CN113745019A - 一种带双重脱扣机构的后备保护器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带双重脱扣机构的后备保护器，包括：电磁脱扣器、热脱扣器、脱扣机构、动触头、静触头；电磁脱扣器和热脱扣器均能触发脱扣机构；脱扣机构与动触头连接，当脱扣机构被触发时，脱扣机构带动动触头运动，使动触头与静触头由闭合状态转为分离状态，工频故障回流电路断开。本发明能够兼顾全电流类型，同时提高后备保护器产品的电涌电流耐受能力，以便于更全面地保护防雷设备的安全运行。

Description

一种带双重脱扣机构的后备保护器

技术领域

本发明涉及防雷领域，特别是涉及一种带双重脱扣机构的后备保护器。

背景技术

随着国民经济的高速发展以及现代化水平的提高，浪涌保护器(SPD)被广泛应用于建筑、铁路、民航、通信、工控、军事等各个行业，为用电设备提供很好的防雷保护。然而随着浪涌保护器(SPD)的大量使用，浪涌保护器(SPD)火灾事故和雷电防护失效事故日益增多，给国家和企业造成了较大的经济损失。

现有的浪涌保护器(SPD)后备保护装置中，当雷电流电涌发生时，可以击穿放电间隙支路时，使雷电流能迅速从放电间隙泄放至大地。但是当浪涌保护器(SPD)后备保护装置发生故障劣化或短路时，往往无法适应较小的工频电流，即当较小的工频电流通过电磁脱扣器，产生的电磁脱扣力无法克服脱扣机构阻力时，后备保护装置就无法脱扣。此时，故障电流将持续存在，故障隐患可能产生严重后果。

因此需要研发一种能够兼顾全电流类型，同时也能提高电涌电流耐受能力的后备保护产品，以便于更全面地保护防雷设备的安全运行。

发明内容

为了克服上述技术缺陷和不足，本发明提供了一种带双重脱扣机构的后备保护器，设置两种方式触动脱扣机构，能够兼顾全电流类型，且设计紧凑、体积小巧、功能全面，能有效实现对浪涌保护器(SPD)的后备保护作用。

本发明提供了一种带双重脱扣机构的后备保护器，包括：电磁脱扣器、热脱扣器、脱扣机构、动触头、静触头、可变电阻、放电间隙；

所述电磁脱扣器和所述热脱扣器均能触发所述脱扣机构；

所述电磁脱扣器包括用于产生电场力的电磁线圈；所述热脱扣器包括热双金属片；所述可变电阻与所述电磁线圈、热双金属片形成串联电路，所述放电间隙并联在所述串联电路的两端；

所述脱扣机构与所述动触头连接，当所述脱扣机构未被触发时，所述动触头与所述静触头处于闭合状态，形成电路回路；当所述脱扣机构被触发时，所述脱扣机构带动所述动触头运动，使所述动触头与所述静触头由闭合状态转为分离状态，电路回路断开。

优选地，所述电磁脱扣器还包括受到所述电场力而运动的动铁芯；所述动铁芯运动时能触发所述脱扣机构。

优选地，所述电磁脱扣器的脱扣电流为2A～10A。

优选地，所述热脱扣器还包括动作连杆，所述热双金属片与所述动作连杆临近设置，所述热双金属片在受热形变时能触发所述动作连杆运动；所述动作连杆运动时能触发所述脱扣机构。

优选地，所述热双金属片和所述动作连杆之间的距离通过调节螺丝调节。

优选地，所述动作连杆上设置有回位弹片。

优选地，所述热双金属片的额定电流为0.5A～3A。

优选地，所述后备保护器还包括可变电阻、放电间隙，所述可变电阻与所述电磁线圈、热双金属片形成串联电路，所述放电间隙并联在所述串联电路的两端。

优选地，所述脱扣机构包括手柄、U型连杆、锁扣、跳扣、触头支架；当所述后备保护器接入电路时，所述手柄由初始位移至工作位；所述手柄通过所述U型连杆与所述锁扣连接；所述手柄通过所述U型连杆推动所述锁扣运动；所述锁扣、跳扣、动触头均设置在所述触头支架上；所述锁扣与所述跳扣相接触，所述动触头与所述跳扣连接，所述锁扣运动时驱动所述跳扣运动同时驱动所述动触头与所述静触头接触。

