CN106026067A - 一种防弧型快速分断的电涌保护装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防弧型快速分断的电涌保护装置，包括由弹性元件和防弧弹射器构成的防弧组件、电压敏感组件、响应开关组件、热敏元件、内壳和外盖。电压敏感组件与响应开关组件具有紧密的热耦合，当线路上的瞬时电涌过电压等因素使电压敏感组件因故障短路电流持续发热升温时，响应开关组件因热敏元件的热耦合响应使防弧组件动作弹射分离，同时开关组件被防弧组件隐藏，防止开关弹射分离时产生的电弧形成电击穿引发的短路过载，有效地避免了火灾及爆炸隐患，防止电子设备造成二次破坏。

Description

一种防弧型快速分断的电涌保护装置
技术领域
本发明涉及一种电路保护装置，尤其涉及一种具有防止电弧产生及在短路过载电流下快速分断功能的电涌保护装置。
背景技术
电涌保护器或电涌抑制器(surge suppressor)，也叫电涌保护装置，是一种为各种敏感或昂贵的电子设备，如电脑及通讯相关设备上的电子元件提供过电压安全防护的保护装置。现有的电涌保护装置通常是专为中等或一般条件下的电涌过电压保护设计，所以在电涌过电压能量较小或时间较短时，此时的电涌保护装置不能快速灵敏的响应保护，所以我们通常会把电压敏感保护元件(如压敏电阻)直接应用在电子电路上实现保护电子电路的目的。常用的压敏电阻是包括由氧化锌颗粒和复杂的晶内颗粒材料构成的电子器件，它是一个电压非线性器件，独特的电压电流特性是敏感电子电路的理想保护器件，但它的材料组成决定了自身在过电压短路过载时极易损坏起火燃烧，对附近敏感的电子电路和元件产生灾难性的破坏。所以，我们需要一种更安全更灵敏的电涌保护装置，可应用在如通讯、电脑、电视、空调等高精密控制电路上的电涌过电压短路过载的保护中，如电子电路因为额外的电磁干扰突然产生瞬时尖峰电流或者过电压时，该电涌保护装置能在瞬间内导通吸收、泄放掉电涌过电压起到保护电子设备作用，而在短路过载造成电涌装置损坏时能快速分离该电涌保护装置，避免造成火灾对电子设备形成灾难性破坏。
目前现有的带灭弧功能的电涌保护器或电涌抑制器，其普遍采用遮蔽并切断电弧的方法灭弧，如中国专利号码200810088691.X公开了热保护压敏电阻器模块和中国专利号码201420145977.8公开了一种带有灭弧功能的电涌抑制器的设计，该种响应开关组件的开关电极在热脱离时，其分离动作采用的是遮蔽并切断电弧的方式，此方法中的遮弧机构需有一个行程才能到达位置遮蔽、切断电弧，无法在开关分离瞬间使遮弧机构进入开关电极的空隙以切断电弧，所以，在这条件下的压敏电阻将瞬间大量过载、过热和最终引起火灾、爆炸，这种灾难性的破坏会烧毁附近敏感的电子设备及元件，从而造成整个电子系统崩溃损坏。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的电涌保护装置在过电压造成装置短路过载时的缺陷和不足，提供了一种新型的快速响应电涌保护装置，它能有效地防止电弧产生及在短路过载时能快速分离该电涌保护装置，可以从根本上杜绝火灾隐患从而保证电子设备的安全。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的。
本发明提供一种防弧型快速分断的电涌保护装置，包括防弧组件、电压敏感组件、电极引出脚、响应开关组件以及由内壳和外盖组成的壳体。防弧组件包括防弧弹射器和弹性元件；电压敏感组件由至少一个电压敏感元件组成；电极引出脚包括软导体、第一电极引出脚和第二电极引出脚；响应开关组件包括热敏元件、正面电极以及由活动电极片、电极焊接端和开断位形成电连接所构成的脱扣电极。
