CN107507744B - 一种电涌保护器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电涌保护器，包括底座、压敏电阻、脱扣支架、弹片、插脚一和插脚二，压敏电阻设置有电极一和电极二，插脚一和插脚二安装在底座两侧，脱扣支架铰接在底座上，所述电极二为凸台状，压敏电阻安装在壳体上后，电极一与插脚一连接，电极二穿过壳体，弹片一端与电极二通过易熔金属焊接在一起，弹片另一端与插脚二连接，脱扣支架在弹簧的作用力下，抵靠在弹片上。本发明能够快速脱扣，有效的避免了拉弧、拉丝和燃烧现象的发生，提高了电涌保护器的安全性。

Description

一种电涌保护器

技术领域

本发明属于防雷技术领域，尤其涉及能够快速脱扣的电涌保护器。

背景技术

电涌保护器（又称浪涌保护器、电浪涌保护器、避雷器、防雷器等，简称SPD)，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，电涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。其适用于交流50/60HZ，额定电压至380V的供电系统(或通信系统)中，对间接雷电和直接雷电影响或其他瞬时过压的电涌进行保护，适用于家庭住宅、第三产业以及工业领域电涌保护的要求，具有相对相，相对地，相对中线，中线对地及其组合等保护模式。

按其工作原理分类，电涌保护器（SPD）可以分为电压开关型、限压型及组合型。

⑴电压开关型SPD。在没有瞬时过电压时呈现高阻抗，一旦响应雷电瞬时过电压，其阻抗就突变为低阻抗，允许雷电流通过，也被称为"短路开关型SPD"。

⑵限压型SPD。当没有瞬时过电压时，为高阻抗，但随电涌电流和电压的增加，其阻抗会不断减小，其电流电压特性为强烈非线性，有时被称为"钳压型SPD"。

⑶组合型SPD。由电压开关型组件和限压型组件组合而成，可以显示为电压开关型或限压型或两者兼有的特性，这决定于所加电压的特性。

当瞬时电压或者瞬时电流超过一定值时，电涌保护器中的脱扣结构就会脱扣，切断电网，从而对电器进行保护。

现有的电涌保护器普遍采用的脱扣结构如图1和图2所示，其包括底座1和外壳，外壳将底座1完全罩住，底座1上安装有压敏电阻6、脱扣支架2、弹片3、弹簧7、插脚一4和插脚二5，压敏电阻6上连接有电极一60和电极二61，电极一60为和电极二61都是通过本体折弯翻边形成L形，底座两侧分别安装插脚一4和插脚二5，底座侧面和中间位置设置有电极槽，电极一和电极二穿过电极槽安装在底座上，脱扣支架一端铰接在底座上，脱扣支架能够在底座上转动，弹片一端与电极二低温焊锡连接，另一端与插脚二连接，电极一与插脚一高温焊锡连接，弹簧一端连接在脱扣支架上，另一端连接在插脚二上，在弹簧的作用力下，脱扣支架抵靠在弹片上。当过电流或者过电压超过一定值时，弹片与电极二之间的锡焊就会溶解脱落，在脱扣支架的作用下降弹片推开远离电极二，从而完成脱扣动作。这种传统结构存在如下缺陷：

1、电极二是通过本体折弯翻边形成的，其传热时间较长，导致在过电流或者过电压下压敏电阻的电极二与弹片的焊接点不能在短时间内熔化，就会导致脱扣卡滞、脱扣慢的问题，而脱扣时间慢就会出现拉弧、拉丝和燃烧现象，安全性较差。

2、电极二与弹片的连接面为竖直面，电极二与弹片的脱扣需要脱扣支架推动才能成功脱扣，电涌保护器长期使用，脱扣支架、弹簧等部件会自然劣化，弹簧的弹力不足以推动弹片与电极二脱扣，造成脱扣卡滞，引起燃烧，安全性较差。

发明内容

为了克服现有电涌保护器在脱扣时存在的脱扣时间长、脱扣慢引起的拉弧、拉丝和燃烧的缺陷，本发明提供一种电涌保护器，该电涌保护器能够快速脱扣，有效的避免了拉弧、拉丝和燃烧现象的发生，提高了电涌保护器的安全性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种电涌保护器，包括底座、压敏电阻和弹片，压敏电阻设置有电极一和电极二，其特征在于：压敏电阻安装在底座上后，弹片与电极二通过易熔金属焊接在一起，弹片与电极二的连接面为水平面，在弹片的竖向弹力作用下弹片与电极二完成竖直方向的脱扣动作，脱扣后，弹片与电极二之间形成竖直间隙。

