CN110086158B - 一种电子电路过电压保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子电路过电压保护装置,包括装置主体、壳体、上盖、安装底板、输入端子、金属氧化物变阻器、半导体放电管、继电器、水冷箱和控制器,通过设置榫头和榫槽,卡柱和卡位孔,在使用时可以完成上盖与壳体的无缝连接,保证装置主体的密封性,防止水对壳体内部的电器件造成损坏,装置主体的外表面喷涂有防水涂层和抗氧化涂层,延长了装置主体的使用寿命,当过电压情况发生时,气体放电管、火花间隙、金属氧化物变阻器和继电器对激增的电流和电压进行多重调节,使其趋于稳定,从而保护电路中的被保护器件不受影响,循环水冷管内的水冷液流动,带走壳体内部的热量,实现降温功能,结构简单,安装方便,保护效果好,有利于普及和推广。
Description
技术领域
本发明涉及电路保护技术领域,特别涉及一种电子电路过电压保护装置。
背景技术
电子电路是指由电子器件和有关无线电元件组成的电路。包括放大、振荡、整流、检波、调制、频率变换、波形变换等电路,以及各种控制电路。广泛应用于各种电子设备中,电子电路可以将复杂的电子产品内部的连接控制关系以最简洁、直观的形式展现出来,使电子产品安装、调试、检修人员能够在很短的时间内明了整个电子产品的内部结构和工作原理,进而在电子电路图的指示下完成相应的工作。在实际的生产、维修工作中,电子电路的连接关系、装配关系以及工作过程会通过不同的电子电路图来体现。通常,我们将表达电子电路连接关系的电路图称为电子电路连接关系图(接线图),将表达电子电路装配关系的电路图称为电子电路装调图,而将表达电子电路结构和工作原理的电路图称为电子电路原理图。不同类型的电子电路图有不同的特点和用途过电压指峰值大于正常运行下最大稳态电压的相应峰值的任何电压。在工程上,它指一切可能对设备造成损害的危险电压。因此在工程中,一些虽然大于设备正常运行电压峰值但不足以危及设备正常工作的过电压被排除在外。过电压包括:(1)瞬态过电压,持续时间为毫秒级或更短,是避雷器的主要防护对象。(2)暂态过电压或短时过电压,持续时间相对较长,一般介于0.1s和1s之间。瞬态过电压的来源主要有:雷击、开关操作、静电放电和核爆炸。在通信局站,主要是雷电过电压或雷击过电压。暂态过电压主要有:转移过电压、断零过电压、断线谐振过电压和中性线漂移形成的过电压。此外,空载线路的电容效应、不对称接地故障和突然甩负荷也可能产生危险的过电压。随着国家标准GB18802.1-2002、GB50057、GA173等一系列标准的颁布和实施推广,各地防雷法规的日益完善,过电压保护装置,又称作浪涌保护器(SPD)的应用越来越普及。过电压保护装置可以对电路中的负载起到保护作用,使其能够经受瞬间过电压或者雷电流的冲击。更具体地讲,过电压保护装置一般与负载并联,并安装在负载上游,当电路正常运行时,过电压保护装置呈高阻态,其并不影响负载的正常工作;当电路出现瞬时过电压或雷电流冲击时,过电压保护装置将呈现非常低的阻态,瞬间导通,分流入地, 从而保证下游并联负载两端的残余电压水平在负载能够承受的一定安全范围内。过电压保护装置的核心功能元件为金属氧化物变阻器(MOV)。MOV可以是例如氧化锌(ZnO)压敏电阻,它在电路的正常工作电压下呈现高阻态,而在瞬间过电压例如雷击时呈现瞬时低阻态,从而实现SPD的高电压下具有瞬时低阻态而低电压下保持高阻态的功能。SPD具有与MOV相连的静电极以及与静电极相连的动电极。动电极通常通过低温焊料与静电极焊接在一起。在经受过电压或雷电流冲击时,要求动电极与静电极的焊接部具有良好的耐受性,即该焊接部须保持良好的超低电阻特性,从而使得高电流能够通过SPD导入大地,从而可靠地保护并联的下级负载。另一方面,随着时间推移或经受多次冲击后,MOV不可避免地会老化,MOV的泄漏电流会逐渐增大,从而使得MOV本体温度会逐渐升高。
