CN109713639B - 一种智能脱离式电涌保护器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能脱离式电涌保护器，包括带有动触头的分合闸装置、静触头和电磁脱扣机构，电磁脱扣机构用于驱动分合闸装置使所述动触头和静触头导通或分离，电涌保护器内还设有电涌保护模块和位于电涌保护器下端的防雷接地端子，电涌保护模块与分合闸装置处于合闸状态时，动触头、静触头以及防雷接地端子电性连接形成雷击过电压防护回路。本发明智能脱离式电涌保护器为一体化设计，可有效降低安装位置预留空间不足的问题，不用特殊定制化内部空间，同时省去了电缆耗材连接，降耗的同时显著提高保护性能。
Description
技术领域
本发明涉及电涌保护技术领域，具体涉及一种智能脱离式电涌保护器。
背景技术
当前国内外防雷市场，通常采用在电涌保护器(SPD,Surge Protective Device)前端串联安装常规断路器(大多选用DZ47小型断路器)，或者在电涌保护器前端串联安装熔断器。对于电涌保护器前端串联安装断路器，因为断路器内部主回路线圈电感作用，在有雷击过电压时，会在断路器两端产生超过1000V的残压，此残压叠加在SPD上后致使整个防雷保护回路的总保护水平下降，不利于设备安全运行，甚至直接引起设备损毁，影响整个配电系统的安全；在SPD异常击穿短路时，此工频电流不足以使断路器瞬间跳闸，此时SPD直接起火或爆炸；或随着工频电流上升虽能引起跳闸，但在跳闸前SPD已经燃烧或爆炸，影响整个配电系统的安全。
对于在电涌保护器前端串联安装熔断器，在SPD击穿短路时，此工频电流不足以使熔断器瞬间熔断，此时SPD直接起火或爆炸；或随着工频电流上升虽能引起熔断器熔断，但在熔断前SPD已经燃烧或爆炸，影响整个配电系统的安全。
同时，如果断路器和熔断器取值小，比如3A，在有工频过电流时，能够起到脱扣或熔断作用，一旦有雷击过电流时(实际上各种现场雷击过电流大多大于20kA以上，个别场地会达到100kA以上)，此时断路器会脱扣，熔断器也会熔断，就失去了防雷保护作用，对各种需要保护的设备来说是致命的。如果首先确保雷击过电流时断路器不脱扣熔断器不熔断，断路器和熔断器的取值就要很大，甚至超过总开关的容量，比如Imax 40kA的SPD就要选用125A，这么大的取值，在有工频过电流时，就要瞬间达到600A以上才能够迅速脱扣或熔断，此时已经引起了烧毁或火灾事故。另外，断路器还存在电感导致Up过高的问题。
相对安全的做法是在电涌保护器前端安装电涌保护器专用脱离器(SSD)，该种做法仅仅适合在电涌保护器近似短路性故障时才能可靠脱离，对于工频过流和电阻性短路均不能起到安全及时的脱离。
另外，不管是电涌保护器前端安装什么器件，均需要预留足够大的空间，而且在实际安装中还需要使用电缆耗材，无形中增加了施工难度和降低了保护效果。
发明内容
针对现有技术中的以上不足，本发明提供一种一体化设计，可有效降低安装位置预留空间不足的问题，且能够有效实现过电流监测和有效脱离的智能脱离式电涌保护器。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种智能脱离式电涌保护器，包括带有动触头的分合闸装置、静触头和电磁脱扣机构，所述电磁脱扣机构用于驱动所述分合闸装置使所述动触头和静触头导通或分离，所述电涌保护器内还设有电涌保护模块和位于所述电涌保护器下端的防雷接地端子，所述电涌保护模块与所述分合闸装置处于合闸状态时，所述动触头、静触头以及所述防雷接地端子电性连接形成雷击过电压防护回路。
所述分合闸装置并联设置1-4个；所述电涌保护模块的数量与所述分合闸装置的数量一致，且一一对应。
优选地，所述电涌保护器内设有4个所述分合闸装置和4个所述电涌保护模块。
所述电涌保护模块为更换方便的可插拔式电涌保护模块，可选型号为TNR-C20或LT-40。
每个所述电涌保护模块的下方分别设有独立的失效指示窗口，用于直观查看所述电涌保护模块是否处于有效状态。
所述电涌保护器内还设有独立的供电回路，所述供电回路与所述电磁脱扣机构电性连接，用于防止所在安装位置的回路电压异常引起的各种误动作及不动作。
所述电涌保护器的上端设有1-4个用于连接被保护部位的电源防护端，所述电源防护端与所述分合闸装置数量相同且一一对应电性连接，各所述电源防护端之间串联。
