CN201450332U

CN201450332U - 多层间隙放电型防雷电涌保护器

Info

Publication number: CN201450332U
Application number: CN2009200339227U
Authority: CN
Inventors: 王月茜; 王建文; 岳澍华; 贺云峰
Original assignee: Xi An Xiwuer Electronic & Information Group Co Ltd
Current assignee: Xi An Xiwuer Electronic & Information Group Co Ltd
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2010-05-05
Anticipated expiration: 2019-07-17

Abstract

本实用新型是一种多层间隙放电型防雷电涌保护器。它具有一个主间隙放电单元和一个辅助放电单元，主间隙放电单元由多个串联的放电管T1～TN和与该多个串联的放电管并联的压敏电阻器R构成，所述的辅助放电单元由一个放电管T0构成。本实用新型用多个串联的放电管代替了主间隙放电的电极，构成了一个多层间隙的主间隙放电结构，该主间隙弧光放电电压大于被保护设备电源系统工作电压的峰值，当雷电脉冲通过主间隙放电回路放电后而恢复到电源系统工作电压时，该电源系统工作电压不足以维持主间隙的继续放电，从而避免了续流。产品性能稳定、工作可靠、模块化结构、易于制作、便于产业化生产。

Description

多层间隙放电型防雷电涌保护器

技术领域

本实用新型涉及一种防雷电涌保护器，具体地说，它是一种多层间隙放电型防雷电涌保护器。

背景技术

风能发电机组工作在空矿地区，容易遭遇大能量雷电的冲击，属一级防雷区。用于风能发电机组电源系统的防雷电涌保护器应具备较大的能量泄放能力，使其能够抑制出现在电源系统线路上的高能量直击雷过电压或感应雷过电压。已有的电涌保护器通常采用电极空气间隙的放电来泄放高能量雷击电流，此类防雷产品虽然能泄放较大的雷击电流，但特别空易产生续流(即雷电脉冲消失后，在正常工作电压下其放电电弧仍不熄灭)，持续时间较长的工频续流会造成保险丝熔断，没有保险丝的会使空气开关跳闸，同时还会严重影响电网的正常工作。为了解决这个问题，中国专利ZL200820111296.4公布的“一种高能无续流气隙模块”，它通过增大电极间的距离来提高电极的放电弧光电压，因此，当雷电脉冲消失后，工频电压(200～300V AC)不足以维持其持续放电，起到灭弧作用。由于电极间的间距增大，相应增大了它的击穿电压，为了降低其雷电响应电压，它又在放电电极的两端并联了一个由压敏电阻器、电感、放电管串联构成的辅助电路。但是，增大电极间的距离还会降低设备的保护水平，也就是说，要增大设备的最大耐压值，怎样保证“既避免续流又不降低设备的保护水平”就成了电极间距调整的难点，因此，这一调整非常困难、精度也很难控制，难以实现产业化。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服已有技术的缺点，提供一种多层间隙放电型防雷电涌保护器，它既能较好地解决续流问题，又具有较高保护水平，同时，还具有性能稳定、可靠、结构合理、易于制作、便于产业化等特点。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

它具有一个主间隙放电单元和一个辅助放电单元，所述的主间隙放电单元由多个串联的放电管和与该多个串联的放电管并联的压敏电阻器构成，所述的辅助放电单元由一个放电管或二个串联的放电管构成，所述的辅助放电单元与主间隙放电单元串联，所述辅助放电单元的击穿电压小于主间隙放电单元的击穿电压，主间隙放电单元的击穿电压小于所述压敏电阻器的阀电压值，主间隙放电单元的放电弧光电压大于被保护设备电源系统工作电压峰值的1.2倍，并允许有±10％的浮动。

本实用新型进一步的改进方案如下：

它具有一个外壳，在该外壳中装有一个由所述的主间隙放电单元、辅助放电单元及本保护器的输出电极连接构成的复合模块，其中辅助放电单元和主间隙放电单元中的放电管叠摞串联焊接在一起，构成一个放电管模块，该放电管模块通过一个电极夹板结构机械夹紧，所述的电极夹板结构由设在放电管模块两端的电极夹板和该电极夹板的紧固绝缘长螺栓构成，所述放电管模块上的主间隙串联放电管的两端设有引出电极，在该引出电极上固定一个电路板，所述的压敏电阻器焊接在该电路板上，并通过该电路板实现压敏电阻器与主间隙串联放电管的并联，在所述电极夹板的外侧分别设有螺栓头和紧固螺母，通过该螺栓头和紧固螺母将所述的输出电极固联在电极夹板上，所述的输出电极由电极架和安装在电极架上的接线器构成.

