CN116247617A - 一种过电压保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种过电压保护装置。该装置包括：绝缘壳体、绝缘挡板、钳位限压型保护器件、开关型保护器件、温度敏感型导电部件、绝缘挡块和预置力机构；所述绝缘挡板与所述绝缘壳体的内壁固定连接，所述绝缘挡板设有开孔；所述钳位限压型保护器件和所述开关型保护器件在所述绝缘壳体内分列于所述绝缘挡板两侧，且所述钳位限压型保护器件和所述开关型保护器件在所述开孔处通过所述温度敏感型导电部件连接；所述预置力机构和所述绝缘挡块设置于所述绝缘挡板的同一侧。本实施例的过电压保护装置的脱扣灵敏度高，并且可降低脱扣时电弧重燃的风险，据此可提高脱扣成功率，提高过电压保护装置的可靠性。

Description

一种过电压保护装置

技术领域

本发明涉及过电压保护技术领域，尤其涉及一种过电压保护装置。

背景技术

目前，交流或直流供电下的电气线路，设备及需要过电压保护的装置中通常采用钳位限压型保护器件进行过电压保护。钳位限压型保护器件是具有非线性伏安特性的电阻器件，特别是压敏电阻具有优异的非线性性能。钳位限压型保护器件主要通过在电路承受过压时进行电压钳位，吸收多余的电流以保护敏感器件。钳位限压型保护器件的的阻值与施加于其本身的电压有关。以压敏电阻为例，压敏电阻的阻值随着施加于其两端的电压的增加而减小。当施加于压敏电阻两端的电压在正常范围(低于临界电压)时，流过压敏电阻的电流极小，压敏电阻表现为kΩ或MΩ级的电阻。当施加于压敏电阻两端的电压超过临界电压时，流过压敏电阻的电流激增，压敏电阻的阻值可以降低到几欧姆的范围。

然而，当异常过电压频繁出现时，会加速压敏电阻的性能劣化甚至导致压敏电阻失效，使压敏电阻的漏电流增加，供电电流流过压敏电阻会形成功率消耗并产生大量的热，引发电流集中效应，最终发展到某一薄弱点被热击穿。击穿时的高温和电压的共同作用下，压敏电阻会起火燃烧而造成安全隐患。针对于上述缺陷，在现有技术中也出现了具有脱扣装置的钳位限压型保护器件，以在温度升高时将钳位限压型保护器件与电路脱开。但现有脱扣装置的灵敏度低并且存在电弧重燃的风险。

发明内容

本发明提供了一种过电压保护装置，以提高钳位限压型保护器件的脱扣装置的灵敏度，并降低脱扣时电弧重燃的风险，提高脱扣成功率，提高过电压保护装置的可靠性。

本发明实施例提供了一种过电压保护装置，该过电压保护装置包括：绝缘壳体、绝缘挡板、钳位限压型保护器件、开关型保护器件、温度敏感型导电部件、绝缘挡块和预置力机构；

所述绝缘挡板与所述绝缘壳体的内壁固定连接，所述绝缘挡板设有开孔；

所述钳位限压型保护器件和所述开关型保护器件在所述绝缘壳体内分列于所述绝缘挡板两侧，且所述钳位限压型保护器件和所述开关型保护器件在所述开孔处通过所述温度敏感型导电部件连接，所述温度敏感型导电部件构成所述钳位限压型保护器件和所述开关型保护器件之间的热脱扣点；

所述预置力机构和所述绝缘挡块设置于所述绝缘挡板的同一侧，所述预置力机构的一端与所述绝缘壳体的内壁或所述绝缘挡板固定连接，所述预置力机构的另一端与所述绝缘挡块固定连接；所述绝缘挡块在所述热脱扣点未脱扣时与所述开关型保护器件或所述钳位限压型保护器件相抵接，向所述预置力机构提供预置力，使所述预置力机构储存能量；所述预置力机构用于在所述热脱扣点脱扣时释放能量，带动所述绝缘挡块移动，使所述绝缘挡块插入所述开关型保护器件与所述钳位限压型保护器件之间，并遮挡所述开孔。

可选地，所述绝缘挡板设置所述绝缘挡块的一侧包括导向柱和限位柱；所述导向柱沿第一方向延伸，所述限位柱沿第二方向延伸；所述热脱扣点未脱扣时，所述绝缘挡块和所述限位柱沿所述第一方向分列于所述开关型保护器件两侧或所述钳位限压型保护器件两侧；所述第一方向与所述第二方向均与所述绝缘挡板的上表面平行，且所述第一方向与所述第二方向相交；

