CN108123430B - 电涌保护装置模块和包括电涌保护装置模块的din导轨装置系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电涌保护装置（SPD）模块，包括：模块壳体；安装在模块壳体上的第一和第二模块电终端；安装在模块壳体中的气体放电管（GDT）；以及安装在模块壳体中的故障安全机构。GDT包括：电连接至第一模块电终端的第一GDT终端以及电连接至第二模块电终端的第二GDT终端。故障安全机构包括：定位在预备位置并且可再定位至短路位置的导电短路棒；向短路棒施加偏压载荷以将短路棒从预备位置引导至短路位置的偏压构件；以及可熔构件。可熔构件使短路棒维持在预备位置中并且响应于规定温度而熔化以允许短路棒在偏压构件的偏压载荷下从预备位置移动至短路位置。在短路位置中，短路棒在第一GDT终端与第二GDT终端之间形成电路短路以绕开GDT。

Description

电涌保护装置模块和包括电涌保护装置模块的DIN导轨装置 系统
技术领域
本发明涉及电涌保护装置，并且更具体地涉及用于电涌保护装置模块的连接器系统、故障安全机构和警报机构。
背景技术
通常，过度电压或者电流被施加在将电源输送至住宅以及商业和工业设施的输电线上。例如，这样的过度电压或电流峰值（瞬态过电压和电涌电流）可能导致雷击。上述事件在电信调度中心、医院和其它设施中可能是被特别关注的，在这里，由过电压和/或电流电涌造成的设备损坏以及所产生的停机时间的成本可能是非常高的。通常，可以通过使用电涌保护装置（SPD）来保护敏感电子设备免于瞬态过电压和电涌电流。
通常将过电压保护装置、断路器、保险丝、接地接点等安装在DIN（德国标准化协会）导轨上。DIN导轨可以用作标准尺寸的安装支架，使得这样的电气控制装置的大小被设计成并且被构造成容易地且稳固地安装到支撑表面上（诸如，电力服务设施箱）。
发明内容
根据本发明的实施例，电涌保护装置（SPD）模块包括：模块壳体；第一和第二模块电终端，该第一和第二模块电终端安装在模块壳体上；气体放电管（GDT），该气体放电管安装在模块壳体中；以及故障安全机构，该故障安全机构安装在模块壳体中。GDT包括：第一GDT终端，该第一GDT终端电连接至第一模块电终端；以及第二GDT终端，该第二GDT终端电连接至第二模块电终端。故障安全机构包括：导电的短路棒，该导电的短路棒处于预备位置并且可再定位至短路位置；偏压构件，该偏压构件向短路棒施加偏压载荷以便将短路棒从预备位置引导至短路位置；以及可熔构件。可熔构件使短路棒维持在预备位置中并且响应于规定温度而熔化以便允许短路棒在偏压构件的偏压载荷下从预备位置移动至短路位置。在短路位置中，短路棒在第一和第二GDT终端之间形成电路短路以绕开GDT。
在一些实施例中，SPD模块包括：第一载体接触构件，该第一载体接触构件包括电连接至第一GDT终端的第一短路部分；以及第二载体接触构件，该第二载体接触构件包括电连接至第二GDT终端的第二短路部分。在预备位置中，可熔构件保持短路棒与第一和第二短路部分间隔分开并且电隔离。当可熔构件熔化时，偏压构件使短路棒受力移位以便与第一和第二短路部分中的每一个接触，从而在第一和第二GDT终端之间形成电路短路以绕开GDT。
在一些实施例中，第一载体接触构件包括第一GDT安装孔，第二载体接触构件包括第二GDT安装孔。第一GDT终端置于第一GDT安装孔中并且通过第一GDT安装孔中的焊料固定在第一GDT安装孔中。第二GDT终端置于第二GDT安装孔中并且通过第二GDT安装孔中的焊料固定在第二GDT安装孔中。
在一些实施例中，可熔构件由金属形成。
在一些实施例中，可熔构件具有在约90℃到240℃的范围内的熔点。
根据一些实施例，SPD模块包括警报机构，该警报机构响应于可熔构件的熔化而提供SPD模块已经出现故障的警报。
在一些实施例中，警报机构包括本地警报机构，该本地警报机构包括：窗口，该窗口限定在模块壳体中；指示器构件，该指示器构件能够相对于窗口在第一和第二位置之间移动；指示器偏压构件，该指示器偏压构件向指示器构件施加偏压载荷以便将指示器构件从第一位置引导至第二位置；以及触发器构件。触发器构件使指示器构件保持在第一位置中。当可熔构件熔化时，触发器构件释放指示器构件以便使其在指示器偏压构件的偏压载荷下从第一位置移动至第二位置。
在一些实施例中，警报机构包括远程警报机构，该远程警报机构包括：端口，该端口限定在模块壳体中以容纳远程控制销；以及指示器构件，该指示器构件具有限定在其中的指示器孔。指示器构件能够在第一位置和第二位置之间移动，在第一位置中，指示器构件覆盖端口；在第二位置中，指示器开口与端口对准并且允许远程控制销延伸通过指示器开口。当可熔构件熔化时，指示器构件在偏压构件的偏压载荷下从第一位置移动至第二位置。
根据一些实施例，第一和第二模块终端是插塞连接器。
在一些实施例中，SPD模块包括：第一载体接触构件，该第一载体接触构件使第一GDT终端电连接至第一模块终端；以及第二载体接触构件，该第二载体接触构件使第二GDT终端电连接至第二模块终端。第一模块终端摆辗铆接（orbitally riveted）至第一载体接触构件。第二模块终端摆辗铆接至第二载体接触构件。
根据本发明的实施例，DIN导轨电涌保护装置（SPD）系统包括：基部、SPD模块以及使SPD模块选择性地电连接至基部的电连接器系统。该基部被构造成安装在DIN导轨上。该基部限定容纳器槽。SPD模块被构造成可移除地安装在容纳器槽中以便与基部形成DIN导轨SPD组件。电连接器系统包括：插口连接器，该插口连接器附接在基部和SPD模块中的一个上，该插口连接器限定插口；以及插塞连接器，该插塞连接器位于基部和SPD模块中的另一个上。插塞连接器包括柱体，该柱体被构造成容纳在插口中以便使SPD模块电连接并且机械连接至该基部。
在一些实施例中，插口和柱体基本上是圆柱形的。
在一些实施例中，插口连接器包括多个周向分布的、可径向偏斜的、导电的接触指状件。该接触指状件限定插口。
在一些实施例中，插口连接器包括槽，该槽位于接触指状件之间以允许接触指状件独立于彼此地偏斜。
在一些实施例中，插口连接器摆辗铆接至导电的终端支撑件。
根据一些实施例，插塞连接器摆辗铆接至导电的终端支撑件。
根据一些实施例，插口连接器形成基部的一部分。
在一些实施例中，插塞连接器形成SPD模块的一部分。
根据一些实施例，基部包括基部终端连接器组件，该基部终端连接器组件包括：插口连接器；连接器本体，其中，插口连接器安装在连接器本体上；以及线缆夹连接器，该线缆夹连接器通过连接器本体电连接并且机械连接至插口连接器。
在一些实施例中，线缆夹连接器包括：连接器本体的线缆终端部分；笼形构件；以及螺纹构件，该螺纹构件可操作以使笼形构件相对于线缆终端部分移位从而使线缆夹在其之间。
根据一些实施例，线缆终端部分是整体式的并且形成限定腔体的环状部。
在一些实施例中，线缆终端部分包括：第一壁和第二壁；键槽，该键槽限定在第一壁中；以及整体的键凸舌（tab）。该键凸舌从第二壁延伸并且与键槽互锁以阻止或防止第一壁和第二壁分离。
根据一些实施例，笼形构件是整体式的，其形成限定腔体的环状部并且环绕线缆终端部分的一部分。
在一些实施例中，笼形构件包括：第一壁和第二壁；键槽，该键槽限定在第一壁中；以及整体的键凸舌。该键凸舌从第二壁延伸并且与键槽互锁以阻止或防止第一壁和第二壁分离。
根据一些实施例，笼形构件包括：内前壁；外前壁，该外前壁覆盖内前壁；孔，该孔限定在外前壁中；以及整体的螺纹凸缘，该螺纹凸缘位于内前壁上。凸缘延伸到孔中并且与螺纹构件螺纹匹配。
根据一些实施例，连接器本体包括：线缆终端部分；插口连接器安装部分，插口连接器安装在插口连接器安装部分上；以及桥接部分，该桥接部分使线缆终端部分连接至插口连接器安装部分。连接器本体是整体式的。桥接部分具有弧形的横截面构型，该弧形的横截面构型具有在约5 mm到6 mm的范围内的圆弧半径。
