CN202231302U - 应对避雷器过压保护元件过压失效的快速断弧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应对避雷器过压保护元件过压失效的快速断弧装置，要解决的技术问题是在电源系统因过电压故障或避雷器过压保护元件因过压失效的情况下，与其相接的电极因受热熔化所致的似断非断的状况下，快速切断由此产生的电弧通道。本实用新型包括模块盒、过压保护元件、引出电极，在所述的过压保护元件的输出端设有断弧组件，断弧组件的一端与过压保护元件的输出端相连，另一端伸出模块盒体接往零线或地线端。当浪涌防护装置中的过压保护元件因雷电或操作不当造成的过电压而迅速升温发热导致其低温焊点熔断而产生电弧时，该装置能够快速阻断电弧通道并将其熄灭，从而避免可能由此给供电系统电源带来的危害。

Description

应对避雷器过压保护元件过压失效的快速断弧装置

技术领域

本实用新型涉及雷电和浪涌防护装置，特别是浪涌防护装置中过压保护元件过压失效后的应急保护装置。

背景技术

浪涌防护装置中常用的过压保护元件有压敏电阻(英文名：VoltageDependent Resistor简称VDR)、瞬态抑制二极管(英文名：Transient VoltageSuppressor简称TVS)或放电管等，在浪涌防护装置中使用过压保护元件，要解决的首要问题是在电源系统发生长时间过电压等故障时，如何使过压保护元件与电源脱离。过压保护元件的过压失效一般都是短路，若过压保护元件短路后不及时与电网脱离，短路电流或电弧可能导致过压保护元件起火、爆炸或造成接地故障，威胁人身和财产安全。

通常，过压保护元件用于抑制因雷电或操作不当在电路中产生的过电压，从而使被保护设备中的敏感电子元器件免受雷电等过电压损害。使用时，将过压保护元件的两个电极分别与电源的两端相连，交流电路中，一个电极接到电源电路的相线(L线)，另一个电极接零线(N线)，或者一个电极接零线，另一个电极接地；直流电路中，一个电极接电源正极，另一个电极接电源的负极，或者一个电极接电源的正极或负极，另一个电极接地。

目前，使过压保护元件与电网脱离的常用手段为热脱离，即在过压保护元件与输出电极间用低温焊料焊接，当遭受异常过电压时，电流使其发热，致低温焊料熔化，从而使引出电极与过压保护元件断开，实现过压保护元件与电源的脱离。然而，过压保护元件过压发热致焊料熔化均是渐变过程，因此被渐渐熔化的焊料易出现拉锡现象，导致过压保护元件不能与电源彻底脱离，持续发热不仅容易导致过压保护元件被击穿短路，还可能由于过压保护元件与引出电极间距过小，产生高温电弧，持续的电弧会给设备、环境等带来诸多不安全隐患。

当浪涌防护装置(核心器件是过压保护元件)遭受超出承受范围的强雷电时，其雷电流的幅值通常在很短的时间内(微秒级)就高达数十千安培至上百千安培，此时，过压保护元件与引线电极间的低温焊点还未熔化即未发生热脱离，其内部却已因瞬间吸收大量电能而熔化损坏，从而导致电源系统短路、设备损坏，严重时会带来意想不到的事故。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种应对避雷器过压保护元件过压失效的快速断弧装置，要解决的技术问题是在电源系统因过电压故障或避雷器过压保护元件因过压失效的情况下，与其相接的电极的低温焊点因受热熔化所致的似断非断的状况下，快速切断由此产生的电弧通道。

本实用新型采用的技术方案：

本实用新型的应对避雷器过压保护元件过压失效的快速断弧装置，包括模块盒、过压保护元件、引出电极，在所述的过压保护元件的输出端设有断弧组件，断弧组件的一端与过压保护元件的输出端相连，另一端伸出模块盒体接往零线或地线端。

所述的断弧组件由弹性部件、狭颈电极、耐压绝缘的弧道阻断片组成，其中，狭颈电极的一端与过压保护元件的输出端相连，另一端伸出模块盒体接往零线或地线端，所述的弧道阻断片设于狭颈电极与过压保护元件之间，其一端与设置在模块盒体内的支撑板铰接，其另一端悬空设于狭颈电极与过压保护元件相连一端的侧边，在其上设有当狭颈电极与过压保护元件连接端断开时足以使弧道阻断片快速覆盖狭颈电极与过压保护元件连接点的弹性部件。