当内壳与外盖接合时形成第一腔体和第二腔体，防弧组件和响应开关组件设置在第一腔体上。电压敏感元件可以由压敏电阻或放电管、放电间隙等敏感元件构成，其设置在第二腔体内。在电压敏感元件正反两面设有金属电极片，正面电极设在其中一个金属电极片上，其由第二腔体伸出到第一腔体内，在正面电极上设有供电极焊接端伸出的槽孔；另一个金属电极片上有背面电极，其在第二腔体内。
防弧弹射器前端设有供电极焊接端伸出的通孔，当防弧弹射器与正面电极在第一腔体上相触时，通孔与槽孔的位置相对应，以确保电极焊接端能同时穿过通孔和槽孔。
开断位是一种熔断后瞬间汽化的金属合金材料，当通过开断位的瞬时电涌过电压、过电流或短路过载电流超过预置的阈值时，开断位会熔断汽化，从而促使脱扣电极的活动电极片和电极焊接端分离，即实现电涌保护装置具备在短路过载电流下快速分断的功能。
防弧弹射器上设有排气孔，当脱扣电极放置在防弧弹射器内，电极焊接端伸出通孔时，开断位与排气孔的位置相对应，以确保开断位在短路过载电流下熔断汽化时，其产生的爆炸气浪能通过排气孔泄放，同时能达到利用气浪瞬间拉长并吹断电弧的效果。
热敏元件是一种易熔的金属合金焊料，可预置其熔化的温度阈值，在达到预置的温度阈值时热敏元件会迅速熔化。
本发明进一步说明，电涌保护装置还包括指示其工作状态的指示装置和遥信告警装置。指示装置是电气指示装置，如发光二极管；或者是机械指示装置。在外盖上设有用来显示指示装置动作状态的指示窗口，即电涌保护装置具有工作状态指示和遥信告警的功能。在电源系统中使用电涌保护装置工作时，脱扣电极隐藏在防弧弹射器内，电极焊接端伸出通孔和槽孔，其通过热敏元件与正面电极锡焊构成电连接；在第一腔体上设有插槽，在第二腔体上设有卡槽，第一电极引出脚通过插槽进入第一腔体，第二电极引出脚通过卡槽进入第二腔体；软导体的两端通过金属合金焊料锡焊或点焊的方式分别与活动电极片和第一电极引出脚内端形成电连接，背面电极通过金属合金焊料锡焊的方式与第二电极引出脚内端形成电连接；第一电极引出脚外端和第二电极引出脚外端伸出内壳外成为外接引脚，并把这两根外接引脚分别连接在相线和中性线或地线上。从而响应开关组件与电压敏感组件串联形成常闭工作状态，遥信告警装置的开关未受外应力的压迫，即为电涌保护装置正常工作状态。
再进一步，本发明的防止电弧产生及在短路过载电流下快速分断功能的技术说明如下：
弹性元件由第一弹性件和第二弹性件组成。第一弹性件设在防弧弹射器上，活动电极片受其偏置；第二弹性件设在第一腔体上，防弧弹射器受其偏置。若电压敏感元件因线路上的短路过载电流及自身寿命老化产生的漏电流造成电压敏感元件温升，这个温度传递到正面电极上，促使其上的热敏元件达到预置温度阈值而熔化，活动电极片在第一弹性件的弹性应力作用下，在电弧产生前将电极焊接端迅速弹射回防弧弹射器内，同时防弧弹射器受第二弹性件的弹性应力作用向远离正面电极的方向弹射。电极焊接端上的熔化了的热敏元件被通孔刮除，正面电极与电极焊接端之间形成充足的绝缘强度，彻底隔绝了脱扣电极与正面电极间的电连接。
另一种情况，若通过脱扣电极的瞬时电涌过电压、过电流或短路过载电流超过预置的阈值时，其上的开断位瞬间熔断汽化致使活动电极片和电极焊接端分离，同时活动电极片受第一弹性件的弹性应力作用向远离电极焊接端的方向弹射，防弧弹射器受第二弹性件的弹性应力作用向远离正面电极的方向弹射，其中活动电极片隐藏在防弧弹射器内。如此，电极焊接端与活动电极片之间形成充足的绝缘强度，彻底防止活动电极片分断时产生的电弧形成电击穿；另其开断位处的爆炸气浪通过排气孔得以泄放，同时瞬间拉长并吹断因活动电极片与电极焊接端分断时产生的电弧。
此时响应开关组件的工作状态由常闭转变为常开，过程中电涌保护装置上的指示装置发生移动位移，从指示窗口可观察到其与正常工作状态不同的变化(如转变为红色显示)，同时遥信告警装置的开关受外应力作用，促使其开关状态发生变化，从而送出电信号指示电涌保护装置保护失效。
其中，通常预置第一弹性件的弹性应力比第二弹性件的大，以确保响应开关组件中的脱扣电极在瞬间脱离时，其上的电极焊接端能快速弹射并始终隐藏在防弧弹射器内，其与通孔之间始终保持充足的绝缘强度。