根据本发明的实施例，电涌保护装置（SPD）模块包括：模块壳体；第一和第二模块电终端，该第一和第二模块电终端安装在模块壳体上；气体放电管（GDT），该气体放电管安装在模块壳体中；触发器构件；触发器偏压构件；可熔构件；以及本地警报机构。GDT包括：第一GDT终端，该第一GDT终端电连接至第一模块电终端；以及第二GDT终端，该第二GDT终端电连接至第二模块电终端。可熔构件能够响应于规定温度而熔化。本地警报机构包括：窗口，该窗口限定在模块壳体中；指示器构件，该指示器构件能够相对于窗口在第一位置与第二位置之间移动；以及指示器偏压构件，该指示器偏压构件向指示器构件施加偏压载荷以便将指示器构件从第一位置引导至第二位置。可熔构件使触发器构件保持在锁定位置中，其中，触发器构件使指示器构件保持在第一位置中。当可熔构件熔化时，触发器偏压构件迫使触发器构件从锁定位置到释放位置，其中，触发器构件释放指示器构件以便使其在指示器偏压构件的偏压载荷下从第一位置移动至第二位置。
在一些实施例中，SPD模块进一步包括远程警报机构，该远程警报机构包括：端口，该端口限定在模块壳体中以便容纳远程控制销；以及指示器构件，该指示器构件具有限定在其中的指示器孔。指示器构件能够在第一位置与第二位置之间移动，在第一位置中，指示器构件覆盖端口；在该第二位置中，指示器开口与端口对准并且允许远程控制销延伸通过指示器开口。当可熔构件熔化时，指示器构件在偏压构件的偏压载荷下从第一位置移动至第二位置。
通过阅读附图和下列优选实施例的详细描述，本领域普通技术人员将意识到本发明的另外的特征、优点和细节，这样的描述仅仅是对本发明进行说明。
附图说明
形成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例。
图1是根据本发明的实施例的DIN导轨装置系统和DIN导轨装置组件的顶部前透视图。
图2是图1的DIN导轨装置系统的前分解透视图。
图3是图1的DIN导轨装置系统的后分解透视图。
图4是沿图1的线4-4截取的图1的DIN导轨装置组件的横截面视图。
图5是形成图1的DIN导轨装置系统的一部分的GDT模块的分解透视图。
图6和图7是其外盖被移除的图5的GDT模块的相对的透视图，其中，GDT模块的短路棒处于预备位置并且GDT模块的触发器构件处于锁定位置。
图8是其外盖被移除的图5的GDT模块的透视图，其中，短路棒处于短路位置并且触发器构件处于释放位置。
图9是其外盖被移除的图5的GDT模块的横截面透视图，其中，短路棒处于短路位置并且触发器构件处于释放位置。
图10是形成图1的DIN导轨装置组件的基部的一部分的基部终端连接器组件的前透视图。
图11是图10的基部终端连接器组件的横截面透视图。
图12是图10的基部终端连接器组件的后分解透视图。
图13是图10的基部终端连接器组件的部分顶部平面图。
图14是形成图10的基部终端连接器组件的一部分的连接器本体的侧视图。
图15是形成图10的基部终端连接器组件的一部分的笼形构件的顶部透视图。
图16是图15的笼形构件的底部透视图。
图17是沿图16的线17-17截取的图15的笼形构件的横截面视图。
图18是形成图5的GDT模块的一部分的插塞连接器的前透视图。
图19是沿图1的线4-4截取的图1的DIN导轨装置组件的放大的部分横截面视图。
图20是包括图1的DIN导轨装置组件的电路安装设备的示意性电路图。
具体实施方式
在下文中将参照示出本发明的说明性实施例的附图来更全面地描述本发明。在附图中，为了清晰起见，可以夸大区域或者部件的相对大小。然而，本发明可以以多种不同的形式实施并且不应该被解释为限制本文中陈述的实施例；相反地，这些实施例被提供以使得本公开内容将全面和完整，并且将本发明的范围充分地传达给本领域的技术人员。
要理解的是，当提及元件被“联接”或“连接”至另一元件时，其能够直接联接或连接至另一元件，或者也可以存在中间元件。相反地，当提及元件“直接联接”或“直接连接”至另一元件时，则不存在中间元件。相同的数字至始至终都表示相同的元件。
另外，为了便于描述附图中所示的一个元件或者部件与另外的（多个）元件或者（多个）部件的关系，可以在本文中使用空间上相对的术语，诸如，“在……之下”、“在……下面”、“下部”、“在……之上”、“上部”等。将理解的是，除了在附图中描绘的定向之外，空间上相对的术语旨在包括在使用或者操作中的装置的不同定向。例如，如果附图中的装置翻转，那么被描述为“在其它元件或者部件下面”或者“在其它元件或者部件之下”的元件随后将被定向为“在其它元件或者部件之上”。因此，示例性术语“在……下面”能够包括“在……之上”和“在……下面”的定向。装置可以以其他方式被定向（旋转90度或者在其它定向处）并且相应地解释本文中使用的空间上的相对描述语。
为了简洁和/或清晰起见，可以不详细地描述熟知的功能或构造。
当在本文中使用时，“和/或”的表述包括一个或者多个相关联的列出项的任何组合和所有组合。
本文中使用的术语仅为了描述特定实施例的目的，而不旨在限制本发明。当在本文中使用时，单数形式“一个（a）”、“一个（an）”和“该（the）”旨在包括复数形式，除非上下文另有明确指示。将进一步理解的是，当在本说明书中使用时，术语“包括（comprises）”和/或“包括（comprising）”说明存在所述部件、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除一个或者多个其它部件、整数、步骤、操作、元件、组件及其组合的存在或添加。
除非另有限定，否则本文中使用的所有术语（包括技术术语和科技术语）都的意义与本发明所属的领域的普通技术人员通常所理解的意义相同。将进一步理解的是，术语（诸如在常用的字典中定义的术语）应该被解释为具有与其在相关领域的背景下的意思一致的意思，并且不应该将这些术语解释为理想化或者过于正式的意义，除非本文中明确地如此限定。
当在本文中使用时，“整体式”意指在没有接合部或者接缝的情况下由材料形成或组成的单个单件的物体。
参照图1至图20，其中示出了根据本发明的实施例的DIN导轨电涌保护装置（SPD）系统101以及由其形成的DIN导轨装置安装组件100。根据一些实施例并且如图所示，组件100被构造成并且其大小和形状被设计成用于安装在支撑导轨10（例如，图1中所示的DIN导轨10）上并且符合对应的适用DIN要求或标准。DIN导轨10可以固定（例如，通过螺纹件5或其它紧固件）到合适的支撑结构（诸如，壁W，例如，电力服务设施柜的后壁）上。
如下面更详细地讨论的，系统101包括可移除地安装在DIN导轨10上的基座或者基部110以及进而可移除地安装在基部110上的可插式电涌保护装置（SPD）模块200。如下面更详细地讨论的，模块200包括气体放电管（GDT）电路、故障安全机构201、本地警报机构203和远程警报机构205。如下面更详细地讨论的，系统101还包括用于将模块200选择性地电连接至基部110的电连接器系统103。
在一些实施例中，组件100的最大尺寸符合以下DIN标准中的至少一个：DIN 43880（1988年12月）。在一些实施例中，组件100的最大尺寸符合这些标准中的每一个。
根据一些实施例并且如图所示，导轨10是DIN导轨。也就是说，导轨10是其大小被设计成并且被构造成满足用于安装模块化电气设备的导轨的DIN规范的导轨。
DIN导轨10具有后壁12以及从后壁12向外延伸的整体的纵向凸缘14。每个凸缘14包括向前延伸的壁14A和向外延伸的壁14B。壁12、14共同形成纵向延伸的前中心通道13以及相对的纵向延伸的后边缘通道15。安装孔16可以被设置成完全延伸通过壁12并且容纳用于将导轨10固定到支撑结构（例如，壁或板）上的紧固件（例如，螺纹紧固件或铆钉）。DIN导轨10限定DIN导轨平面E-F并且具有在平面E-F中延伸的纵向轴线F1-F1。这种类型的DIN导轨可以被称为“顶帽（top hat）”式支撑导轨。