所述的狭颈电极与过压保护元件之间采用低温焊料焊接。

所述的过压保护元件为压敏电阻、瞬态抑制二极管或放电管。

所述的狭颈电极为长条片形状，在其上接近过压保护元件的一端设有狭颈。

所述的弹性部件为扭簧、拉簧或压簧。

所述的低温焊料的焊料温度小于200摄氏度。

本实用新型结构简单、成本低廉，当浪涌防护装置中的过压保护元件因雷电或操作不当造成的过电压而迅速升温发热导致其低温焊点熔断而产生电弧时，采用本实用新型的装置便能够快速阻断电弧通道并将其熄灭，从而避免可能由此给供电系统电源带来的危害。

附图说明

图1为本实用新型压敏电阻安装示意图。

图2为本实用新型TVS的安装示意图。

图3为本实用新型放电管的安装示意图。

图4为本实用新型狭颈电极示意图。

图5-a为本实用新型扭簧连接方式示意图。

图5-b为本实用新型拉簧连接方式示意图。

图5-c为本实用新型压簧连接方式示意图。

图6-a为本实用新型弧道阻断片热脱离后状态图。

图6-b为本实用新型弧道阻断片电脱扣后状态图。

图6-c为本实用新型弧道阻断片压簧式脱扣后状态图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1、2、3所示，本实用新型的应对避雷器过压保护元件过压失效的快速断弧装置，包括由塑胶材料制作的模块盒1，模块盒1为前后两面敞开的长方体，其内设有用于固定、安装过压保护元件和断弧组件的支撑板，过压保护元件2置于支撑板的一面，断弧组件置于支撑板的另一面，所用的过压保护元件2为压敏电阻、TVS或放电管，在模块盒1的内侧底面开有用于过压保护元件2引出电极21和断弧组件中狭颈电极3伸出模块盒1的孔12，在模块盒1上还套有一个底面敞开其形状与模块盒1形状相对应的盒盖11，盒盖11主要用来保护设于模块盒1内的过压保护元件2和断弧组件避免风雨、灰尘的腐蚀和污染。

所述的过压保护元件2的输入端与引出电极21一端相连，引出电极21的另一端穿过模块盒1内侧底面上的一个引出孔12接往电源电路，过压保护元件2的输出端与一块平板电极4的一面用低温焊料焊接相连；所述的断弧组件由弹性部件5、狭颈电极3、耐压绝缘的弧道阻断片6组成，弹性部件5为扭簧51、拉簧52或压簧53(一种压缩弹簧)(请参阅图5-a、5-b、5-c)，断弧组件中的狭颈电极3的一端与所述平板电极4的另一面用低温焊料焊接相连，狭颈电极3的另一端伸出模块盒1内侧底面上的另一个引出孔12接往零线或地线端。

如图1、2、3所示，所述的弧道阻断片6设于狭颈电极3与所述的平板电极4之间，其下端与模块盒1内的支撑板铰接相连，其另一端悬空设于狭颈电极3与平板电极4相连一端的侧边，在其上设有当狭颈电极3与平板电极4连接端断开时足以使弧道阻断片6快速覆盖狭颈电极3与平板电极4连接点的弹性部件5。

所述的过压保护元件2与平板电极4、平板电极4与狭颈电极3之间采用熔点小于200摄氏度的低温焊料焊接。所述的狭颈电极3为长条片形状，在其上接近过压保护元件2的一端设有狭颈31(请参阅图4)，即在该处狭颈电极3的导流截面积小于狭颈电极3其它部分的导流截面积，或者在该处狭颈电极3的导流截面积在局部范围内逐渐减小，或者在该处狭颈电极3上有凹槽。当过压保护元件2遭受由雷电过电压或操作过电压引起瞬间强电流时，强电流通过过压保护元件2使其升温散发出大量的热能，当温度超过低温焊料熔点时，狭颈电极3与平板电极4之间低温焊点迅速升温而熔化，或者使狭颈电极3狭颈31处的金属迅速升温汽化熔断，由此产生间隙，在毫秒或微秒级的时间内在该间隙内释放出大量的电弧，而本实用新型的耐高压阻燃和绝缘性能好的弧道阻断片6针对出现的电弧能够迅速快捷的覆盖熔断点并将其熄灭，实现方式有以下三种情况：