所述绝缘挡块靠近所述绝缘挡板的一侧设置有滑槽，所述滑槽与所述导向柱配合，使所述预置力机构在释放能量时带动所述绝缘挡块沿所述导向柱移动，直至所述绝缘挡块移动至与所述限位柱接触。

可选地，该过电压保护装置还包括：弹片；所述弹片的一端与所述绝缘壳体固定连接，所述弹片的另一端与所述开关型保护器件或所述钳位限压型保护器件固定连接，所述热脱扣点未脱扣时，所述弹片处于压紧状态；所述弹片用于在所述热脱扣点脱扣时带动所述开关型保护器件或所述钳位限压型保护器件沿第三方向弹开；其中，所述第三方向与所述第一方向相交。

可选地，所述绝缘壳体包括卡槽；

所述弹片包括：连接部和蓄力部；所述蓄力部的一端与所述连接部固定连接，所述蓄力部的另一端与所述开关型保护器件或所述钳位限压型保护器件固定连接；所述连接部固定于所述卡槽中。

可选地，所述开关型保护器件设置于所述绝缘挡板的上表面，所述钳位限压型保护器件设置于所述绝缘挡板的下表面；

所述开关型保护器件包括第一电极和第二电极，所述第一电极呈凹型，所述第一电极的凹槽的底面与所述绝缘挡板的上表面平行；所述第二电极呈凸型，所述第二电极设置于所述第一电极的凹槽中；

所述钳位限压型保护器件包括沿第四方向排列的第三电极和第四电极；所述第四方向与所述绝缘挡板的上表面垂直；

所述第一电极的下表面和所述第四电极的上表面在所述开孔处通过所述温度敏感型导电部件连接。

可选地，该过电压保护装置还包括：

第一引脚，所述第一引脚与所述第二电极电连接，并延伸至所述绝缘壳体外侧；

第二引脚，所述第二引脚与所述第三电极电连接，并延伸至所述绝缘壳体外侧。

可选地，所述开关型保护器件包括第一电极和第二电极，所述钳位限压型保护器件包括第三电极和第四电极；所述第一电极和所述第四电极通过所述温度敏感型导电部件连接；

所述过电压保护装置还包括：均压模块和两条引线；所述均压模块的两端分别通过两条所述引线连接所述第一电极和所述第二电极；或者，所述均压模块的两端分别通过两条所述引线连接所述第二电极和所述第三电极。

可选地，所述均压模块包括设置于所述均压模块两端之间的至少一个电容和/或至少一个电阻。

可选地，该过电压保护装置还包括：遥信告警模块；所述遥信告警模块包括固定电极和移动电极；所述固定电极与所述绝缘壳体固定连接，所述移动电极的一端与所述绝缘壳体固定连接，另一端与所述绝缘挡块连接；所述热脱扣点未脱扣时，所述移动电极与所述固定电极接触；所述热脱扣点脱扣时，所述移动电极跟随所述绝缘挡块动作，与所述固定电极分离。

可选地，所述钳位限压型保护器件为压敏电阻与瞬态抑制二极管中的至少一种；

所述开关型保护器件为气体放电管与浪涌抑制晶闸管中的至少一种；

所述预置力机构为气动元件、弹簧、扭矩结构件、弹性金属元件、形状记忆合金元件、弹性高分子元件和橡胶元件中的一种。

可选地，所述绝缘挡块面向所述温度敏感型导电部件的端部为楔形结构。

本发明实施例通过设置与钳位限压型保护器件连接的开关型保护器件构成过电压保护装置，基于两保护器件在异常情况下产生的热量叠加，可以加速温度敏感型导电部件的熔化，提高热脱扣灵敏度。并且，通过将两保护器件之间的热脱扣点设置于绝缘挡板的开孔处，并在热脱扣点外设置与任一保护器件抵接的绝缘挡块以及与绝缘挡块连接的预置力机构，在热脱扣点脱扣，两个保护器件间的连接不再紧密时，热脱扣点无法再抵抗预置力机构提供给绝缘挡块的作用力，预置力机构带动绝缘挡块侵入钳位限压型保护器件和开关型保护器件之间，并覆盖开孔，形成钳位限压型保护器件和开关型保护器件之间的空间隔绝，避免两保护器件之间的电弧重燃，彻底切断故障电流。与现有技术相比，本实施例的过电压保护装置的脱扣灵敏度高，并且可降低脱扣时电弧重燃的风险，据此可提高脱扣成功率，提高过电压保护装置的可靠性。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明实施例提供的一种过电压保护装置未脱扣时的剖面结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种绝缘挡板的俯视图；