根据一些实施例，导轨10是35 mm（宽度）的DIN导轨。根据一些实施例，导轨10由金属和/或复合材料或塑料材料形成。
组件100具有DIN导轨装置组件轴线A-A（图1），该轴线A-A横向于DIN导轨10的轴线F1-F1延伸，并且在一些实施例中基本上与DIN导轨10的轴线F1-F1垂直。在一些实施例中，DIN导轨安装组件轴线A-A横向于DIN导轨10的平面E-F延伸，并且在一些实施例中基本上正交于DIN导轨10的平面E-F。但在本文中使用时，“前端”或者“远端”表示当组件100安装在DIN导轨10上时更远离DIN导轨10的端部，并且“后端”或者“近端”表示更靠近DIN导轨10的端部。
基部110包括后壳体构件114A和前壳体构件114B，其共同形成壳体112。壳体112包括后区段112A、上支腿或区段112B以及下支腿或区段112C。壳体112限定封闭的内部腔体115。根据一些实施例，壳体构件114A、114B由电绝缘聚合材料形成。
J形夹子或锁定构件114C通过铰链联接至基部110。锁定构件114C能够与模块200的前端上的相配合的闩锁结构选择性地互锁以便将模块200锁定到基部110中。
壳体构件114A、114B和锁定构件114C可以由任何合适的（一种或者多种）材料形成。在一些实施例中，壳体构件114A、114B和锁定构件114C中的每一个由刚性聚合材料或金属（例如，铝）形成。例如，合适的聚合材料可以包括聚酰胺（PA）、聚丙烯（PP）、聚苯硫醚（PPS）或者ABS。
DIN导轨接收器通道117限定在后区段112A的后侧中。整体的导轨钩部结构118A位于通道117的一侧上，并且弹簧加载的DIN导轨闩锁机构118B安装在通道117的另一侧上。这些结构和部件117、118A、118B 的大小被设计成并且被构造成将基部110固定地且可释放地安装在标准DIN导轨10上，如本领域所公知的。
接收器槽120由区段112A、112B、112C限定在基部110的前侧中。接收器槽120具有前开口120A并且在任一侧上开放。接收器槽120沿轴线A-A从开口120A轴向延伸并且终止于后区段112A的前侧。
基部终端电连接器组件131A、131B安装在上区段和下区段112B、112C中的每一个中。如下面更详细地讨论的，每个连接器组件131A、131B包括线缆夹连接器133和终端接触连接器170。两个插口连接器170用作基部110的基部电终端。线缆端口124限定在上区段和下区段112B、112C中的每一个中以便使电缆20、22的终端容纳到对应的线缆夹连接器133中。驱动器端口126设置在每个区段112B、112C中以容纳驱动器，从而操作相关联的线缆夹连接器133的螺纹构件（例如，螺丝）169。
上接触开口和下接触开口121限定在后区段112A的前侧或壁112E中。终端接触连接器170通过开口121中的相应开口延伸出壳体112。
弹簧加载的远程控制销122从后区段112A的前侧112E向前突出。
模块200包括共同形成壳体210（图2）的内部壳体构件212和外部壳体构件214。壳体210限定内部腔室或腔体216。壳体包括后壁210A、前壁210B、顶壁210C、底壁210D和相对的侧壁210E。
壳体构件212、214可以由任意合适的（一种或者多种）材料形成。在一些实施例中，壳体构件212、214中的每一个由刚性聚合材料形成。例如，合适的聚合材料可以包括聚酰胺（PA）、聚丙烯（PP）、聚苯硫醚（PPS）或者ABS。
一对载体接触构件220、GDT 222、故障安全机构201和警报机构203、205被封闭在腔体216内。两个终端电接触件或插塞连接器280的每一个从后壁210A向后向外延伸并且用作模块电终端。
前指示器开口或窗口217设置在前壁210B上。指示器窗口217可以用于可视地指示模块200的状态变化，如下面所讨论的。
后指示器开口或端口218设置在后壁210A中。指示器端口218可以用于指示（例如，与远程控制销122机械地配合）模块200的状态变化，如下面所讨论的。
终端接触件开口219限定在后壁210A中。
内部壳体构件212包括弹簧通道212A、整体的导轨212B、指示器壁212C、相对的整体的触发器导向件212D和指示器带导向槽212E。
相对的载体接触构件220形成安装有GDT 222的框架。每个载体接触构件220包括本体220A、GDT端孔220B、连接器安装凸舌220C、故障安全支撑凸舌220D和短路凸舌220E。连接器安装孔220F限定在每个安装凸舌220C中。每个安装孔220F具有环形凹部或斜切面220G（图19）。
根据一些实施例，每个短路凸舌220E具有在约0.5 mm到5 mm的范围内的厚度T1（图5）。
根据一些实施例，每个连接器安装凸舌220C具有在约0.5 mm到5 mm的范围内的厚度T2（图5）。
GDT包括本体222A以及位于本体222A的相对端上的阳极终端222B和阴极终端222C。本体222A包含阳极、阴极和火花间隙腔室，本领域公知的。合适的GDT可以包括EPCOSH30-E800XP类型的GDT。合适的GDT可以包括额定冲击电流从12.5 kA到150 kA并且最大连续操作电压从240 V到440 V的GasStart 16L33 GDT。
GDT终端222B、222C置于相对的GDT端孔220B中。终端222B、222C通过在端孔220B中和/或在端孔220B周围的焊料而机械连接且电连接至相对的载体接触构件220。由此GDT222横跨并且电连接在载体接触构件220之间。终端222B、222C可以代替地或额外地通过铆接、螺接连接或焊接而连接至接触构件220。
在一些实施例中，焊料连接部是环形的，其中，在每个终端222B、222C与其孔220B之间具有小的环形间隙。在一些实施例中，间隙的宽度在约0.03 mm到0.3 mm的范围内。在一些实施例中，间隙的大小被设计成通过毛细效应将焊料222D吸入连接部中。
GDT 222还包括位于面向模块200的前端的本体222A的侧面中的定位器结构或凹部。
故障安全机构201包括故障安全壳体224、触发器组件240、短路构件或棒226、一对触发器弹簧228和温度响应构件260（下文被称为可熔构件）。本地警报机构203包括部件224、240、228、234、指示器构件230和指示器弹簧232。远程警报机构205包括部件224、240、228、234和指示器带236。
故障安全机构201还包括短路凸舌220E。图4、图6和图7示出了处于预备位置或构造中的故障安全机构201，并且图8和图9示出了处于触发位置或构造中的故障安全机构201。
故障安全壳体224可以是单体式或整体式电绝缘材料本体。壳体224包括一对并排的环形弹簧槽224A、一对并排的导向柱224B、一对并排的带导向槽224C和一对相对的安装槽224D。安装凸舌220D容纳在安装槽224D中以固定故障安全壳体224。触发器弹簧228置于弹簧槽224A中。
触发器组件240包括第一触发器构件242和第二触发器构件244。触发器构件244通过整体的连接器结构244E（带倒钩的凸舌）而附接至触发器构件242。
触发器构件242包括本体242A，本体242A具有限定在其中的短路棒槽240A。短路棒226安装在短路棒槽240A中以用于与触发器组件240一起移动。本体242A还包括位于其后侧上的整体的可熔构件260安装槽242C。可熔构件260安装在安装槽242C中。溢流孔242E限定在触发器构件242中与安装孔242C流体连通。带锚固柱242F沿本体242A的外边缘设置。触发器构件242包括整体的闩锁部分或指状件242B，该整体式闩锁部或指状件242B从本体242A向前延伸并且在模块200的相同侧上可滑动地置于触发器导向件212D中。
