CN105703346B - 大通流电涌保护器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大通流电涌保护器，包括：上壳体，具有第一通孔和第二通孔；下壳体，与该上壳体配合形成容纳腔，容纳腔中设置有第一电力系统连接端，多个并联的压敏电阻，脱离装置，间隙和第二电力系统连接端；其中该第一电力系统连接端穿过该第一通孔与电力系统的L线或N线连接；该多个并联的压敏电阻具有第一连接端和第二连接端，该第一连接端与该第一电力系统连接端连接；该脱离装置包括第一端和第二端，该第一端与该第二连接端焊接连接；该间隙包括第一电极和第二电极，第一电极与该第二端连接；以及该第二电力系统连接端与该第二电极连接并穿过该第二通孔与电力系统的N线或PE连接。

Description

大通流电涌保护器

技术领域

本发明属于过电压保护技术领域，尤其涉及一种大通流电涌保护器。

背景技术

由于各种原因，电力系统往往存在过电压，这些过电压包括雷击感应过电压，接通容性负载和关断感性负载引起的操作过电压，其它电网波动等引起的过电压。这些过电压都能对用电设备造成伤害。大通流电涌保护器(SPD，俗称防雷器)通常与用电设备并联在电路中，利用SPD的电压敏感特性来保护用电设备遭受各种过电压损害，特别是昂贵、精密的、不可间断的用电设备，如通信基站机房，金融系统，股票交易系统，高价值用电设备等与电相关的设备和系统，使用大通流电涌保护器可使这些设备和系统免受来自雷电或其它原因引起的瞬态过电压的侵害。附加功能包括提供SPD工作状态，如工作指示，失效告警灯，另外在保护设备的同时，要求SPD自身安全，即不会带来或引入二次损害，如火灾等。

目前，主要有两种类型的电涌保护技术用于保护电子部件免受由闪电或其它原因导致的突然的浪涌电流或电压。

一种技术是使用压敏电阻(MOV)作为电涌保护器。这种技术已经有几十年的历史了，尽管组合方式上有了一些改变，但本质还是靠MOV的非线性特性来实现过电压的保护。这种应用的不足之处是MOV本身存在老化问题，随着运行时间的增加，漏电流会越来越大，以至于超过MOV本身的允许值，这样MOV就不能实现热平衡，最终导致MOV劣化，产品失效，如果没有可靠的脱离技术使MOV从电网脱开，将会导致MOV击穿引起金属性短路，MOV起火，甚至引燃MOV周边可燃物，引起火灾。

另一种技术是使用各种间隙的电场击穿特性来实现过电压的防护。这些间隙包括气体放电管(GDT)和各类带点火击穿的空气间隙。这种技术的最大缺陷是存在续流现象，即电涌过电压消除后，电源系统还有流过SPD的电流，这是不允许的。除此之外，当SPD出现问题时，如果SPD没有有效地从电源系统脱离，容易引起火灾事故，造成严重后果。

由于以上两种主流电涌保护技术都存在不足，而且从器件特性方面无法规避，因此需要进行改进。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供了一种无老化、无续流的大通流电涌保护器。

本发明所提供的大通流电涌保护器，包括：

上壳体，具有第一通孔和第二通孔；

下壳体，与该上壳体配合形成容纳腔，容纳腔中设置有第一电力系统连接端，多个并联的压敏电阻，脱离装置，间隙和第二电力系统连接端；其中

该第一电力系统连接端穿过该第一通孔与电力系统的L线或N线连接；

该多个并联的压敏电阻具有第一连接端和第二连接端，该第一连接端与该第一电力系统连接端连接；

该脱离装置包括第一端和第二端，该第一端与该第二连接端焊接连接，当压敏电阻失效时，该第一端与该第二连接端间的焊点脱焊，令该第一端与该第二连接端断开连接；

该间隙包括第一电极和第二电极，第一电极与该第二端连接；以及

该第二电力系统连接端与该第二电极连接并穿过该第二通孔与电力系统的N线或PE连接。

进一步，该大通流电涌保护器还包括设置于容纳腔中的失效指示装置，该失效指示装置与该脱离装置连接，该失效指示装置包括显示单元，上壳体设置有显示窗，该显示单元的显示内容可通过该显示窗进行观察，该第一端与该第二连接端断开连接时使得该指示装置的显示单元在显示窗上显示的内容发生变化，指示该压敏电阻失效。

