CN211908358U - 一种热保护型压敏电阻及其浪涌保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热保护型压敏电阻及其浪涌保护器，所述热保护型压敏电阻包括热保护型压敏电阻包括框架、热脱扣装置和压敏电阻部件；热脱扣装置包括簧片电极、滑块和弹簧；所述簧片电极，由“回字形”形状构成，在大电流或者系统故障电流流过时，受到簧片电极与压敏电阻主电极两载流元件产生的磁场影响，回字形的簧片电极可在回路中产生相互吸引的引力而非斥力，使得簧片电极与压敏电阻主电极通过低熔点合金的连接更加可靠。与现有技术的常规簧片电极相比，同等横截面积下，回字形的簧片电极相当于两个常规的簧片电极并联，回字形簧片电极的电阻更小，能够承受的通流量更大，避免热脱扣装置提前失效，从而有效保护设备。

Description

一种热保护型压敏电阻及其浪涌保护器

技术领域

本实用新型涉及防雷技术领域，尤其涉及一种热保护型压敏电阻及其浪涌保护器。

背景技术

随着IEC 61643及EN 50539等标准推出模拟失效的测试，光伏发电系统的工作电压需求已经提升到1500V，现有的电涌保护器及热保护型压敏电阻的脱离装置在雷击电流过大及系统故障电流流过时，因存在安培力而使脱扣装置容易提前脱扣，无法高效保护设备；同时因模拟失效测试条件严苛度的提升，尤其在高温高湿或者长期温循条件下，材料易蠕变，遥信容易出现间断性的断开，导致误告警，造成不必要的维护。

实用新型内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种热保护型压敏电阻及其浪涌保护器，所述热保护型压敏电阻能够在电涌电流流过时，压敏电阻发热量大的情况下，热脱扣装置不误动作，保证其防雷的有效性；在异常过电压时，热脱扣装置快速反应，分断产生的电弧，提高安全性；并且，可以在高温高湿或者长期温循条件下，保持遥信的时时导通。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种新型的热保护型压敏电阻，包括框架、热脱扣装置和压敏电阻部件；所述热脱扣装置包括簧片电极、滑块和弹簧；所述簧片电极，包括焊接端、固定端和至少两条连接焊接端和固定端之间的且相互间隔的载流通道。

在大电流或者系统故障电流流过时，受到簧片电极与压敏电阻主电极两载流元件产生的磁场影响，多载流通道的簧片电极可在回路中产生相互吸引的引力而非斥力，使得簧片电极与压敏电阻主电极通过低熔点合金的连接更加可靠。与现有技术的常规簧片电极相比，同等横截面积下，多载流通道的簧片电极，尤其是双载流通道构成的簧片电极相当于两个常规的簧片电极并联，由于簧片电极中间的磁场相互抵消，在浪涌电流流过簧片电极-低熔点合金焊接点-压敏电阻的通路时，簧片与压敏电阻产生力对于焊点位置的影响减小，能够承受的通流量更大，避免低熔点合金焊接点构成的热脱扣装置提前失效。

进一步的，所述簧片电极的焊接端至少设置有焊接凸台和第二层台阶，所述焊接凸台用于所述簧片电极和所述压敏电阻部件通过低熔点合金的焊接连接，所述第二层台阶连接到所述载流通道，用于和所述滑块抵触。

进一步的，所述框架设置有放置所述弹簧的导槽，所述弹簧的一端作用于所述框架的导槽内壁，另一端作用于所述滑块；所述滑块在所述簧片电极、所述弹簧和所述框架的的限定区域内滑动。所述框架导槽既有放置弹簧作用又在部件装配过程中对壳体起到支撑作用，防止壳体本身的注塑变形，降低热量导致壳体的变形程度及避免增大脱扣过程中滑块滑动的摩擦力。

进一步的，所述滑块设置有滑块导柱，所述弹簧与所述滑块起作用的一端，套接在所述滑块导柱上。

进一步的，所述压敏电阻部件包括压敏电阻元件、压敏电阻主电极片和压敏电阻次电极片，所述压敏电阻主电极片设置有凸包，所述框架设有让位通槽，所述簧片电极的焊接端穿过所述让位通槽，采用低熔点合金与所述凸包焊接连接。

进一步的，还包括第一插脚电极和第二插脚电极，所述第一插脚电极和所述第二插脚电极从所述框架的一侧伸出，所述第一插脚电极与所述簧片电极连接，所述第二插脚电极与所述压敏电阻次电极片连接，所述第一插脚电极和第二插脚电极作为引出电极。