优选地，所述动铁芯和/或所述动作连杆可以驱动所述跳扣脱扣。本发明实施例具有以下效果：

本发明设置两种方式触动脱扣机构，能够兼顾全电流类型，克服了现有的浪涌保护器(SPD)后备保护装置无法适应且设计紧凑、体积小巧、功能全面，能够起到泄放雷电流，阻断工频电流的效果，实现对浪涌保护器(SPD)的后备保护作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中上所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的部分实施例，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示出了本发明实施例公开的一种带双重脱扣机构的后备保护器的结构示意图；

图2示出了本发明实施例公开的一种带双重脱扣机构的后备保护器的热脱扣器的结构示意图；

图3示出了本发明实施例公开的一种带双重脱扣机构的后备保护器的脱扣机构的结构示意图。

附图标记：电磁脱扣器1、电磁线圈11、动铁芯12、热脱扣器2、热双金属片21、动作连杆22、调节螺丝23、回位弹片24、接线板25、脱扣机构3、手柄31、U型连杆32、锁扣33、跳扣34、触头支架35、动触头4、静触头5、可变电阻6、放电间隙7。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，本领域普通技术人员在没有作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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”以及“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，需要说明的是，当元件被称为“形成在另一元件上”时，它可以直接连接到另一元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以直接连接到另一元件或者同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。

下面结合附图对本发明请求保护的一种带双重脱扣机构的后备保护器做详细介绍说明，本发明实施例公开的一种带双重脱扣机构的后备保护器，请参阅图1，包括：电磁脱扣器1、热脱扣器2、脱扣机构3、动触头4、静触头5、可变电阻6、放电间隙7；

电磁脱扣器1和热脱扣器2均能触发脱扣机构3；本发明实施例通过同时设置电磁脱扣器1和热脱扣器2，能够实现两种方式触动脱扣机构3，使得后备保护器能够兼顾全电流类型，从而断开后备保护器的电路，大的提高了后备保护器的安全性，同时本发明实施例中的后备保护器各个部件设计紧凑，体积小巧，更方便安装使用。

电磁脱扣器1包括用于产生电场力的电磁线圈11；热脱扣器2包括热双金属片21；可变电阻6与电磁线圈11、热双金属片21形成串联电路，放电间隙7并联在串联电路的两端；脱扣机构3与动触头4连接，当脱扣机构3未被触发时，动触头4与静触头5处于闭合状态，形成电路回路；当脱扣机构3被触发时，脱扣机构3带动动触头运动，使动触头4与静触头5由闭合状态转为分离状态，电路回路断开。

优选地，电磁脱扣器1包括用于产生电场力的电磁线圈11和受到电场力而运动的动铁芯12；动铁芯12运动时能触发脱扣机构3。具体的，电磁线圈11在通过电流时会生电场力，从而推动动铁芯12运动，触动脱扣机构3的跳扣34，从而使脱扣机构3带动动触头4运动，使动触头4与静触头5分离，达到断开工频故障回流电路的目的；

优选地，电磁脱扣器1的脱扣电流为2A～10A。如本领域技术人员可以立即的，当电流小于2A时，会导致后备保护器太过灵敏了，容易误动作，实际没发生故障，但是后备保护器脱扣报警了。当电流大于10A时，可能导致后备保护器不够灵敏，实际已发生故障，可能还没脱扣。

优选地，请参阅图2，示出了本发明实施例公开的一种带双重脱扣机构的后备保护器的热脱扣器的结构示意图，其中热脱扣器2包括热双金属片21、动作连杆22，热双金属片21与动作连杆22临近设置，热双金属片21在受热形变时能触发动作连杆22运动；动作连杆22运动时能触发脱扣机构3。在本发明其中一个实施例中，热双金属片21的本体上绕有发热电阻丝，发热电阻丝在通过电流时将发热，使热双金属片21弯曲，弯曲的热双金属片21触动动作连杆22，动作连杆22的另一端带动跳扣34，从而使脱扣机构3带动动触头4运动，使动触头4与静触头5分离，达到断开电路的目的。