与现有技术相比，本发明存在的优点：
本发明的防弧型快速分断的电涌保护装置具有受热温升瞬间弹射脱离(如受自身寿命老化产生的漏电流)和过电压短路过载瞬间弹射脱离的保护功能，响应开关组件在受热温升瞬间弹射脱离时能隐藏脱扣电极，或者是在短路过载瞬间弹射脱离时巧妙利用脱扣电极分断时所产生的爆炸气浪瞬间拉长并吹断电弧，不论何种脱离情况，该保护装置都可以瞬间分断并把脱扣电极隐藏，在电弧还未产生时就已形成有效的绝缘强度，彻底防止电弧产生，这是目前电涌保护装置所不具备的。
附图说明
图1是本发明实施例1中电涌保护装置的结构拆解示意图；
图2是本发明实施例1中内壳的背面结构示意图；
图3是本发明实施例1中电涌保护装置正常工作状态的剖面示意图；
图4是本发明实施例1中电涌保护装置故障热脱扣后的剖面示意图；
图5是本发明实施例1中电涌保护装置故障电流开断后的剖面示意图；
图6是本发明实施例2中防弧弹射器和脱扣电极的组合结构示意图；
图7是本发明实施例2中电涌保护装置正常工作状态的剖面示意图；
图8是本发明实施例2中电涌保护装置故障热脱扣后的剖面示意图；
图9是本发明实施例2中电涌保护装置故障电流开断后的剖面示意图；
图10是本发明实施例3中电涌保护装置正常工作状态的剖面示意图；
图11是本发明实施例3中电涌保护装置故障热脱扣后的剖面示意图；
图12是本发明实施例3中电涌保护装置故障电流开断后的剖面示意图；
图13是本发明实施例4中内壳和防弧弹射器的组合结构示意图；
图14是本发明实施例4中电涌保护装置正常工作状态的剖面示意图；
图15是本发明实施例4中电涌保护装置故障热脱扣后的剖面示意图；
图16是本发明实施例4中电涌保护装置故障电流开断后的剖面示意图；
图17是本发明中脱扣电极的一种特殊结构示意图。
附图标记：1-内壳,1a-第一腔体，1b-第二腔体，1c-第一端，1d-第二端，11-电极孔，12-凹槽，13-导轨，14-插槽，15-卡槽，16-遥信缺口，17-限位块，18-电极挡板，2-外盖，2a-指示窗口，3-弹性元件，3a-第一弹性件，3b-第二弹性件，4-防弧弹射器，4a-通孔，4b-排气孔，41-翼臂，42-弹簧槽，43-滑槽，5-电压敏感元件，51-第一电极，51a-槽孔，52-第二电极，6-脱扣电极，6a-活动电极片，6b-电极焊接端，6c-开断位，7-软导体，8-第一电极引出脚，8a-第一电极引出脚外端，8b-第一电极引出脚内端，9-第二电极引出脚，9a-第二电极引出脚外端，9b-第二电极引出脚内端，10-指示装置，20-遥信告警装置，20a-告警引出脚，30-热敏元件。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细说明，但是本发明的保护范围不仅仅局限于以下优选的具体实施方式，凡是通过本发明中弹射隐藏脱扣电极来增强断弧绝缘效果的技术方案，都在本发明的保护范围内；本发明中电涌保护装置对电压敏感元件、弹性元件、第一弹性件、第二弹性件及软导体的材料类型不做限制，在以下各具体实施方式中，以弹性元件3为压簧3，第一弹性件3a为第一压簧3a，第二弹性件3b为第二压簧3b，电压敏感元件5为压敏电阻5，软导体7为软铜导线7为例，加以详细说明本发明电涌保护装置的结构。
实施例1：
如图1和图2所示，一种防弧型快速分断的电涌保护装置，包括内壳1、外盖2、两个第一压簧3a、两个第二压簧3b、防弧弹射器4、一个压敏电阻5、软铜导线7、第一电极引出脚8、第二电极引出脚9、指示装置10、遥信告警装置20以及脱扣电极6；所述脱扣电极6由活动电极片6a和电极焊接端6b通过开断位6c形成电连接所构成。