进一步的，所述的热保护型压敏电阻还包括遥信组件，所述遥信组件包括公遥信电极和母遥信电极，所述公遥信电极和所述母遥信电极为弹性电极，在工作状态，所述公遥信电极在所述滑块的挤压下和所述母遥信电极抵触连接；在失效状态，所述滑块滑动，和所述公遥信电极脱离接触，所述公遥信电极和所述母遥信电极在自身弹力作用下复位，断开连接。

进一步的，所述热保护型压敏电阻还包括壳体，所述壳体用于容置所述框架、所述热脱扣装置和所述压敏电阻部件。

进一步的，还包括状态识别组件，所述状态识别组件包括设置在所述壳体上的透视窗、设置在框架上的第一标识和设置在滑块上的第二标识，所述第一标识和所述第二标识具有不同颜色；在工作状态下，通过所述透视窗可看到所述框架的第一标识的颜色；在失效状态下，所述滑块的第二标识移动到所述透视窗的下方，通过所述透视窗可看到所述滑块的第二标识的颜色。

为实现上述目的，本实用新型还提供了一种浪涌保护器，包括单个或多个并联的热保护型压敏电阻、及放电管，所述单个或多个并联的热保护型压敏电阻与所述放电管串联形成共模保护模块，所述热保护型压敏电阻是如上所述的热保护型压敏电阻。

放电管具有较高续流电压，设置放电管可以降低保护与之串联的压敏电阻的标称电压的要求，通过降低压敏电阻的标称电压，从而降低残压。

进一步的，所述浪涌保护器还包括外壳、底座和电路板，通过所述电路板，所述共模保护模块的热保护型压敏电阻与放电管电连接，所述共模保护模块固定安装于所述外壳和所述底座之间，所述共模保护模块的引脚从所述底座引出。

进一步的，所述底座设置有向内卡扣，所述向内卡扣包括第一卡扣和第二卡扣，通过所述第一卡扣，所述共模保护模块被固定安装在所述底座上，通过所述第二卡扣，所述底座和所述外壳固定连接。

采用内向卡扣，避免外壳与卡扣接触的位置因为壁厚不均匀造成的外观不良，可减少外壳开裂的风险。

本实用新型实施例的热保护型压敏电阻，通过优化电涌保护器件、热脱扣装置、遥信组件等结构或电路特性，以避免提前误脱扣、误告警等问题，以及提升分断灭弧能力。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的外观图；

图2-3为本实用新型实施例1工作状态的结构示意图；

图4为本实用新型实施例1簧片电极结构及安培力示意图；

图5为本实用新型实施例1单个簧片电极结构及安培力示意图；

图6为本实用新型实施例1失效状态的结构示意图；

图7为本实用新型实施例1的爆炸示意图；

图8为本实用新型实施例1的电路原理图；

图9为本实用新型实施例1的压敏电阻部件爆炸示意图；

图10为本实用新型实施例2的外观图；

图11为本实用新型实施例2的爆炸示意图；

图12a、图12b为本实用新型实施例2的内部结构示意图；

图13为本实用新型实施例2的结构剖面示意图；

图14为本实用新型实施例2的底座与外壳的安装示意图；

图15为本实用新型实施例2的电路原理图。

附图标记：

1 壳体

2 压敏电阻部件

201 压敏电阻主电极片

202 压敏电阻

203 压敏电阻次电极片

3 簧片电极

301 载流通道

302 第二层台阶

303 焊接凸台

4 滑块

401 滑块导柱

5 框架

501 框架导槽

6 弹簧

7 低熔点合金

8 第一插脚电极

9 第二插脚电极

10 公遥信电极

11 母遥信电极

12 状态识别组件

1201 识别窗口

1202 透视窗

13 底座

1301 内卡扣

14 电路板

15 遥信接口

16 放电管

17 外壳

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

实施例1：

如图1-图9所示，本实施例公开的热保护型压敏电阻包括壳体1、压敏电阻部件2、簧片电极3、滑块4、框架5、弹簧6和低熔点合金7。簧片电极3包括焊接端、固定端，簧片电极3的固定端固定在框架5上，簧片电极3的焊接端与压敏电阻部件2通过低熔点合金7焊接连接，滑块4位于簧片电极3和低熔点合金7之间，弹簧6设置在滑块4与框架5之间，弹簧6处于压缩蓄能状态，低熔点合金7熔化时滑块4在弹簧6弹力的作用下将簧片电极3和低熔点合金7分离，达到快速分断电弧的目的。

