CN106655091B - 一种电源类的防雷器热脱离装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电源类的防雷器热脱离装置，包括金属片，该金属片的一端被固定，该金属片的另一端设置有尖端形状的尖端部，在该尖端部上设置有凸起；所述金属片通过该尖端部与防雷器件引脚焊接；其中，所述金属片尖端到所述凸起之间为焊接处。本发明利用金属导体尖端热聚集效应和电流尖端聚集效应，产生持续高温，令该热脱离装置启动，切断工频过电流（包括工频漏流和工频续流）对防雷器本体器件的劣化效应，阻止因过电流产生的火灾隐患的发生。

Description

一种电源类的防雷器热脱离装置

技术领域

本发明涉及防雷器技术领域，特别是一种电源类的防雷器热脱离装置。

背景技术

现有市面上电源类防雷器热脱离装置的现状

一、发生劣化时的隐患

目前市面常见的低压电源类防雷器的热脱离装置，均采用低温焊锡，将热脱离装置中的脱扣金属片同防雷器本体器件金属引脚焊接在一起，当发生工频过电流时，防雷器本体器件发热，温度传到至与脱扣金属片的焊接点，达到该点焊锡熔点时，焊接点部位的连接松动，脱扣金属片因外力动作，与器件的金属引脚分离，起到热脱离作用。

如图1所示：图1显示了市面热脱扣装置未脱离时的状态，当防雷器本体器件发热时，通过热传导，将温度传递到低温焊锡1’以及热脱扣引脚2’，此时，工频过电流也通过元器件的引脚3’，传导通过了低温焊锡1’和热脱扣引脚2’。当工频过电流达到一定强度后，防雷器本体器件持续劣化并发热，当温度达到并持续高于低温焊锡熔点时（约160℃～180℃），焊锡熔化松动，热脱扣引脚在外力作用下，与元器件引脚脱离，如图2所示。

但是低温焊锡含铅，粘性大，凝点低，发生脱离时，会产生拉丝现象。

如图3所示：即热脱扣装置动作了，但是与防雷器引脚2’却没有实现电气分离，依然被焊锡丝4’将二者连接着，使得工频过电流依旧能够通过“防雷器引脚——焊锡丝——热脱扣引脚”这个连接途径进行持续的劣化作用，使得防雷器本体元器件过热，引起燃烧。

另外，在焊接引脚与热脱扣引脚时，需要很有经验的操作人员，使用极少的焊锡量才能避免拉丝。但是这项工作很难对焊锡用量进行控制，造成生产效率低下，劳动力成本高。

二、发生超量浪涌冲击时常规热脱离装置的隐患

市面上的低压电源类防雷器，均带有上述的常规热脱离装置。在发生防雷器防护参数范围内的浪涌冲击时，热脱离装置不动作，保证防雷器能够正常工作。但是在发生超过防雷器防护能力的浪涌冲击（即超量浪涌冲击）时，常规热脱离装置依然不动作。

这种热脱离装置的设计，会给用户一个错误认识——看到防雷器的损坏指示，认为是防雷器因雷击损坏的。而实际上是防雷器因为线路上发生了工频过电流而使得热脱离装置动作，显示损坏状态，并非是因为雷击损坏。而发生超量浪涌冲击时，防雷器因为没有可以指示损坏的机构，无法显示损坏信息，当再有浪涌发生时，即使是防雷器防护参数内的量级，防雷器也因为损坏而不起作用，使得被保护设备损坏。用户就会发现，防雷器“没坏”，设备被雷击坏了，从而失去对防雷器的信任，产生防雷器不起作用的误解。

市面的低压电源类防雷器只能处理发生工频过电流时的故障，进行脱扣处理，却不能在防雷器发生过超量浪涌冲击时对防雷器进行故障脱离处理。防雷器的两种损坏状况，只能表现出一种。

综上所述，目前市面上常规的热脱离装置有以下缺陷：

1、脱离不彻底，有焊锡拉丝现象。

2、装配难度大，没有可控制的数据量进行焊接。

3、不能在雷击超量时脱离。

4、焊锡有铅，不符合环保要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种电源类的防雷器热脱离装置，既能够在发生工频过电流时立即动作，彻底脱扣，而且在发生雷击超量时，也能够彻底脱扣。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种电源类的防雷器热脱离装置，包括金属片，该金属片的一端被固定，该金属片的另一端设置有尖端形状的尖端部，在该尖端部上设置有凸起；所述金属片通过该尖端部与防雷器件引脚焊接；其中，所述金属片尖端到所述凸起之间为焊接处。

