CN107809101B - 过电压保护器 - Google Patents

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Abstract

过电压保护器，包括热脱离机构，所述热脱离机构包括支撑件，置于支撑件内部的脱离器，压敏电阻和放电管；所述压敏电阻连接于电源L相和电源N相之间，放电管连接于电源N相和PE相之间，所述压敏电阻一端的引脚、放电管一端的引脚和N相导线的一端通过低温焊锡形成结点；脱离器与第一弹性元件连接，所述结点对脱离器进行限位，当发生保护失效时，结点遇高温使低温焊锡熔化，同时解除对脱离器的限位，第一弹性元件驱动脱离器动作，从而断开各个引脚之间的电连接。本发明通过低温焊锡形成结点，通过结点对脱离器进行限位，当任一回路发生过电压时，结点遇高温断开切断两个回路。

Description

过电压保护器
技术领域
本发明涉及低压电器领域，特别涉及一种过电压保护器。
背景技术
过电压保护设备用于保护线路和设备免遭雷电流或感应电流引起的过电压或操作过电压的影响。当线路中无过电压时，过电压保护设备处于高阻抗或断路状态，从而不影响线路的正常运行；当线路中由于雷电流或操作设备引起过电压时，过电压保护设备将转为导通状态，从而泄放雷电流并控制电压在合理水平，进而保护设备和线路的安全。
一般的，压敏电阻元件和放电管元件作为过电压保护设备的核心元件，其在使用过程中由于各种原因会产生劣化，这是由元器件本身的特性决定的。工作状态时的过电压保护元件在大部分情况下劣化时会出现击穿电压降低、泄漏电流增大，温度升高等，最终导致短路或起火，因此需要有内部或外部的脱离器在劣化达到一定程度时及时断开过电压保护设备的回路。
现有过电压保护器在具有1+1保护模式时通常有几种情况，L-N与N-PE分模块保护，体积大；L-N保护与N-PE各回路具有单独的脱离机构，断开其中一路无法完全保证线路的安全。L-N回路具备脱离机构，而N-PE回路一般具有放电管元件而无脱离机构，但放电管元件也会由于某些原因导致短路，因此安全性不足。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单紧凑，性能安全稳定，成本低的过电压保护器。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种过电压保护器，包括热脱离机构，所述热脱离机构包括支撑件1，置于支撑件1内部的脱离器2，压敏电阻3和放电管4；所述压敏电阻3连接于电源L相和电源N相之间，放电管4连接于电源N相和PE相之间，所述压敏电阻3一端的引脚31、放电管4一端的引脚41和N相导线5的一端通过低温焊锡形成结点6；脱离器2与第一弹性元件201连接，所述结点6对脱离器2进行限位，当发生保护失效时，结点6遇高温使低温焊锡熔化，同时解除对脱离器2的限位，第一弹性元件201驱动脱离器2动作。
进一步，所述结点6位于脱离器2的一侧，并对脱离器2进行限位，脱离器2安装于压敏电阻3一端的引脚31、放电管4一端的引脚41和N相导线5任意两者之间，三者中的另外一个与脱离器2联动，当任一回路发生保护失效时时，结点6遇高温使低温焊锡熔化，同时解除对脱离器2的限位，第一弹性元件201驱动脱离器2动作，从而切断各个引脚之间的电连接并指示故障状态。
进一步，所述放电管4安装于脱离器2上，所述脱离器2被限位于压敏电阻3一端的引脚31和N相导线5之间；压敏电阻3和放电管4分别位于支撑件1的两侧，脱离器2可沿支撑件1水平移动。
进一步，还包括滑块7，脱离器2上设有容纳滑块7的滑块容纳凹槽213，滑块7的一端连接有用于驱动滑块7动作的第二弹性元件71，滑块7的另一端与支撑件1的底部侧壁抵接限位，支撑件1的底部设有用于避让滑块7的顶出窗口102，当脱离器2带动滑块7滑动至顶出窗口102时，滑块7顶出触碰过电压保护器内部的微动开关产生切换信号传输给外部监控系统。
进一步，所述压敏电阻3一端的引脚31从支撑件1的一侧穿过伸向支撑件1的另一侧后，压敏电阻3一端的引脚31和N相导线5水平布置，放电管4一端的引脚41垂直向上伸于N相导线5与压敏电阻3一端引脚之间，并与N相导线5和压敏电阻3一端的引脚31垂直。
进一步，所述脱离器2包括脱离器本体21，支撑件1设有与脱离器本体21滑动配合的滑动凹槽101；所述结点6位于脱离器本体21的上方，放电管4安装于脱离器本体21内，脱离器本体21向上凸出设有用于分隔压敏电阻3一端的引脚31和N相导线5的分隔板22。