进一步，该显示单元的数量与该多个压敏电阻的数量相等，且该多个显示单元与该多个压敏电阻一一对应，一个显示单元在显示窗上显示的内容发生变化时，表示该显示单元对应的压敏电阻失效。

进一步，该失效指示装置还包括失效检测单元，该失效检测单元包括检测端口，该检测端口的数量与该多个压敏电阻的数量相等或呈现一定比例，通过各个检测端口与外部检测器连接，可检测到是否有压敏电阻失效，当有至少一个压敏电阻失效时，在该检测端口可检测得知有压敏电阻失效。

进一步，该压敏电阻的压敏电压的范围是100V-1500V。

进一步，该压敏电阻的压敏电压为240V，390V，430V，510V，620V，680V，750V，780V，820V，910V，1000V，1100V或1200V。

进一步，该间隙的间隙距离的范围是0.1mm-2mm。

进一步，该间隙的间隙距离为0.2，0.25，0.3，0.4，0.5mm，1mm或1.5mm。

进一步，该间隙包括一个间隙或多个串联连接的间隙。

进一步，该间隙包括石墨电极和绝缘隔片或包括金属电极和绝缘隔片。

进一步，该大通流电涌保护器的标称通流量(In)大于20kA或雷电放电能力(Iimp)大于3kA

本发明所提供的大通流电涌保护器的有益效果是：压敏电阻与间隙串联设置，由于间隙的隔离作用，使得压敏电阻在无过电压的情况下，工作时不会荷电，避免了MOV的老化，而压敏电阻无老化，能够防止因为压敏电阻老化而造成的火灾；同时该大通流电涌保护器无续流，可避免续流引起的火灾事故；另外该大通流电涌保护器还包括脱离装置，万一压敏电阻发生失效，脱离装置使该大通流电涌保护器与电力系统的连接断开，从而能够进一步保证电力系统的安全。

附图说明

图1为本发明实施例的一种大通流电涌保护器。

图2是本发明实施例的大通流保护器的各个部件的详细示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，本发明的大通流电涌保护器包括上壳体112，下壳体114，第一电力系统连接端102，多个压敏电阻104，脱离装置116，间隙108和第二电力系统连接端110。上壳体112具有第一通孔和第二通孔。下壳体114与该上壳体112配合形成容纳腔，容纳腔中设置有第一电力系统连接端102，多个并联的压敏电阻104，间隙108和第二电力系统连接端110。第一电力系统连接端102与电力系统的L线或N线连接。多个压敏电阻104并联设置，具有第一连接端和第二连接端，该第一连接端与该第一电力系统连接端102连接。该脱离装置116包括第一端和第二端，该第一端与该第二连接端焊接连接，当压敏电阻失效时，该第一端与该第二连接端间的焊点脱焊，令该第一端与该第二连接端断开连接。间隙108包括第一电极和第二电极，第一电极与该第二端连接。输出端110与该第二电极连接以及与电力系统的N线或PE连接。

在一些实施例中，该大通流电涌保护器还包括设置于容纳腔中的失效指示装置118，该失效指示装置118与该脱离装置116连接，该失效指示装置118包括显示单元，上壳体112设置有显示窗120，该显示单元的显示内容可通过该显示窗120进行观察，该第一端与该第二连接端断开连接时使得该指示装置的显示单元在显示窗120上显示的内容发生变化，指示该压敏电阻失效。在某些实施例中，该显示单元的数量与该多个压敏电阻的数量相等，且该多个显示单元与该多个压敏电阻一一对应，一个显示单元在显示窗120上显示的内容发生变化时，表示该显示单元对应的压敏电阻失效。在某些实施例中，该失效指示装置还包括失效检测单元122，该失效检测单元122包括检测端口，该检测端口的数量与该多个压敏电阻的数量相等或呈现一定比例，通过检测端口与外部检测器连接，可检测到是否有压敏电阻104失效，当有至少一个压敏电阻104失效时，在该检测端口输出失效信号，外部检测器可检测得知有压敏电阻失效，可在该显示窗观察得知具体哪个压敏电阻104失效。

