CN107069435B - 一种大容量通流的电源防雷器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大容量通流的电源防雷器，包括模块上盖和模块底座，模块上盖和模块底座通过边框扣合成模块整体，在模块腔体中间的上层装有电路板，下层装有防雷组件，防雷组件的两侧装有端子组件，电路板、防雷组件和端子组件连接在一起；电路板上装有限压电路、工作指示电路、遥信指示电路；工作指示电路设置有发光二极管、稳压管、限流电阻和限流二极管；遥信指示电路含有脱扣保险丝、开关拉丝和微动开关。本发明的一种大容量通流的电源防雷器，采用石墨间隙放电原理，可以承受大容量高压雷电流的冲击，在起到电源防雷作用的同时，防雷器本身还带有醒目的工作指示灯、安全的脱扣机构和远程指示的遥信接点。

Description

一种大容量通流的电源防雷器

技术领域

本发明涉及一种电源防雷器，特别涉及一种大容量通流的电源防雷器。

背景技术

电源防雷器(简称SPD)是一种防止感应雷电对电源系统和用电设备造成破坏的专用保护器件，当电源系统的配电线路和用电设备受到高压雷电流侵扰时，电源防雷器内部的元件能够迅速形成通路，将雷电冲击电流泄放导入大地，同时将雷电高压限制在一定的电压保护水平，起到对电源装置和用电设备的防雷保护作用；根据防雷理论，在室内Lpz0B至Lpz1的雷电防护区域，要在电源系统中安装T1级10/350波形的开关型电源防雷器，通常开关型防雷器一般采用间隙放电和气体放电的元件制成，具有耐受较大雷电冲击、泄放大电流的能力。

采用多层石墨材料制成的电源防雷器就是间隙放电防雷器件的一种，相较于限压型的电源防雷器，石墨间隙放电的器件属于开关型电源防雷器，其优点是放电电流大、漏电流小、无续流、无电弧外泄、热稳定性好，但是这种电源防雷器也存在缺点，如残压高，反映时间慢等；并且，常规的开关型间隙电源防雷器不带工作状态指示，没有自身脱扣保护，也没有提供远程遥信接点输出，这样就给电源防雷器的应用带来了一定的缺陷。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种大容量通流的电源防雷器，可以提高防雷器放电的容量和绝缘耐压；可以降低防雷器的残压和避免产生流电流；并可以加快防雷放电的响应速度；还可指示电源防雷器的工作状态；其中增加的脱扣保险丝及配套元件，既可以防止防雷元件失效时对外部电源线路的影响，又可以提供遥信接点，使得防雷管理系统能在远程监测防雷器的失效状态。

本发明采用如下技术方案：一种大容量通流的电源防雷器，它包括模块上盖和模块底座，所述模块上盖和模块底座通过边框扣合成模块整体，在模块腔体中间的上层装有电路板，下层装有防雷组件，所述防雷组件的两侧装有端子组件，所述电路板、防雷组件和端子组件连接在一起；所述电路板上装有限压电路、工作指示电路、遥信指示电路；所述工作指示电路设置有发光二极管、稳压管、限流电阻和限流二极管；所述遥信指示电路含有脱扣保险丝、开关拉丝和微动开关；所述开关拉丝勾在脱扣保险丝上使微动开关的弹片处于按下的位置。

所述防雷组件包括十片石墨圆片、九片绝缘垫圈、二个组件夹板和四根夹板连杆，所述石墨圆片叠装后两两之间都夹入一片绝缘垫圈，两外侧的所述石墨圆片通过组件夹板固定，所述组件夹板内侧的四角各装有一根夹板连杆，所述夹板连杆中间穿有长螺钉，通过长螺钉固定组件夹板，再将多层叠装的石墨圆片夹紧；所述电路板的两侧下方还各焊接有五根长脚插针，所述长脚插针依靠弹性与下方的十片石墨圆片夹紧连接。

所述电路板的十根长脚插针的第二长脚插针至第九长脚插针分别将高压电容并联在第二至第九石墨片上，对接地端构成限压电路；所述电路板的十根长脚插针的第一长脚插针通过第一石墨圆片和前侧的组件夹板连接，第十长脚插针通过第十石墨圆片与后侧组件夹板连接，所述前侧组件夹板、发光二极管、限流电阻、限流二极管、脱扣保险丝和后侧组件夹板依次串联；所述限压电路的接地端连接在发光二极管和脱扣保险丝的串联电路之间；所述开关拉丝的一端勾在脱扣保险丝上，另一端勾在微动开关的弹片上；所述发光二极管上还并联一个稳压管。