触发器构件244类似地包括整体的闩锁部分或指状件244B，该整体式闩锁部分或指状件242B从本体向前延伸并且可滑动地置于相反的触发器导向件212D中。触发器构件244包括与带锚固柱242F对准并且容纳带锚固柱242F的带锚固孔244F。
短路棒226由导电材料形成。在一些实施例中，短路棒226由金属形成，并且在一些实施例中由铜形成。短路棒226可以被总地成形为细长板或棒（例如，如图所示）或者可以以其他方式合适地成形。短路棒226包括相对的接触端区段226C。导向孔226A限定在端部区段226C中。溢流孔226B设置在短路棒226的中部区段中与溢流孔242E对准。短路棒226安装在触发器构件242的安装槽242C中并且导向柱224B可滑动地容纳在导向孔226A中。
可熔构件260具有相对的端部262A和262B。端部262A置于安装插口242D中或者置于安装插口242D上，并且端部262B置于GDT 222的定位器凹部222E中或者置于定位器凹部222E上。
当模块200组装处于预备构造中时（图4、图6和图7），弹簧228被捕获在短路棒226与壳体224之间。弹簧228被弹性压缩以使得它们在向后的方向R上（图4，即朝向GDT 222）抵靠短路棒施加载荷。因此，可熔构件260被捕获并轴向加载在短路棒226与GDT 222之间。可熔构件260使短路棒226与GDT 222轴向隔开规定的距离，从而使得接触端部区段226C与短路凸舌220E轴向间隔分开规定的距离D1（图4）。可熔构件260被弹簧228持久压缩地加载，并且维持短路棒226与载体接触构件220电绝缘。
指示器构件250包括本体252、相对的整体的闩锁结构或槽254、安装凸舌258和指示器表面259。指示器构件250可滑动地固定到导轨212B以便沿指示器轴线G-G（图4）滑动。指示器弹簧232置于弹簧通道212A中并且指示器弹簧232的一端与指示器构件250接合。
当模块200组装处于预备构造中时（图4、图6和图7），弹簧232被捕获在通道212A的端壁与指示器构件250之间。弹簧232被弹性压缩以使得它们在向前的方向上（即，朝向窗口217）抵靠指示器构件250施加偏压载荷。触发器组件240的闩锁指状件242B、244B置于闩锁结构254中。闩锁指状件242B、244B与闩锁结构254之间的互锁使指示器构件250固定在预备位置中，在该预备位置中，指示器表面259不与窗口217对准并且不能通过窗口217看到。
指示器带270包括三个整体的支腿271、272、273。支腿271被导向通过导向槽212E，并且其端部通过中心结构242F、244F附接至触发器组件240。支腿272、273被导向通过导向槽224C，并且其端部通过外部结构 242F、244F附接至触发器组件240。当模块200组装处于预备构造中时（图4、图6和图7），指示器孔272不与后开口218对准（即，偏离后开口218）。指示器孔272的大小被设计成容纳从其通过的远程控制销122。
故障安全壳体224、触发器构件242、244以及指示器构件250可以由任何合适的（一种或者多种）材料形成。在一些实施例中，部件224、242、244、250中由刚性聚合材料形成。例如，合适的聚合材料可以包括聚酰胺（PA）、聚丙烯（PP）、聚苯硫醚（PPS）或者ABS。
指示器带270可以由任何合适的（一种或者多种）材料形成。在一些实施例中，指示器带270由弹性、柔性或顺应性聚合材料形成。例如，合适的聚合材料可以包括聚酰亚胺（kapton）、PVC、ABS或者PPS。
可熔构件260可以由任何合适的（一种或者多种）材料形成。在一些实施例中，可熔构件260由金属形成。例如，合适的金属材料可以包括基于铋和/或铟和/或铅的合金。根据一些实施例，可熔构件260具有在约90℃到240℃的范围内的熔点，并且在一些实施例中具有在约120℃到150℃的范围内的熔点。
连接器系统103包括一对基部终端连接器组件131A、131B和一对接触塞或插塞连接器280A、280B，该对基部终端连接器组件131A、131B分别形成基部110的一部分，该对接触塞或插塞连接器280A、280B分别形成模块200的一部分。每个连接器组件131A、131B包括插口连接器170。当模块200正确地安装在基部110的槽120中时，插塞连接器280A插入到连接器组件131A的插口连接器170中并且与该插口连接器机械接合和电接合，并且插塞连接器280B插入到连接器组件131B的插口连接器170中并且与该插口连接器机械接合和电接合。插塞连接器280A、280B能够重复地插入到相关联的插口连接器170中并且从该相关联的插口连接器170移除。每个连接器组件131A、131B还被构造成与通过对应的线缆端口124插入的电缆20、22（图1）机械接合和电接合。
下文中将更详细地描述连接器组件131A。连接器组件131B可以按照与连接器组件131A相同的方式构造和操作，并且因此要意识到的是以下描述同样适用于连接器组件131B。
连接器组件131A包括连接器本体130、笼形构件150、螺纹构件169和插口连接器170。在一些实施例中，螺纹构件169是螺丝，如图所示。螺丝能够被不同地构造。
连接器本体130是导电的。连接器本体130包括线缆终端部分132、模块终端部分140和桥接部分149。连接器本体130由导电材料形成。在一些实施例中，连接器本体130由金属形成。合适的金属可以包括铜或CuZn和/或Sn的合金。在一些实施例中，连接器本体130是单体式的，并且在一些实施例中连接器本体130是整体式的。
根据一些实施例中，线缆终端部分132和桥接部分149的每一个具有在约0.4 mm到5 mm的范围内的厚度T3（图14）。
线缆终端部分132包括限定腔体135的环状部。键槽137限定在该部分132的底壁134B中，并且键凸舌136从该部分132的后壁134A的终端边缘延伸。键凸舌136和键槽137互锁以抵抗或防止后壁134A的端部从底壁134B脱离。不带螺纹的螺丝孔138限定在前壁134C中。
安装孔142通过环形内边缘148限定在模块终端部分140中。斜切面凹部146环绕安装孔142。
桥接部分149具有曲线构型。在一些实施例中并且如图所示，桥接部分149的构型是平滑曲线（即，形成桥接部分149的弯曲区段没有一个或多个角部）。在一些实施例中并且如图所示，桥接部分149的构型具有在约1 mm到30 mm的范围内的圆弧半径R1（图14）。在一些实施例中并且如图所示，桥接部分149的构型具有约5 mm到6 mm的范围内的弧长。
笼形构件150包括后壁152A、相对的侧壁152B、152C、内前壁152D和限定腔体151的外前壁152E。整体的键凸舌154从外前壁152E的终端边缘延伸。整体的直凸舌156从内前壁152D的终端边缘延伸。键槽158限定在侧壁152B中并且直槽160限定在侧壁152C中。不带螺纹的通孔162限定在外前壁152E中。整体凸缘168从内前壁152D向前突出并且置于孔162中。螺纹通孔164限定在凸缘168和内前壁152D中。螺纹164A形成在孔164的内表面上。
键凸舌154与键槽158互锁并且直凸舌156置于槽160中。这些接合以及凸缘168与孔162之间的互锁阻止或防止壁152A-E从彼此脱离。
笼形构件150是导电的。在一些实施例中，笼形构件150由金属形成。合适的金属可以包括铜的合金（诸如，CuZn）或者铁的合金。在一些实施例中，笼形构件150是单体式的，并且在一些实施例中，笼形构件150是整体式的。
在一些实施例中，笼形构件150由弯曲成笼形构件150的形状的单片金属形成。凸缘168可以利用深拉工艺而形成。
根据一些实施例，壁152A-E中的每一个具有在约0.5 mm到5 mm范围内的厚度T4（图17）。