进一步，所述分隔板22朝向N相导线5的一侧设有用于容纳N相导线5的导线容纳槽221。
进一步，所述分隔板22向上延伸设有指示杆23，指示杆23的端部延伸至支撑件1的顶部，指示杆23的端部设有用于指示故障状态的指示面231，指示面231与指示杆23垂直设置。
进一步，所述第一弹性元件201为压簧，脱离器本体21的一端设有用于安装第一弹性元件201的弹簧安装槽211，第一弹性元件201的另一端与支撑件的侧壁相抵限位，脱离器本体21的另一端设有用于放电管4的放电管容纳腔体212，所述滑块容纳凹槽213设于脱离器本体21的中部。
进一步，所述放电管容纳腔体212的顶部开设有放电管4一端的引脚41伸出的避让缺口2120。
进一步，所述支撑件1的底部分别安装有L极插片92，N极插片93和PE极插片91，PE极插片91和N极插片93分别位于支撑件1底部的两端且平行相对设置，L极插片92靠近N极插片93一端，与PE极插片91和N极插片93垂直设置；放电管4的另一端与PE极插片91电连接，N相导线5与N极插片93电连接，压敏电阻3的另一端与L极插片92电连接。
本发明过电压保护器的热脱离机构，将压敏电阻一端的引脚、放电管一端的引脚和N相导线的一端通过低温焊锡形成结点，通过结点对脱离器进行限位，当任一回路发生过电压时，结点遇高温断开切断两个回路，保护设备和线路的安全；两个回路共用一个脱离器，节省内部空间，上述结构无需其他温度检测元件，成本低。本发明检测热脱离机构失效的方法无需使用其他检测元件，检测成本低，能够对断点进行快速准确检测，防止烧毁电器。
附图说明
图1是本发明的电路原理图；
图2是本发明过电压保护器在正常状态的内部结构示意图；
图3是本发明过电压保护器在故障状态的内部结构示意图；
图4是本发明过电压保护器另一侧的结构示意图；
图5是本发明过电压保护器内部结构立体图；
图6是本发明脱离器的结构示意图；
图7是本发明低温焊锡的结点的结构图。
具体实施方式
以下结合附图1至7给出的实施例，进一步说明本发明的过电压保护器的具体实施方式。本发明的过电压保护器不限于以下实施例的描述。
如图1-4所示，本发明过电压保护器，包括热脱离机构，所述热脱离机构包括支撑件1，置于支撑件1内部的脱离器2，压敏电阻3和放电管4。所述压敏电阻3连接于电源L相和电源N相之间，放电管4连接于电源N相和PE相之间。
如图2-7所示，所述压敏电阻3一端的引脚31、放电管4一端的引脚和N相导线5的一端通过低温焊锡形成结点6；脱离器2与第一弹性元件201连接，所述结点6对脱离器2进行限位，当发生保护失效时，如压敏电阻或放电管发生过载或裂化时，结点6遇高温使低温焊锡熔化，同时解除对脱离器2的限位，第一弹性元件201驱动脱离器2动作，从而断开各个引脚之间的电连接。本发明过电压保护器的热脱离机构，将压敏电阻一端的引脚、放电管一端的引脚和N相导线的一端通过低温焊锡形成结点，通过结点对脱离器进行限位，当任一回路发生劣化或失效时，结点遇高温使低温焊锡熔化从而使脱离器动作切断两个回路，保护设备和线路的安全；两个回路共用一个脱离器，节省内部空间，上述结构无需其他温度检测元件，成本低。脱离器动作可以同时用于指示故障，触发开关传递信号，触发脱扣断开回路。
如图2-7所示，所述结点6位于脱离器2的一侧，并对脱离器2进行限位，脱离器2安装于压敏电阻3一端的引脚31、放电管4一端的引脚41和N相导线5任意两者之间，三者中的另外一个与脱离器2联动，脱离器2连接设有为其提供驱动力的第一弹性元件201，当任一回路发生劣化或失效时，结点6遇高温使低温焊锡熔化，同时解除对脱离器2的限位，第一弹性元件201驱动脱离器2动作切断引脚之间的电连接并指示故障状态。这是本发明的一种具体限位方式，具有结构紧凑、限位可靠的效果，当然也可以采用其它的方式。
如图2-7所示，本实施例中，放电管4安装于脱离器2上，所述脱离器2被限位于压敏电阻3一端的引脚31和N相导线5之间；压敏电阻3和放电管4分别安装于支撑件1的两侧，脱离器2可沿支撑件1水平移动。显而易见，压敏电阻3一端的引脚31、放电管4一端的引脚41和N相导线5的位置可以互换。还包括滑块7，脱离器2上设有容纳滑块7的滑块容纳凹槽213，滑块7的一端连接有用于驱动滑块7动作的第二弹性元件71，滑块7的另一端与支撑件1的底部侧壁抵接限位，支撑件1的底部设有用于避让滑块7的顶出窗口102，当脱离器2带动滑块7滑动至顶出窗口102时，滑块7顶出触碰过电压保护器内部的微动开关产生切换信号传输给外部监控系统。脱离器内部设置滑块7，当脱离器2带动滑块7滑动至顶出窗口102时，滑块7顶出触碰过电压保护器内部的微动开关产生切换信号传输给外部监控系统。