压敏电阻5的两个金属电极片通过锡焊的方式分别焊接到压敏电阻5的正反两个银电极表面上，其中一个金属电极片上有正面电极51，在正面电极51上还开有供电极焊接端6b伸出的槽孔51a；另一个金属电极片从其平面上延长折弯的部分形成了背面电极52。内壳1为框式结构，当内壳1与外盖2通过锁扣的方式接合时，在内壳1的正面会形成第一腔体1a，在内壳1的背面会形成第二腔体1b。当压敏电阻5放置在第二腔体1b内时，正面电极51通过内壳1上贯穿第一腔体1a和第二腔体1b的电极孔11伸出到第一腔体1a，此时槽孔51a也在第一腔体1a内；背面电极52伸入到第二腔体1b侧边的凹槽12内。在第一腔体1a上的电极孔11两侧各设有一个垂直于内壳1底部的导轨13,两个导轨13的长槽开口相对。在离凹槽12最远的第一腔体1a一侧的底部上设有贯穿内壳1底部的插槽14。在离凹槽12最近的第二腔体1b一侧上设有L型的并贯穿内壳1底部的卡槽15，卡槽15的内端与凹槽12连通。
防弧弹射器4是具有空腔的盒状结构，其空腔两侧各设有一个弹簧槽42。防弧弹射器4前壁设有供电极焊接端6b伸出的通孔4a，在防弧弹射器4两侧各设有一个能插入导轨13的翼臂41，当正面电极51伸出电极孔11时，防弧弹射器4通过其两侧翼臂41在导轨13上滑动直至碰触正面电极51，此时通孔4a与槽孔51a的位置相互对应。防弧弹射器4上还设有排气孔4b，当脱扣电极6隐藏在防弧弹射器4空腔内，电极焊接端6b伸出通孔4a时，开断位6c与排气孔4b的位置相对应。
在本实施例中，指示装置10为一顶杆，其设在防弧弹射器4的末端，与防弧弹射器4为一整体，在外盖2上的相应位置设有供指示装置10伸出的指示窗口2a，遥信告警装置20是独立开关。
如图3所示，遥信告警装置20设置在外盖2内，其告警引出脚20a伸出外盖2外。两个第二压簧3b分别放置在两个导轨13内，防弧弹射器4通过两侧翼臂41插入导轨13中直至碰触正面电极51，两个第二压簧3b呈压缩状态。两个第一压簧3a分别放置在两个弹簧槽42内，脱扣电极6插入防弧弹射器4内直至电极焊接端6b伸出通孔4a和槽孔51a，活动电极片6a压迫两个第一压簧3a使其呈压缩状态，此时第一压簧3a的弹性应力比第二压簧3b的弹性应力大。电极焊接端6b通过热敏元件30与正面电极51锡焊形成电连接；第一电极引出脚8和第二电极引出脚9分别通过插槽14和卡槽15固定在内壳1上，并使第一电极引出脚外端8a和第二电极引出脚外端9a伸出内壳1外成为外接引脚，软铜导线7的两端通过金属合金焊料锡焊或点焊的方式分别与活动电极片6a和第一电极引出脚内端8b形成电连接；背面电极52通过金属合金焊料锡焊的方式与第二电极引出脚内端9b形成电连接，从而这些电导体与压敏电阻5串联并形成常闭开关。在电源系统中使用电涌保护装置时，把两根外接引脚分别连接在相线和中性线或地线上，此时，指示装置10在指示窗口2a内，遥信告警装置20的开关未受外应力的压迫，即为电涌保护装置的正常工作状态。
根据本发明的一个具体实施方式，当压敏电阻5因线路上的短路过载电流及自身寿命老化产生的漏电流造成压敏电阻5温升，这个温度传递到正面电极51上，促使其上的热敏元件30达到预置温度阈值而熔化，如图4所示，活动电极片6a受第一压簧3a的弹性应力作用将电极焊接端6b迅速弹射回防弧弹射器4内，同时防弧弹射器4受第二压簧3b的弹性应力作用向远离正面电极51的方向弹射，最终指示装置10伸出指示窗口2a，活动电极片6a及防弧弹射器4末端对遥信告警装置20的开关造成压迫并静止，促使其开关状态发生变化。这样既完成了一个机械式的失效指示，同时又送出该电涌保护装置保护失效的遥信电信号。此时，电极焊接端6b与正面电极51之间形成足够大的绝缘强度，彻底隔绝了脱扣电极6与正面电极51间的电连接。