所述端子组件由一个双头电源端子片和一个单头接地端子片和三个端子夹圈组成；所述双头电源端子片和单头接地端子片的一侧分别通过连接螺钉与二个组件夹板固定，所述双头电源端子片和单头接地端子片的另一侧分别套有一个所述端子夹圈，所述端子夹圈上都装有端子螺钉。

所述模块底座前侧设有两个电源接线孔，其两孔内部的双头端子片互相导通；所述模块底座后侧设有一个接地接线孔。

所述模块底座后侧的遥信输出口内装有遥信端子，所述遥信端子的出脚通过引线与电路板上的所述微动开关的出脚连接，所述遥信端子内提供一组常开和一组常闭接点。

所述模块上盖中间凸起的顶面右上角设有一个内装发光二极管的指示灯孔，所述发光二极管串接在模块内部工作指示电路中。

所述模块上盖前端设有两个电源螺钉孔，用于外接电源的L线或N线；所述模块上盖后端设有一个接地螺钉孔，用于外接大地PE线。

所述接地螺钉孔的后侧设有一个汇流排插槽，用于多个模块拼接时连通接地端子。

所述模块底座底部设有一个导轨卡槽；所述模块底座的后侧下方还装有一个导轨卡头，所述导轨卡头的外端设有一个拉环，所述导轨卡头另一端侧伸入模块底座下方导轨卡槽的一侧。本发明的有益技术效果是：一种大容量通流的电源防雷器，通过采用石墨圆片和绝缘垫圈的相互叠装和隔离，组成大容量的电源防雷器单元，通过四个单元模块的组合可以用于三相电源系统和用电设备的防雷；这种大容量通流的电源防雷器一方面可以大通流、降残压和耐高温，另一方面可以无漏流、防飞弧和断续流，并且还带有指示工作状态、自身保护脱扣和供远程采集防雷器失效状态的遥信接点，给电源防雷器的使用带来了安全和方便。

附图说明

图1为本发明实施例的一种大容量通流的电源防雷器的外形结构示意图；

图2为本发明实施例的一种大容量通流的电源防雷器的内部组件示意图；

图3为本发明实施例的一种大容量通流的电源防雷器的石墨垫圈示意图；

图4为本发明实施例的一种大容量通流的电源防雷器的电路结构示意图；其中：1-模块外壳，1a-电源螺钉孔，1b-接地螺钉孔，1c-汇流排插槽，1d-指示灯孔，2-模块底座，2a-电源接线孔，2b-接地接线孔，2c-遥信输出口，2d-导轨卡口，3-电路板，3a-高压电容C1-C8，3b-稳压管WD，3c-发光二极管LED，3d-限流电阻R，3e-限流二极管，3f-脱扣保险丝F，3g-开关拉丝，3h-微动开关，4-石墨圆片，5-隔离垫圈，6-长脚插针，7-组件夹板，7a-连接螺钉，8-夹板连杆，9-端子夹圈，10-双头端子片，10a-端子螺钉，11-单头端子片，12-遥信端子，13-导轨卡头。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1所示，本实施例提供了一种大容量通流的电源防雷器；它是由模块上盖1和模块底座2组成，所述模块上盖1和模块底座2通过边框扣合成模块整体，在模块腔体中间的上层装有电路板3，下层装有防雷组件，所述防雷组件的两侧装有端子组件；所述模块上盖1中间凸起的顶面右上角设有一个指示灯孔1d，所述指示灯孔1d内嵌装有一个发光二极管3c，用于指示电源防雷器的工作状态；所述模块上盖1前后端比中间顶面落低，其前端设有两个电源螺钉孔1a，用于外接电源的L线或N线，其后端设有一个接地螺钉孔1b，用于外接大地线；所述接地螺钉孔1b的后侧设有一个汇流排插槽1c，用于多个模块拼接时连通接地端子；所述模块底座2前侧设有两个电源接线孔2a，其内部的双头端子片10互相导通，接线时只接一个电源接线孔2a，可接入火线(L)或零线(N)，所述模块底座2后侧设有一个接地接线孔2b，用于接入大地线(PE)；所述接地接线孔2b右侧设有一个遥信输出口2c，用于提供常开常闭(NO或NC)接点的输出，可以向远程的防雷管理系统提供防雷器失效状态信号；所述模块底2座底部设有一个导轨卡槽2d，所述模块底座2的后侧下方还装有一个导轨卡头13，所述导轨卡头13的外端设有一个带弹簧的拉环，导轨卡头13另一端侧伸入模块底座2下方导轨卡槽2d的一侧，便于安装时将电源防雷器固定在配电机柜内的导轨上。