目前,虽然存在众多过电压保护的技术方案,主要应用形式是将过电压保护装置串接在电路中,稳定供电电压。但是,现有过电压保护装置存在若干缺陷,例如在安装时较为不便,保护装置整体的密封性和散热性较差,因此很有必要设计一种电子电路过电压保护装置来解决这些问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电子电路过电压保护装置,可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种电子电路过电压保护装置,包括装置主体、壳体、上盖、安装底板、输入端子、金属氧化物变阻器、半导体放电管、继电器、水冷箱和控制器,所述装置主体上固定设置有壳体,所述壳体的底部固定设置有安装底板,所述安装底板上固定设置有若干个安装孔,所述壳体的上方设置有上盖,所述上盖与壳体接触的一侧固定设置有榫头,所述上盖的底部固定设置有若干个卡柱,所述壳体的左侧固定设置有进线口,所述壳体的右侧固定设置有出线口,所述壳体的顶部固定设置有榫槽,所述壳体内部的四个边角均固定设置有固定支耳,每个所述固定支耳上均设置有卡位孔,所述壳体的内部且靠近进线口的一侧固定设置有输入端子,所述输入端子的一侧固定设置有气体放电管,所述气体放电管的一侧固定设置有火花间隙,所述火花间隙的一侧固定设置有金属氧化物变阻器,所述金属氧化物变阻器的一侧固定设置有继电器,所述金属氧化物变阻器和继电器之间通过半导体放电管连接,所述继电器的一侧固定设置有水冷箱,所述水冷箱的内部固定设置有微型水泵,所述水冷箱通过微型水泵与设置在壳体侧壁和底板内部的循环水冷管连通,所述水冷箱的一侧固定设置有控制器,所述控制器的一侧固定设置有输出端子,所述壳体的侧壁上固定设置有温度传感器,所述控制器通过无线通讯模块与控制中心信号连接。
作为本发明的一种优选技术方案,所述装置主体的外表面喷涂有防水涂层和抗氧化涂层。
作为本发明的一种优选技术方案,所述壳体的内壁上固定设置有导热硅胶层。
作为本发明的一种优选技术方案,所述输入端子、气体放电管、火花间隙、金属氧化物变阻器和输出端子之间通过导线电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案,所述输入端子和输出端子均设置有导线接口。
作为本发明的一种优选技术方案,所述榫头与榫槽相匹配,所述卡柱与卡位孔相匹配。
作为本发明的一种优选技术方案,所述控制器通过导线与输出端子电性连接,所述温度传感器和微型水泵均通过导线与控制器电性连接。
作为本发明的一种优选技术方案,所述进线口和出线口处均套设有绝缘橡胶套。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:本发明通过设置榫头和榫槽,卡柱和卡位孔,在使用时可以完成上盖与壳体的无缝连接,保证装置主体的密封性,使得外部水源和雨水不能轻易进入壳体内部,防止水对壳体内部的电器件造成损坏,装置主体的外表面喷涂有防水涂层和抗氧化涂层,延长了装置主体的使用寿命,当过电压情况发生时,气体放电管、火花间隙、金属氧化物变阻器和继电器对激增的电流和电压进行多重调节,使其趋于稳定,从而保护电路中的被保护器件不受影响,循环水冷管内的水冷液流动,带走壳体内部的热量,实现降温功能,同时水冷液循环流动,节约了资源,结构简单,安装方便,保护效果好,有利于普及和推广。
附图说明
图1为本发明一种电子电路过电压保护装置的整体结构示意图;
图2为本发明一种电子电路过电压保护装置壳体与上盖分离状态示意图;
图3为本发明一种电子电路过电压保护装置壳体的内部示意图;
图4为本发明一种电子电路过电压保护装置壳体的剖面示意图;
图5为本发明一种电子电路过电压保护装置的电路连接示意图;