上述技术方案中，所述焊接方式为无铅焊接。

上述技术方案中，还包括托板，通过锁固件将所述金属片的一端固定于该托板上。

上述技术方案中，在所述托板上设置有金属件，该金属件位于所述尖端部脱离后的复位之处，使所述尖端部脱离复位后与所述金属件接触从而导通所述金属件和锁固件。

上述技术方案中，还包括压片，该压片的一端通过所述锁固件固定于所述托板上，并且该压片将所述金属片向所述托板方向挤压。

上述技术方案中，所述金属片为铜片。

上述技术方案中，所述金属片为双金属片，该双金属片中，与所述防雷器件引脚连接的一侧为主动层，另一侧为被动层。

上述技术方案中，设置有一单向阻挡件，防止所述金属片高温形变后降温复位。

上述技术方案中，所述金属片为记忆金属。

上述技术方案中，设置有一单向阻挡件，防止所述金属片高温形变后降温复位。

本发明的有益效果是：

1、发生工频过电流时，能够迅速启动热脱离装置；

2、热脱离装置脱扣彻底，不会发生焊锡拉丝粘连现象；

3、发生超量浪涌冲击时，热脱离装置启动，提示防雷器损坏；

4、本装置完全做到无铅环保，彻底结束热脱离装置的有铅时代；

5、焊接工艺可自动化生产，提高生产效率，降低劳动力成本。

附图说明

图1是现有技术热脱离装置中热脱扣引脚未脱离时的结构示意图；

图2是现有技术热脱离装置中热脱扣引脚脱离后的结构示意图；

图3是现有技术热脱离装置中热脱扣引脚脱离后发生焊锡拉丝现象的状态示意图；

图4是本发明金属片的俯视结构示意图；

图5是本发明金属片的侧视结构示意图；

图6是本发明实施例一热脱离装置未脱离时的结构示意图；

图7是本发明实施例一热脱离装置脱离后的结构示意图；

图8是本发明实施例二热脱离装置未脱离时的结构示意图；

图9是本发明实施例二热脱离装置脱离后的结构示意图；

图10是本发明实施例三热脱离装置未脱离时的结构示意图；

图11是本发明实施例三热脱离装置脱离后的结构示意图。

图中，1、金属片；2、尖端部；3、凸起；4、防雷器件引脚；5、无铅焊锡；6、托板；7、锁固件；8、金属件；9、压片；10、主动层；11、被动层；12、单向阻挡件；30、熔线；31、高温区；32、加温区；33、散流区。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

本文提到的防雷器本体器件是指应用在低压电源类防雷器上的氧化锌压敏电阻或陶瓷气体放电管或二者的串联复合器件。

本文提到的热脱离装置，也叫做热脱扣装置或热稳定装置，是电源类防雷器必须配备的安规要求的安全装置。

如图4、5、6、7所示，一种电源类的防雷器热脱离装置，包括金属片1，该金属片1的一端被固定，该金属片1的另一端设置有尖端形状的尖端部2，该尖端部2表面积小，并且在该尖端部2上设置有凸起3，该凸起3由金属片1冲压成型而得；所述金属片1弯曲并通过该尖端部2与防雷器件引脚4焊接；其中，所述金属片1尖端到所述凸起3之间为焊接处。所述金属片1为铜片。

其中，所述焊接方式为无铅焊接。无铅焊接的使用符合环保要求。无铅焊接中所使用的无铅焊锡5其熔点要比有铅焊锡的高，那么要使无铅焊锡5熔化就需要更加高的温度。

其中，还包括托板6，通过锁固件7将所述金属片1的一端固定于该托板6上。锁固件7为压制铜铆钉。

其中，在所述托板6上设置有金属件8，该金属件8位于所述尖端部2脱离后的复位之处，使所述尖端部2脱离复位后与所述金属件8接触从而导通所述金属件8和锁固件7。金属件8为铜钉，作为遥信触点，提供常开或常闭信号，让用户了解工作状态。

其中，还包括压片9，该压片9的一端通过所述锁固件7固定于所述托板6上，并且该压片9将所述金属片1向所述托板6方向挤压。本实施例中压片9为钢压片，为金属片1提供脱离动作时所需要的外力（辅助力）。

实施例一的热脱离工作过程：

1、未脱离状态

该脱离装置与防雷器件连接后，未脱离状态。

如图6所示：金属片1与防雷器件引脚4通过无铅焊锡5焊接连通，被压片9压制。金属片1与金属件8未连接，金属件8与锁固件7未连通。

2、脱离状态

发生工频过电流时，该脱离装置与防雷器脱开。

如图7所示：工频过电流经过防雷器引脚，流经金属片1时，焊接处的无铅焊锡5熔化松动，被压片9压制的金属片1向下移动，与金属件8接触，导通金属件8与锁固件7，完成彻底脱离动作，且没有拉丝。

如图8、9所示，实施例二，所述金属片1为双金属片，该双金属片中，与所述防雷器件引脚4连接的一侧为主动层10，另一侧为被动层11。

其中，设置有一单向阻挡件12，防止所述金属片1高温形变后降温复位。

如图10、11所示，实施例三，所述金属片1为记忆金属。

其中，设置有一单向阻挡件12，防止所述金属片1高温形变后降温复位。

上述的实施例二和实施例三中的双金属片1和记忆金属都是具有达到一定温度会发生形变的，所以可以在不需要外力（压片9）的辅助下进行脱离。当然为了避免温度回落之后的形变恢复，需要设置单向阻挡件12来防止其重新与防雷器引脚接触导通。单向阻挡件12的结构属于现有技术，在此不再赘述。