笼形构件150包围连接器本体130的后壁134A。螺丝169延伸通过孔138并且与孔164螺纹配对。在使用中，可以旋转螺丝169 以驱动螺丝169通过孔164进入笼形构件150中，从而在方向C上朝向前臂134B牵拉笼形构件150。以此方式，共同牵拉壁134A和152A以便在其之间捕获并压缩地加载线缆。
插口连接器170包括本体172、整体安装结构或凸缘174和六个整体指状件176。本体172包括基部壁172A。通孔178延伸通过基部壁172和凸缘174。
每个指状件176是悬臂式的并且从在基部壁172A处与本体172合并的基部端176A向前延伸到自由端176B。每个自由端176B具有圆化的入口表面177A和倾斜内肩部表面177B。指状件176围绕基部壁172A周向分布以使得指状件176和基部壁172A共同限定具有开口180A的插口180。插口180基本上是圆柱形的。指状件176可径向偏斜。槽182限定在相邻的指状件176的侧边缘之间以允许指状件176可彼此独立地径向偏斜。
插口连接器170通过安装凸缘174直接固定或附接至部分140。在一些实施例中并且如图11和图19所示，安装凸缘174置于孔142中并且摆辗铆接至该部分140。更具体地，凸缘174的整体环形喇叭状或变形部分179通过摆辗铆接技术和设备成形或形成并且填充斜切面凹部146。变形部分179的外径比内边缘148的直径大，以使得变形部179防止插口连接器170从孔142移位。在一些实施例中，执行摆辗铆接工艺以使得本体172与部分140的相面向的表面齐平地配合或者紧密抵靠该表面。在一些实施例中，变形部分179是管状的。
图12示出了在摆辗铆接之前的插口连接器170的构造。如本领域中所公知的，在摆辗铆接工艺中，形成工具（锤头）逐渐降低进入凸缘174中并且因此使凸缘174的材料扩展到斜切面凹部146中并且扩展成变形部分179的形状。
根据一些实施例，每个指状件176的长度L5（图19）在约3 mm到约20 mm的范围内。根据一些实施例，每个指状件176的厚度T5（图19）在约0.5 mm到约3 mm的范围内。根据一些实施例，每个指状件176的宽度W5（图13）在约1 mm到约10 mm的范围内。根据一些实施例，插口180的深度H5在约3 mm到约20 mm的范围内。
根据一些实施例，每个倾斜内肩部表面177B相对于插口180的中心轴线形成斜角。在一些实施例中，该角在约5度到约45度的范围内。
根据一些实施例，每个槽182在约0.2 mm到2 mm的范围内。
在其它实施例中，可以存在多于或者少于6个的指状件176。
插口连接器170（包括指状件176）是导电的。在一些实施例中，插口连接器170由金属形成。合适的金属可以包括铜的合金（诸如，CuZn）。在一些实施例中，插口连接器170是单体式的，并且在一些实施例中，插口连接器170是整体式的。
下面将更详细地描述插塞连接器280A。插塞连接器280B可以按照与插塞连接器280A相同的方式构造和操作，并且因此要了解的是下列描述同样适用于插塞连接器280B。
插塞连接器280A从基部端283A延伸到自由端283B。插塞连接器280A包括柱体282、整体的安装凸缘286和整体的径向凸缘284。
柱体282在自由端283B处具有端面282A以及大体上圆柱形的外侧壁表面282B。渐细的、圆化的、倾斜的或截头锥形的肩部282C在端面282A与侧壁表面282B之间轴向延伸。
径向凸缘284是环形的并且从侧壁表面282B径向向外突出一定距离D6（图19）。根据一些实施例，该距离在约0 mm到5 mm的范围内。
安装凸缘286是环形的并且位于基部端283A上。端孔288延伸通过安装凸缘286并且进入柱体282中。
插塞连接器280A通过安装凸缘286直接固定或附接到相关联的载体接触构件220的凸舌220C上。在一些实施例中并且如图所示，安装凸缘286置于孔220F中并且摆辗铆接至凸舌220C。更具体地，凸缘286的整体的环形变形部分289通过摆辗铆接技术或者设备形成并且装满斜切面凹部220G。变形部分289的外径比内边缘220I的直径大以使得变形部289防止插塞连接器280A从孔220F移位。在一些实施例中，执行摆辗铆接工艺以使得径向凸缘284与凸舌220C的面向的表面齐平地配合或者紧密抵靠该表面。
图18示出了在摆辗铆接之前的插塞连接器280A的构造。如本领域中所公知的，在摆辗铆接工艺中，形成工具（锤头）逐渐降低到凸缘286中并且因此使凸缘286的材料扩展到凹槽220G中并且扩展成变形部分289的形状。
根据一些实施例，柱体282从径向凸缘284到端面282A的长度L7（图19）在约5 mm到约40 mm的范围内。根据一些实施例，长度L7在相关联的插口180的深度D5的约90%到约100%的范围内。
根据一些实施例，柱体282的外径D7（图19）在约8 mm到约8.02 mm的范围内。根据一些实施例，当指状件176松弛时，外径D7在相关联的插口180的深度D5（图19）的约102%到约103%范围内。
插塞连接器280A是导电的。在一些实施例中，插塞连接器280A由金属形成。合适的金属可以包括铜合金（诸如，CuZn）。在一些实施例中，插塞连接器280A是单体式的，并且在一些实施例中，插塞连接器280A是整体式的。
可以根据本发明的方法如下所述地使用系统101。
基部110安装在图1所示的DIN导轨10上。DIN导轨10容纳在通道117中并且通过钩部118A和闩锁机构118B固定。
线缆20、22（用虚线示出）插入通过线缆端口124并且固定到夹连接器133中。在一些实施例中，线缆20连接至中性导体（N）并且线缆22连接至保护接地（PE）。
更具体地，每根线缆20的电导体的端部（其是裸绝缘的且暴露的）插入到笼形构件150的腔体151中。然后，螺丝169受力旋转以便将笼形构件150的壁152A朝向壁134A向前牵拉。因此，使线缆20的端部夹在壁152A、134A之间以便将线缆20、22直接机械连接且电连接至连接器组件131A、131B的线缆终端部分132。远程控制线或者连接器（未示出）可以插入至端口125中并且通过夹在螺丝169的头部与壁134B之间而固定到线缆终端部分132。
然后，通过前开口120沿轴线A-A在插入方向R上将模块200轴向塞入或插入至接收器槽116中。模块200被推回到接收器槽120中，直到模块200的后端基本上与后壳体区段112A的前侧接合，如图1和图4所示。
模块200插入至槽116中使得每个插塞连接器280A、280B的柱体282沿插入轴线I-I插入对应的插口连接器170的插口180中，直到柱体282置于插口180中，如图4和图9所示。在一些实施例中，每个柱体282的中心轴线基本上与该柱体282置于其内的插口180的中心轴线同轴。
因为每个柱体282的外径D7比其插口180的松弛的（非偏斜的）内径D5大，所以插口180的指状件176中的一个或多个径向向外偏斜。该偏斜可以包括在其与插口本体172的连接部处弯曲和/或沿指状件176的长度弯曲。柱体282和指状件176的倾斜表面177B有助于部件282、176之间的对准和指状件176的偏斜。
根据一些实施例，指状件176的位移或偏斜的平均距离在约0.03 mm到约0.05 mm的范围内。根据一些实施例，指状件偏斜是有弹力的或者有弹性的以使得指状件176继续向柱体282施加持久的、径向向内的压缩载荷。根据一些实施例，该压缩载荷在约10 N到约20N的范围内。
在一些实施例中，模块200被构造成使得当模块200完全插入至接收器槽116中时，每个柱体282的端面282A将接触容纳的插槽连接器170的底部172A。在一些实施例中，当模块200完全插入至接收器槽120中时，每个柱体282向外延伸超出容纳的插口连接器170的指状件176一定距离，该距离在约0 mm到约0.5 mm的范围内。