在上面的实施例中，压敏电阻104的压敏电压的范围是100V-1500V。在另一些实施例中，压敏电阻104的压敏电压为240V，390V，430V，510V，620V，680V，750V，780V，820V，910V，1000V，1100V或1200V。在上面的实施例中，间隙108的间隙距离的范围是0.1mm-2mm。在另一些实施例中，该间隙108的间隙距离为0.2，0.25，0.3，0.4，0.5mm，1mm或1.5mm。在上面的实施例中，该间隙108包括石墨电极和绝缘隔片。在另一些实施例中，该间隙108包括金属电极和绝缘隔片。

在本发明的另一个实施例中，间隙108的数量等于或大于2个。该大通流保护器包括上壳体112，下壳体114，第一电力系统连接端102，多个压敏电阻104，脱离装置116，间隙108和第二电力系统连接端110。上壳体112具有第一通孔和第二通孔。下壳体114与该上壳体112配合形成容纳腔，容纳腔中设置有第一电力系统连接端102，多个并联的压敏电阻104，间隙108和第二电力系统连接端110。第一电力系统连接端102与电力系统的L线或N线连接。多个压敏电阻104并联设置，具有第一连接端和第二连接端，该第一连接端与该第一电力系统连接端102连接。该脱离装置116包括第一端和第二端，该第一端与该第二连接端焊接连接，当压敏电阻失效时，该第一端与该第二连接端间的焊点脱焊，令该第一端与该第二连接端断开连接。间隙108包括第一电极和第二电极，第一电极与该第二端连接。输出端110与该第二电极连接以及与电力系统的N线或PE连接。

在一些实施例中，该大通流电涌保护器还包括设置于容纳腔中的失效指示装置118，该失效指示装置118与该脱离装置116连接，该失效指示装置118包括显示单元，上壳体112设置有显示窗120，该显示单元的显示内容可通过该显示窗120进行观察，该第一端与该第二连接端断开连接时使得该指示装置的显示单元在显示窗120上显示的内容发生变化，指示该压敏电阻失效。在某些实施例中，该显示单元的数量与该多个压敏电阻的数量相等，且该多个显示单元与该多个压敏电阻一一对应或成一定比例对应，一个显示单元在显示窗120上显示的内容发生变化时，表示该显示单元对应的压敏电阻失效。在某些实施例中，该失效指示装置还包括失效检测单元122，该失效检测单元122包括检测端口，该检测端口的数量与该多个压敏电阻的数量相等或呈现一定比例，通过检测端口与外部检测器连接，可检测到是否有压敏电阻104失效，当有至少一个压敏电阻104失效时，在该检测端口输出失效信号，外部检测器可检测得知有压敏电阻失效，可在该显示窗观察得知具体哪个压敏电阻104失效。

在上面的实施例中，压敏电阻104的压敏电压的范围是100V-1500V。在另一些实施例中，压敏电阻104的压敏电压为240V，390V，430V，510V，620V，680V，750V，780V，820V，910V，1000V，1100V或1200V。在上面的实施例中，间隙108的间隙距离的范围是0.1mm-2mm。在另一些实施例中，该间隙108的间隙距离为0.2，0.25，0.3，0.4，0.5mm，1mm或1.5mm。在上面的实施例中，该间隙108包括石墨电极和绝缘隔片。在另一些实施例中，该间隙108包括金属电极和绝缘隔片。