图中:1、装置主体;2、壳体;3、上盖;4、安装底板;5、安装孔;6、榫头;7、卡柱;8、进线口;9、出线口;10、榫槽;11、固定支耳;12、卡位孔;13、输入端子;14、气体放电管;15、火花间隙;16、金属氧化物变阻器;17、半导体放电管;18、继电器;19、水冷箱;20、温度传感器;21、输出端子;22、控制器;23、微型水泵;24、无线通讯模块;25、循环水冷管。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施方式,进一步阐述本发明。
如图1-5所示,一种电子电路过电压保护装置,包括装置主体1、壳体2、上盖3、安装底板4、输入端子13、金属氧化物变阻器16、半导体放电管17、继电器18、水冷箱19和控制器22,所述装置主体1上固定设置有壳体2,所述壳体2的底部固定设置有安装底板4,所述安装底板4上固定设置有若干个安装孔5,所述壳体2的上方设置有上盖3,所述上盖3与壳体2接触的一侧固定设置有榫头6,所述上盖3的底部固定设置有若干个卡柱7,所述壳体2的左侧固定设置有进线口8,所述壳体2的右侧固定设置有出线口9,所述壳体2的顶部固定设置有榫槽10,所述壳体2内部的四个边角均固定设置有固定支耳11,每个所述固定支耳11上均设置有卡位孔12,所述壳体2的内部且靠近进线口8的一侧固定设置有输入端子13,所述输入端子13的一侧固定设置有气体放电管14,所述气体放电管14的一侧固定设置有火花间隙15,所述火花间隙15的一侧固定设置有金属氧化物变阻器16,所述金属氧化物变阻器16的一侧固定设置有继电器18,所述金属氧化物变阻器16和继电器18之间通过半导体放电管17连接,所述继电器18的一侧固定设置有水冷箱19,所述水冷箱19的内部固定设置有微型水泵23,所述水冷箱19通过微型水泵23与设置在壳体2侧壁和底板内部的循环水冷管25连通,所述水冷箱19的一侧固定设置有控制器22,所述控制器22的一侧固定设置有输出端子21,所述壳体2的侧壁上固定设置有温度传感器20,所述控制器22通过无线通讯模块24与控制中心信号连接。
本实施例中,优选的,所述装置主体1的外表面喷涂有防水涂层和抗氧化涂层。
本实施例中,优选的,所述壳体2的内壁上固定设置有导热硅胶层。
本实施例中,优选的,所述输入端子13、气体放电管14、火花间隙15、金属氧化物变阻器16和输出端子21之间通过导线电性连接。
本实施例中,优选的,所述输入端子13和输出端子21均设置有导线接口。
本实施例中,优选的,所述榫头6与榫槽10相匹配,所述卡柱7与卡位孔12相匹配。
本实施例中,优选的,所述控制器22通过导线与输出端子21电性连接,所述温度传感器20和微型水泵23均通过导线与控制器22电性连接。
本实施例中,优选的,所述进线口8和出线口9处均套设有绝缘橡胶套。
需要说明的是,本发明为一种电子电路过电压保护装置,在使用该种电子电路过电压保护装置时,首先将上盖3取下,然后将电路导线的一端穿过进线口8,连接到输入端子13上的导线接口,将另一根电路导线的一端穿过出线口9,连接到输出端子21上的导线接口,然后将上盖3盖在壳体2上,使得凸出的榫头6安插进榫槽10内,卡柱7安插进卡位孔12内,完成上盖3与壳体2的连接,然后将装置主体1通过安装底板4上设置的安装孔5安装到指定位置,使得装置主体1与电路的连接变得简单方便,同时榫头6和榫槽10的设置,能有效防止雨水或是外部水源进入壳体2的内部,造成壳体2内部的设备发生短路,输入端子13、气体放电管14、火花间隙15、金属氧化物变阻器16和输出端子21之间通过导线电性连接,当电子电路中被保护器件的端电压由于某种原因超过额定电压一定值时,根据电路中器件的耐压情况设定,一般为超出额定电压的10%~30%为被保护器件的门槛电压,气体放电管14、火花间隙15、金属氧化物变阻器16和继电器18对激增的电流和电压进行多重调节,使其趋于稳定,从而保护电路中的被保护器件不受影响,由于过电压情况发生时,壳体2内部的电器件的温度会急速升高,温度传感器20对壳体2内部的环境温度进行监测,当环境温度超过预定值时,温度传感器20将电信号传递给控制器22,控制器22控制微型水泵23开始工作,微型水泵23带动循环水冷管25内的水冷液流动,从而带走壳体2的内壁上固定设置的导热硅胶层所吸收的热量,从而降低整个壳体2内部的温度,同时控制器22可以通过无线通讯模块24将温度升高的信息发送给控制中心,以便控制中心及时排出技术人员进行检修。