因为故障安全机构201处于其预备位置，所以指示器构件250通过闩锁指状件242B、244B保持在缩回位置中（图4、图6和图7）。额外地，当模块200插入至接收器槽120中时，远程控制销122因此插入端口218中并且延伸通过端口218，但是由覆盖端口218的指示器带270压下。模块200因此通过压下的远程控制销122提供如下反馈：模块200已经置于基部110中并且模块200处于其预备或操作（非故障）条件下。
利用置于接收器槽120中的模块200，锁定构件114C旋转到图1和图4所示的锁定位置中。
通过执行前述程序的反向步骤能够释放模块200并且从基部110移除该模块200。可以多次重复前述步骤而将模块200或者其它经过适当构造的模块安装在基部110中以及从该基部110移除这些模块。例如，如果模块200的GDT 222劣化或者遭到损坏或者不再具有用于预期应用的适当规范，那么能够用新的或者经过适当构造的模块代替模块200。
在正常操作期间，模块200作为在中性线缆20与PE线缆22之间的开路操作。短路棒226保持在与载体接触构件220间隔分开并且电绝缘的预备位置中（图4和图6）。例如，如果瞬态过电压或电涌电流在线中的一条中，那么电力系统负载装置的保护可能需要为电涌电流的过电流提供到地的电流路径。电涌电流可能产生可能克服GDT 222的绝缘的中性线缆20和PE线缆22的瞬态过电压。GDT 222然后将允许过电流从中性线缆20流过其基部终端连接器组件131A和插口构件170，流过插塞连接器280A，流过第一载体接触构件220，流过GDT222，流过相对的载体接触构件220、流过插塞连接器280B，流过其基部终端连接器组件131B和插口构件170，并且流至保护接地线缆22。
如果GDT 222被损坏（例如，由雷电流引起或者由雷电流和之后的来自电源的电流引起），那么GDT 222可以产生欧姆热量。在缺少故障安全机构201的情况下，如果允许继续不减弱持续电流，那么GDT 222可能出现灾难性的故障。然而，如果GDT 222过热，那么故障安全机构201作为热开关操作以便绕开GDT 222。
更具体地，当GDT 222产生的热量超过规定阈值时，可熔构件260将熔化（即，从固体到液体或粘性体）。熔化的可熔构件260将在重力和弹簧228施加在短路棒226上的载荷的作用之下位移或者流动。熔化的可熔构件260可以从GDT 222周围漏出和/或通过开口242E、228B漏出。由于可熔构件260不再保持短路棒226远离GDT 222，所以通过弹簧228的偏压载荷而使短路棒226在向后的闭合方向C（图4）上朝GDT 222受力位移。短路棒226因此呈现短路位置，在该短路位置中，短路棒226的接触端区段226C因此被按压成与短路凸舌220E接触。短路棒226在载体接触构件220之间通过短路棒226创建直接的短路。以此方式，在线缆20、22之间电地绕开GDT 222以便为模块200提供短路寿命终结。
上面描述的短路棒226的释放还致动本地警报机构203。触发器组件240随着短路棒226在向后方向C（图4）上由弹簧228从锁定位置（图4、图6和图7）驱动至释放位置（图8和图9）。因此，闩锁指状件242B、244B从指示器构件250的闩锁槽254缩回。因此被释放的指示器构件250随后被压缩弹簧232驱动以便在产生信号的方向S（图6）上沿导轨212B滑动。因此，指示器构件250位移至图8和图9所示的警报位置，在该警报位置中，指示器表面259与模块壳体112的前窗口217对准并且能够通过该前窗口217看到指示器表面259。指示器表面259具有能通过前窗口117看到的与壳体指示器表面212C明显不同的视觉外观，从而提供可视警报以使得操作者能够容易地确定本地警报机构203已经被激活。例如，壳体指示器表面212C和指示器表面259可以具有明显不同的颜色（例如，绿色对红色）。以此方式，本地警报机构203能够提供方便的指示：GDT 222已经出现故障或者过热和/或模块200已经呈现其短路构造或状态。
上面描述的短路棒226的释放还会致动远程警报机构205。在模块200的预备位置中，指示器带270覆盖后开口218以使得维持远程销122被压缩。当可熔构件234熔化时，指示器带270的支腿271、272、273的端部随着触发器组件240在向后的方向C上由弹簧228牵拉。因此，指示器带270滑动地位移、旋转或绕转通过指示器带导向槽212E。当触发器组件240呈现抵靠GDT 222的完全释放位置时并且如图8和图9所示，指示器孔272将与后开口218对准，以使得后端口218不再被覆盖。因此，允许远程销122通过开口218和指示器孔272进一步延伸到模块200中的警报信号位置中。远程销122可以连接至基部110中的开关122A或传感器，开关122A或传感器检测远程销122的位移并且向远程装置或者终端提供电信号。以此方式，远程警报机构205能够提供方便的远程指示：GDT 222已经出现故障或者过热和/或模块200已经呈现其短路构造或状态。
系统101能够提供很多益处和优点。连接器系统103的构造有助于在基部110与模块200之间的高电流（例如，雷电涌电流）的可靠传输。插塞形柱体282和互补的插口连接器170提供增加的连接器表面-表面接触。这能够减小连接器接触接口处的电流密度并且阻止或者消除电弧效应。
连接器部件的几何结构提供足够坚硬且刚性以承受由电涌电流引起的机械力的终端，并且也节省空间。
连接器主体130的闭环单部件构造为电涌电流提供未破损部件以便以最大横截面流过。每个键凸舌136与其键槽137之间的键和槽互锁以及每个桥接部149的较大半径能够阻止或防止连接器主体130因高电流电涌流而引起的弯曲。
每个笼形构件150的闭环单部件构造同样地为电涌电流提供未破损部件以便以最大横截面流过。键凸舌154与键槽158之间的互锁、直凸舌156与直槽160之间的互锁以及凸缘168与孔162之间的互锁能够阻止或防止笼形构件150因高电流电涌流而引起的弯曲。此外，这些互锁以及壁152D、152E的双壁几何结构能够使得笼形构件150能够承受更高的拧紧力矩以固定线缆20、22。
在高电涌电流期间，电涌可能引起压缩力或指状件176的偏斜，这导致指状件176挤压抵靠插口180中的对应柱体282的接触表面282B。
如上面所描述的，插口连接器170通过摆辗铆接附接至终端部分140并且插塞连接器280A、280B通过摆辗铆接附接至连接器安装凸舌220C。这种技术能够提供足够的强度以在电涌期间可靠地固定部件。
在一些实施例中，柱体282和指状件176的接触表面具有0.8 μmRa或更低的粗糙度。这样的低粗糙度能够使连接器170、280容易地联接和脱离。这种低粗糙度还能够提供更大的接触表面。
在一些实施例中，模块200符合基于在IEC 61643-11的条款8.1.1中定义的脉冲放电电流波形（通常被称为10/350微秒（“µs”）电流波形（“10/350 µs电流波形”））的SPD（条款8.3.4.4）的IEC 61643-11“用于测试I类的附加负载测试”。10/350 µs电流波形可以表征最大电流（100%）达到约10 µs 并且电流在约350 µs时是最大电流的50%的电流波形。在10/350 µs电流波形之下，根据一个或者多个标准SPD的转移电荷Q和比能W/R应该与峰值电流有关。例如，在表1中示出了I类 SPD测试的IEC 61643-11参数，表1如下：
表1：I类SPD测试的参数
Figure 536827DEST_PATH_IMAGE001