如图2所示，是本实施例的一种大容量通流的电源防雷器的内部组件示意图；图中的电路板3、防雷组件和端子组件连接在一起，上层电路板3两侧焊接了两排各五芯的长脚插针6，所述防雷组件包括十片石墨圆片4、九片绝缘垫圈5、二个组件夹板7和四根夹板连杆8；所述端子组件由一个双头电源端子片10和一个单头接地端子片11和三个端子夹圈9组成；所述电路板3通过长脚插针6分别将下层的防雷组件中的十片石墨圆片4夹紧连接；下层防雷组件两侧的组件夹板7分别连接端子组件的双头端子片10和单头端子片11；所述石墨圆片4叠装后两两之间都夹入一片绝缘垫圈5，两外侧的所述石墨圆片4通过组件夹板7固定，所述组件夹板7内侧的四角各装有一根夹板连杆8，所述夹板连杆8中间穿有长螺钉8a，通过组件夹板7将多层叠装的石墨圆片4固定夹紧；所述双头电源端子片10和单头接地端子片11的一侧分别通过连接螺钉7a与二个组件夹板7固定，所述双头电源端子片10和单头接地端子片11的另一侧分别套有一个端子夹圈9，所述端子夹圈9上都装有端子螺钉10a，所述端子螺钉10a用于接线时拧紧电源线和接地线的线头。

如图3所示，是本实施例的一种大容量通流的电源防雷器的石墨垫圈示意图；所述石墨圆片4每片是约3mm厚、外径约30mm的石墨导电材料，所述隔离垫圈5是外径比石墨圆片稍大、内径约20mm的聚四氟乙烯薄片；十片石墨圆片4和九片绝缘垫片5间隔叠装，通过隔离垫圈5形成九个互相不导通的间隙；在用于电源防雷时，在雷电高压的作用下，这些隔离的间隙被电弧击穿，可形成对大地的放电通道；由于石墨材料和聚四氟乙烯材料都具有耐高温、耐腐蚀、抗氧化的特点，因此，多层的石墨隔离间隙在防雷时可以承受多次导通放电，而在没有雷电侵扰时这种防雷组件本身绝缘好、无漏电流，不会对电源线路造成任何影响。

如图4所示，是本实施例的一种大容量通流的电源防雷器的电路结构示意图；图中的电路板3上装有限压电路、工作指示电路、遥信指示电路和十根长脚插针6，所述限压电路含有并联在石墨圆片4和接地端的八个高压电容3a，由于在雷电作用时，防雷放电需要多个石墨片之间的间隙逐一击穿导通，因此放电和限压响应的时间就比较缓慢，通过并接在所述石墨片和接地端之间的高压电容3a，利用电容两端的电压不能突变的特性，输入端的高电压就能迅速被多个高压电容3a限压，待石墨间隙对大地导通之后，进一步将残压降低，并且形成对大地的放电通道；所述工作指示电路含有发光二极管3c、稳压管3b、限流电阻3d和限流二极管3e；在这个电路中，所述稳压管3b的作用是保护发光二极管3c不受过高电压的冲击，所述限流电阻3d用于降低供给发光二极管3c的电压，所述限流二极管3e用于将供给发光二极管3c的交流电整流成直流电，所述发光二极管3c在电源防雷器正常工作时发绿光，在电源防雷器故障时不发光；所述遥信指示电路含有脱扣保险丝3f、开关拉丝3g和微动开关3h，当电源防雷器受到过量的雷电流冲击时，多个高压电容3a有可能被击穿而短路，此时就快速引发脱扣保险丝3f断开，这样就不会对外部电源线路造成影响；所述脱扣保险丝断开3f后还使得勾在其上的开关拉丝3g松开，使被拉住的动微动开关3h的弹片回到原来的位置，从而使微动开关内的触点改变位置，进而使遥信端子12提供接点的常开(NC)和常闭(NC)接点互换；通过监测这个接点信号的变化，就能在远程感知到电源防雷器出现的故障，提请管理人员及时维修和更换防雷器件，以保证电源防雷系统的正常运行。