如图7所示，具体地，所述压敏电阻3一端的引脚31从支撑件1的一侧穿过伸向支撑件1的另一侧后，压敏电阻3一端的引脚31和N相导线5水平布置，放电管4一端的引脚41垂直向上伸于N相导线5与压敏电阻3一端引脚之间，并与N相导线5和压敏电阻3一端的引脚31垂直。N相导线5、压敏电阻3的一端的引脚和放电管4一端的引脚采用此种布局，结构紧凑合理。
如图2-5所示，所述支撑件1的底部分别安装有L极插片92，N极插片93和PE极插片91，PE极插片91和N极插片93分别位于支撑件1底部的两端且平行相对设置，L极插片92靠近N极插片93一端，与PE极插片91和N极插片93垂直设置；放电管4的另一端与PE极插片91电连接，N相导线5与N极插片93电连接，压敏电阻3的另一端与L极插片92电连接。
如图6所示，所述脱离器2包括脱离器本体21，支撑件1设有与脱离器本体21滑动配合的滑动凹槽101；所述结点6位于脱离器本体21的上方，放电管4安装于脱离器本体21内，脱离器本体21向上凸出设有用于分隔压敏电阻3一端的引脚31和N相导线5的分隔板22。所述分隔板22向上延伸设有指示杆23，指示杆23的端部延伸至支撑件1的顶部，指示杆23的端部设有用于指示故障状态的指示面231，指示面231与指示杆23垂直设置。脱离器本体21设置分隔板22，当结点6断开后，分隔板22将N相导线5、压敏电阻3的一端的引脚分隔开来，放电管4一端的引脚随支撑件1动作远离，三路导电端被有效隔离。本实施例中，指示件23的端部设置指示面231，外壳体上设有观察窗口，指示面231可随脱离器动作指示热脱离机构的故障状态。指示面231上涂覆绿色，在图2位置指示面下方的支撑件1顶部位置涂覆红色。图2位置时从外壳体指示窗口观察看到为绿色，图3位置时从外壳体指示窗口观察为红色。
具体地，如图2、3、5所示，所述第一弹性元件201为压簧，脱离器本体21的一端设有用于安装第一弹性元件201的弹簧安装槽211，第一弹性元件201的另一端与支撑件的侧壁相抵限位，脱离器本体21的另一端设有用于放电管4的放电管容纳腔体212，所述滑块容纳凹槽213设于脱离器本体21的中部。第一弹性元件201安装于脱离器本体21一端的弹簧安装槽211内，滑块7安装于中部的滑块容纳凹槽213中，放电管4安装于放电管容纳腔体212内，脱离器的机构和各部分元件相互配合，结构设计紧凑，节省内部空间。
具体地，如图6所示，所述分隔板22朝向N相导线5的一侧设有用于容纳N相导线5的导线容纳槽221。分隔板22的一侧设置导线容纳槽221，起到容纳N相导线5和对N相导线5导向的作用。所述放电管容纳腔体212的顶部开设有放电管4一端的引脚41伸出的避让缺口2120。放电管4一端的引脚从避让缺口2120中伸出，避让缺口2120同时起到固定放电管4一端的引脚的作用。
一种检测热脱离机构失效的方法，包括：
首先，将脱离器2和压敏电阻3分别安装于支撑件1的两侧，放电管4安装于脱离器2的脱离器本体21内；
接着，压敏电阻3一端的引脚31从支撑件1的一侧穿过伸向支撑件1的另一侧后，压敏电阻3一端的引脚31和N相导线5水平布置，放电管4一端的引脚41垂直向上位于N相导线5与压敏电阻3一端的引脚之间，压敏电阻3一端的引脚31、放电管4一端的引脚41和N相导线5的一端通过低温焊锡形成结点6，脱离器2被限位于压敏电阻3一端的引脚31和N相导线5之间；
当任一回路发生劣化或失效时，结点6遇高温使低温焊锡熔化，同时解除对脱离器2的限位，第一弹性元件201驱动脱离器2动作切断引脚之间的电连接，脱离器2的指示杆23的端部的指示面231动作显示热脱离机构失效。
