CN213716825U - 用于浪涌保护器的后备保护器 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供了一种用于浪涌保护器的后备保护器。后备保护器包括：第一电极(10)，适于连接至电源的供电线路；引弧电极(20)，适于连接至浪涌保护器并且适于将电弧引导至灭弧组件(40)；以及开关装置(30)，与第一电极(10)形成火花间隙(31)并且连接至引弧电极(20)，其中开关装置包括通路状态和断路状态，在通路状态下，火花间隙(31)被来自供电线路的浪涌击穿，以使浪涌经由开关装置(30)续流至浪涌保护器；在断路状态下，第一电极(10)与引弧电极(20)电隔离。根据本公开实施例的后备保护器可为SPD提供过电压保护，并且动作迅速。

Description

用于浪涌保护器的后备保护器

技术领域

本实用新型的实施方式涉及一种用于浪涌保护器的后备保护器。

背景技术

建筑物的配电系统通常设置有浪涌保护器(SPD，surge protection device)，以承受浪涌和可能相关联的短路电流，从而对配电系统进行保护。然而，由于SPD遭受老化问题和易损等问题，通常为SPD设置后备保护器，以为SPD提供后备保护。

传统的后备保护器采用熔丝(fuse)、断路器或剩余电流保护器来实现。然而，这些后备保护器虽然能够为SPD提供一定程度的保护，但是仍然存在易于损坏的缺陷，特别是当这些后备保护器同时遭受浪涌和短路电流时。因此，期望对后备保护器进行改进，以更好的满足后备保护器的性能要求。

发明内容

有鉴于此，本公开实施方式的目的之一在于提供一种浪涌保护器的后备保护器，其能够解决或缓解上述中的至少一个问题。

根据本实用新型的一个方面，提供一种用于浪涌保护器的后备保护器。用于浪涌保护器的后备保护器包括：第一电极，适于连接至电源的供电线路；引弧电极，适于连接至所述浪涌保护器并且适于将电弧引导至灭弧组件；以及开关装置，与所述第一电极形成火花间隙并且连接至所述引弧电极，其中所述开关装置包括通路状态和断路状态，在所述通路状态下，所述火花间隙被来自所述供电线路的浪涌击穿，以使所述浪涌经由所述开关装置续流至所述浪涌保护器；在所述断路状态下，所述第一电极与所述引弧电极电隔离。

根据本公开实施例的后备保护器，后备保护器为开路式设计。火花间隙的存在使得后备保护器可耐受一定等级的过电压，以避免SPD在此过电压下产生劣化或者失效。此外，后备保护器为开路式设计，能够使得后备保护器更加迅速地动作，从而有效的限制短路电流峰值，利于电流灭弧，更加安全和有效。

根据本公开的一个实施例，所述开关装置包括与所述第一电极间隔开预定距离的固定触头以及适于在预定的第一位置和第二位置之间移动的可动触头，其中所述预定距离形成所述火花间隙，在所述第一位置处，所述可动触头与所述固定触头接触，在所述第二位置处，所述可动触头与所述固定触头分离。

根据本公开的一个实施例，所述开关装置包括脱扣装置，其被构造为响应于来自所述线路的浪涌和短路电流两者而驱动所述可动触头从所述第一位置移动至所述第二位置。

根据本公开的一个实施例，所述脱扣装置包括电流互感器和作动器，所述电流互感器被构造成感测所述短路电流，所述作动器被构造成响应于所述短路电流的感测而驱动所述可动触头从所述第一位置移动至所述第二位置。

根据本公开的一个实施例，所述脱扣装置包括浪涌滤波器，其被构造成低通滤波器的形式以过滤掉所述电流互感器所感测的超过预定阈值的感测电流。由此，可以进一步提高脱扣装置的操作可靠性。

根据本公开的一个实施例，所述作动器包括执行器和短路脱扣机构，所述执行器被构造为响应于所述短路电流的感测而驱动所述短路脱扣机构动作，所述短路脱扣机构被构造为响应于所述执行器的信号而驱动所述可动触头从所述第一位置移动至所述第二位置。

根据本公开的一个实施例，所述短路脱扣机构包括指示器，其被构造为响应于所述可动触头从所述第一位置移动至所述第二位置而改变指示状态。由此，可为后备保护器的开关装置提供的操作状态指示。