1)热脱离

如图6-a所示，熔化点在狭颈电极3与平板电极4焊接之处：此时狭颈电极3与平板电极4之间因失去结合力而分离，在扭簧51或拉簧52的作用下，弧道阻断片6快速穿过狭颈电极3与平板电极4之间并将其结合点覆盖，从而实现过压保护元件2与狭颈电极3的物理隔离，彻底切断电流通路。

2)电脱扣

如图6-b所示，熔化点在狭颈电极3的狭颈31处熔断：此时狭颈31处因断裂使狭颈电极3与焊接点分离，在扭簧51或拉簧52的作用下，弧道阻断片6快速穿过狭颈电极3断裂处将焊接点覆盖，从而实现过压保护元件2与狭颈电极3的物理隔离，彻底切断电流通路。

3)压簧53式热脱扣

如图6-c所示，熔化点在狭颈电极3与平板电极4焊接之处：在此种情况下，狭颈电极3为一种具有弹性的电极，所述弧道阻断片6形状似工型钢形状的隔离防护罩，在该隔离防护罩上设有能使所述狭颈电极3穿过的小孔，狭颈电极3的一端穿过所述的小孔与平板电极4用低温焊料焊接相连，另一端与电路连接。压簧53套在狭颈电极3的另一端并位于所述隔离防护罩的一侧。

当狭颈电极3与平板电极4之间的低温焊点，因雷电过电压或操作过电压引起瞬间强电流发热而熔断时，其间因失去结合力而分离，在压簧53的作用下，隔离防护罩快速穿过狭颈电极3与平板电极4断开的一端，在狭颈电极3自身弹性的作用下带动整个隔离防护罩远离平板电极4，从而实现过压保护元件2与狭颈电极3的物理隔离，彻底切断电流通路。

Claims (7)

1.一种应对避雷器过压保护元件过压失效的快速断弧装置，包括模块盒(1)、过压保护元件(2)、引出电极(21)，其特征在于：在所述的过压保护元件(2)的输出端设有断弧组件，断弧组件的一端与过压保护元件(2)的输出端相连，另一端伸出模块盒(1)体接往零线或地线端。

2.根据权利要求1所述的应对避雷器过压保护元件过压失效的快速断弧装置，其特征在于：所述的断弧组件由弹性部件(5)、狭颈电极(3)、耐压绝缘的弧道阻断片(6)组成，其中，狭颈电极(3)的一端与过压保护元件(2)的输出端相连，另一端伸出模块盒(1)体接往零线或地线端，所述的弧道阻断片(6)设于狭颈电极(3)与过压保护元件(2)之间，其一端与设置在模块盒(1)体内的支撑板铰接，其另一端悬空设于狭颈电极(3)与过压保护元件(2)相连一端的侧边，在其上设有当狭颈电极(3)与过压保护元件(3)连接端断开时足以使弧道阻断片(6)快速覆盖狭颈电极(3)与过压保护元件(2)连接点的弹性部件(5)。

3.根据权利要求2所述的应对避雷器过压保护元件过压失效的快速断弧装置，其特征在于：所述的狭颈电极(3)与过压保护元件(2)之间采用低温焊料焊接。

4.根据权利要求3所述的应对避雷器过压保护元件过压失效的快速断弧装置，其特征在于：所述的过压保护元件(2)为压敏电阻、瞬态抑制二极管或放电管。

5.根据权利要求1所述的应对避雷器过压保护元件过压失效的快速断弧装置，其特征在于：所述的狭颈电极(3)为长条片形状，在其上接近过压保护元件(2)的一端设有狭颈(31)。

6.根据权利要求2所述的应对避雷器过压保护元件过压失效的快速断弧装置，其特征在于：所述的弹性部件(5)为扭簧(51)、拉簧(52)或压簧(53)。

7.根据权利要求3所述的应对避雷器过压保护元件过压失效的快速断弧装置，其特征在于：所述的低温焊料的焊料温度小于200摄氏度。

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