本发明检测热脱离机构失效的方法无需使用其他检测元件，检测成本低，能够对断点进行快速准确检测，防止烧毁电器。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种过电压保护器，包括热脱离机构，其特征在于：所述热脱离机构包括支撑件(1)，置于支撑件(1)内部的脱离器(2)，压敏电阻(3)和放电管(4)；所述压敏电阻(3)连接于电源L相和电源N相之间，放电管(4)连接于电源N相和PE相之间，所述压敏电阻(3)一端的引脚(31)、放电管(4)一端的引脚(41)和N相导线(5)的一端通过低温焊锡形成结点(6)；脱离器(2)与第一弹性元件(201)连接，所述结点(6)对脱离器(2)进行限位，当发生元器件失效时，结点(6)遇高温使低温焊锡熔化，同时解除对脱离器(2)的限位，第一弹性元件(201)驱动脱离器(2)动作。
2.根据权利要求1所述的过电压保护器，其特征在于：所述结点(6)位于脱离器(2)的一侧，并对脱离器(2)进行限位，脱离器(2)安装于压敏电阻(3)一端的引脚(31)、放电管(4)一端的引脚(41)和N相导线(5)任意两者之间，三者中的另外一个与脱离器(2)联动，当任一回路发生保护失效时，结点(6)遇高温使低温焊锡熔化，同时解除对脱离器(2)的限位，第一弹性元件(201)驱动脱离器(2)动作，从而切断各个引脚之间的电连接并指示故障状态。
3.根据权利要求2所述的过电压保护器，其特征在于：所述放电管(4)安装于脱离器(2)上，所述脱离器(2)被限位于压敏电阻(3)一端的引脚(31)和N相导线(5)之间；压敏电阻(3)和放电管(4)分别位于支撑件(1)的两侧，脱离器(2)可沿支撑件(1)水平移动。
4.根据权利要求1所述的过电压保护器，其特征在于：还包括滑块(7)，脱离器(2)上设有容纳滑块(7)的滑块容纳凹槽(213)，滑块(7)的一端连接有用于驱动滑块(7)动作的第二弹性元件(71)，滑块(7)的另一端与支撑件(1)的底部侧壁抵接限位，支撑件(1)的底部设有用于避让滑块(7)的顶出窗口(102)，当脱离器(2)带动滑块(7)滑动至顶出窗口(102)时，滑块(7)顶出触碰过电压保护器内部的微动开关产生切换信号传输给外部监控系统。
5.根据权利要求3或4所述的过电压保护器，其特征在于：所述压敏电阻(3)一端的引脚(31)从支撑件(1)的一侧穿过伸向支撑件(1)的另一侧后，压敏电阻(3)一端的引脚(31)和N相导线(5)水平布置，放电管(4)一端的引脚(41)垂直向上伸于N相导线(5)与压敏电阻(3)一端引脚之间，并与N相导线(5)和压敏电阻(3)一端的引脚(31)垂直。
6.根据权利要求4所述的过电压保护器，其特征在于：所述脱离器(2)包括脱离器本体(21)，支撑件(1)设有与脱离器本体(21)滑动配合的滑动凹槽(101)；所述结点(6)位于脱离器本体(21)的上方，放电管(4)安装于脱离器本体(21)内，脱离器本体(21)向上凸出设有用于分隔压敏电阻(3)一端的引脚(31)和N相导线(5)的分隔板(22)。
7.根据权利要求6所述的过电压保护器，其特征在于：所述分隔板(22)朝向N相导线(5)的一侧设有用于容纳N相导线(5)的导线容纳槽(221)。
8.根据权利要求6所述的过电压保护器，其特征在于：所述分隔板(22)向上延伸设有指示杆(23)，指示杆(23)的端部延伸至支撑件(1)的顶部，指示杆(23)的端部设有用于指示故障状态的指示面(231)，指示面(231)与指示杆(23)垂直设置。
9.根据权利要求6所述的过电压保护器，其特征在于：所述第一弹性元件(201)为压簧，脱离器本体(21)的一端设有用于安装第一弹性元件(201)的弹簧安装槽(211)，第一弹性元件(201)的另一端与支撑件的侧壁相抵限位，脱离器本体(21)的另一端设有用于放电管(4)的放电管容纳腔体(212)，所述滑块容纳凹槽(213)设于脱离器本体(21)的中部。
10.根据权利要求9所述的过电压保护器，其特征在于：所述放电管容纳腔体(212)的顶部开设有放电管(4)一端的引脚(41)伸出的避让缺口(2120)。
11.根据权利要求3所述的过电压保护器，其特征在于：所述支撑件(1)的底部分别安装有L极插片(92)，N极插片(93)和PE极插片(91)，PE极插片(91)和N极插片(93)分别位于支撑件(1)底部的两端且平行相对设置，L极插片(92)靠近N极插片(93)一端，与PE极插片(91)和N极插片(93)垂直设置；放电管(4)的另一端与PE极插片(91)电连接，N相导线(5)与N极插片(93)电连接，压敏电阻(3)的另一端与L极插片(92)电连接。
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