根据本公开的一个实施例，所述开关装置包括火花间隙触发组件，其被构造成允许所述火花间隙的导通，以使得所述火花间隙在低于所述火花间隙的击穿电压的条件下火花导通。由此，可在浪涌到来时，尽快地导通火花间隙以实现浪涌泄放。

根据本公开的一个实施例，所述开关装置包括柔性连接线，其中所述开关装置经由所述柔性连接线被连接至所述引弧电极。

根据本公开的一个实施例，后备保护器还包括壳体、电源接线端子、和浪涌保护器接线端子，所述第一电极、所述引弧电极和所述开关装置被容纳在所述壳体内，所述第一电极经由所述电源接线端子被连接至所述电源的线路，所述引弧电极经由所述浪涌保护器接线端子被连接至所述浪涌保护器。

附图说明

通过结合附图来说明根据本公开的实施例的用于浪涌保护器的后备保护器，其中：

图1是本公开的实施例的后备保护器的内部结构示意图，其中后备保护器内的开关装置处于通路状态；以及

图2是本公开的实施例的后备保护器的内部结构示意图，其中后备保护器内的开关装置处于断路状态。

具体实施方式

现将结合附图对本公开的实施例进行具体的描述。应当注意的是，附图中对相似的部件或者功能组件可能使用同样的数字标示。所附附图仅仅旨在说明本公开的实施例。本领域的技术人员可以在不偏离本公开精神和保护范围的基础上从下述描述得到替代技术方案。

后备保护器是专用于为SPD提供保护的电气设备，其允许流入后备保护器的浪涌能够通过后备保护器以进入SPD，以通过SPD实现对配电系统的保护。此外，后备保护器还能提供短路保护，即当短路电流来到后备保护器时，后备保护器能够断开短路电流至SPD的通路，防止短路电流对SPD造成损坏。

如前所述，传统的后备保护器在同时遭受浪涌和短路时，后备保护器易于损坏。此外，传统的后备保护器承受过电压性能差，而导致SPD易于老化，不能够为SPD提供高效保护。根据本公开实施例提供的后备保护器能够有效地解决上述问题中的一个或多个。下面结合图1和图2详细说明根据本公开实施例的后备保护器。

如图1和图2所示，后备保护器100包括：第一电极10、引弧电极20和位于第一电极10和引弧电极20之间的开关装置30。第一电极10可被连接至供电线路，引弧电极20可被连接至SPD的输出端。开关装置30被构造成与第一电极10形成火花间隙31。

开关装置30可包括通路状态和断路状态。开关装置30可操作在通路状态下，其工作过程如下。如图1所示，当浪涌从后备保护器100的输入端子110流入后备保护器时，浪涌首先到达第一电极10，接着会击穿火花间隙31，击穿火花间隙31的浪涌继续流经引弧电极20，浪涌接着经由与引弧电极20连接的输出端子120最终流出后备保护器100，以泄放到与后备保护器100连接的SPD，安全完成此次浪涌泄放。后备保护器100可保护灭弧组件40。

开关装置30可操作在断路状态下，其工作过程如下。当浪涌和短路电流同时发生时，浪涌到达后备保护器100比短路电流早。浪涌击穿火花间隙31，此时间隙处于浪涌导通状态(如图1所示的状态)。但因浪涌持续时间很短(<1000us)，开关装置30不会被触发脱扣。当短路电流继续流过火花间隙时，触发开关装置30动作，以使得开关装置30断开，如图2所示的状态。短路电流电弧会被推向灭弧组件40，使电弧进入灭弧组件40。

考虑到火花间隙31的存在，根据本公开实施例的后备保护器100在正常状态下保持为开路状态。火花间隙的存在使后备保护器可以耐受一定等级的过电压，例如过电压<＝440V～)，从而保护后面的SPD产品，避免SPD在此过电压下产生劣化或者失效。