优选地，参阅图2，热双金属片21和动作连杆22之间的距离通过调节螺丝23调节。在本发明其中一个实施例中，热双金属片21固定在接线板25上，热双金属片21与动作连杆22之间的距离通过调节螺丝23调节，例如，将热双金属片21通过金属连接件固定在接线板25上，调节螺丝23通过推动金属连接件从而推动热双金属片21，实现调节动作连杆与热双金属片的距离的效果，从而调节脱扣机构3的断开时间，当有电流通过时，热双金属片21的热弯曲有一定的延时，可以延时一定时间，使后备保护器脱扣。

优选地，动作连杆22上设置有回位弹片24，用于使动作连杆22在动作后恢复至动作前所在位置。

优选地，热双金属片21的额定电流为0.5A～3A。如本领域技术人员可以立即的，当额定电流小于0.5A时，可能会导致后备保护器太过灵敏了，容易误动作，实际没发生故障，但是后备保护器脱扣报警了。当额定电流大于3A时，可能导致后备保护器不够灵敏，实际已发生故障，可能还没脱扣。

优选地，请参阅图3，示出了本发明实施例公开的一种带双重脱扣机构的后备保护器的脱扣机构的结构示意图，其中脱扣机构3包括手柄31、U型连杆32、锁扣33、跳扣34、触头支架35；当后备保护器接入电路时，手柄31由初始位移至工作位；手柄31通过U型连杆32与锁扣33连接；手柄31通过U型连杆32推动锁扣33运动；锁扣33、跳扣34、动触头4均设置在触头支架35上；锁扣33与跳扣34相接触，动触头4与跳扣34连接，锁扣33运动时驱动跳扣34运动同时驱动动触头4与静触头5接触。在本发明其中一个实施例中，请参阅图1，当后备保护器产品接入电路中后，手柄31顺时针由由初始位(I位)移至工作位(II位)方向，手柄31移位时通过U型连杆32的联动作用推动锁扣33绕锁扣33的轴转动；锁扣33、跳扣34、动触头4均有效的装配在触头支架35上；锁扣33与跳扣34相接触，动触头4与跳扣34连接，锁扣33运动时驱动跳扣34绕轴整体转动同时驱动动触头4与静触头5接触，形成合闸上电，后备保护器入工作状态。

优选地，动铁芯12和/或动作连杆22可以驱动跳扣脱扣。当动铁芯12或动作连杆22中的至少一个驱动跳扣34时，锁扣33与跳扣34之间的平衡被打破，此时脱扣机构3在拉簧(图中未示出)的作用下，恢复至初始状态，手柄31逆时针由工作位(II位)回到初始位(I位)。

本发明的工作原理是：后备保护器产品串联在浪涌保护器(SPD)的前端，当电路正常时，因浪涌保护器(SPD)在常规状态下呈高阻状态，因此整个回路中无电流。后备保护器中也无电流产生。当有雷电流电涌发生时，因雷电流电涌脉冲频率变化快，电压升很快，再则有电磁脱扣器1、可变电阻6、热双金属片21串联形成的阻抗的阻挡，放电间隙7很容易被击穿而导通。几乎所有的雷电流电涌都将从放电间隙7支路通过，因此能迅速泄放雷电流。当雷电流电涌泄放完成后，浪涌保护器(SPD)和放电间隙7又恢复至原始状态。

当浪涌保护器(SPD)发生故障劣化或短路时，其将产生工频故障电流，正常的工频电压不足以击穿放电间隙7，工频电流只能通过电磁脱扣器1和热双金属片21的串联支路。因每个浪涌保护器(SPD)的故障或短路的严重程度有差异。可能产生的工频故障电流也有大小差异。

当工频故障电流较大时，在电流通过电磁线圈11时，产生的电磁力较大，能够克服恢复弹簧的阻力、也能克服脱扣机构3的阻力时，就能驱动跳扣34脱扣，使后备保护器产品从合闸状态变为分闸状态，从而断开了工频故障电流回路，达到保护电器和设备的目的。

当工频故障电流较小时，在电流通过电磁线圈11时，产生的电磁力较小，无法驱动跳扣34动作。在电流通过热双金属片21时，因热双金属片21上绕有发热电阻丝，使热双金属片21向动作连杆22方向弯曲，动作连杆22带动跳扣34的脱扣，从而使后备保护器产品从合闸状态变为分闸状态，从而断开了工频故障电流回路，达到保护电器和设备的目的。