所述底座上还安装有水平脱扣件，水平脱扣件对弹片产生水平脱扣力，在弹片与电极二完成竖直方向的脱扣动作后，水平脱扣件驱动弹片与电极二完成水平方向的脱扣动作，完成水平方向的脱扣动作后，弹片与电极二之间形成水平间隙。

所述电极二为凸出于压敏电阻的凸台。

所述水平脱扣件包括脱扣支架和弹簧，脱扣支架铰接在底座上，脱扣支架在弹簧的作用力下，抵靠在弹片上。

所述弹簧为拉簧，拉簧一端连接在底座上，另一端连接在脱扣支架上，脱扣支架通过拉簧的弹力抵靠在弹片上。

所述底座上设置有轴，脱扣支架套接在轴上，轴上套接有蜗簧，蜗簧一端连接在轴上，另一端连接在脱扣支架上，脱扣支架通过蜗簧的弹力抵靠在弹片上。

所述弹片包括弹片本体和电极二连接部，弹片本体上设置有竖向弹角，电极二连接部与水平面平行。

弹片本体上开设有槽。

电极二连接部上开设有孔。

弹片本体的侧面设置有加强筋，加强筋与弹片本体形成脱扣支架限位槽，脱扣支架限位槽为L形，脱扣支架位于脱扣支架限位槽中。

本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

1、本发明的弹片与电极二的连接面不再是竖直面而是水平面，在弹片的竖向弹力作用下弹片与电极二完成竖直方向的脱扣动作，脱扣后，弹片与电极二之间形成竖直间隙。这样的结构设计，完全改变了弹片与电极片二的脱扣方式，不再是现有的依靠脱扣支架的推动在水平方向上脱扣，脱扣依靠弹片的自身弹力脱扣，其优势在于即使弹簧和脱扣支架自然裂化也能够有效的、快速的脱扣，瞬间切断与压敏电阻的电气连接，而且避免现有结构的脱扣卡滞、脱扣时间长导致的拉弧、拉丝、燃烧现象，提高了电涌保护器的安全性。

2、本发明对电极二的结构进行了改进，电极二不再通过本体折弯翻边形成，而是设计成凸出于压敏电阻的凸台，例如圆台、柱状凸台等，这样压敏电阻安装在底座上后，电极二凸出于底座，弹片与电极二锡焊连接，电极二相对于通过本体折弯翻边形成来讲，传热时不会折弯，传热面积也更大，传热速度会大大提高，由于传热速度的提高，弹片与电极二的锡焊点就能够快速熔化，在弹片的自身弹力作用下，弹片就可与电极二在竖直方向上脱扣，这样就缩短了弹片与电极二的脱扣时间，有效表面脱扣时拉弧、拉丝和燃烧现象的发生，提高了电涌保护器的安全性。

3、本发明底座上还安装有水平脱扣件，水平脱扣件对弹片产生水平脱扣力，在弹片与电极二完成竖直方向的脱扣动作后，水平脱扣件驱动弹片与电极二完成水平方向的脱扣动作，完成水平方向的脱扣动作后，弹片与电极二之间形成水平间隙。本发明首先通过弹片的自身弹力在竖直方向上与电极二脱扣，然后通过水平脱扣件的作用，促使弹片与电极二完成水平方向的脱扣动作，这样通过两次脱扣，既在竖直方向上形成竖直间隙又在水平方向上形成水平间隙，这样增大弹片与电极二间的安全绝缘距离，达到安全的电气间隙，彻底切断电气连接。

4、本发明弹片包括弹片本体和电极二连接部，弹片本体设置有竖向弹角，电极二连接部与水平面平行。本发明对弹片的结构进行大量的改进，不再采用现有的矩形片结构，而是将与电极二连接的电极二连接部改成了与水平面平行，这样就使得弹片与电极二水平接触，同时通过弹片本体上的竖向弹角的作用，产生了竖向的弹力，在连接出的易熔金属焊点熔化后，弹片由于竖向弹角的作用力，会将弹片竖向弹起，脱离电极二，而不是靠脱扣支架的力将弹片脱扣，其好处在于，即使弹簧和脱扣支架自然裂化也能够有效的、快速的脱扣，瞬间切断与压敏电阻的电气连接，相对于传统的脱扣方式，缩短了脱扣时间。利用竖向弹角的竖向弹力的作用下，使得弹片与电极二在竖向上脱扣，脱扣不依靠其他部件，脱扣稳定性更好。

5、本发明电极二连接部上开设有孔。孔中用易熔金属填充，形成柱状焊接点，使得弹片与电极二连接在一起，不仅能够减少易熔金属的使用量，而且能够增加易熔金属焊点的径向连接力，脱扣支架产生的力不容易造成电极二与弹片脱扣，避免长期使用脱扣支架的弹力克服锡焊的连接力将弹片脱扣，而不是由于过电压或者过电力脱扣。形成的易熔金属点能够减小轴向连接力，有利于弹片依靠竖向弹角脱扣，缩短脱扣时间。