此外，考虑到开关装置30的存在，开关装置30正常状态下处于闭合状态，无论是单独的浪涌、还是浪涌与短路电路的组合均能够良好地发挥作用。特别地，当单独地发生短路电流产生时，由于火花间隙的存在，短路电流无法通过后备保护器100；当单独地发生浪涌时，浪涌击穿火花间隙，并且进而经由引弧电极20而输出至后续的SPD，以对配电系统进行浪涌保护；当浪涌和短路电流同时产生时，浪涌已经击穿火花间隙之后，后备保护器100因此而与SPD导通；此外，当短路电流到达时，短路电流触发后备保护器100的开关装置30开路，由此防止短路电流被传输至后续SPD。此外，在此过程中，电弧已经在火花间隙中生成(浪涌触发)，所以电弧本身会限制预期短路电流，而且电弧会迅速被推向灭弧组件，这一过程会更加迅速和有效，从而有效的限制短路电流峰值，利于电流灭弧，更加安全和有效。

在一些实施例中，如图1和图2所示，开关装置30可包括固定触头32和可动触头34。固定触头32与第一电极10间隔开预定距离，其中预定距离形成火花间隙31。可动触头34可在预定的第一位置和第二位置之间移动。如图1所示，在第一位置处，可动触头34与固定触头32接触；如图2所示，在第二位置处，可动触头34与固定触头32分离。

在一些实施例中，如图1和图2所示，开关装置30可包括脱扣装置，脱扣装置被构造为响应于来自线路的浪涌和短路电流两者而驱动可动触头34从第一位置移动至第二位置。脱扣装置可采用各种方式，在一些实施例中，可采用电磁脱扣。脱扣装置的具体实现方式没有限制，只要脱扣装置能够响应于短路电流，而将开关装置30从闭合状态切换到断开状态即可。

在一些实施例中，如图1和图2所示，脱扣装置可包括电流互感器33和作动器，电流互感器33被构造成感测短路电流，作动器被构造成响应于短路电流的感测而驱动可动触头34从第一位置移动至第二位置。应当理解的是，这仅仅是脱扣装置的示例性实施例，脱扣装置可以实现为其他驱动方式。

在一些实施例中，如图1和图2所示，作动器可包括执行器35和短路脱扣机构37。执行器35被构造为响应于短路电流的感测而驱动短路脱扣机构37动作，短路脱扣机构37被构造为响应于执行器35的信号而驱动可动触头34从第一位置移动至第二位置。

在一些实施例中，图中未示出，脱扣装置包括浪涌滤波器，其被构造成低通滤波器的形式以过滤掉电流互感器33所感测的超过预定阈值的感测电流。由此，可防止脱扣机构的误动作，提高脱扣装置操作的可靠性。

在一些实施例中，如图1和图2所示，短路脱扣机构37可包括指示器38。指示器30可与短路脱扣机构37联动，并且被构造为响应于可动触头34从第一位置移动至第二位置而改变指示状态。在一些实施例中，指示器30可包括脱扣手柄。由此，后备保护器不仅能够开路隔离功能，还提供脱扣显示和复位功能。用户可方便地根据脱扣手柄的位置获悉后备保护器100的状态。

在一些实施例中，如图1和图2所示，开关装置30可包括火花间隙触发组件39。火花间隙触发组件39可被构造成允许火花间隙31的导通，以使得火花间隙31在低于火花间隙31的击穿电压的条件下火花导通。在一些实施例中，火花间隙触发组件39可被构造成在电压高于预定阈值的情况下在火花间隙31中生成火花。由此，可以不必减小火花间隙的尺寸而损坏保护性能的情况下，快速实现浪涌泄放。

在一些实施例中，如图1和图2所示，开关装置30可包括柔性连接线36，其中开关装置30经由柔性连接线36被连接至引弧电极20。由此，不会因为动触头34的动作而影响动触头34与引弧电极20的电连接。

在一些实施例中，后备保护器100可包括壳体(图中未示出)、电源接线端子110、和浪涌保护器接线端子120。第一电极10、引弧电极20和开关装置30被容纳在壳体内，由此经由壳体为后备保护器100提供有效保护。第一电极10经由电源接线端子110被连接至电源的线路，引弧电极20经由浪涌保护器接线端子120被连接至浪涌保护器。由此，可方便实现后备保护器100与配电网络和SPD的电连接。

根据本公开实施例的后备保护器，后备保护器为开路式设计。火花间隙可实现配电线路与SPD的电隔离，并且使得后备保护器可耐受一定等级的过电压，以避免SPD在此过电压下产生劣化或者失效。