参见图2，图2示出了大通流电涌保护器的各个部件。多个高能MOV23排列成一排，MOV的第一连接端38位于下方，第一连接端插入并联电极片21的卡槽30中，并联电极片21通过螺丝与第一电力系统连接端22连接。之后模块盒25将MOV23罩住，MOV23位于上方的第二连接端36穿出模块盒25的开口32。脱扣弹簧26，转动片27，指示标签28和转动轴29设置在模块盒25上表面靠近开口32的地方，转动轴29穿过脱扣弹簧26，指示标签28贴在转动片27上表面，脱扣电极片4一端穿过脱扣弹簧26的间隙34并与穿出模块25的第二连接端焊接连接。脱扣电极片4另一端与间隙的L电极24扣接。间隙还包括两个石墨片8和隔片14和N电极9。其中一个石墨片8和L电极24电连接，另一个石墨片与N电极9电连接。L电极24与包括十字槽盘头螺钉10，电极挡片11，回形接线端12的第二电力系统连接端连接。微动开关弹片4，微动开关5，第一线路板6，自攻螺钉7组成状态变换器，该状态变换器设置在模块盒上方，各个微动开关通过第一线路板6与第二线路板17连接，插座15的引脚插入第二线路板，排插16插入插座中，这样各个微动开关与排插16的端口对应。上面提及的部件连接后设置在下壳体18上面，上壳体2与下壳体18配合将上面提及的部件保护在上壳体2和下壳体18形成的容纳腔中，上壳体2和下壳体18通过挂卡弹簧19和挂卡20扣合。大通流电涌保护器具有上面所述的结构，当某个MOV失效时，该MOV的第二连接端与对应的脱扣电极片3脱焊，从而脱扣电极片3再也不能将脱扣弹簧26压住，脱扣弹簧26使转动片27转动，从而使得指示标签28在上壳体的显示窗1上显示的内容发生变化，从而使用者能够通过观察显示窗得知MOV失效。另外转动片27转动后与对应的微动开关弹片4抵接，使得原来常开的微动开关5变成常闭，当外部检测器插入插排16后，外部检测器上对应的指示灯亮起，指示有MOV失效。在本实施例中，脱离装置为脱扣电极片3；失效指示装置包括转动片27，指示标签28，转动轴29，状态变换器，第一线路板6，第二线路板17，插座15和排插16；显示单元为指示标签28，失效检测单元包括状态变换器，第一线路板6，第二线路板17，插座15和排插16。

本发明提供的大通流电涌保护器的标称通流量(In)大于20kA或雷电放电能力(Iimp)大于3kA。

由电路知识可知，图1和图2中的压敏电阻和间隙构成电容分压器，由于间隙的电容远远小于压敏电阻，所以间隙承受了几乎所有电压，所以压敏电阻不会荷电。

本发明所提供的大通流电涌保护器中，压敏电阻与间隙串联设置，由于间隙的隔离作用，使得压敏电阻在无过电压的情况下，工作时不会荷电，避免了MOV的老化，而压敏电阻无老化，能够防止因为压敏电阻老化而造成的火灾；同时该电涌保护电路无续流，可避免续流引起的火灾事故。同时，由于间隙的隔离作用，在相同的工作电压下，我们可以使用压敏电压(通过MOV 1mA时MOV两端的电压降定义为压敏电压，用U1mA表示)更低的MOV，这样有两个好处，其一，SPD的保护水平(SPD保护用电设备的能力，通常称之为Up)更好；其二，由于压敏电阻的价格与压敏电压几乎成正比关系，降低了压敏电压，也就降低了成本。尤其是用在IEC61643-11:2011标准和GB18802.1:2011标准定义的class I大通流SPD，节约成本就更明显。

另外该大通流电涌保护器还包括脱离装置，万一压敏电阻发生失效，脱离装置使该大通流电涌保护器与电力系统的连接断开，从而能够进一步保证电力系统的安全。在一些实施例中，该大通流电涌保护器还包括失效检测单元122，可通过连接外部检测器进一步检测确认压敏电阻是否失效，从而确认压敏电阻是否失效的准确性能够进一步提高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种大通流电涌保护器，其特征在于，包括：