在所述的压敏电阻器表面设有一个热熔保险丝，该热熔保险丝的两端作为压敏电阻器的劣化报警端子引出，或者热熔保险丝的一端分为两个分端子，其中一个分端子串联一个发光二极管和一个限流电阻后与该热熔保险丝的另一端分别作为电源端引出，另一个分端子作为报警信号端引出，并在该热熔保险丝上并联一个发光二极管。

本实用新型与已有技术相比的特点如下：

一、本实用新型用多个串联的放电管代替了主间隙放电的电极，构成了一个多层间隙的主间隙放电结构，该主间隙的弧光放电电压是主间隙放电单元中各串联放电管弧光放电电压的总和，通过选择放电管弧光放电电压的电压值和调节放电管串联的个数，可将主间隙弧光放电电压方便地调整到大于被保护设备电源系统工作电压的峰值的1.2倍左右，这样，当雷电脉冲通过主间隙放电回路放电后而恢复到电源系统工作电压时，该电源系统工作电压不足以维持主间隙的继续放电，从而避免了续流。由于主间隙放电采用的是多个串联的放电管，因此，主间隙的弧光电压值很容易选择确定，我们将这个值选择在刚能消除续流的值上，这样，既能达到消除续流，又不使其过高而降低本保护器的保护水平。经过测试，本产品的保护水平可以轻松达到Up＝1.5kV(1.2/50us)的水平。同时，放电管放电是在封闭状态下进行的，故其放电的弧光不会引起周边元器件材料的燃烧，工作非常安全。本实用新型用放电管代替放电电极，不仅避免了已有技术中调整电极间距的困难，还使产品性能稳定、工作可靠、易于制作、便于产业化生产。

二、为了进一步保证本保护器可靠工作，本实用新型将多个的放电管串联焊接在一起，形成了一个放电管模块，为了防止它在受雷电脉冲电流冲击时出现串联焊接面脱开的现象，又采用一个电极夹板结构进行了机械夹紧固定，同时，还通过在该电极夹板外侧设置螺栓头和紧固螺母，方便地连接了输出电极，并且压敏电阻器也通过一个电路板固定在放电管模块上，形成一个结构可靠的复合模块，其模块结构设计巧妙，进一步保证了产品的可靠性。

三、由于压敏电阻器是保证本保护器正常工作的关键器件，故本实用新型在压敏电阻器上设置了热熔保险丝，用于压敏电阻器的劣化报警，使本产品的工作可靠性进一步提高。

附图说明

图1、本实用新型的电路原理图之一。

图2、本实用新型的外形立体图。

图3、放电管模块的结构立体图。

图4、复合模块的结构立体图。

图5、图4的俯视图。

图6、图5的A-A剖面图。

图7、本实用新型的电路原理图之二。

具体实施方式

参见图1，它具有一个主间隙放电单元1和一个辅助放电单元2，主间隙放电单元1由多个串联的放电管T1～TN和与它们并联的压敏电阻器R构成，辅助放电单元2由一个放电管T0或二个串联的放电管构成，辅助放电单元2与主间隙放电单元1为串联。其中辅助放电单元中放电管T0的击穿电压U0小于主间隙放电单元多个串联放电管T1～TN击穿电压的总和U1，主间隙放电单元的击穿电压U1小于所述压敏电阻器R的阀电压值，为避免续流，一般主间隙放电单元的放电弧光电压应大于被保护设备电源系统工作电压的峰值(U为被保护电源系统工作电压的有效电压值)，但考虑电源系统的稳定性因素，大于的幅度不能过高，其值最好大于的1.2倍，并允许有±10％的浮动。使用时，本保护器并联在被保护设备的电源供电线路上，正常情况下，各放电管处于断开状态而断开放电回路，不影响供电线路的正常工作。当供电线路中出现雷击过电压时，放电管T0先被击穿，脉冲电流通过放电管T0和压敏电阻器R形成的回路放电，当压敏电阻器R上的残压上升到大于主间隙放电单元的击穿电压U1时，主间隙放电单元2中的放电管T1～TN被击穿，脉冲电流通过T0～TN形成的主间隙放电回路放电。由于主间隙放电的弧光电压是被保护设备电源系统工作电压的峰值