根据本发明的另一具体实施方式，当通过脱扣电极6的瞬时电涌过电压、过电流或短路过载电流超过预置的阈值时，其上的开断位6c瞬间熔断汽化致使活动电极片6a和电极焊接端6b分离，如图5所示，活动电极片6a和防弧弹射器4分别受第一压簧3a和第二压簧3b的弹性应力作用同时向远离正面电极51的方向弹射，最终指示装置10伸出指示窗口2a，活动电极片6a及防弧弹射器4末端对遥信告警装置20的开关造成压迫并静止，促使其开关状态发生变化。这样既完成了一个机械式的失效指示，同时又送出该电涌保护装置保护失效的遥信电信号。此时，电极焊接端6b与活动电极片6a分离，电极焊接端6b与活动电极片6a之间形成足够大的绝缘强度，彻底隔绝了活动电极片6a与正面电极51间的电连接。
实施例2：
本发明的一种防弧型快速分断的电涌保护装置的另一种实施方式。该实施例具有与实施例1中大部分组件相似的结构和用法，主要区别在于防弧组件的弹射方式和脱扣电极6的结构不同以及电涌保护装置不含遥信告警装置20。
如图6所示，防弧弹射器4为顶部敞开的空腔结构，其两侧壳壁上各开有一个T型的滑槽43，脱扣电极6的活动电极片6a两侧延长部分通过滑槽43伸出防弧弹射器4外，防弧弹射器4的前壁设有电极焊接端6b伸出的通孔4a，当活动电极片6a两侧延长部分滑动到滑槽43前端时，电极焊接端6b通过通孔4a伸出防弧弹射器4外，指示装置10为一顶杆，其设在防弧弹射器4的末端，与防弧弹射器4为一整体。
将图6所示的结构替换图3中相应的结构，如图7所示，两个压簧3分别放置在两个导轨13内，活动电极片6a伸出防弧弹射器4外的两侧延长部分插入导轨13中，并带动防弧弹射器4直至其碰触正面电极51，此时电极焊接端6b伸出通孔4a和槽孔51a，活动电极片6a压迫两个压簧3使其呈压缩状态。电极焊接端6b通过热敏元件30与正面电极51锡焊形成电连接。在电源系统中使用电涌保护装置时，把两根外接引脚分别连接在相线和中性线或地线上，此时，指示装置10缩在指示窗口2a内，即为电涌保护装置的正常工作状态。
根据本发明的一个具体实施方式，当压敏电阻5因线路上的短路过载电流及自身寿命老化产生的漏电流造成压敏电阻5温升，这个温度传递到正面电极51上，促使其上的热敏元件30达到预置温度阈值而熔化，如图8所示，活动电极片6a受压簧3的弹性应力作用将电极焊接端6b迅速弹射回通孔4a内，随后活动电极片6a两侧延长部分滑动到滑槽43末端时带动防弧弹射器4继续向远离正面电极51的方向弹射，最终指示装置10伸出指示窗口2a并受阻静止，这样就完成了一个机械式的失效指示。此时，通孔4a与电极焊接端6b之间以及正面电极51与通孔4a之间均形成足够大的绝缘强度，彻底隔绝了脱扣电极6与正面电极51间的电连接。
根据本发明的一个具体实施方式，当通过脱扣电极6的瞬时电涌过电压、过电流或短路过载电流超过预置的阈值时，其上的开断位6c瞬间熔断汽化致使活动电极片6a和电极焊接端6b分离，如图9所示，活动电极片6a受压簧3的弹性应力作用向远离正面电极51的方向弹射，随后活动电极片6a两侧延长部分滑动到滑槽43末端时带动防弧弹射器4继续向远离正面电极51的方向弹射，最终指示装置10伸出指示窗口2a并受阻静止，这样就完成了一个机械式的失效指示。此时，电极焊接端6b与通孔4a之间以及通孔4a与活动电极片6a之间均形成足够大的绝缘强度，彻底隔绝了活动电极片6a与正面电极51间的电连接。
实施例3：
本发明的一种防弧型快速分断的电涌保护装置的另一种实施方式。该实施例具有与实施例2中大部分组件相似的结构和用法，主要区别在于防弧组件的弹射方式不同以及电涌保护装置不含指示装置10和指示窗口2a，而是以遥信告警装置20作为工作状态指示。
如图10所示，遥信告警装置20设置在外盖2内，其告警引出脚20a伸出外盖2外。防弧弹射器4为挡板结构，其垂直固定在电极孔11下方，在挡板上设有供电极焊接端6b伸出的通孔4a，通孔4a两侧各设有一个弹簧槽42，两个压簧3分别放置在两个弹簧槽42内，活动电极片6a的两侧延长部分插入导轨13中，直至电极焊接端6b伸出通孔4a和槽孔51a，活动电极片6a压迫两个压簧3使其呈压缩状态。电极焊接端6b通过热敏元件30与正面电极51锡焊形成电连接。在电源系统中使用电涌保护装置时，把两根外接引脚分别连接在相线和中性线或地线上，此时，遥信告警装置20的开关未受外应力的压迫，即为电涌保护装置的正常工作状态。
