CN204858545U - 用于电涌保护器的后备保护断路器 - Google Patents
用于电涌保护器的后备保护断路器 Download PDFInfo
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Abstract
一种用于电涌保护器的后备保护断路器，包括：机械触头，用于接通或断开所述电涌保护器与主干电路的电连接；电流互感器，其中穿过有从所述主干电路连接到所述电涌保护器的通电线路，所述电流互感器用以感测所述通电线路中的电流大小；检测和控制单元，判断所述电流大小是否处于预定范围，如果所述电流大小处于所述预定范围内，则生成电流脉冲信号；以及脱扣器组件，响应于所述电流脉冲信号而被致动，以驱动所述机械触头断开所述电连接。
Description
技术领域
本申请涉及一种用于电涌保护器的后备保护断路器。
背景技术
电涌保护器(SPD)通过检测到浪涌电流的发生而转变为低阻态，从而可以泄放掉浪涌电流，保护并联的用电电路的安全。对于传统的电涌保护器的后备保护器，一般采用微型断路器(MCB)或者熔断器。因为要耐受一定的浪涌电流，微型断路器或者熔断器的额定电流必须要足够高。但是，在电涌保护器中产生除了浪涌电流以外的过载电流(例如从1安培至微型断路器或者熔断器的额定电流的5倍的过载电流)时，微型断路器或熔断器不能快速断开过载电流，从而导致电涌保护器中的压敏电阻短路燃烧，造成安全问题。
从研究数据看，微型断路器一般要大于5倍额定电流才能开始脱扣，但是电涌保护器中的压敏电阻在即使300安培(按照一般的额定电流为63安培计算，小于5倍额定电流)下面能够耐受的时间就已经远小于100毫秒，在这样短的时间内，普通微型断路器无法及时断开电流以保护压敏电阻。对于熔断器而言，因为额定电流选用很高，以及自身熔断特点，其过载保护性能更差，能使其在100毫秒内进行动作的电流也远大于5倍额定电流，根本来不及保护压敏电阻。
实用新型内容
根据本公开的一个方面，提供一种用于电涌保护器的后备保护断路器，其包括：机械触头，用于接通或断开所述电涌保护器与主干电路的电连接；电流互感器，其中穿过有从所述主干电路连接到所述电涌保护器的通电线路，所述电流互感器用以感测所述通电线路中的电流大小；检测和控制单元，判断所述电流大小是否处于预定范围，如果所述电流大小处于所述预定范围内，则生成电流脉冲信号；以及脱扣器组件，响应于所述电流脉冲信号而被致动，以驱动所述机械触头断开所述电连接。
本公开提供的电涌保护器专用的后备保护断路器，利用检测和控制单元以及通过微型断路器的脱扣器组件来实现过载电流及短路电流下的快速断开的功能，其能够给电涌保护器提供在过载电流和短路电流情况下的全范围保护。
附图说明
从本公开的具体实施例结合附图的以下描述中，其它优点和特征将变得更清楚明显，这些具体实施例仅是为了非限制性的目的，并在附图中示出，附图中同样的附图标记用于表示同样的部件或单元，其中：
图1是示出根据本公开的实施例的用于电涌保护器的后备保护断路器的示意性方框图；以及
图2(a)至图2(d)是示出根据本公开的另一实施例的用于电涌保护器的后备保护断路器的结构布置方框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的具体实施例。虽然附图中显示了本公开的多个具体实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开被理解得更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
图1是示出根据本公开的实施例的用于电涌保护器的后备保护断路器的示意性方框图。
如图1所示，根据本公开的实施例的用于电涌保护器的后备保护断路器100连接于主干电路101和电涌保护器102之间，其中主干电路101例如但不限于包括四根通电线路L1、L2、L3、N。通电线路L1、L2、L3、N中的每一根通过后备保护断路器100分别与电涌保护器1021、1022、1023、1024(在以下没有特指时统一表示为102)中的一个相连接。根据本公开的另一个实施例，主干电路101可以包括更少或更多的通电线路，通电线路的数量可以根据电力系统具体的要求而确定。
如图1所示，后备保护断路器100可以包括一个或多个电流互感器1031、1032、1033、1034(在以下没有特指时统一表示为103)。其中例如，通电线路L1穿过电流互感器1031与电涌保护器1021相连，通电线路L2穿过电流互感器1032与电涌保护器1022相连，通电线路L3穿过电流互感器1033与电涌保护器1023相连，通电线路N穿过电流互感器1034与电涌保护器1024相连。由于每个电流互感器103中穿过有从主干电路101连接到电涌保护器102的通电线路L1、L2、L3、N中的一条，所以可以感测通电线路中的电流大小。
如图1所示，后备保护断路器100可以包括一个或多个机械触头1041、1042、1043、1044(在以下没有特指时统一表示为104)。这些机械触头104分别连接于通电线路L1、L2、L3、N与电流互感器103之间，或者分别连接于通电线路L1、L2、L3、N与电涌保护器102之间的任何位置，用于接通或断开电涌保护器102与主干电路101的电连接。
如图1所示，后备保护断路器100可以包括检测和控制单元105。检测和控制单元105与电流互感器103连接，以从电流互感器103接收表示所感测的所述通电线路中的电流大小的信号。检测和控制单元105还根据所述信号来判断所述通电线路中的所述电流大小是否处于预定范围，如果所述电流大小处于所述预定范围内，则生成电流脉冲信号。根据本公开的一个非限制性实施例，上述预定范围可以是指1安培(A)至所述后备保护断路器100的额定电流的5倍的范围。后备保护断路器100的额定电流是指该设备在正常工作时允许通过的最大电流。在这样的情况下，假设额定电流为63A，则上述预定范围是1A至315A。