6、本发明弹片本体上开设有槽，通过槽的作用可以减小竖向弹角处的弹片本体的宽度，能够增加弹片的竖向弹力，保证弹片在竖向弹角的弹力作用下能够迅速脱扣。

7、弹片本体的侧面设置有加强筋，加强筋与弹片本体形成脱扣支架限位槽，脱扣支架限位槽为L形，脱扣支架位于脱扣支架限位槽中。脱扣支架限位槽用于脱扣支架限位，提高脱扣支架与弹片之间的连接稳定性，避免脱扣支架在弹簧的作用力下，与弹片脱位，无法实现弹片与电极二的水平脱扣动作，而加强筋的作用一是可提高脱扣支架限位槽的强度，二是可提高竖向的弹力，利于脱扣。

附图说明

图1为现有电涌保护器的整体结构爆炸图；

图2为现有技术电涌保护器组装后整体结构示意图；

图3是本发明整体结构爆炸图；

图4是本发明组装后的整体结构示意图；

图5是本发明弹片与插脚二连接的结构示意图。

图中标记 1、底座，10、电极孔，11、插脚槽，12、轴，2、脱扣支架，3、弹片，30、弹片本体，31、电极二连接部，32、插脚二连接部，33、竖向弹角， 34、孔，35、矩形槽，36、脱扣支架限位槽，37、加强筋，4、插脚一，5、插脚二，6、压敏电阻，60、电极一，61、电极二，7、弹簧。

具体实施方式

本发明所说的水平方向是指与底座平行的方向，水平面是指与底座平行的面，所述的竖直方向是指与底座垂直的方向。

实施例1

如图3所示，本实施例保护的是一种电涌保护器，该电涌保护器包括底座1、脱扣支架2、弹片3、插脚一4，插脚二5、压敏电阻6、弹簧7和壳体（图中未示出），底座1上设置有两个电极孔10、两个插脚槽11和一根轴12，一个电极孔10位于底座1右侧下部，一个电极孔10位于左侧，两个插脚槽11分别位于底座1的左右两侧，轴12位于底座1的左下部，壳体将底座1全面覆盖。

脱扣支架2与现有的脱扣支架结构相同，再次不再赘述。

弹片3包括弹片本体30、电极二连接部31和插脚二连接部32，弹片本体30设置有竖向弹角33，电极二连接部31与水平面平行，插脚二连接部32与水平面相交（例如垂直），电极二连接部31通过竖向弹角33与弹片本体30相连接，插脚二连接部32与弹片本体30相连接。

电极二连接部31上开设有孔34。

弹片本体30上开设有矩形槽35，弹片本体30连接有加强筋37，弹片本体与加强筋37形成脱扣支架限位槽36，脱扣支架限位槽36为L形。

弹片3可以整体成型，也可以分体成型。

如图4所示，插脚一4和插脚二5分别安装在底座的左右两个插脚槽11中，脱扣支架2套接在轴12上，轴12将脱扣支架2限位在底座1上，弹簧7一端连接在脱扣支架2上，一端连接在底座1或者插脚二5上均可，压敏电阻6安装在底座上，电极一60呈L形，从位于底座1左侧的电极孔10中穿出，电极一60与插脚一4采用高温焊锡连接，电极二61为凸出于压敏电阻的凸台，截面为矩形，底座上的电极孔10也为矩形，电极二61从电极孔10中穿出，凸出于底座1，弹片3的电极二连接部31采用低温焊锡与电极二61的水平表面（与底座平行的面）连接，弹片3的插脚二连接部32与插脚二5点焊连接在一起，脱扣支架2在弹簧（安装后弹簧处于拉伸状态）的拉力作用下抵靠在弹片本体30的脱扣支架限位槽36中，弹片本体30的脱扣支架限位槽36底面与底座1接触。

脱扣工作过程为：当电路中出现过电压或过电流等异常情况时，电极二61处的低温焊锡熔化脱落，弹片3的电极二连接部31因竖向弹角33的自身弹力作用，向竖直方向向上回弹，瞬间切断与压敏电阻器的电气连接，同时脱扣支架2因受到弹簧的拉力作用而开始滑动，推动弹片在水平方向远离压敏电阻器的电极二61，即增大弹片3与电极二61间的安全绝缘距离，达到安全的电气间隙，彻底切断电气连接，避免传统结构的脱扣卡滞、脱扣时间长导致的拉弧、拉丝、燃烧现象，电涌保护器快速响应时间在数百毫秒并能安全失效，从而保护了设备，提高了设备的使用安全性。由于本发明弹片3设置有电极二连接部31和竖向弹角33，电极二连接部31与电极二61之间的连接为水平焊接，而不是现有的竖向焊接（与底座垂直的方向），依靠竖向弹角33弹力，即可实现电极二61与弹片3的脱扣。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，不同的是，弹簧7位蜗簧，装在轴12上，蜗簧一端连接在轴12上，一端连接在脱扣支架2上。