根据本发明的一个具体实施方式，当压敏电阻5因线路上的短路过载电流及自身寿命老化产生的漏电流造成压敏电阻5温升，这个温度传递到正面电极51上，促使其上的热敏元件30达到预置温度阈值而熔化，如图11所示，活动电极片6a受压簧3的弹性应力作用将电极焊接端6b迅速弹射回通孔4a内，并继续向远离正面电极51的方向弹射，最终活动电极片6a末端对遥信告警装置20的开关造成压迫并受阻静止，促使其开关状态发生变化，这样就送出电涌保护装置保护失效的遥信电信号。此时，通孔4a与电极焊接端6b之间形成了足够大的绝缘强度，彻底隔绝了脱扣电极6与正面电极51间的电连接。
根据本发明的一个具体实施方式，当通过脱扣电极6的瞬时电涌过电压、过电流或短路过载电流超过预置的阈值时，其上的开断位6c瞬间熔断汽化致使活动电极片6a和电极焊接端6b分离，如图12所示，活动电极片6a受压簧3的弹性应力作用向远离正面电极51的方向弹射，最终活动电极片6a末端对遥信告警装置20的开关造成压迫并受阻静止，促使其开关状态发生变化，这样就送出电涌保护装置保护失效的遥信电信号。此时，电极焊接端6b与活动电极片6a之间形成了足够大的绝缘强度，彻底隔绝了活动电极片6a与正面电极51间的电连接。
实施例4：
本发明的一种防弧型快速分断的电涌保护装置的另一种实施方式。该实施例具有与实施例1中大部分组件相似的结构和用法，主要区别在于内壳和防弧弹射器4的结构不同以及电涌保护装置的工作状态指示方式不同。
如图13所示，防弧弹射器4是具有空腔的盒状结构，其空腔两侧各设有一个弹簧槽42，防弧弹射器4前壁设有供电极焊接端6b伸出的通孔4a，防弧弹射器4上还设有排气孔4b。指示装置10是一挡板结构，其设计在防弧弹射器4一侧，防弧弹射器4另一侧延伸出一条能放置弹簧的翼臂41，遥信告警装置20是一凸块，其设计在翼臂41的末端。在内壳1的第一腔体1a的底面上设计有一个遥信缺口16，在第一腔体1a上设有2处限位块17和一个能放置弹簧的电极挡板18。
如图14所示，一个第二压簧3b两端分别固定在电极挡板18和翼臂41上，防弧弹射器4通过限位块17定向移动直至碰触正面电极51，第二压簧3b呈压缩状态。两个第一压簧3a分别放置在两个弹簧槽42内，脱扣电极6插入防弧弹射器4内直至电极焊接端6b伸出通孔4a和槽孔51a，活动电极片6a压迫两个第一压簧3a使其呈压缩状态，此时第一压簧3a的弹性应力比第二压簧3b的大。电极焊接端6b通过热敏元件30与正面电极51锡焊形成电连接。在电源系统中使用电涌保护装置时，把两根外接引脚分别连接在相线和中性线或地线上，此时，遥信告警装置20封堵着遥信缺口16，指示装置10处在内壳1外壁的第一端1c，指示窗口2a与内壳1外壁的第二端1d相对应，即为电涌保护装置的正常工作状态。
根据本发明的一个具体实施方式，当压敏电阻5因线路上的短路过载电流及自身寿命老化产生的漏电流造成压敏电阻5温升，这个温度传递到正面电极51上，促使其上的热敏元件30达到预置温度阈值而熔化，如图15所示，活动电极片6a受第一压簧3a的弹性应力作用将电极焊接端6b迅速弹射回防弧弹射器4内，同时防弧弹射器4受第二压簧3b的弹性应力作用向远离正面电极51的方向弹射，最终遥信告警装置20与遥信缺口16错开，指示装置10移动到第二端1d并受阻静止，这样就完成了一个机械式的失效指示。此时，通孔4a与电极焊接端6b之间以及正面电极51与通孔4a之间均形成足够大的绝缘强度，彻底隔绝了脱扣电极6与正面电极51间的电连接。