图3是本发明实施例提供的一种过电压保护装置的热脱扣点脱扣后的剖面结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种过电压保护装置未脱扣时的俯视图；

图5是本发明实施例提供的一种过电压保护装置的热脱扣点脱扣后的俯视图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本发明实施例提供了一种过电压保护装置，通过提供一种钳位限压型保护器件与开关型保护器件复合结构的新型脱扣技术，来提高过电压保护装置的灵敏度和可靠性。图1是本发明实施例提供的一种过电压保护装置未脱扣时的剖面结构示意图。参见图1，该过电压保护装置包括：绝缘壳体110、绝缘挡板111、钳位限压型保护器件120、开关型保护器件130、温度敏感型导电部件、绝缘挡块140和预置力机构150。

绝缘挡板111与绝缘壳体110的内壁固定连接，绝缘挡板111设有开孔112(绝缘挡板111的结构可参见图2，例如在绝缘挡板111的中心位置开设开孔112)。钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130在绝缘壳体110内分列于绝缘挡板111两侧，且钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130在开孔112处通过温度敏感型导电部件(图1中未示出)连接，温度敏感型导电部件构成钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130之间的热脱扣点。预置力机构150和绝缘挡块140设置于绝缘挡板111的同一侧，预置力机构150的一端与绝缘壳体110的内壁或绝缘挡板111固定连接，预置力机构150的另一端与绝缘挡块140固定连接；绝缘挡块140在热脱扣点未脱扣时与开关型保护器件130或钳位限压型保护器件120相抵接，向预置力机构150提供预置力，使预置力机构150储存能量；预置力机构150用于在热脱扣点脱扣时释放能量，带动绝缘挡块140移动，使绝缘挡块140插入开关型保护器件130与钳位限压型保护器件120之间，并遮挡开孔112。

具体地，钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130通过温度敏感型导电部件进行电连接，即，电流能够通过温度敏感型导电部件在钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130之间流动。温度敏感型导电部件可以是设置在钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130之间的导电涂层。需要说明的是，温度敏感型导电部件对温度较为敏感，当温度敏感型导电部件所处温度低于其耐受阈值时，热脱扣点处于稳定状态，此时钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130之间保持连接紧密；当温度敏感型导电部件所处温度超过其耐受阈值时，导电涂层熔化使热脱扣点脱扣，此时钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130之间的连接断开。

示例性地，绝缘挡板111可与绝缘外壳110一体成型。绝缘挡板111为分隔钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130形成了两个相对空间。绝缘挡板111的开孔112作为两空间内的两个保护器件的连接窗口，温度敏感型导电部件设置在此窗口。温度敏感型导电部件例如为低温焊锡。

示例性地，预置力机构150为弹性部件，在热脱扣点未脱扣时，弹性部件因绝缘挡块140与其中一个保护器件抵接而产生形变，从而储存弹性势能；在热脱扣点脱扣时，弹性部件释放弹性势能，带动绝缘挡块运动。

图1中示例性地示出了绝缘挡块140和预置力机构150与开关型保护器件130设置于绝缘挡板111的同一侧，绝缘挡块140在热脱扣点未脱扣时与开关型保护器件130相抵接，以及预置力机构150为弹簧的结构。下面以图1中的结构为例，对该过电压保护装置的工作过程进行说明。钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130在有电流流入时均会产生热量，从而致使温度敏感型导电部件的温度升高。

在正常情况下或者有正常的过电压通过时，钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130所提供的温度处于温度敏感型导电部件的耐受阈值以下，温度敏感型导电部件能够耐受过电压装置的正常工作温度，热脱扣点处于稳定状态。绝缘挡块140与开关型保护器件130相抵接，向预置力机构150施加预置力，例如将弹簧拉伸至长度超出原长，使弹簧存储弹性势能。此时，弹簧因伸长而向绝缘挡块140所施加的力不足以驱使绝缘挡块140破坏钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130之间的连接，此时绝缘挡块140无法插入钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130之间。因此，此时钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130之间形成牢固可靠的电性紧密连接，过电压保护装置正常工作。

