有过流保护指示灯（28）,当过流保护器（13）由于过流或其他原因断开时，过流保护指示灯（28）将亮起。

图8为本发明四芯片骨架浪涌保护模块脱扣报警装置正常状态图，图9为本发明四芯片骨架浪涌保护模块脱扣报警装置报警状态图。所述四芯片骨架浪涌保护模块是由两个双芯片骨架（24）、隔板（25）、旋转牌（26），红色报警区域2（26-1），中间柱（27）组成，如图10四芯片浪涌保护模块爆炸图。所述中间柱（27）位于旋转牌（26）的中央位置，用于固定旋转牌（26）正常状态下的位置。当浪涌保护模块处于正常状态时，旋转牌（26）由于中间柱（27）的阻力将保持正中的位置状态如图8，此时四芯片模块外罩（20’）的报警窗口（26-1’）露出的是旋转牌（26）的绿色安全区域2（26-1）；当四芯片浪涌保护模块中有任意一个双芯片模块发生过热脱扣时，即旋动杆（1）在弹簧（8）的扭力作用下被推动时，旋动杆（1）和旋转牌（26）的边缘形状设计，旋转牌（26）都会被旋动杆（1）向着顺时针方向推动如图9，这个过程中旋动杆（1）的推力足以克服中间柱（27）的阻力，此时四芯片模块外罩（20’）的报警窗口（26-1’）露出的是红色报警区域2（26-1）。

图10为本发明四芯片浪涌保护模块爆炸图，图中包括两个双芯片骨架（24）、隔板（25）和四芯片模块外罩（20’），将这些部件按照图10爆炸图组装，即得到图11所示四芯片浪涌保护模块（B），所述四芯片浪涌保护模块（B）上有模块固定卡（2），所述模块固定卡（2）可使浪涌保护模块卡于底座（C）上；所述四芯片浪涌保护模块（B）上有过流保护指示灯（28）,当过流保护器（13）由于过流或其他原因断开时，过流保护指示灯（28）将亮起；所述隔板（25）上安装有旋转牌（26）、红色报警区域2（26-1）和中间柱（27），用于四芯片浪涌保护模块的脱扣报警。

本发明只列举了双芯片模块和四芯片模块的情况，依据使用现场对浪涌保护器耐冲击性能的要求不同，还可以选择单芯片、三芯片或多芯片的情况，均属于本发明的保护范围之内。

图12为4个双芯片浪涌保护模块与底座的组合实施例，图13为本发明2个四芯片浪涌保护模块与底座的组合实施例。而在实际应用中根据供电系统制式的不同，还存在1个浪涌保护模块、3个浪涌保护模块与底座组合的情况，底座的大小将随之相应改变，此处不再赘述。浪涌保护模块可以是单芯片、双芯片、三芯片、四芯片或多芯片。

图14为本发明无左侧盖的底座立体图，所述浪涌保护器接线端子（29）用于将外部电源线路接入本发明浪涌保护器；所述底座模块插槽（30）用于插接浪涌保护模块；所述金属片（31）位于底座模块插槽（30）内部，与接线端子（29）相连，是两片压接极紧的金属片，这样采用两片金属片作为插接装置的设计能够保证浪涌保护模块的端子在流过浪涌电流时不打火，从而保证安全。

利用本发明的技术方案，达到相应的技术效果的，或者在不脱离本发明的设计思想下的技术方案等同变换，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种新型浪涌保护器，其特征是：一种新型浪涌保护器由浪涌保护模块和底座组成，所述浪涌保护模块可以是单芯片、双芯片、三芯片、四芯片、多芯片；所述浪涌保护模块由第一端子、第二端子、模块外罩、模块固定卡组成，所述模块外罩上有报警窗口和过流保护指示灯；所述底座内有浪涌保护器接线端子、底座模块插槽和金属片；所述模块外罩内包括旋动杆、压敏电阻、扭簧、第一连接片、第二连接片、第一固定卡、第二固定卡、过流保护器、挡板、隔板；所述旋动杆上有红色报警区域1和支撑臂；所述过流保护器安装于过流保护器安装卡内并固定在第一固定卡和第二固定卡中，所述第一固定卡与第一连接片相连，第二固定卡与第二连接片相连；所述第一连接片与压敏电阻的双引脚电极相连；所述第二连接片与第二端子相连；所述压敏电阻具有吸附电极和双引脚电极，吸附电极位于其表面中央，所述吸附电极与旋转臂通过低温焊锡相连，旋转臂上套有拨动开关，旋转臂经软铜片连接至第一端子；所述隔板（25）上有旋转牌（26）、红色报警区域2（26-1）和中间柱（27）；