各所述电源防护端的下方设有独立可调的电压及工频电流检测装置，用于检测各所述电源防护端所通过的电压及工频电流的大小；当所述电源防护端相互之间或对地出现异常电压及工频电流时，若电压及工频电流超过安全设定值，所述电磁脱扣机构立即动作，控制所述分合闸装置处于分闸状态，所形成的异常电压及异常工频电流回路被切断。
所述电涌保护器内还设有数据处理上报单元，含电流电压波形记录，所述数据处理上报单元与设置在所述电涌保护器底部的接口电性连接，所述电涌保护器的工作状态及异常行为均可在所述数据上报处理单元处理后通过所述接口对外发送实时数据。
所述电涌保护器内还设有包含电流电压波形记录的数据处理及上报单元，所述数据处理及上报单元与设置在所述电涌保护器底部的接口电性连接，所述电涌保护器的工作状态及异常行为均可在所述数据处理及上报单元处理后通过所述接口对外发送实时数据。
所述电涌保护器内还设有监测装置，用于过电压次数、雷击峰值、温度以及波形的记录。
本发明技术方案，具有如下有益效果：
A.本发明智能脱离式电涌保护器为一体化设计，可有效降低安装位置预留空间不足的问题，不用特殊定制化内部空间，同时省去了电缆耗材连接，降耗的同时显著提高保护性能。
B.本发明智能脱离式电涌保护器，解决了各种性质的过电流监测和有效脱离，还能实现任意值可调，针对不同场合设置不同值，进一步提高保护性能。
C.本发明智能脱离式电涌保护器，解决了状态不可知的问题，通过独立的数据处理及上报单元和接口，实现状态及异常上报，做到了可知可测可防。
D.本发明设备整体结构紧凑，稳定牢固，采用可插拔式的电涌保护模块，后期维护成本低，利于大范围推广使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明智能脱离式电涌保护器整体结构示意图。
图2为本发明中分合闸装置结构示意图；
图3为本发明中监测装置与数据处理及上报单元结构作用原理图。
附图标记说明：
1-电源防护端；2-分合闸装置，21-动触头；3-电磁脱扣机构；4-电涌保护模块；5-失效指示窗口；6-防雷接地端子；7-电压及工频电流检测装置；8-供电回路；9-数据处理及上报单元；10-接口；20-监测装置；30-静触头。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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做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。
如图1-2所示，本发明提供了一种智能脱离式电涌保护器，包括带有动触头21的分合闸装置2、静触头30和电磁脱扣机构3，电磁脱扣机构3用于驱动分合闸装置2使动触头21和静触头30导通或分离，在电涌保护器的上端设有4个用于连接接被保护部位的电源防护端1，电源防护端1与分合闸装置2数量相同且一一对应电性连接，各电源防护端1之间并联。电涌保护器内还设有电涌保护模块4和位于电涌保护器下端的防雷接地端子6，电涌保护模块4与分合闸装置2处于合闸状态时，动触头21、静触头30以及防雷接地端子6电性连接形成雷击过电压防护回路，将电源防护端1的雷击过电压卸放至地。本发明智能脱离式电涌保护器为一体化设计，可有效降低安装位置预留空间不足的问题，不用特殊定制化内部空间，同时省去了电缆耗材连接，降耗的同时显著提高保护性能。
智能脱离式电涌保护器结构中分合闸装置2的数量为4个，各分合闸装置2之间并联设置；电涌保护模块4的数量与分合闸装置2的数量一致，且一一对应。电涌保护模块4为更换方便的可插拔式电涌保护模块，可选型号为TNR-C20或LT-40，在使用中可以通过更换故障电涌保护模块4来使其恢复正常，而不是整体更换，达到高效和经济的目的。在每个电涌保护模块4的下方分别设有独立的失效指示窗口5，用于直观查看电涌保护模块4是否处于有效状态。
本发明智能脱离式电涌保护器内还设有独立的供电回路8(供电回路8为外部供电，而不是从产品内部的电源防护端1引入工作电源)，供电回路8与电磁脱扣机构3电性连接，用于防止所在安装位置的回路电压异常引起的各种误动作及不动作。
电涌保护器的上端设有4个用于连接被保护部位的电源防护端1，电源防护端1与分合闸装置2数量相同且一一对应电性连接，各电源防护端1之间串联。在各电源防护端1的下方设有独立可调的电压及工频电流检测装置7，用于检测各电源防护端1的电压和工频电流的大小。电涌保护器内还设有监测装置20(如图3所示)，用于过电压次数及雷击峰值以及波形记录的监测。本发明智能脱离式电涌保护器，解决了各种性质的过电流监测和有效脱离，还能实现任意值可调，针对不同场合设置不同值，进一步提高保护性能。