图3是本发明实施例提供的一种过电压保护装置的热脱扣点脱扣后的剖面结构示意图。参照图3，在异常情况下，例如钳位限压型保护器件120劣化、过大的过电压(雷击或操作过电压)，或者异常交直流灌入等，钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130均产生大量的热量，上述热量共同作用于温度敏感型导电部件，使温度敏感型导电部件因温度超过其耐受阈值而熔化，热脱扣点脱扣。在此种情况下，钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130之间稳定的连接结构被破坏。在热脱扣点处于该不稳定状态时，钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130之间的连接松散，开关型保护器件130无法抵住绝缘挡块140，弹簧释放弹性势能，产生恢复原长的运动趋势，从而驱使绝缘挡块140插入钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130之间，破坏钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130之间的连接，使过电压保护装置处于断路状态，切断故障电流。并且，绝缘挡块140停止运动后完全遮挡开孔112，将绝缘挡板111的上下两侧完全隔绝为两个空间，由于钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130分处于绝缘挡板111的两侧，开孔112被绝缘挡块140遮挡，可实现钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130之间的物理隔绝，完全切断两器件之间的电性和电弧连接，从而避免两保护器件之间的电弧重燃，提高产品分断异常电流的能力。

实际应用时，可利用钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130的串联结构实现过电压保护装置的保护功能。具体地，由于温度敏感型导电部件设置于钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130之间，异常情况下，两保护器件均会产生热量，产生对温度敏感型导电部件的双重充分作用，使温度敏感型导电部件在异常情况下的状态变化更为迅速，从而提高热脱扣的反应速度，使得分断更灵敏。并且，在出现过电压时，由于开关型保护器件130的阻抗大，开关型保护器件130先导通来吸收过电压尖端的能量，钳位限压型保护器件120随后导通，以分散过电压产生的能量。这样可以使钳位限压型保护器件120上产生的温升变缓，从而提高钳位限压型保护器件120的使用寿命。在异常情况下电流流入时，由于钳位限压型保护器件120的温升变缓其电流耐受的时间延长，可以为温度敏感型导电部件预留足够的反应时间，保证温度敏感型导电部件在钳位限压型保护器件120起火燃烧前熔化，并在绝缘挡块140和预置力机构150的作用下熄灭电弧，切断电流，实现安全脱扣。

以及，相比于现有的纯压敏电阻方案，在同样的过压等级下，对于本实施例中的串联结构，由于两保护器件均只承受部分过电压，可有效扩大两类器件的电压选型范围，尤其使得钳位限压型保护器件120可以选择电压承受能力较低的型号，有效降低防护成本，并且避免为了得到更大的安全余量而选择压敏电压较高的压敏电阻所造成的高残压，降低因残压高而打坏后级设备的风险。换言之，若选取与现有技术中压敏电阻同等级的钳位限压型保护器件120，两保护器件串联可以提高过电压保护装置工作电压防护的等级，使得过电压(雷击)防护更可靠。

本发明实施例通过设置与钳位限压型保护器件120连接的开关型保护器件130构成过电压保护装置，基于两保护器件在异常情况下产生的热量叠加，可以加速温度敏感型导电部件的熔化，提高热脱扣灵敏度。并且，通过将两保护器件之间的热脱扣点设置于绝缘挡板111的开孔112处，并在热脱扣点外设置与任一保护器件抵接的绝缘挡块140以及与绝缘挡块140连接的预置力机构150，在热脱扣点脱扣，两个保护器件间的连接不再紧密时，热脱扣点无法再抵抗预置力机构150提供给绝缘挡块140的作用力，预置力机构150带动绝缘挡块140侵入钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130之间，并覆盖开孔112，形成钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130之间的空间隔绝，避免两保护器件之间的电弧重燃，彻底切断故障电流。与现有技术相比，本实施例的过电压保护装置的脱扣灵敏度高，并且可降低脱扣时电弧重燃的风险，据此可提高脱扣成功率，提高过电压保护装置的可靠性。

在上述实施例的基础上，可选地，钳位限压型保护器件120包括但不限于压敏电阻(Metal Oxide Varistors，MOV)与瞬态抑制二极管(Transient Voltage Suppressor，TVS)中的一种或多种的组合。开关型保护器件130包括但不限于气体放电管(Gas DischargeTube，GDT)与浪涌抑制晶闸管(Thyristor Surge Suppressors，TSS)中的一种或多种的组合。预置力机构150包括但不限于气动元件、弹簧、扭矩结构件、弹性金属元件、形状记忆合金元件、弹性高分子元件和橡胶元件中的一种。

图4是本发明实施例提供的一种过电压保护装置未脱扣时的俯视图；图5是本发明实施例提供的一种过电压保护装置的热脱扣点脱扣后的俯视图。下面结合图1-5，对过电压保护装置可能具有的结构进行具体说明。

为了便于说明过电压保护装置的结构，此处首先对过电压保护装置所处的三维坐标系进行限定：以过电压保护装置的底面为水平面(即XOY平面)，三维坐标系中包括两两互相垂直的方向X、方向Y和方向Z。示例性地，绝缘挡板111平行于水平面设置，方向Z为过电压保护装置的厚度方向。