上述预定范围的具体数值不对本公开的范围构成限制，根据本公开的另一个非限制性实施例，由于根据本公开的电流互感器103能够感测毫安(mA)级电流至千安(KA)级电流的范围，因此上述预定范围也可以是毫安级电流至千安级电流的范围，或者是该范围中任何更小的范围。作为一个示例，该范围例如但不限于是10mA至100KA的范围，或者10A至10KA的范围，等等。
根据本公开的一个实施例，上述检测和控制单元105可以但不限于由信号滤波电路以及专用检测芯片来实现。
如图1所示，后备保护断路器100可以包括脱扣器组件106。脱扣器组件106的一端连接于机械触头104，另一端与检测和控制单元105相连接。脱扣器组件106响应于检测和控制单元105生成的电流脉冲信号而被致动，以驱动机械触头1041、1042、1043、1044中的一个或多个来断开电涌保护器102与主干电路101的电连接。
根据本公开的一个实施例，后备保护断路器100还包括电源供电单元107。电源供电单元107一方面与所述通电线路电连接，以从其中取电，另一方面分别与检测和控制单元105以及脱扣器组件106电连接，以给所述检测和控制单元105以及所述脱扣器组件106提供电源。电源供电单元107还有一个端子与模拟地相连。根据本公开的一个实施例，上述电源供电单元107可以但不限于由整流降压模块来实现。
根据本公开的一个实施例，脱扣器组件106一端连接于电源供电单元107，还有一个端子与模拟地相连，并且在模拟地与脱扣器组件106之间串联有开关控制器108。开关控制器108有一个端子与检测和控制单元105的输出端相连接，以接收检测和控制单元105生成的电流脉冲信号作为控制信号。当开关控制器108从检测和控制单元105接收到电流脉冲信号时，控制开关控制器108导通由电源供电单元107、脱扣器组件106以及模拟地构成的通电回路，使得脱扣器组件106被致动，进而使得脱扣器组件106驱动机械触头104断开电涌保护器102与主干电路101的电连接。根据本公开的一个实施例，上述开关控制器108例如可以但不限于是开关晶体管元件。
根据本公开的另一个实施例，后备保护断路器100中的检测和控制单元105还可以判断电涌保护器102中的压敏电阻是否劣化以及劣化的状态。具体地，在电涌保护器102正常工作的状态下，如果检测和控制单元105判断流经主干电路101和电涌保护器102之间的通电线路的电流随着时间的经过而逐渐增大，则可以确定电涌保护器102中的压敏电阻存在劣化情况，并可以判断其劣化状态，即劣化的程度。
根据本公开的另一个实施例，后备保护断路器100中的检测和控制单元105还可以判断流经主干电路101和电涌保护器102之间的通电线路的电流是否为浪涌电流，并可以计算浪涌电流发生的次数。
在本公开中，每个通往电涌保护器102的通电线路都有一个电流互感器103用来检测流经电涌保护器102的电流的大小，电源供电单元107则从主干电路101取电，给整个后备保护断路器100提供电源，检测和控制单元105输出的电流脉冲信号用来控制脱扣器组件106，使得该电流脉冲信号可以致动脱扣器组件106，并由此使机械触头104迅速断开电涌保护器102与主干电路101的电连接。
当电涌保护器102中的压敏电阻因为过电压而流过过载电流(例如1安培至所述后备保护断路器100的额定电流的5倍甚至更高的电流)时，压敏电阻能够耐受的时间是有限的，如果没有外部脱离器快速断开电流，压敏电阻会很快短路直至燃烧。根据本公开的此电涌保护器102的后备保护断路器100因为使用电流互感器以及电子检测和控制单元等，能够在例如30ms(毫秒)之内迅速断开过载电流，避免电涌保护器中的压敏电阻燃烧而发生安全事故。
根据本公开的后备保护断路器100通过其中的机械触头104和脱扣器组件106(例如可以是磁脱扣组件)能够实现25kA(千安培)甚至更高的短路电流保护功能。
根据本公开的后备保护断路器100可以耐受一定的8/20浪涌电流，其在电涌保护器102泄放浪涌电流的正常工作时不动作。上述8/20浪涌电流是指能够在8μs达到峰值，并在此后的20μs下降到峰值的一半的浪涌电流。
根据本公开的后备保护断路器100通过检测和控制单元105的功能，可以监控电涌保护器102中的压敏电阻(未示出)的劣化状态，计算浪涌电流发生的次数。并且，在根据本公开的电涌保护器102的后备保护断路器100中，浪涌电流不会流经检测和控制单元105，避免在后备保护断路器100两端产生多余的残压。
图2(a)至图2(d)是示出根据本公开的另一实施例的用于电涌保护器的后备保护断路器的结构布置方框图。
如图2所示，根据本公开的后备保护断路器200包括：电流互感器203、检测和控制单元205、机械触头和脱扣器组件210。这里，机械触头和脱扣器组件210相当于前一实施例中机械触头104和脱扣器组件106的功能的组合。
如图2中的(a)所示，后备保护断路器200中的电流互感器203布置在机械触头和脱扣器组件210的下方，与检测和控制单元205构成L型拼接。这里，L型的含义是指电流互感器203与检测和控制单元205的连接布置方式接近于英文字母“L”，其中电流互感器203相当于L的底部的横，检测和控制单元205相当于L的竖。在图2的(a)中，电流互感器203与检测和控制单元205构成的L位于机械触头和脱扣器组件210的右侧。