另外，电涌保护器内还设有数据处理及上报单元9，包含电流电压波形记录，数据处理及上报单元9与设置在电涌保护器底部的接口10电性连接，电涌保护器的工作状态及异常行为均可通过接口10对外发送实时数据。本发明智能脱离式电涌保护器，解决了状态不可知的问题，通过独立的数据处理单元和接口，实现状态及异常上报，做到了可知可测可防。
雷击过电压防护回路从上至下为电源防护端1-动触头21-静触头30-电涌保护模块4-防雷接地端子6，具体使用时分以下三种情况：
A：正常工作状态时，因电涌保护模块4的高阻性，此时回路中几乎没有任何电流流过，分合闸装置2处于合闸状态；
B：当电源防护端1出现雷击过电压时，电磁脱扣机构3保持不动作，分合闸装置2处于合闸状态，雷击过电压通过保护回路对地卸放，同时，用于过电压次数及雷击峰值监测以及波形、温度记录的监测装置20会记录相应数据；
C：当电源防护端1相互之间或对地出现异常电压及工频电流时，4个独立的电压及工频电流检测装置7会实时进行监测，如果电压及工频电流未超过安全设定值，电磁脱扣机构3保持不动作，分合闸装置2处于合闸状态。电压及工频电流一旦超过安全设定值，电磁脱扣机构3立即动作，分合闸装置2处于分闸状态，动静触头分离，切断异常电压及异常工频电流，同时，数据处理及上报单元9(如图3所示)会记录电压电流值和动作次数以及波形等数据。
本发明整体结构紧凑，稳定牢固，采用可插拔式的电涌保护模块，后期维护成本低，利于大范围推广使用。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (6)
1.一种智能脱离式电涌保护器，包括带有动触头(21)的分合闸装置(2)、静触头(30)和电磁脱扣机构(3)，所述电磁脱扣机构(3)用于驱动所述分合闸装置(2)使所述动触头(21)和静触头(30)导通或分离，其特征在于，所述电涌保护器内还设有电涌保护模块(4)和位于所述电涌保护器下端的防雷接地端子(6)，所述电涌保护模块(4)为更换方便的可插拔式电涌保护模块，所述电涌保护模块(4)与所述分合闸装置(2)处于合闸状态时，所述动触头(21)、静触头(30)以及所述防雷接地端子(6)电性连接形成雷击过电压防护回路；
所述电涌保护器内还设有独立的供电回路(8)，所述供电回路(8)与所述电磁脱扣机构(3)电性连接，用于防止所在安装位置的回路电压异常引起的各种误动作及不动作；
所述电涌保护器的上端设有1-4个用于连接被保护部位的电源防护端(1)，所述电源防护端(1)与所述分合闸装置(2)数量相同且一一对应电性连接，各所述电源防护端(1)之间串联；
各所述电源防护端(1)的下方设有独立可调的电压及工频电流检测装置(7)，用于检测各所述电源防护端(1)所通过的电压及工频电流的大小；当所述电源防护端(1)相互之间或对地出现异常电压及工频电流时，若电压及工频电流超过安全设定值，所述电磁脱扣机构(3)立即动作，控制所述分合闸装置(2)处于分闸状态，所形成的异常电压及异常工频电流回路被切断。
2.根据权利要求1所述的智能脱离式电涌保护器，其特征在于，所述分合闸装置(2)并联设置1-4个，所述电涌保护模块(4)的数量与所述分合闸装置(2)的数量一致，且一一对应。
3.根据权利要求2所述的智能脱离式电涌保护器，其特征在于，所述电涌保护器内设有4个所述分合闸装置(2)和4个所述电涌保护模块(4)。
4.根据权利要求3所述的智能脱离式电涌保护器，其特征在于，每个所述电涌保护模块(4)的下方分别设有独立的失效指示窗口(5)，用于直观查看所述电涌保护模块(4)是否处于有效状态。
5.根据权利要求1所述的智能脱离式电涌保护器，其特征在于，所述电涌保护器内还设有带有含电流电压波形记录的数据处理及上报单元(9)，所述数据处理及上报单元(9)与设置在所述电涌保护器底部的接口(10)电性连接，所述电涌保护器的工作状态及异常行为均可在所述数据处理及上报单元(9)处理后通过所述接口(10)对外发送实时数据。
6.根据权利要求1所述的智能脱离式电涌保护器，其特征在于，所述电涌保护器内还设有监测装置(20)，用于过电压次数、雷击峰值、温度以及波形的记录。
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