结合图1和图3，示例性地，开关型保护器件130设置于绝缘挡板111的上表面，钳位限压型保护器件120设置于绝缘挡板111的下表面。以及绝缘挡块140和预置力机构150均设置于绝缘挡板111的上表面。

在上述实施例的基础上，可选地，绝缘挡板111设置绝缘挡块140的一侧(本实施例中为上表面一侧)包括导向柱180，沿第一方向延伸。绝缘挡块140靠近绝缘挡板111的一侧(即绝缘挡块140的底面)设置有滑槽，滑槽与导向柱180配合，使预置力机构150在释放能量时带动绝缘挡块140沿导向柱180移动。可选地，预置力机构150本身控制绝缘挡块140的移动距离，例如设置绝缘挡块140停止在弹簧原长的位置，此时绝缘挡块140刚好遮挡开孔112。

进一步地，绝缘挡板111设置绝缘挡块140的一侧还可以包括限位柱160，以限制绝缘挡块140的移动距离，例如设置为在限位柱160的限定下，预置力机构150未完全释放弹性势能时，绝缘挡块140就停止运动，以尽量避免绝缘挡块140在预置力机构150的带动下来回振动。

示例性地，导向柱180沿第一方向延伸，限位柱160沿第二方向延伸。热脱扣点未脱扣时，绝缘挡块140和限位柱160沿第一方向分列于开关型保护器件130两侧。其中，第一方向与第二方向均与绝缘挡板111的上表面平行，且第一方向与第二方向交叉。示例性地，第一方向为和第二方向均位于水平面，且两方向垂直，例如第一方向为方向X，第二方向为方向Y。

具体地，导向柱180用于限定绝缘挡块140的移动方向，即，使绝缘挡块140沿第一方向运动。限位柱160用于限定绝缘挡块140在导向柱180延伸方向上的移动距离。绝缘挡块140的滑槽与绝缘挡板111的导向柱180相吻合，在热脱扣点脱扣时，热脱扣点对预置力的抵抗消失，绝缘挡块140在预置力机构150的驱使下沿导向柱180的延伸方向移动，并且，在限位柱160的限制下，绝缘挡块140运动至完全遮挡开孔112时停止移动，从而使钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130之间被物理隔绝，切断故障电流，避免发生电弧重燃的情况。示例性地，绝缘挡块140的大小设置为：在绝缘挡块140接触到限位柱160后，可完全遮挡开孔112。进一步地，绝缘挡板111的上表面可对应限位柱160的两侧设置两个导向柱180，以使绝缘挡块平稳运动。

在上述各实施例的基础上，可选地，预置力机构150的数量为至少一个，具体数量可根据实际需求设置。例如设置两个预置力机构150，沿第二方向分列于保护器件两侧。这样，可以向绝缘挡块140提供平稳的拉力，减小绝缘挡块140在运动过程中发生倾斜和晃动的风险。示例性地，绝缘挡板111和绝缘挡块140上可以分别设置固定柱，以便固定预置力机构150。

上述各实施方式示例性地给出了预置力机构150在保护器件远离绝缘挡块140的一侧(图4中右侧)与绝缘壳体(或绝缘挡板111)固定，在热脱扣点脱扣时，预置力机构150向绝缘挡块140提供向右的拉力，但不作为对本发明的限定。在其他实施方式中，可选地，预置力机构150还可以在绝缘挡块140远离保护器件的一侧(图4中左侧)与绝缘壳体110(或绝缘挡板111)固定，那么，在热脱扣点未脱扣，绝缘挡块140与保护器件相抵接时，绝缘挡块140提供给预置力机构150的预置力可以使预置力机构150压缩；以及，在热脱扣点脱扣时，预置力机构150可以向绝缘挡块140提供向右的推力。

上述各实施方式示例性地给出了绝缘挡块140在预置力机构150的带动下沿直线运动，但不作为对本发明的限定。在其他实施方式中，可选地，绝缘挡块140的连接端可与绝缘挡板111可旋转地活动连接，运动端与预置力机构150固定连接。在热脱扣点脱扣时，预置力机构150可带动绝缘挡块140以其连接端为轴在水平面转动，直至遮挡开孔112。绝缘挡块140的具体形状大小和移动方式可根据实际需求设置，此处不做限定，只要绝缘挡块140在热脱扣点脱扣前不遮挡开孔112，脱扣后能够完全遮挡开孔112即可。