此外，后备保护器为开路式设计，能够使得后备保护器更加迅速地动作。特别地，在短路电流产生时，电弧已经在火花间隙中生成(浪涌触发)，电弧本身会限制预期短路电流，而且电弧会迅速被推向灭弧组件。这一过程不需要打开开关装置，并且不借助开关装置脱扣来再产生电弧，因此操作更加迅速和有效，从而有效的限制短路电流峰值，利于电流灭弧，更加安全和有效。

本领域的技术人员应当理解：提供上述说明是为了举例说明的目的而非限制。本领域的技术人员应当明白本实用新型可以以脱离这些具体细节的其它实现方式来实现。而且为了不模糊本实用新型，在当前的说明中省略了已知的功能和结构的并非必要的细节。

虽然在这里已图解和描述了特定的实施例，但本领域技术人员会认识到，可以用旨在达到同样目的的任何安排来替换所显示的特定实施例，且本实用新型在其它环境下具有其它的应用。本申请旨在覆盖本实用新型的任何改变或变例。以下的权利要求决不应被理解为本实用新型的范围被限制于这里描述的特定实施例。

Claims (10)

1.一种用于浪涌保护器的后备保护器，其特征在于，包括：

第一电极(10)，适于连接至电源的供电线路；

引弧电极(20)，适于连接至所述浪涌保护器并且适于将电弧引导至灭弧组件(40)；以及

开关装置(30)，与所述第一电极(10)形成火花间隙(31)并且连接至所述引弧电极(20)，

其中所述开关装置包括通路状态和断路状态，在所述通路状态下，所述火花间隙(31)被来自所述供电线路的浪涌击穿，以使所述浪涌经由所述开关装置(30)续流至所述浪涌保护器；在所述断路状态下，所述第一电极(10)与所述引弧电极(20)电隔离。

2.根据权利要求1所述的后备保护器，其特征在于，所述开关装置(30)包括与所述第一电极(10)间隔开预定距离的固定触头(32)以及适于在预定的第一位置和第二位置之间移动的可动触头(34)，其中所述预定距离形成所述火花间隙(31)，在所述第一位置处，所述可动触头(34)与所述固定触头(32)接触，在所述第二位置处，所述可动触头(34)与所述固定触头(32)分离。

3.根据权利要求2所述的后备保护器，其特征在于，所述开关装置(30)包括脱扣装置，其被构造为响应于来自所述线路的浪涌和短路电流两者而驱动所述可动触头(34)从所述第一位置移动至所述第二位置。

4.根据权利要求3所述的后备保护器，其特征在于，所述脱扣装置包括电流互感器(33)和作动器，所述电流互感器(33)被构造成感测所述短路电流，所述作动器被构造成响应于所述短路电流的感测而驱动所述可动触头(34)从所述第一位置移动至所述第二位置。

5.根据权利要求4所述的后备保护器，其特征在于，所述脱扣装置包括浪涌滤波器，其被构造成低通滤波器的形式以过滤掉所述电流互感器(33)所感测的超过预定阈值的感测电流。

6.根据权利要求4所述的后备保护器，其特征在于，所述作动器包括执行器(35)和短路脱扣机构(37)，所述执行器(35)被构造为响应于所述短路电流的感测而驱动所述短路脱扣机构(37)动作，所述短路脱扣机构(37)被构造为响应于所述执行器(35)的信号而驱动所述可动触头(34)从所述第一位置移动至所述第二位置。

7.根据权利要求6所述的后备保护器，其特征在于，所述短路脱扣机构(37)包括指示器(38)，其被构造为响应于所述可动触头(34)从所述第一位置移动至所述第二位置而改变指示状态。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的后备保护器，其特征在于，所述开关装置(30)包括火花间隙触发组件(39)，其被构造成允许所述火花间隙(31)的导通，以使得所述火花间隙(31)在低于所述火花间隙(31)的击穿电压的条件下火花导通。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的后备保护器，其特征在于，所述开关装置(30)包括柔性连接线(36)，其中所述开关装置(30)经由所述柔性连接线(36)被连接至所述引弧电极(20)。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的后备保护器，其特征在于，还包括壳体、电源接线端子(110)、和浪涌保护器接线端子(120)，所述第一电极(10)、所述引弧电极(20)和所述开关装置(30)被容纳在所述壳体内，所述第一电极(10)经由所述电源接线端子(110)被连接至所述电源的线路，所述引弧电极(20)经由所述浪涌保护器接线端子(120)被连接至所述浪涌保护器。

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