所述第一端子（9）经过软铜片（7）、旋转臂（5）、吸附电极（4）连接至压敏电阻（3），压敏电阻（3）经双引脚电极（16）、第一连接片（15）、第一固定卡（14）连接至过流保护器（13），过流保护器（13）再经第二固定卡（12）、第二连接片（10）连接至第二端子（11），构成浪涌保护回路。

2.根据权利要求1所述的一种新型浪涌保护器，其特征是：所述扭簧（8）套装在模块机架（18）的立柱1（21）上，一端固定在立柱1（21）下方的卡槽（22）内，另一端卡在拨动开关（6）上；当浪涌保护模块的旋转臂（5）与吸附电极（4）分离，压紧的扭簧（8）的扭力将使拨动开关（6）偏置，从而克服支撑臂（1-2）的阻力推动旋动杆（1），使红色报警区域1（1-1）代替绿色安全区域1（1-3）透过报警窗口（1-1’）在双芯片模块外罩（20）上表露。

3.根据权利要求1、2所述的一种新型浪涌保护器，其特征是：所述中间柱（27）位于旋转牌（26）的中央位置，用于固定旋转牌（26）的位置；当任意一个旋转臂（5）与吸附电极（4）分离、旋动杆被推动时，所述旋转牌（26）都会被旋动杆（1）在克服中间柱（27）阻力的同时向着顺时针方向推动，使红色报警区域2（26-1）代替绿色安全区域2（26-1）透过报警窗口（26-1’）在四芯片模块外罩（20’）上表露。

4.根据权利要求1所述的一种新型浪涌保护器，其特征是：所述压敏电阻采用吸附电极和双引脚电极；吸附电极位于压敏电阻表面中央，能够更好地传递热量；双引脚电极能够增强压敏电阻通流能力。

5.根据权利要求1所述的一种新型浪涌保护器，其特征是：所述压敏电阻的吸附电极与第一端子的连接通过旋转臂和软铜片，所述旋转臂上套有拨动开关，所述软铜片具有阻力小、可控的特点，行程规则，在脱扣时可以顺势被扭簧推动，使脱扣顺利进行。

6.根据权利要求1所述的一种新型浪涌保护器，其特征是：所述浪涌保护模块中安装有过流保护器，过流保护器卡于第一固定卡和第二固定卡中，且通过第一连接片和第二连接片分别最终连至第一端子和第二端子，与压敏电阻一同构成浪涌保护回路；所述过流保护器可以方便进行更换，通过翻动过流保护器安装卡即可实现。

7.根据权利要求1、3所述的一种新型浪涌保护器，其特征是：所述四芯片浪涌防护模块采用旋转牌和中间柱，使得两个双芯片骨架任意一个发生脱扣，四芯片浪涌防护模块都可报警。

8.根据权利要求1所述的一种新型浪涌保护器，其特征是：所述底座金属片（31）位于模块插槽（30）内部，与接线端子（29）相连，是两片压接极紧的金属片，这样采用两片金属片作为插接装置的设计能够保证浪涌保护模块的端子在流过浪涌电流时不打火。

9.根据权利要求1所述的一种新型浪涌保护器，其特征是：所述新型浪涌保护器的浪涌保护模块可以是单芯片、双芯片、三芯片、四芯片或多芯片；浪涌保护器可以是1个浪涌保护模块、2个浪涌保护模块、3个浪涌保护模块、4个浪涌保护模块与底座组合，底座的大小将随之相应改变。