在脱扣机构3脱扣后，热双金属片21自然冷却后恢复至自然状态，动作连杆22在回位弹片24的作用下，使动作连杆22恢复至原始状态。

热双金属片21的热弯曲有一定的延时，可以通过调节螺丝23推动热双金属片21，调节与动作连杆22之间的距离，用以调节热双金属片弯曲延时时间。

综上，本发明公开了一种带双重脱扣机构的后备保护器，通过电磁脱扣器、热脱扣器共同触发脱扣机构，在实现泄放雷电流，阻断工频电流的同时，能够兼顾全电流类型。本发明设计紧凑，体积小巧，构思巧妙，装配方便成本较低，可以有效保证在实际使用过程中因电涌保护器失效而及时分离电路，使现场的防雷设备免于或降低损失。

以上显示和描述了本发明的基本原理、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同物界定。

Claims (9)

1.一种带双重脱扣机构的后备保护器，其特征在于，包括：电磁脱扣器(1)、热脱扣器(2)、脱扣机构(3)、动触头(4)、静触头(5)、可变电阻(6)、放电间隙(7)；

所述电磁脱扣器(1)和所述热脱扣器(2)均能触发所述脱扣机构(3)；

所述电磁脱扣器(1)包括用于产生电场力的电磁线圈(11)；所述热脱扣器(2)包括热双金属片(21)；所述可变电阻(6)与所述电磁线圈(11)、热双金属片(21)形成串联电路，所述放电间隙(7)并联在所述串联电路的两端；

所述脱扣机构(3)与所述动触头(4)连接，当所述脱扣机构(3)未被触发时，所述动触头(4)与所述静触头(5)处于闭合状态，形成电路回路；当所述脱扣机构(3)被触发时，所述脱扣机构(3)带动所述动触头(4)运动，使所述动触头(4)与所述静触头(5)由闭合状态转为分离状态，电路回路断开。

2.根据权利要求1所述的一种带双重脱扣机构的后备保护器，其特征在于，所述电磁脱扣器(1)还包括受到所述电场力而运动的动铁芯(12)；所述动铁芯(12)运动时能触发所述脱扣机构(3)。

3.根据权利要求2所述的一种带双重脱扣机构的后备保护器，其特征在于，所述电磁脱扣器(1)的脱扣电流为2A～10A。

4.根据权利要求1所述的一种带双重脱扣机构的后备保护器，其特征在于，所述热脱扣器(2)还包括动作连杆(22)，所述热双金属片(21)与所述动作连杆(22)临近设置，所述热双金属片(21)在受热形变时能触发所述动作连杆(22)运动；所述动作连杆(22)运动时能触发所述脱扣机构(3)。

5.根据权利要求4所述的一种带双重脱扣机构的后备保护器，其特征在于，所述热双金属片(21)和所述动作连杆(22)之间的距离通过调节螺丝(23)调节。

6.根据权利要求4或5任一项所述的一种带双重脱扣机构的后备保护器，其特征在于，所述动作连杆(22)上设置有回位弹片(24)。

7.根据权利要求4所述的一种带双重脱扣机构的后备保护器，其特征在于，所述热双金属片(21)的额定电流为0.5A～3A。

8.根据权利要求1所述的一种带双重脱扣机构的后备保护器，其特征在于，所述脱扣机构(3)包括手柄(31)、U型连杆(32)、锁扣(33)、跳扣(34)、触头支架(35)；当所述后备保护器接入电路时，所述手柄(31)由初始位移至工作位；所述手柄(31)通过所述U型连杆(32)与所述锁扣(33)连接；所述手柄(31)通过所述U型连杆(32)推动所述锁扣(33)运动；所述锁扣(33)、跳扣(34)、动触头(4)均设置在所述触头支架(35)上；所述锁扣(33)与所述跳扣(34)相接触，所述动触头(4)与所述跳扣(34)连接，所述锁扣(33)运动时驱动所述跳扣(34)运动同时驱动所述动触头(4)与所述静触头(5)接触。

9.根据权利要求8所述的一种带双重脱扣机构的后备保护器，其特征在于，所述动铁芯(12)和/或所述动作连杆(22)可以驱动所述跳扣(34)脱扣。

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