上壳体，具有第一通孔和第二通孔；

下壳体，与该上壳体配合形成容纳腔，容纳腔中设置有第一电力系统连接端，多个并联的压敏电阻，脱离装置，间隙和第二电力系统连接端；其中

该第一电力系统连接端穿过该第一通孔与电力系统的L线或N线连接；

该多个并联的压敏电阻具有第一连接端和第二连接端，该第一连接端与该第一电力系统连接端连接；

该脱离装置包括第一端和第二端，该第一端与该第二连接端焊接连接，当压敏电阻失效时，该第一端与该第二连接端间的焊点脱焊，令该第一端与该第二连接端断开连接；

该间隙包括第一电极和第二电极，第一电极与该第二端连接；以及

该第二电力系统连接端与该第二电极连接并穿过该第二通孔与电力系统的N线或PE连接；

该大通流电涌保护器还包括设置于容纳腔中的失效指示装置，该失效指示装置与该脱离装置连接，该失效指示装置包括显示单元，上壳体设置有显示窗，该显示单元的显示内容可通过该显示窗进行观察，该第一端与该第二连接端断开连接时使得该指示装置的显示单元在显示窗上显示的内容发生变化，指示该压敏电阻失效；

所述大通流电涌保护器还包括模块盒以及设置于模块盒上表面靠近开口处的脱扣弹簧、转动片、指示标签、转动轴以及脱扣电极片，该模块盒将该多个并联的压敏电阻罩住，该转动轴穿过该脱扣弹簧，该指示标签贴在该转动片上表面，该脱扣电极片第一端穿过该脱扣弹簧与该多个并联的压敏电阻的第二连接端焊接连接；脱扣电极片第二端与间隙的L电极扣接；

当某个压敏电阻失效时，所述压敏电阻的第二连接端与对应的脱扣电极片脱焊，所述脱扣电极片释放所述脱扣弹簧，所述脱扣弹簧使所述转动片转动，从而使得所述指示标签在上壳体的显示窗上显示的内容发生变化，从而通过所述显示窗显示所述压敏电阻失效。

2.如权利要求1所述的大通流电涌保护器，其特征在于该显示单元的数量与该多个压敏电阻的数量相等，且该多个显示单元与该多个压敏电阻一一对应，一个显示单元在显示窗上显示的内容发生变化时，表示该显示单元对应的压敏电阻失效。

3.如权利要求1所述的大通流电涌保护器，其特征在于该失效指示装置还包括失效检测单元，该失效检测单元包括检测端口，该检测端口的数量与该多个压敏电阻的数量相等或呈现一定比例，通过各个检测端口与外部检测器连接，可检测到是否有压敏电阻失效，当有至少一个压敏电阻失效时，在该检测端口可检测得知有压敏电阻失效。

4.如权利要求1所述的大通流电涌保护器，其特征在于：该压敏电阻的压敏电压的范围是100V-1500V。

5.如权利要求1所述的大通流电涌保护器，其特征在于：该压敏电阻的压敏电压为240V，390V，430V，510V，620V，680V，750V，780V，820V，910V，1000V，1100V或1200V。

6.如权利要求1所述的大通流电涌保护器，其特征在于：该间隙的间隙距离的范围是0.1mm-2mm。

7.如权利要求1所述的大通流电涌保护器，其特征在于：该间隙的间隙距离为0.2，0.25，0.3，0.4，0.5mm，1mm或1.5mm。

8.如权利要求1所述的大通流电涌保护器，其特征在于：该间隙包括一个间隙或多个串联连接的间隙。

9.如权利要求1所述的大通流电涌保护器，其特征在于：该间隙包括石墨电极和绝缘隔片或包括金属电极和绝缘隔片。

10.如权利要求1所述的大通流电涌保护器，其特征在于该大通流电涌保护器的标称通流量(In)大于20kA或雷电放电能力(Iimp)大于3kA。