实施例3

本实施例保护的是一种电涌保护器，该电涌保护器包括底座1、弹片3、插脚一4，插脚二5和压敏电阻6和壳体（图中未示出），底座1上设置有两个电极孔10、两个插脚槽11和一根轴12，一个电极孔10位于底座1右侧下部，一个电极孔10位于左侧，两个插脚槽11分别位于底座1的左右两侧，轴12位于底座1的左下部，壳体将底座1全面覆盖。

压敏电阻设置有电极一60和电极二61，压敏电阻6安装在底座1上后，弹片3与电极二61通过易熔金属焊接在一起，弹片3与电极二61的连接面为水平面，在弹片3的竖向弹力作用下弹片3与电极二61完成竖直方向的脱扣动作，脱扣后，弹片3与电极二61之间形成竖直间隙。

所述底座1上还安装有水平脱扣件，水平脱扣件对弹片产生水平脱扣力，在弹片与电极二完成竖直方向的脱扣动作后，水平脱扣件驱动弹片与电极二完成水平方向）的脱扣动作，完成水平方向的脱扣动作后，弹片与电极二之间形成水平间隙。

所述电极二61为凸出于压敏电阻的凸台。

所述水平脱扣件为拉簧，一端连接在底座上，一端连接在弹片上。

所述弹片3包括弹片本体30和电极二连接部31，弹片本体30上设置有竖向弹角33，电极二连接部31与水平面平行。

弹片本体30上开设有矩形槽35。

电极二连接部31上开设有孔34，孔为圆形孔。

Claims (8)

1.一种电涌保护器，包括底座、压敏电阻和弹片，压敏电阻设置有电极一和电极二，其特征在于：

压敏电阻安装在底座上后，弹片与电极二通过易熔金属焊接在一起，弹片与电极二的连接面为水平面，在弹片的竖向弹力作用下弹片与电极二完成竖直方向的脱扣动作，脱扣后，弹片与电极二之间形成竖直间隙；

所述底座上还安装有水平脱扣件，水平脱扣件对弹片产生水平脱扣力，在弹片与电极二完成竖直方向的脱扣动作后，水平脱扣件驱动弹片与电极二完成水平方向的脱扣动作，完成水平方向的脱扣动作后，弹片与电极二之间形成水平间隙；

所述电极二为凸出于压敏电阻的凸台；传热时电极二不会折弯，传热面积也更大，传热速度会大大提高，由于传热速度的提高，弹片与电极二的锡焊点就能够快速熔化，在弹片的自身弹力作用下，弹片就可与电极二在竖直方向上脱扣，这样就缩短了弹片与电极二的脱扣时间，有效表面脱扣时拉弧、拉丝和燃烧现象的发生，提高了电涌保护器的安全性。

2.根据权利要求1所述的一种电涌保护器，其特征在于：所述水平脱扣件包括脱扣支架和弹簧，脱扣支架铰接在底座上，脱扣支架在弹簧的作用力下，抵靠在弹片上。

3.根据权利要求2所述的一种电涌保护器，其特征在于：所述弹簧为拉簧，拉簧一端连接在底座上，另一端连接在脱扣支架上，脱扣支架通过拉簧的弹力抵靠在弹片上。

4.根据权利要求2所述的一种电涌保护器，其特征在于：所述底座上设置有轴，脱扣支架套接在轴上，轴上套接有蜗簧，蜗簧一端连接在轴上，另一端连接在脱扣支架上，脱扣支架通过蜗簧的弹力抵靠在弹片上。

5.根据权利要求1所述的一种电涌保护器，其特征在于：所述弹片包括弹片本体和电极二连接部，弹片本体上设置有竖向弹角，电极二连接部与水平面平行。

6.根据权利要求5所述的一种电涌保护器，其特征在于：弹片本体上开设有槽。

7.根据权利要求5所述的一种电涌保护器，其特征在于：电极二连接部上开设有孔。

8.根据权利要求5所述的一种电涌保护器，其特征在于：弹片本体的侧面设置有加强筋，加强筋与弹片本体形成脱扣支架限位槽，脱扣支架限位槽为L形，脱扣支架位于脱扣支架限位槽中。

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