在一些实施例中，模块200是I类电涌保护装置（SPD）。根据一些实施例， DIN导轨装置系统101用于以下应用和电气系统。系统101通过使用“3+1”构造连接在三相系统中的中性导体（N）与保护接地（PE）（N-PE）之间。这意味着存在三个1TE SPD S1、S2、S3模块，其每一个连接在相应的线L1、L2、L3与N（即，L-N）之间；以及一个SPD模块SPE，其连接在N与PE（即，N-PE）之间；如图20的电路15所示。根据一些实施例，SPD模块 S1、S2、S3、SPE中的一个或多个是如为本文中描述的相应系统101中的模块200所描述的构造的模块。在其它实施例中，SPD模块中的一个或多个可以具有与本文中公开的SPD模块不同的构造。例如，在一些实施例中，N-PE SPD模块 SPE是本文中公开的系统101中的模块200，并且L-N SPD模块 S1、S2、S3是基于变阻器的SPD模块。基于变阻器的SPD模块可以是基于金属氧化物变阻器（MOV）的SPD模块。基于变阻器的SPD模块可以如美国专利第6,038,119、6,430,020、7,433,169号中公开的一样构造。
每条线L1、L2、L3可以在该线与其SPD S1、S2、S3之间设置有主保险丝FM和辅助保险丝FS。热切断器K也可以设置在每条线与其SPD S1、S2、S3之间。
在位于如所描述的“3+1”电气系统中的SPD模块中，在一些实施例中，N-PE SPD模块必须传导在四条线（三个相位和中性导体）中的每一条线上输送的雷电流 （遵循10/350μs波形）的总和。因此，如果每条线上的电流是25kA 10/350 μs，那么连接在每条线与中性导体之间的每个SPD模块必须具有25kA 10/350μs的承受能力，并且N-PE SPD模块必须具有100kA 10/350μs的承受能力（额定）。
期望的是SPD模块具有小的形状因素。特别地，在一些应用中，期望的是SPD模块的每一个具有根据1992年11月1日颁布的DIN标准43871的1TE的大小。根据一些实施例，模块200具有约18 mm的与轴线F1-F1平行的最大宽度W9（图1）。被构造用于DIN导轨安装并且被设计成满足N-PE放置的上述要求的SPD模块通常需要比设置在已知的1TE大小的SPD模块上的线缆终端更大的线缆终端。
根据一些实施例，连接器系统103（包括基部连接器终端组件131A、131B和插塞连接器280A、280B）能够允许100kA 10/350μs雷电流在不对这些终端产生任何损坏的情况下通过SPD模块。相比之下，当高于50 kA的雷电流通过连接器时，用于1TE SPD模块的传统终端可能遭到灾难性的损坏（例如，在基部至模块的连接器中发生闪光和弯曲）。
另外，热故障安全机构201绕开GDT 222并且在GDT 222过热的情况下允许短路电路终结模块200的寿命。通常，在雷电流期间GDT在其内部遭到损坏时过热，并且存在来自电源的持续电流。在GDT位于N-PE之间的情况下，该电流仅仅在电力系统出现故障（线意外连接至地面）的情况下能够很大。如果这种情况发生，那么GDT可能因为长期传导过度电流而出现灾难性的故障。因此，故障安全绕开机构201可能需要为GDT 222的寿命提供安全的终结。
在替代实施例中，短路棒226被省略或者由电绝缘材料（例如，塑料）形成，使得当可熔构件260由于GDT 222的过热而熔化时，在没有使GDT 222周围的载体接触构件220短路的情况下致动警报机构203、205。在这种情况下，该机构在不干扰电路的情况下用作热指示器。
在一些实施例中并且如图所示，模块200向前突出超出接收器槽120的前端一定距离，该距离在约1 mm到100 mm的范围内。
包括本文中公开的故障安全机构、警报机构和连接器系统的模块可以包括不同类型的电气装置以代替GDT 222。该电气装置可以是不同类型的过电压保护装置。在一些实施例中，该电气装置包括金属氧化物变阻器（MOV）、断路器、保险丝或二极管。
鉴于本公开的益处，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域普通技术人员可以做出许多改变和修改。因此，必须理解的是，所示实施例仅仅是为了示例的目的而被陈述，并且不应该被认为限制由下列权利要求所定义的本发明。因此，下列权利要求书要被解释为不仅包括按字面陈述的元件的组合，而且包括用于以基本上相同的方式执行基本上相同的功能以获得基本上相同的结果的所有等同元件。因此，权利要求书要被理解为包括上面具体说明并描述的内容、在概念上等同的内容以及并入本发明的基本理论的内容。

Claims (31)

1.一种电涌保护装置（SPD）模块，包括：
模块壳体；
第一和第二模块电终端，所述第一和第二模块电终端安装在所述模块壳体上；
气体放电管（GDT），所述气体放电管安装在所述模块壳体中，所述气体放电管包括电连接至所述第一模块电终端的第一气体放电管终端以及电连接至所述第二模块电终端的第二气体放电管终端；以及
故障安全机构，所述故障安全机构安装在所述模块壳体中，所述故障安全机构包括：
导电的短路棒，所述导电的短路棒处于预备位置并且能够再定位至短路位置；
偏压构件，所述偏压构件向所述短路棒施加偏压载荷以便将所述短路棒从所述预备位置引导至所述短路位置；以及
可熔构件；
其中：
所述可熔构件使所述短路棒维持在所述预备位置中并且响应于规定温度而熔化，以便允许所述短路棒在所述偏压构件的所述偏压载荷下从所述预备位置移动至所述短路位置；并且
在所述短路位置中，所述短路棒在所述第一和第二气体放电管终端之间形成电路短路以便绕开所述气体放电管。
2.根据权利要求1所述的电涌保护装置模块，包括：
第一载体接触构件，所述第一载体接触构件包括电连接至所述第一气体放电管终端的第一短路部分；以及
第二载体接触构件，所述第二载体接触构件包括电连接至所述第二气体放电管终端的第二短路部分；
其中：
在所述预备位置中，所述可熔构件保持所述短路棒与所述第一和第二短路部分间隔分开并且电隔离；以及
当所述可熔构件熔化时，所述偏压构件使所述短路棒受力移位以便与所述第一和第二短路部分中的每一个接触，从而在所述第一和第二气体放电管终端之间形成电路短路以便绕开所述气体放电管。
3.根据权利要求2所述的电涌保护装置模块，其中：
所述第一载体接触构件包括第一气体放电管安装孔；
所述第二载体接触构件包括第二气体放电管安装孔；
所述第一气体放电管终端置于所述第一气体放电管安装孔中并且通过所述第一气体放电管安装孔中的焊料固定在所述第一气体放电管安装孔中；以及
所述第二气体放电管终端置于所述第二气体放电管安装孔中并且通过所述第二气体放电管安装孔中的焊料固定在所述第二气体放电管安装孔中。
4.根据权利要求1所述的电涌保护装置模块，其中，所述可熔构件由金属形成。
5.根据权利要求1所述的电涌保护装置模块，其中，所述可熔构件具有在约90℃到240℃的范围内的熔点。
6.根据权利要求1所述的电涌保护装置模块，包括警报机构，所述警报机构响应于所述可熔构件的熔化而提供所述电涌保护装置模块已经出现故障的警报。
7.根据权利要求6所述的电涌保护装置模块，其中，所述警报机构包括本地警报机构，所述本地警报机构包括：
窗口，所述窗口限定在所述模块壳体中；
指示器构件，所述指示器构件能够相对于所述窗口在第一和第二位置之间移动；
指示器偏压构件，所述指示器偏压构件向所述指示器构件施加偏压载荷以便将所述指示器构件从所述第一位置引导至所述第二位置；以及
触发器构件；
其中：
所述触发器构件使所述指示器构件保持在所述第一位置中；以及
当所述可熔构件熔化时，所述触发器构件释放所述指示器构件以使其在所述指示器偏压构件的所述偏压载荷下从所述第一位置移动至所述第二位置。
8.根据权利要求6所述的电涌保护装置模块，其中，所述警报机构包括远程警报机构，所述远程警报机构包括：
端口，所述端口限定在所述模块壳体中以便容纳远程控制销；以及
指示器构件，所述指示器构件具有限定在其中的指示器孔；
其中：
所述指示器构件能够在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述指示器构件覆盖所述端口；在所述第二位置中，所述指示器开口与所述端口对准并且允许所述远程控制销延伸通过所述指示器开口；以及
当所述可熔构件熔化时，所述指示器构件在所述偏压构件的所述偏压载荷下从所述第一位置移动至所述第二位置。