如图9所示，压敏电阻部件2包括压敏电阻主电极片201、压敏电阻202、压敏电阻次电极片203，压敏电阻主电极片201与压敏电阻次电极片203分别置于压敏电阻202两侧并与压敏电阻202连接。

如图2、图3和图7所示，本实施例热保护型压敏电阻中所述的框架5为矩形，其中一面设置有用于安装压敏电阻部件2的安装槽，另一侧设置有热脱扣装置的安装槽。框架5两个安装槽的隔板上设计有让位通槽，簧片电极3和压敏电阻主电极片201的凸包通过让位通槽接触，低熔点合金7通过焊接的方式被安装在簧片电极3和压敏电阻主电极片201的凸包之间。框架5上设计有两个框架导槽501，滑块4上设计有滑块导柱401，弹簧6固定在框架导槽501和滑块导柱401之间，弹簧6为压缩弹簧。框架5上设计有两个放置弹簧6的导槽501，框架导槽501既有放置弹簧6的作用又在部件装配过程中对壳体1起到支撑作用，防止壳体1本身的注塑变形及避免增大脱扣过程中滑块4滑动的摩擦力。

如图4所示，簧片电极3的焊接端、固定端的两侧间隔设置有两条载流通道301，两条载流通道301的两端分别连接焊接端、固定端从而使簧片电极3构成“回字形”形状。簧片电极3也可以设计成：在簧片电极3的焊接端、固定端之间也可间隔设置多于两条的载流通道301。如图5所示；在大电流或者系统故障电流流过时，受到簧片电极3与压敏电阻主电极片201两载流元件产生的磁场影响，回字形的簧片电极3可在回路中产生相互吸引的引力而非斥力，使得簧片电极3与压敏电阻主电极201通过低熔点合金7的连接更加可靠。与现有技术的常规簧片电极相比，同等横截面积下，回字形的簧片电极3相当于两个常规的簧片电极并联，簧片电极3的电阻更小，能够承受的通流量更大，避免热脱扣装置提前失效，从而保护有效设备。还可以通过簧片电极3不同材料的导电率和热传导系数等特性的匹配选型，在低熔点合金7熔融时，结合滑块4在弹簧6的弹力作用下提高热脱扣装置的脱扣反应速度，从而可靠切断电弧，分离簧片电极3和压敏电阻主电极201。

进一步地，簧片电极3还具有≥2层台阶特征，在本实施例中，簧片电极3的焊接端设置有焊接凸台303和第二层台阶302，滑块4两侧抵靠在簧片电极3第二层台阶302的两侧，可以避免簧片电极3的焊接凸台303和压敏电阻主电极片201的焊接凸包的边缘挂低熔点合金7，及滑块4与簧片电极3的焊接凸台303和压敏电阻主电极片201的焊接凸包直接接触，从而有效杜绝因低熔点合金7爬覆以及避免因簧片电极3和压敏电阻主电极片201焊接产生的热量使滑块4熔化、变形等缺陷而导致的热脱扣装置无法动作现象，保证热脱扣装置的反应速度。弹簧6的一端与框架导槽501内壁抵触，另一端通过滑块导柱401与滑块4抵触。滑块4在簧片电极3、低熔点合金7、弹簧6和框架5的支撑下固定，并使弹簧6处于压缩蓄能状态，当低熔点合金7融化时，滑块4在簧片电极3、弹簧6和框架5的限制区域内滑动。

如图2、图6和图7所示，为了与外部电路连接，还设置有第一插脚电极8、第二插脚电极9，第一插脚电极8与簧片电极3相连接，第二插脚电极9与压敏电阻次电极片203相连接。在框架5的热脱扣装置安装槽一侧还设置有遥信组件，遥信组件包括公遥信电极10和母遥信电极11，公遥信电极10和母遥信电极11在壳体1内的一侧为弹性结构，在工作状态下，在壳体1内，公遥信电极10在滑块4挤压下和母遥信电极11抵触连接，母遥信电极11通过自身具有回弹的特性，使得公母遥信在高温高湿或者长期温循条件下仍能处于时时导通状态；如图6所示，当低熔点合金7熔融时，热脱扣装置动作，滑块4滑动和公遥信电极10脱离接触，使得公遥信电极10和母遥信电极11在弹力作用下复位断开，从而触发告警信号。如图8所示电路原理图，其中P1和P2分别为第一插脚电极8和第二插脚电极9，P4和P3分别为公遥信电极10和母遥信电极11。