继续参照图1，在上述实施例的基础上，可选地，该过电压保护装置还包括：弹片170；弹片170的一端与绝缘壳体110固定连接，弹片170的另一端与开关型保护器件130或钳位限压型保护器件120固定连接(此处为与开关型保护器件130连接)。热脱扣点未脱扣时，弹片170处于压紧状态；弹片170用于在热脱扣点脱扣时带动开关型保护器件130沿第三方向弹开；其中，第三方向与第一方向相交。这样，可以使绝缘挡块140更可靠更迅速的插入两个器件之间灭弧切断电流，实现安全脱扣的目的。

示例性地，第三方向可以是垂直于绝缘挡板111上表面的方向Z，以向上为第三方向的正方向。那么，热脱扣点未脱扣时，弹片170处于向下压紧状态，储存弹性势能；在热脱扣点脱扣时，如图3所示，弹片170释放弹性势能，弹片170的所施加的弹力为开关型保护器件130提供一个向上的力，带动开关型保护器件130沿第三方向的正方向弹开，可辅助绝缘挡块140更可靠更迅速地插入开关型保护器件130和钳位限压型保护器件120之间。或者，第三方向还可以与第二方向同方向(例如为方向Y)，或者是区别于第一方向的其他方向，具体可根据实际需求和实现便利性设置。

进一步地，弹片170可包括连接部172和蓄力部171；绝缘壳体110可包括卡槽，用于固定连接部172。具体地，蓄力部171的一端与连接部172固定连接，蓄力部171的另一端与开关型保护器件130固定连接；连接部172固定于卡槽中。示例性地，卡槽设置于绝缘壳体110的边缘，并且卡槽的开口位置高于开关型保护器130件的顶端，使蓄力部171在热脱扣点未脱扣时处于向下压紧状态。

在一种可行的实施例中，过电压保护装置的绝缘壳体110包括绝缘内壳和绝缘外壳，绝缘挡板111与绝缘内壳的内壁固定连接，绝缘内壳和绝缘外壳之间的空隙构成卡槽。绝缘内壳的上边缘高于开关型保护器件130的顶端，并且低于绝缘外壳的边缘。

下面对两保护器件的结构进行具体说明。

在上述实施例的基础上，可选地，两保护器件均为垂直设置的上下叠层结构，以便于在热脱扣时分离。具体地，参照图1，开关型保护器件130包括第一电极131和第二电极132。第一电极131呈凹型，第一电极131的凹槽的底面与绝缘挡板111的上表面平行；第二电极132呈凸型，第二电极132设置于第一电极131的凹槽中。第一电极131和第二电极132之间无电性接触，可通过绝缘结构连接。钳位限压型保护器件120包括第三电极121和第四电极122；第三电极121和第四电极122沿第四方向(即方向Z)排列，第四方向与绝缘挡板111的上表面垂直。其中，第四电极122可以是压敏电阻的凸电极，伸入开孔112内，以便通过温度敏感型导电部件实现与第一电极131的连接。可选地，第一电极131的下表面和第四电极122的上表面在开孔112处通过低温焊锡焊接；蓄力部171与第二电极132固定连接，例如蓄力部171的端部为环形，套接于第二电极132的凸起处。

参照图4和图5，在上述各实施例的基础上，可选地，过电压保护装置还包括外接引脚190，外接引脚190的一端与任一保护器件的电极连接，另一端延伸至绝缘壳体110的外侧以连接工作电压电源，或者连接待保护的外部电路或设备。示例性地，外接引脚190包括：第一引脚191，与第二电极132电连接；以及第二引脚192，与第三电极121电连接。示例性地，弹片170为导电材料，与第二电极132形成电连接，那么，第一引脚191可通过与连接部172电连接间接实现与第二电极132的电连接。

继续参照图4和图5，在上述实施例的基础上，可选地，该过电压保护装置还包括：均压模块200和两条引线210。示例性地，均压模块200可通过两条引线210与开关型保护器件130电连接。具体地，均压模块200的两端可通过两条引线210分别与开关型保护器件130的两电极(即上述的第一电极131和第二电极132)连接，形成与开关型保护器件130的并联连接。

均压模块200能够在过电压保护装置经受过电压时降低装置动作后带来的残压，进而避免损坏后级电路。需要说明的是，残压指流过放电电流时保护器指定端的峰值电压。

上述实施方式中示例性地给出了均压模块200与开关型保护器件130并联连接，但不作为对本发明的限定。在其他实施方式中，可选地，还可以设置均压模块200直接并联在开关型保护器件130和钳位限压型保护器件120连接成的整体结构的两端，均压模块200仍可起到在过电压保护装置经受过电压时降低装置动作后带来的残压的作用。具体地，均压模块200的两端可通过两条引线210分别连接开关型保护器件130的第二电极132和钳位限压型保护器件120的第三电极121。