的1.2倍左右，这样，在雷电脉冲消失后，保护器两端的电压恢复到电源系统的工作电压，这时，电源系统工作电压不足以维持主间隙放电单元的继续放电，从而避免了续流。

参见图2，它具有一个下、上扣合的外壳1，在该外壳中装有一个由主间隙放电单元1、辅助放电单元2及本保护器的输出电极构成的复合模块，其中辅助放电单元2和主间隙放电单元1中的放电管T0～TN叠摞串联焊接在一起，构成一个放电管模块6，如图3所示；该放电管模块通过一个电极夹板结构机械夹紧，该电极夹板结构由设在放电管模块6两端的电极夹板4和四个绝缘长螺栓5紧固连接构成，如图4所示，通过该电极夹板结构的夹紧，可避免放电管模块6在受雷电脉冲电流冲击时出现串联焊接面脱开的现象。参见图3，所述放电管模块6上的主间隙串联放电管T1～TN的两端设有引出电极6-1，参见图4、5、6，在所述的绝缘长螺栓上放置一个电路板7，所述的压敏电阻器R焊接在该电路板7上，并且该电路板固定在主间隙串联放电管的引出电极6-1上，同时实现压敏电阻器R与主间隙串联放电管T1～TN的并联。为了连接本保护器的输出电极，在电极夹板4的外侧带有一个螺栓头和紧固螺母8，通过该螺栓头和紧固螺母8可将输出电极固联在电极夹板4上，所述的输出电极由电极连接架9和安装在电极连接架上的接线器10构成，通过接线器10实现与被保护设备电源系统的引线连接。

参见图1、7，在所述的压敏电阻器表面用导热胶粘接一个热熔保险丝G，该热熔保险丝的两端作为压敏电阻器的劣化报警信号端子引出。当压敏电阻器劣化时，其表面温度会升高，选择热熔保险丝的熔点，可确定它的报警温度。当压敏电阻器的表面温度升高到热熔保险丝的热熔温度时，热熔保险丝断开，从而输出报警信号。

参见图7，为了能够进行压敏电阻器的劣化显示，也可以采用图中的报警电路.热熔保险丝G的一端分为两个分端子，其中一个分端子串联一个发光二极管D1和一个限流电阻R1后与该热熔保险丝的另一端作为电源端A、B引出，另一个分端子作为信号端C引出，同时，在该热熔保险丝G上还并联了一个发光二极管D2.使用时，引出端A、B并接在一个直流电源VCC上，压敏电阻器R工作正常时，热熔保险丝G短路发光二极管D2，只有D1亮，指示压敏电阻工作正常，如果热熔丝G熔断，则发示二极管D2与D1一起亮，指示压敏电阻器R已经劣化，同时，通过C端送出一个报警信号.所述的报警端子A、B、C可以通过安装在外壳3上的插座11引出，如图2所示.

Claims

1.一种多层间隙放电型防雷电涌保护器，其特征是：它具有一个主间隙

单元(1)和一个辅助放电单元(2)，所述的主间隙放电单元(1)由多个串联的放电管(T1～TN)和与该多个串联的放电管并联的压敏电阻器(R)构成，所述的辅助放电单元(2)由一个放电管(T0)或二个串联的放电管构成，所述的辅助放电单元(2)与主间隙放电单元(1)串联，所述辅助放电单元(2)的击穿电压(U0)小于主间隙放电单元的击穿电压(U1)，主间隙放电单元的击穿电压(U1)小于所述压敏电阻器(R)的阀电压值，主间隙放电单元的放电弧光电压大于被保护设备电源系统工作电压峰值的1.2倍，并允许有±10％的浮动。

2.根据权利要求1多层间隙放电型防雷电涌保护器，其特征是：它具有一个外壳(3)，在该外壳中装有一个由所述的主间隙放电单元(1)、辅助放电单元(2)及本保护器的输出电极连接构成的复合模块，其中辅助放电单元和主间隙放电单元中的放电管(T0～TN)叠摞串联焊接在一起，构成一个放电管模块(6)，该放电管模块通过一个电极夹板结构机械夹紧，所述的电极夹板结构由设在放电管模块两端的电极夹板(4)和该电极夹板的紧固绝缘长螺栓(5)构成，所述放电管模块上的主间隙串联放电管(T1～TN)的两端设有引出电极(6-1)，在该引出电极上固定一个电路板(7)，所述的压敏电阻器(R)焊接在该电路板(7)上，并通过该电路板实现压敏电阻器(R)与主间隙串联放电管(T1～TN)的并联，在所述电极夹板(4)的外侧分别设有螺栓头和紧固螺母(8)，通过该螺栓头和紧固螺母(8)将所述的输出电极固联在电极夹板上，所述的输出电极由电极架(9)和安装在电极架上的接线器(10)构成。

3.根据权利要求1或2所述的多层间隙放电型防雷电涌保护器，其特征是：在所述的压敏电阻器表面设有一个热熔保险丝(G)，该热熔保险丝的两端作为压敏电阻器(R)的劣化报警端子引出，或者热熔保险丝的一端分为两个分端子，其中一个分端子串联一个发光二极管(D1)和一个限流电阻(R1)后与该热熔保险丝的另一端分别作为电源端(A、B)引出，另一个分端子作为报警信号端(C)引出，并在该热熔保险丝(G)上并联一个发光二极管(D2)。