根据本发明的一个具体实施方式，当通过脱扣电极6的瞬时电涌过电压、过电流或短路过载电流超过预置的阈值时，其上的开断位6c瞬间熔断汽化致使活动电极片6a和电极焊接端6b分离，如图16所示，活动电极片6a和防弧弹射器4分别受第一压簧3a和第二压簧3b的弹性应力作用同时向远离正面电极51的方向弹射，最终遥信告警装置20与遥信缺口16错开，指示装置10移动到第二端1d并受阻静止，这样就完成了一个机械式的失效指示。此时，电极焊接端6b与通孔4a之间以及通孔4a与活动电极片6a之间均形成足够大的绝缘强度，彻底隔绝了活动电极片6a与正面电极51间的电连接。
优选地，可以给指示装置10外表面涂覆一种醒目的颜色，例如红色。当指示装置10从第一端1c移动到第二端1d时，从指示窗口2a能观察到颜色变化，从而表示压敏电阻5已经保护失效；同时，如果使用者利用遥信告警装置20来触发装配平台上穿过遥信缺口16的开关，当原来封堵着遥信缺口16以压迫着开关的按钮的遥信告警装置20与遥信缺口16错开，不再使开关的按钮受压迫，则开关的开关状态立即发生改变，从而送出电涌保护装置保护失效的遥信电信号。
实施例5：
如图17所示，是一种脱扣电极6的替代方式。此时活动电极片6a、电极焊接端6b以及开断位6c是同一个合金的不同部位。为限制开断位6c处的横截面积以确保当通过脱扣电极6的瞬时电涌过电压、过电流或短路过载电流在超过其阈值时能在开断位6c处断开，开断位6c设计成压痕，在开断位6c附近的铜片上还开有缺口以限制开断位6c的长度。
上述各实施例中所描述的特征或特征组合可单独存在，或者可与其他实施例中的特征或特征组合相互结合，熟悉本领域的人员可根据本发明采用瞬间弹射分离并隐藏脱扣电极及采用金属材料实现短路过载电流开断功能的发明创造的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化出其它的实施例，都是属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种防弧型快速分断的电涌保护装置，包括：
防弧组件，包括防弧弹射器(4)和弹性元件(3)；
电压敏感组件，包括至少一个电压敏感元件(5)；
响应开关组件，包括热敏元件(30)、正面电极(51)以及脱扣电极(6)；所述脱扣电极(6)由活动电极片(6a)、电极焊接端(6b)和开断位(6c)形成电连接所构成；
电极引出脚，包括软导体(7)、第一电极引出脚(8)和第二电极引出脚(9)；
壳体,包括内壳(1)和外盖(2)。
2.根据权利要求1所述的一种防弧型快速分断的电涌保护装置，其特征在于：
所述的内壳(1)与所述外盖(2)接合时形成第一腔体(1a)和第二腔体(1b)，所述防弧组件和所述响应开关组件设置在所述第一腔体(1a)上，所述电压敏感元件(5)设置在所述第二腔体(1b)内；
所述的响应开关组件在正常工作状态时是常闭开关，其中所述热敏元件(30)与所述电压敏感组件串联构成电连接并具有紧密的热耦合；所述热敏元件(30)达到预置的熔化温度时熔化，因所述弹性元件(3)的弹性应力作用促使所述脱扣电极(6)与所述正面电极(51)分离，其中脱扣电极(6)快速弹射分离并隐藏在所述防弧弹射器(4)内，同时防弧弹射器(4)受弹性元件(3)的弹性应力作用向远离正面电极(51)的方向弹射，防止脱扣电极(6)瞬间弹射分离时产生的电弧形成电击穿引发短路过载；
当所述的开断位(6c)通过的瞬时电涌过电压、过电流或短路过载电流超过其预置的阈值时，开断位(6c)瞬间熔断汽化使所述活动电极片(6a)和所述电极焊接端(6b)分离，同时所述防弧弹射器(4)和活动电极片(6a)受所述弹性元件(3)的弹性应力作用向远离所述正面电极(51)的方向快速弹射，其中活动电极片(6a)隐藏在防弧弹射器(4)内，防止瞬间熔断并弹射分离时产生的电弧形成电击穿引发短路过载；
所述的电压敏感元件(5)正反两面设有金属电极片，所述正面电极(51)设在其中一个金属电极片上，其由所述第二腔体(1b)伸出到所述第一腔体(1a)内，另一个金属电极片上设有背面电极(52)，其在所述第二腔体(1b)内；