如图1和图7所示，还包括状态识别组件12，所述状态识别组件12包括所述壳体1上的识别窗口1201、透视窗1202、及在框架5与滑块4上设置的不同颜色的标识，在本实施例中，滑块上的标识为红色，框架5上的标识为绿色。在工作状态下，通过透视窗1202可看到框架5的颜色-绿色；在失效状态下，可看到滑块4的颜色-红色，从而实现状态识别功能。

实施例2：

实施例2为浪涌保护器。实施例2的电路图原理如图15所示，实施例2的结构如图10-图14所示，实施例2和实施例1区别在于，实施例2为三个实施例1(也可以采用没有壳体1部分的实施例1)通过电路板14并联后再与放电管16串联形成共模保护模块，放电管16具有较高续流电压，可以降低保护与之串联的压敏电阻的标准电压的要求，降低压敏电阻的标称电压，从而降低残压；本实施例中，通过电路板14将实施例1中的三组遥信组件串联，并从遥信接口15引出，从而实现其中任何一个失效均能达到遥信告警功能。

如图10-图14所示，共模保护模块通过底座13的向内卡扣1301与外壳17内嵌组装在一起，避免外壳17与卡扣接触的位置因为壁厚不均匀造成的外观不良，减少开裂的风险。外壳17和底座13在卡扣组装后通过四周灌封或填充等方式进行密封，可避免所述浪涌保护器在搬运、运输或机械振动、撞击等试验中产生开裂的风险。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种热保护型压敏电阻，包括框架、热脱扣装置和压敏电阻部件；所述热脱扣装置包括簧片电极、滑块和弹簧；其特征在于：所述簧片电极，包括焊接端、固定端和至少两条连接所述焊接端和所述固定端的且相互间隔的载流通道；

还包括遥信组件，所述遥信组件包括公遥信电极和母遥信电极，所述公遥信电极和所述母遥信电极为弹性电极，在工作状态，所述公遥信电极在所述滑块的挤压下和所述母遥信电极抵触连接；在失效状态，所述滑块滑动，和所述公遥信电极脱离接触，所述公遥信电极和所述母遥信电极在自身弹力作用下复位，断开连接。

2.如权利要求1所述的热保护型压敏电阻，其特征在于：所述簧片电极的焊接端至少设置有焊接凸台和第二层台阶，所述焊接凸台用于所述簧片电极和所述压敏电阻部件采用低熔点合金焊接连接，所述第二层台阶连接到所述载流通道，用于和所述滑块抵触。

3.如权利要求1或2所述的热保护型压敏电阻，其特征在于：所述载流通道为两条。

4.如权利要求1或2所述的热保护型压敏电阻，其特征在于：所述框架设置有放置所述弹簧的导槽，所述弹簧的一端作用于所述框架的导槽内壁，另一端作用于所述滑块；所述滑块在所述簧片电极、所述弹簧和所述框架的限定区域内滑动。

5.如权利要求1或2所述的热保护型压敏电阻，其特征在于：所述滑块设置有滑块导柱，所述弹簧与所述滑块起作用的一端，套接在所述滑块导柱上。

6.如权利要求1或2所述的热保护型压敏电阻，其特征在于：还包括壳体，所述壳体用于容置所述框架、所述热脱扣装置和所述压敏电阻部件。

7.一种浪涌保护器，其特征在于：包括单个或多个并联的热保护型压敏电阻、及放电管，所述单个或多个并联的热保护型压敏电阻与所述放电管串联形成共模保护模块，所述热保护型压敏电阻是如权利要求1-6任一项所述的热保护型压敏电阻。

8.如权利要求7所述的浪涌保护器，其特征在于：还包括外壳、底座和电路板，通过所述电路板，所述共模保护模块的热保护型压敏电阻与放电管电连接，所述共模保护模块固定安装于所述外壳和所述底座之间，所述共模保护模块的引脚从所述底座引出。

9.如权利要求8所述的浪涌保护器，其特征在于：所述底座设置有向内卡扣，所述向内卡扣包括第一卡扣和第二卡扣，通过所述第一卡扣，所述共模保护模块被固定安装在所述底座上，通过所述第二卡扣，所述底座和所述外壳固定连接。

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