如图2中的(b)所示，后备保护断路器200中的电流互感器203布置在机械触头和脱扣器组件210的下方，与所述检测和控制单元205构成L型拼接。在图2的(b)中，电流互感器203与检测和控制单元205构成的L位于机械触头和脱扣器组件210的左侧。
如图2中的(c)所示，后备保护断路器200中的电流互感器203布置在检测和控制单元205的下方，与机械触头和脱扣器组件210构成左右型拼接。在图2的(c)中，电流互感器203和检测和控制单元205位于机械触头和脱扣器组件210的右侧。
如图2中的(d)所示，后备保护断路器200中的电流互感器203布置在检测和控制单元205的下方，与机械触头和脱扣器组件210构成左右型拼接。在图2的(d)中，电流互感器203和检测和控制单元205位于机械触头和脱扣器组件210的左侧。
本公开的各个实施例中的各个单元(功能模块、芯片等)的连接关系和构成关系不对本公开的保护范围构成限制，它们可以合并为单独一个单元来实现，或者其中的特定单元也可以被分割为功能更小的多个单元来实现。
附图中的各个框图显示了根据本公开实施例的漏电保护装置可能实现的结构、功能和操作。在这点上，框图中的每个方框可以代表一个模块，所述模块包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图中的每个方框可以用执行规定功能或动作的专用的基于硬件的ASIC来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各个实施例。在不偏离所说明的各个实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各个实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各个实施例。
工业适用性
根据本公开的后备保护断路器可以适用于保护电涌保护器。
Claims (8)
1.一种用于电涌保护器的后备保护断路器，其特征在于包括：
机械触头，用于接通或断开所述电涌保护器与主干电路的电连接；
电流互感器，其中穿过有从所述主干电路连接到所述电涌保护器的通电线路，所述电流互感器用以感测所述通电线路中的电流大小；
检测和控制单元，判断所述电流大小是否处于预定范围，如果所述电流大小处于所述预定范围内，则生成电流脉冲信号；以及
脱扣器组件，响应于所述电流脉冲信号而被致动，以驱动所述机械触头断开所述电连接。
2.如权利要求1所述的后备保护断路器，其特征在于，所述预定范围是指1安培至所述后备保护断路器的额定电流的5倍。
3.如权利要求1所述的后备保护断路器，其特征在于，所述预定范围是指毫安级电流至千安级电流的范围，或该范围中任何更小的范围。
4.如权利要求1所述的后备保护断路器，其特征在于，还包括：
电源供电单元，与所述通电线路电连接，以给所述检测和控制单元以及所述脱扣器组件提供电源。
5.如权利要求1所述的后备保护断路器，其特征在于，所述检测和控制单元还判断，在所述电涌保护器的正常工作状态下，流经所述通电线路的电流是否随着时间的经过而逐渐增大，由此确定所述电涌保护器的压敏电阻的劣化状态。
6.如权利要求1所述的后备保护断路器，其特征在于，所述检测和控制单元还检测浪涌电流的发生，并计算所述浪涌电流发生的次数。
7.如权利要求1所述的后备保护断路器，其特征在于，所述电流互感器布置在所述机械触头和脱扣器组件的下方，与所述检测和控制单元构成L型拼接。
8.如权利要求1所述的后备保护断路器，其特征在于，所述电流互感器布置在所述检测和控制单元的下方，与所述机械触头和脱扣器组件构成左右型拼接。
Priority Applications (1)
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| CN201520460700.9U CN204858545U (zh) | 2015-06-30 | 2015-06-30 | 用于电涌保护器的后备保护断路器 |
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Publications (1)
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| CN204858545U true CN204858545U (zh) | 2015-12-09 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114552552A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-05-27 | 苏州燎原电器制造有限公司 | 一种电涌保护器 |
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2015
- 2015-06-30 CN CN201520460700.9U patent/CN204858545U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN114552552A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-05-27 | 苏州燎原电器制造有限公司 | 一种电涌保护器 |
| CN114552552B (zh) * | 2022-03-31 | 2024-03-01 | 苏州燎原电器制造有限公司 | 一种电涌保护器 |
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