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (8)
1.一种电子电路过电压保护装置,包括装置主体(1)、壳体(2)、上盖(3)、安装底板(4)、输入端子(13)、金属氧化物变阻器(16)、半导体放电管(17)、继电器(18)、水冷箱(19)和控制器(22),其特征在于:所述装置主体(1)上固定设置有壳体(2),所述壳体(2)的底部固定设置有安装底板(4),所述安装底板(4)上固定设置有若干个安装孔(5),所述壳体(2)的上方设置有上盖(3),所述上盖(3)与壳体(2)接触的一侧固定设置有榫头(6),所述上盖(3)的底部固定设置有若干个卡柱(7),所述壳体(2)的左侧固定设置有进线口(8),所述壳体(2)的右侧固定设置有出线口(9),所述壳体(2)的顶部固定设置有榫槽(10),所述壳体(2)内部的四个边角均固定设置有固定支耳(11),每个所述固定支耳(11)上均设置有卡位孔(12),所述壳体(2)的内部且靠近进线口(8)的一侧固定设置有输入端子(13),所述输入端子(13)的一侧固定设置有气体放电管(14),所述气体放电管(14)的一侧固定设置有火花间隙(15),所述火花间隙(15)的一侧固定设置有金属氧化物变阻器(16),所述金属氧化物变阻器(16)的一侧固定设置有继电器(18),所述金属氧化物变阻器(16)和继电器(18)之间通过半导体放电管(17)连接,所述继电器(18)的一侧固定设置有水冷箱(19),所述水冷箱(19)的内部固定设置有微型水泵(23),所述水冷箱(19)通过微型水泵(23)与设置在壳体(2)侧壁和安装底板(4)内部的循环水冷管(25)连通,所述水冷箱(19)的一侧固定设置有控制器(22),所述控制器(22)的一侧固定设置有输出端子(21),所述壳体(2)的侧壁上固定设置有温度传感器(20),所述控制器(22)通过无线通讯模块(24)与控制中心信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种电子电路过电压保护装置,其特征在于:所述装置主体(1)的外表面喷涂有防水涂层和抗氧化涂层。
3.根据权利要求1所述的一种电子电路过电压保护装置,其特征在于:所述壳体(2)的内壁上固定设置有导热硅胶层。
4.根据权利要求1所述的一种电子电路过电压保护装置,其特征在于:所述输入端子(13)、气体放电管(14)、火花间隙(15)、金属氧化物变阻器(16)和输出端子(21)之间通过导线电性连接。
5.根据权利要求1所述的一种电子电路过电压保护装置,其特征在于:所述输入端子(13)和输出端子(21)均设置有导线接口。
6.根据权利要求1所述的一种电子电路过电压保护装置,其特征在于:所述榫头(6)与榫槽(10)相匹配,所述卡柱(7)与卡位孔(12)相匹配。
7.根据权利要求1所述的一种电子电路过电压保护装置,其特征在于:所述控制器(22)通过导线与输出端子(21)电性连接,所述温度传感器(20)和微型水泵(23)均通过导线与控制器(22)电性连接。
8.根据权利要求1所述的一种电子电路过电压保护装置,其特征在于:所述进线口(8)和出线口(9)处均套设有绝缘橡胶套。
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