可选地，在上述实施例的基础上，均压模块200为具有一定阻抗值的结构，可包括设置于均压模块200两端之间的至少一个电容和/或至少一个电阻。例如，均压模块200可以采用电阻、电容，或者上述任意一种或两种以上的串并联组合，具体可以是在均压模块200的两端之间设置一个电容、一个电阻、多个电阻串联，或一个电阻与一个电容串联等等。该均压模块200对暂时过电压的幅值进行分压，使得压敏电阻两端实时承受的电压低于其所能承受的最大电压(即标称压敏电压)，以尽可能的保证压敏电阻单位面积的电流密度不超过压敏电阻的承受能力，从而避免起火。

继续参照图4和图5，在上述实施例的基础上，可选地，过电压保护装置还包括：遥信告警模块；图中示例性地给出了遥信告警模块的固定电极222和移动电极221，以解释告警信号的产生方式，而未示出与两电极连接的外部线路(例如告警信号处理部分)。其中，固定电极222和移动电极221均延伸至绝缘壳体110外部以与外部线路连接。固定电极222与绝缘壳体110固定连接，移动电极221的一端与绝缘壳体110固定连接，另一端与绝缘挡块140连接。热脱扣点未脱扣时，移动电极221与固定电极222接触，使正常状态下遥信告警系统处于常闭状态。热脱扣点脱扣时，移动电极221跟随绝缘挡块140动作，与固定电极222分离。因此，在实际应用中，外部线路通过引脚的导通状态能够判断过电压保护装置的工作情况是否正常。示例性地，移动电极221的活动端与绝缘挡块140抵接，在绝缘挡块140移动时，移动电极221的活动端可沿绝缘挡块140的侧面滑动。

继续参见图1和图3，在上述实施例的基础上，可选地，绝缘挡块140面向温度敏感型导电部件的端部为楔形结构，该锲型尖端有利于绝缘挡块140在异常情况下更可靠地插入两个器件之间，实现安全脱扣。

上述各实施方式示例性地给出了绝缘挡块140和预置力机构150与开关型保护器件130设置于绝缘挡板111的同一侧，绝缘挡块140在热脱扣点未脱扣时与开关型保护器件130抵接，但并不作为对本发明的限定。在其他实施方式中，绝缘挡块140和预置力机构150还可以与钳位限压型保护器件120设置于绝缘挡板111的同一侧，使绝缘挡块140在热脱扣点未脱扣时与钳位限压型保护器件120抵接。以及，弹片170可与钳位限压型保护器件120的下电极连接，并在热脱扣时带动钳位限压型保护器件120向下弹开。

综上所述，本发明实施例提供的过电压保护装置，将温度敏感型导电部件设置在钳位限压型保护器件120和开关型保护器件130之间，通过提供具有一个或多个运动方向的运动部件，弹起开关型保护器件130并迅速插入绝缘挡块140，闭合来两保护器件之间的连接窗口，实现灭弧，切断电流，从而实现更高工作电压的安全脱扣，可有效解决现有压敏脱扣器件或模块中的低工作电压，低分断电流，低的脱扣灵敏度以及电弧重燃，雷击误动作保护电路残压，残压高等一系列问题。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (11)

1.一种过电压保护装置，其特征在于，包括：绝缘壳体、绝缘挡板、钳位限压型保护器件、开关型保护器件、温度敏感型导电部件、绝缘挡块和预置力机构；

所述绝缘挡板与所述绝缘壳体的内壁固定连接，所述绝缘挡板设有开孔；

所述钳位限压型保护器件和所述开关型保护器件在所述绝缘壳体内分列于所述绝缘挡板两侧，且所述钳位限压型保护器件和所述开关型保护器件在所述开孔处通过所述温度敏感型导电部件连接，所述温度敏感型导电部件构成所述钳位限压型保护器件和所述开关型保护器件之间的热脱扣点；

所述预置力机构和所述绝缘挡块设置于所述绝缘挡板的同一侧，所述预置力机构的一端与所述绝缘壳体的内壁或所述绝缘挡板固定连接，所述预置力机构的另一端与所述绝缘挡块固定连接；所述绝缘挡块在所述热脱扣点未脱扣时与所述开关型保护器件或所述钳位限压型保护器件相抵接，向所述预置力机构提供预置力，使所述预置力机构储存能量；所述预置力机构用于在所述热脱扣点脱扣时释放能量，带动所述绝缘挡块移动，使所述绝缘挡块插入所述开关型保护器件与所述钳位限压型保护器件之间，并遮挡所述开孔。