本发明的工作原理：凸起3尖端的角线为熔线30，熔线30前端（即焊接处）为与防雷器件引脚4焊接的位置，熔线30后端的表面积逐渐开阔变宽。由于该尖端部2和凸起3，利用了电流的尖端聚集效应和热能尖端聚集效应，可以使尖端聚集大量热量。该熔线30将尖端部2划分为位于熔线30前端的高温区31、位于熔线30的加温区32、以及位于熔线30后端的散流区33。

当发生工频过电流时，工频过电流经过防雷器件引脚4与高温区31的焊接连接向下传递，但高温区31的面积和接触面远远小于防雷器件引脚4焊接面，使得工频过电流经过时，因为电流尖端集聚效应，流经高温区31的电流路径突然变小，线阻变大，电流做功，使得高温区31的温度迅速上升。而此时，受工频过电流影响，防雷器件本身亦开始发热，热量通过防雷器件引脚4与高温区31的焊接连接向下传递，也会因为高温区31的面积和接触面远远小于防雷器件引脚4焊接面，因为热量尖端集聚效应，使得热量在高温区31集聚。

为了保证高温区31的温度足以熔融（温度需在260℃以上）该区域的无铅焊锡5并保持一定的时间以确保焊锡彻底熔融，在金属片1尖端处，设置了熔线30凸起3，即经过冲压后的凹凸面加温区32，该区域的凸起3，使得流经的热量或电流，均需要经过熔线30，并因熔线30的锐角尖端结构，在此处再次形成热集聚，热能分别向高温区31和散流区33扩散。在扩散工程中，对高温区31产生了保温、加温的作用，令高温区31的温度能够有一定时间的保持；而散流区33则会将多余的温度或电流扩散下去。

此时，高温区31即拥有了足够熔融无铅焊锡5的高温，也有了维持高温的条件，使得铜片具备了与防雷器件引脚4彻底脱离的条件。

而高温区31与防雷器引脚的焊接，采用贴片式焊接，并且因为高温区31面积有限，使得焊接时的焊锡量可以控制，大大提高了生产效率。

在高温区31使用无铅焊锡5，解决了环保问题。

在高温区31使用无铅焊锡5，而无铅焊锡5因为不含铅，所以粘性差，不会发生脱离拉丝的现象。

因为高温区31的温度在无铅焊锡5熔点以上，且可以保持一定的时间，所以可以确保脱离动作的启动条件。

如下，为浪涌经过热脱离装置的两种情形：

1、防雷器件防护量级内的浪涌经过热脱离装置时，该装置不动作，不会发生热脱离。这是因为此时的浪涌能量在金属片1的高温区31和加温区32无法形成可以将无铅焊锡5熔融的高温，不足以启动热脱离装置。

2、发生超量浪涌时，热脱离装置启动。

虽然超量浪涌经过时间很短，但由于浪涌本身携带的强大能量，在设置好的金属片1的高温区31形成高温，并在加温区32持续做功，继续升温，使焊锡熔融，达到脱离的目的。

至于超量浪涌冲击时热脱离装置的动作过程，与发生工频过电流时的工作过程完全一致，这里不再赘述。

以上的实施例只是在于说明而不是限制本发明，故凡依本发明专利申请范围所述的方法所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种电源类的防雷器热脱离装置，其特征在于：包括金属片，该金属片的一端被固定，该金属片的另一端设置有尖端形状的尖端部，在该尖端部上设置有凸起；所述金属片通过该尖端部与防雷器件引脚焊接；其中，所述金属片尖端到所述凸起之间为焊接处；凸起尖端的角线为熔线，该熔线将尖端部划分为位于熔线前端的高温区、位于熔线的加温区、以及位于熔线后端的散流区。

2.根据权利要求1所述的一种电源类的防雷器热脱离装置，其特征在于：所述焊接方式为无铅焊接。

3.根据权利要求1所述的一种电源类的防雷器热脱离装置，其特征在于：还包括托板，通过锁固件将所述金属片的一端固定于该托板上。

4.根据权利要求3所述的一种电源类的防雷器热脱离装置，其特征在于：在所述托板上设置有金属件，该金属件位于所述尖端部脱离后的复位之处，使所述尖端部脱离复位后与所述金属件接触从而导通所述金属件和锁固件。

5.根据权利要求3所述的一种电源类的防雷器热脱离装置，其特征在于：还包括压片，该压片的一端通过所述锁固件固定于所述托板上，并且该压片将所述金属片向所述托板方向挤压。

6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种电源类的防雷器热脱离装置，其特征在于：所述金属片为铜片。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的一种电源类的防雷器热脱离装置，其特征在于：所述金属片为双金属片，该双金属片中，与所述防雷器件引脚连接的一侧为主动层，另一侧为被动层。

8.根据权利要求7所述的一种电源类的防雷器热脱离装置，其特征在于：设置有一单向阻挡件，防止所述金属片高温形变后降温复位。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的一种电源类的防雷器热脱离装置，其特征在于：所述金属片为记忆金属。

10.根据权利要求9所述的一种电源类的防雷器热脱离装置，其特征在于：设置有一单向阻挡件，防止所述金属片高温形变后降温复位。