在以上实施例中介绍的一种大容量通流的电源防雷器，仅仅是电源防雷器的一个模块单元，如将电源防雷器应用在单相电源系统上时，要用两个此种模块单元组合在一起，两单元组合体的上侧分别接电源线的L和N，每个模块的两个电源接线孔只需接其中的一个，两单元组合体下侧的接地接线孔用汇流排连接后再接至外部大地端子PE；如果应用在三相电源系统上，要用四个此种模块单元组合在一起，四单元组合体的上侧分别接电源线的L1、L2、L3和N，每个模块的两个电源接线孔同样只接其中的一个，四单元组合体下侧的接地接线孔同样用汇流排连接后再接至外部大地端子PE；防雷器组合体上的各个遥信端子要连接在一起后接至远程监测设备，使用常开(NO)接点的要将各组接点并联后形成一对接点，使用常闭(NC)接点的要将各组接点串联后形成一对接点；此外，所述一种大容量通流的电源防雷器的模块单元还可以根据配电系统的各种制式，组合成差模、共模和全模防雷的多种保护形式，可达到给客户提供大容量、多功能、安全可靠的电源防雷产品的目的。

上述对所公开的一种大容量通流的电源防雷器实施例的说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种大容量通流的电源防雷器，其特征在于：它包括模块上盖和模块底座，所述模块上盖和模块底座通过边框扣合成模块整体，在模块腔体中间的上层装有电路板，下层装有防雷组件，所述防雷组件的两侧装有端子组件，所述电路板、防雷组件和端子组件连接在一起；所述电路板上装有限压电路、工作指示电路、遥信指示电路；所述工作指示电路设置有发光二极管、稳压管、限流电阻和限流二极管；所述遥信指示电路含有脱扣保险丝、开关拉丝和微动开关；所述开关拉丝勾在脱扣保险丝上使微动开关的弹片处于按下的位置；所述防雷组件包括十片石墨圆片、九片绝缘垫圈、二个组件夹板和四根夹板连杆，所述石墨圆片叠装后两两之间都夹入一片绝缘垫圈，两外侧的所述石墨圆片通过组件夹板固定，所述组件夹板内侧的四角各装有一根夹板连杆，所述夹板连杆中间穿有长螺钉，通过长螺钉固定组件夹板，再将多层叠装的石墨圆片夹紧；所述电路板的两侧下方还各焊接有五根长脚插针，所述长脚插针依靠弹性与下方的十片石墨圆片夹紧连接；所述电路板的十根长脚插针的第二长脚插针至第九长脚插针分别将高压电容并联在第二至第九石墨片上，对接地端构成限压电路；所述电路板的十根长脚插针的第一长脚插针通过第一石墨圆片和前侧的组件夹板连接，第十长脚插针通过第十石墨圆片与后侧组件夹板连接，所述前侧组件夹板、发光二极管、限流电阻、限流二极管、脱扣保险丝和后侧组件夹板依次串联；所述限压电路的接地端连接在发光二极管和脱扣保险丝的串联电路之间；所述开关拉丝的一端勾在脱扣保险丝上，另一端勾在微动开关的弹片上；所述发光二极管上还并联一个稳压管；所述端子组件由一个双头电源端子片和一个单头接地端子片和三个端子夹圈组成；所述双头电源端子片和单头接地端子片的一侧分别通过连接螺钉与二个组件夹板固定，所述双头电源端子片和单头接地端子片的另一侧分别套有一个所述端子夹圈，所述端子夹圈上都装有端子螺钉。

2.根据权利要求1所述的一种大容量通流的电源防雷器，其特征在于：所述模块底座前侧设有两个电源接线孔，其两孔内部的双头端子片互相导通；所述模块底座后侧设有一个接地接线孔。

3.根据权利要求1所述的一种大容量通流的电源防雷器，其特征在于：所述模块底座后侧的遥信输出口内装有遥信端子，所述遥信端子的出脚通过引线与电路板上的微动开关的出脚连接，所述遥信端子内提供一组常开和一组常闭接点。

4.根据权利要求1所述的一种大容量通流的电源防雷器，其特征在于：所述模块上盖中间凸起的顶面右上角设有一个内装发光二极管的指示灯孔，所述发光二极管串接在模块内部工作指示电路中。

5.根据权利要求1所述的一种大容量通流的电源防雷器，其特征在于：所述模块上盖前端设有两个电源螺钉孔，用于外接电源的L线或N线；所述模块上盖后端设有一个接地螺钉孔，用于外接大地PE线。

6.根据权利要求5所述的一种大容量通流的电源防雷器，其特征在于：所述接地螺钉孔的后侧设有一个汇流排插槽，用于多个模块拼接时连通接地端子。

7.根据权利要求1所述的一种大容量通流的电源防雷器，其特征在于：所述模块底座底部设有一个导轨卡槽；所述模块底座的后侧下方还装有一个导轨卡头，所述导轨卡头的外端设有一个拉环，所述导轨卡头另一端侧伸入模块底座下方导轨卡槽的一侧。