所述的弹性元件(3)由第一弹性件(3a)和第二弹性件(3b)组成，所述第一弹性件(3a)设在所述防弧弹射器(4)上，所述第二弹性件(3b)设在所述第一腔体(1a)上；
所述的第一腔体(1a)上设有插槽(14)，所述第二腔体(1b)上设有卡槽(15)；所述第一电极引出脚(8)通过所述插槽(14)进入第一腔体(1a)，所述第二电极引出脚(9)通过所述卡槽(15)进入第二腔体(1b)；所述软导体(7)的两端通过金属合金焊料锡焊或点焊的方式分别与所述活动电极片(6a)和第一电极引出脚内端(8b)构成电连接，所述背面电极(52)通过金属合金焊料锡焊的方式与第二电极引出脚内端(9b)构成电连接；第一电极引出脚外端(8a)和第二电极引出脚外端(9a)伸出所述内壳(1)外成为外接引脚。
3.根据权利要求2所述的一种防弧型快速分断的电涌保护装置，其特征在于：
所述的正面电极(51)上设有槽孔(51a)；
所述的脱扣电极(6)隐藏在所述防弧弹射器(4)内，其上的所述活动电极片(6a)受所述第一弹性件(3a)偏置；
所述的防弧弹射器(4)受所述第二弹性件(3b)偏置。
4.根据权利要求3所述的一种防弧型快速分断的电涌保护装置，其特征在于：
所述的防弧弹射器(4)前端设有通孔(4a)，是所述电极焊接端(6b)伸出的通道；当所述防弧弹射器(4)与所述正面电极(51)在所述第一腔体(1a)上相触时，所述通孔(4a)与所述槽孔(51a)的位置相对应；所述的防弧弹射器(4)上设有排气孔(4b)，当所述脱扣电极(6)放置在防弧弹射器(4)内，所述电极焊接端(6b)伸出所述通孔(4a)时，所述开断位(6c)与所述排气孔(4b)的位置相对应。
5.根据权利要求4所述的一种防弧型快速分断的电涌保护装置，其特征在于：所述的电极焊接端(6b)伸出所述通孔(4a)和所述槽孔(51a)，其通过热敏元件(30)与所述正面电极(51)锡焊构成电连接。
6.根据权利要求5所述的一种防弧型快速分断的电涌保护装置，其特征在于：所述的电极焊接端(6b)与所述正面电极(51)因所述热敏元件(30)达到预置的熔化温度熔化造成弹射分离时，所述脱扣电极(6)受所述第一弹性件(3a)的弹性应力作用弹射回所述防弧弹射器(4)内隐藏，同时防弧弹射器(4)受所述第二弹性件(3b)的弹性应力作用向远离正面电极(51)的方向弹射。
7.根据权利要求5所述的一种防弧型快速分断的电涌保护装置，其特征在于：所述的脱扣电极(6)因瞬时电涌过电压、过电流或短路过载电流超过预置的阈值时，其上的所述开断位(6c)瞬间熔断汽化致使所述活动电极片(6a)和所述电极焊接端(6b)分离，同时活动电极片(6a)受所述第一弹性件(3a)的弹性应力作用向远离电极焊接端(6b)的方向弹射，所述防弧弹射器(4)受所述第二弹性件(3b)的弹性应力作用向远离所述正面电极(51)的方向弹射，其中活动电极片(6a)隐藏在防弧弹射器(4)内。
8.根据权利要求6或7所述的一种防弧型快速分断的电涌保护装置，其特征在于：
所述的防弧型快速分断的电涌保护装置还包括指示该电涌保护装置状态的指示装置(10)以及指示该电涌保护装置状态的遥信告警装置(20)；
所述的指示装置(10)是电气指示装置或机械指示装置；
所述的外盖(2)上设有指示窗口(2a)。
9.根据权利要求1-8任一所述的一种防弧型快速分断的电涌保护装置，其特征在于：
所述的热敏元件(30)是易熔的金属合金焊料或导电聚合物。
所述的开断位(6c)是一种熔断后瞬间汽化的金属合金材料。
10.根据权利要求1-9任一所述的一种防弧型快速分断的电涌保护装置，其特征在于：
所述的电压敏感元件(5)采用压敏电阻式敏感元件、或者放电管式敏感元件、或者放电间隙式敏感元件。
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