2.根据权利要求1所述的过电压保护装置，其特征在于，所述绝缘挡板设置所述绝缘挡块的一侧包括导向柱和限位柱；所述导向柱沿第一方向延伸，所述限位柱沿第二方向延伸；所述热脱扣点未脱扣时，所述绝缘挡块和所述限位柱沿所述第一方向分列于所述开关型保护器件两侧或所述钳位限压型保护器件两侧；所述第一方向与所述第二方向均与所述绝缘挡板的上表面平行，且所述第一方向与所述第二方向相交；

所述绝缘挡块靠近所述绝缘挡板的一侧设置有滑槽，所述滑槽与所述导向柱配合，使所述预置力机构在释放能量时带动所述绝缘挡块沿所述导向柱移动，直至所述绝缘挡块移动至与所述限位柱接触。

3.根据权利要求2所述的过电压保护装置，其特征在于，还包括：弹片；所述弹片的一端与所述绝缘壳体固定连接，所述弹片的另一端与所述开关型保护器件或所述钳位限压型保护器件固定连接，所述热脱扣点未脱扣时，所述弹片处于压紧状态；所述弹片用于在所述热脱扣点脱扣时带动所述开关型保护器件或所述钳位限压型保护器件沿第三方向弹开；其中，所述第三方向与所述第一方向相交。

4.根据权利要求3所述的过电压保护装置，其特征在于，所述绝缘壳体包括卡槽；

所述弹片包括：连接部和蓄力部；所述蓄力部的一端与所述连接部固定连接，所述蓄力部的另一端与所述开关型保护器件或所述钳位限压型保护器件固定连接；所述连接部固定于所述卡槽中。

5.根据权利要求1所述的过电压保护装置，其特征在于，所述开关型保护器件设置于所述绝缘挡板的上表面，所述钳位限压型保护器件设置于所述绝缘挡板的下表面；

所述开关型保护器件包括第一电极和第二电极，所述第一电极呈凹型，所述第一电极的凹槽的底面与所述绝缘挡板的上表面平行；所述第二电极呈凸型，所述第二电极设置于所述第一电极的凹槽中；

所述钳位限压型保护器件包括沿第四方向排列的第三电极和第四电极；所述第四方向与所述绝缘挡板的上表面垂直；

所述第一电极的下表面和所述第四电极的上表面在所述开孔处通过所述温度敏感型导电部件连接。

6.根据权利要求5所述的过电压保护装置，其特征在于，还包括：

第一引脚，所述第一引脚与所述第二电极电连接，并延伸至所述绝缘壳体外侧；

第二引脚，所述第二引脚与所述第三电极电连接，并延伸至所述绝缘壳体外侧。

7.根据权利要求1所述的过电压保护装置，其特征在于，所述开关型保护器件包括第一电极和第二电极，所述钳位限压型保护器件包括第三电极和第四电极；所述第一电极和所述第四电极通过所述温度敏感型导电部件连接；

所述过电压保护装置还包括：均压模块和两条引线；所述均压模块的两端分别通过两条所述引线连接所述第一电极和所述第二电极；或者，所述均压模块的两端分别通过两条所述引线连接所述第二电极和所述第三电极。

8.根据权利要求7所述的过电压保护装置，其特征在于，所述均压模块包括设置于所述均压模块两端之间的至少一个电容和/或至少一个电阻。

9.根据权利要求1所述的过电压保护装置，其特征在于，还包括：遥信告警模块；所述遥信告警模块包括固定电极和移动电极；所述固定电极与所述绝缘壳体固定连接，所述移动电极的一端与所述绝缘壳体固定连接，另一端与所述绝缘挡块连接；所述热脱扣点未脱扣时，所述移动电极与所述固定电极接触；所述热脱扣点脱扣时，所述移动电极跟随所述绝缘挡块动作，与所述固定电极分离。

10.根据权利要求1所述的过电压保护装置，其特征在于，所述钳位限压型保护器件为压敏电阻与瞬态抑制二极管中的至少一种；

所述开关型保护器件为气体放电管与浪涌抑制晶闸管中的至少一种；

所述预置力机构为气动元件、弹簧、扭矩结构件、弹性金属元件、形状记忆合金元件、弹性高分子元件和橡胶元件中的一种。

11.根据权利要求1所述的过电压保护装置，其特征在于，所述绝缘挡块面向所述温度敏感型导电部件的端部为楔形结构。

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