9.根据权利要求1所述的电涌保护装置模块，其中，所述第一和第二模块终端是插塞连接器。
10.根据权利要求9所述的电涌保护装置模块，包括：
第一载体接触构件，所述第一载体接触构件使所述第一气体放电管终端电连接至所述第一模块终端；以及
第二载体接触构件，所述第二载体接触构件使所述第二气体放电管终端电连接至所述第二模块终端；
其中，所述第一模块终端摆辗铆接至所述第一载体接触构件；以及
其中，所述第二模块终端摆辗铆接至所述第二载体接触构件。
11.一种DIN导轨电涌保护装置（SPD）系统，包括：
基部，所述基部被构造成安装在DIN导轨上，所述基部限定容纳器槽；
根据权利要求1至10中任一项所述的电涌保护装置模块，所述电涌保护装置模块被构造成可移除地安装在所述容纳器槽中以便与所述基部形成DIN导轨电涌保护装置组件；以及
电连接器系统，所述电连接器系统将所述电涌保护装置模块选择性地电连接至所述基部，所述电连接器系统包括：
插口连接器，所述插口连接器附接在所述基部和所述电涌保护装置模块中的一个上，所述插口连接器限定插口；以及
插塞连接器，所述插塞连接器位于所述基部和所述电涌保护装置模块中的另一个上，所述插塞连接器包括柱体，所述柱体被构造成容纳在所述插口中以便使所述电涌保护装置模块电连接并且机械连接至所述基部。
12.根据权利要求11所述的DIN导轨电涌保护装置系统，其中，所述插口和所述柱体基本上是圆柱形的。
13.根据权利要求11所述的DIN导轨电涌保护装置系统，其中：
所述插口连接器包括多个周向分布的、可径向偏斜的、导电的接触指状件；以及
所述接触指状件限定所述插口。
14.根据权利要求13所述的DIN导轨电涌保护装置系统，其中，所述插口连接器包括槽，所述槽位于所述接触指状件之间以允许所述接触指状件独立于彼此地偏斜。
15.根据权利要求11所述的DIN导轨电涌保护装置系统，其中，所述插口连接器摆辗铆接至导电的终端支撑件。
16.根据权利要求11所述的DIN导轨电涌保护装置系统，其中，所述插塞连接器摆辗铆接至导电的终端支撑件。
17.根据权利要求11所述的DIN导轨电涌保护装置系统，其中，所述插口连接器形成所述基部的一部分。
18.根据权利要求11所述的DIN导轨电涌保护装置系统，其中，所述插塞连接器形成所述电涌保护装置模块的一部分。
19.根据权利要求11所述的DIN导轨电涌保护装置系统，其中，所述基部包括基部终端连接器组件，所述基部终端连接器组件包括：
所述插口连接器；
连接器本体，其中，所述插口连接器安装在所述连接器本体上；以及
线缆夹连接器，所述线缆夹连接器通过所述连接器本体电连接并且机械连接至所述插口连接器。
20.根据权利要求19所述的DIN导轨电涌保护装置系统，其中，所述线缆夹连接器包括：
所述连接器本体的线缆终端部分；
笼形构件；以及
螺纹件，所述螺纹件可操作以便使所述笼形构件相对于所述线缆终端部分移位从而使线缆夹在其之间。
21.根据权利要求20所述的DIN导轨电涌保护装置系统，其中，所述线缆终端部分是整体式的并且形成限定腔体的环状部。
22.根据权利要求21所述的DIN导轨电涌保护装置系统，其中，所述线缆终端部分包括：
第一壁和第二壁；
键槽，所述键槽限定在所述第一壁中；以及
整体的键凸舌，所述键凸舌从所述第二壁延伸并且与所述键槽互锁以便阻止或防止所述第一壁与第二壁分离。
23.根据权利要求21所述的DIN导轨电涌保护装置系统，其中，所述笼形构件：
是整体式的；
形成限定腔体的环状部；以及
环绕所述线缆终端部分的一部分。
24.根据权利要求23所述的DIN导轨电涌保护装置系统，其中，所述笼形构件包括：
第一壁和第二壁；
键槽，所述键槽限定在所述第一壁中；以及
整体的键凸舌，所述键凸舌从所述第二壁延伸并且与所述键槽互锁以便阻止或防止所述第一壁与第二壁分离。
25.根据权利要求23所述的DIN导轨电涌保护装置系统，其中，所述笼形构件包括：
内前壁；
外前壁，所述外前壁覆盖所述内前壁；
孔，所述孔限定在所述外前壁中；以及
整体的螺纹凸缘，所述螺纹凸缘位于所述内前壁上；
其中，所述凸缘延伸到所述孔中并且与所述螺纹件螺纹匹配。
26.根据权利要求19所述的DIN导轨电涌保护装置系统，其中：
所述连接器本体包括：
线缆终端部分；
插口连接器安装部分，所述插口连接器安装在所述插口连接器安装部分上；以及
桥接部分，所述桥接部分使所述线缆终端部分连接至所述插口连接器安装部分；
所述连接器本体是整体式的；以及
所述桥接部分具有弧形的横截面构型，其中，所述弧形的横截面构型具有在约5 mm到6mm的范围内的圆弧半径。
27.根据权利要求11所述的DIN导轨电涌保护装置系统，其中，电涌保护装置模块包括：
模块壳体；
第一和第二模块电终端，所述第一和第二模块电终端安装在所述模块壳体上，其中，所述第一模块电终端为插口连接器或插塞连接器；以及
气体放电管（GDT），所述气体放电管安装在所述模块壳体中，所述气体放电管包括电连接至所述第一模块电终端的第一气体放电管终端以及电连接至所述第二模块电终端的第二气体放电管终端。
28.根据权利要求11所述的DIN导轨电涌保护装置系统，其中，电涌保护装置模块包括：
模块壳体；以及
故障安全机构，所述故障安全机构安装在所述模块壳体中，其中，所述故障安全机构被操作成响应于规定温度而形成通过电涌保护装置模块的电路短路。
29.根据权利要求28所述的DIN导轨电涌保护装置系统，其中，所述故障安全机构包括：
导电的短路棒，所述导电的短路棒处于预备位置并且能够再定位至短路位置；
偏压构件，所述偏压构件向所述短路棒施加偏压载荷以便将所述短路棒从所述预备位置引导至所述短路位置；以及
可熔构件；
其中：
所述可熔构件使所述短路棒维持在所述预备位置中并且响应于规定温度而熔化，以便允许所述短路棒在所述偏压构件的所述偏压载荷下从所述预备位置移动至所述短路位置；并且
在所述短路位置中，所述短路棒在所述第一和第二气体放电管终端之间形成电路短路以便绕开所述气体放电管。
30.一种电涌保护装置（SPD）模块，包括：
模块壳体；
第一和第二模块电终端，所述第一和第二模块电终端安装在所述模块壳体上；
气体放电管（GDT），所述气体放电管安装在所述模块壳体中，所述气体放电管包括电连接至所述第一模块电终端的第一气体放电管终端以及电连接至所述第二模块电终端的第二气体放电管终端；
触发器构件；
触发器偏压构件；
可熔构件，所述可熔构件能够响应于规定温度而熔化；以及
本地警报机构，包括：
窗口，所述窗口限定在所述模块壳体中；
指示器构件，所述指示器构件能够相对于所述窗口在第一和第二位置之间移动；以及
指示器偏压构件，所述指示器偏压构件向所述指示器构件施加偏压载荷以便将所述指示器构件从所述第一位置引导至所述第二位置；
其中：
所述可熔构件使所述触发器构件保持在锁定位置中，其中，所述触发器构件使所述指示器构件保持在所述第一位置中；以及
当所述可熔构件熔化时，所述触发器偏压构件迫使所述触发器构件从所述锁定位置至释放位置，其中，所述触发器构件释放所述指示器构件以便使其在所述指示器偏压构件的所述偏压载荷下从所述第一位置移动至所述第二位置。
31.根据权利要求30所述的电涌保护装置模块，进一步包括远程警报机构，所述远程警报机构包括：
端口，所述端口限定在所述模块壳体中以容纳远程控制销；以及
指示器构件，所述指示器构件具有限定在其中的指示器孔；
其中：
所述指示器构件能够在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述指示器构件覆盖所述端口；在所述第二位置中，所述指示器开口与所述端口对准并且允许所述远程控制销延伸通过所述指示器开口；以及
当所述可熔构件熔化时，所述指示器构件在所述偏压构件的所述偏压载荷下从所述第一位置移动至所述第二位置。
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