CN2268330Y

CN2268330Y - 三端过压抑制器

Info

Publication number: CN2268330Y
Application number: CN 96208694
Authority: CN
Inventors: 宋弘; 宋颖俊
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-04-10
Filing date: 1996-04-10
Publication date: 1997-11-19
Anticipated expiration: 2006-04-10

Abstract

一种三端过压抑制器，将压敏电阻1与双金属片装置5有机结合一体，并可形成一密封空腔，充入适当气压的氖、氩等放电气体，改善击穿电压一致性、通流密度、耐冲击次数等性能指标。在瞬变电压的上升初期，过压抑制以氧化锌压敏电阻为主，响应速度快，而后则以腔内气体电离放电为主，通流量大，箝位电压低而稳定，从而使其综合防护性能大为提高。该三端过压抑制器不仅性能优越，结构简单，而且易于推广实施。

Description

三端过压抑制器

本实用新型涉及电器安全技术，具体涉及一种带可自恢复接地保护的三端过压抑制器，它可用于防止雷电灾害、电力线搭接及电源瞬间过压对电器、设备、仪器、仪表等的损害，有效地吸收感应产生的快变、慢变过压、尖峰冲击，进而保护电器安全。

全世界每年由于自然雷电及电力线搭接等故障而把高压电引入电子电器设备，使其受损甚至造成人身伤亡事故时有发生，经济损失巨大。因此高压、雷电防护问题一直是人们极为关注的问题。单就我国电话通信产品而言，近年来由于发展迅速，金年每年新增装机容量都在几千万线以上，为了防止通信设备免受电力线搭接及高压雷电过压冲击而损坏，人们已经研究并采用了多种抑制过压冲击的方法和器件。目前通信设备最常见、常用的一、二级保护的方法和器件为在引入线上并接氧化锌压敏电阻或气体放电管。压敏电阻虽然具有对雷电中击尖峰电压响应速度快的特点，但通流量小、残压高，且随着通过电流的增加，残压增加，保护性能下降，自身功耗增大，极易过热炸裂。气体放电管虽然具有通流量大，气体击穿后可出现负阻效应，端压降下降，残压低，自身功耗小，耐冲击容量大等特点，但对于极快速瞬变的雷电冲击，由于气体击穿电离需要时间，故响应速度较慢，会使过高过快的冲击电压漏至后级，使保护性能降低。正由于二者各自的缺点限制，使其单独使用时，防护性能不尽完善，被保护设备仍遭损坏的事例常有发生。

本实用新型的目的在于提供一种可以克服现有技术缺点的三端过压抑制器，通过其新颖、巧妙的结构设计，把两种器件及温控开关结合为一体，充分发挥三者之所长，互补其所短，使新型器件既具有对快速瞬变尖峰电压冲击响应速度快，又具有通流量大，放电后出现负阻效应，箝位电压低(10～25V)而稳定、自身功耗小，可长时间通流工作等特点，使其过压抑制性能显著提高。且电流过大，管温过高时，温控开关可使引入线与地直接短接，保护器件本身，故障排除后又可自恢复。

本实用新型的目的是这样实现的：构造一种三端过压抑制器，包括A、B、C三个电极，其特征在于：还包括设在C电极和B电极之间氧化锌压敏电阻1，紧贴所述压敏电阻1安装并连接在电极A和C之间的温控开关。

按照本实用新型提供的三端过压抑制器，其特征在于，包括安装所述压敏电阻1及温控开关的绝缘支架8，所述温控开关由双金属片5和弹性铜片6组成，在所述装有双金属片5的弹性铜片6的端头位置设有耐蚀触点7 。

按照本实用新型提供的三端过压抑制器，其特征在于，所述温控开关由两个受热内弯的U形双金属片组成，所述压敏电阻1由两个电阻体并排而成，所述两个受热内弯的U形双金属片各有一端设在其间，所述压敏电阻1安装在绝缘支架8上，在所述双金属片与电极A、B相邻的面设有耐蚀触点7 。

按照本实用新型提供的三端过压抑制器，其特征在于，所述压敏电阻1由两个环形压敏电阻体组成，两个环状电阻体之间夹着接地电极C，环形电阻体各有一端分别与端电极A、B相连接，所述A、B电极中部凹进，所述C电极上设有通气孔，形成A、B电极间可形成直接放电的通道，所述环形压敏电阻与A、B、C电极间经特殊焊料2焊封形成密封腔体，该腔体被抽空并充入适当气压的氖、氩等放电气体或适当成分、比例的混合气体。

按照本实用新型提供的三端过压抑制器，其特征在于，在A、B、C电极内表面牢固涂敷有含碱土系金属氧化物的高效冷阴极发射物质，另在腔体内加入适量的碘等卤族物质。

按照本实用新型提供的三端过压抑制器，其特征在于，所述腔体内还包含用于吸收抽气后残留的N₂，O₂等的除气剂。

实施本实用新型的三端过压抑制器，当电压抑制器温度过高时，开关动作，接地短接，温度降低后又可自行恢复。由于本实用新型把压敏电阻结合于双金属片温控开关，构成工艺简单、易于制造的低成本三端过压抑制器。其中，双金属片热敏开关串接在引入线中，可实现对瞬间过压快速响应，长时间过压过流开路保护，且可自行恢复的综合保护。同样原理，本实用新型还可将压敏电阻、气体放电管、温控开关三者巧妙地结合为一体，充分发挥三者优点，互补其不足。在浪涌电压上升初期，过压抑制作用以氧化锌压敏电阻为主，响应速度快。而在后期主要以腔内气体电离放电为主，通流量大，箝位电压低而稳定。当遇到交流市电搭接等长时间过压过流时，温控开关动作，可把引入线直接短接到地，可进一步保护后接设备与过压抑制器本身，故障排除又可自行恢复，从而大大提高了三端过压抑制器的综合防护能力。该三端过压抑制器不仅性能优越，而且生产工艺与传统气体放电管生产工艺兼容，易于生产推广，投资少，见效快，性能价格比高于传统产品。

下面结合附图，进一步说明本实用新型的特点，附图中：

图1是本实用新型三端过压抑制器第一实施例的结构示意图。

图2是图1的等效电路图。

图3是本实用新型三端过压抑制器的另一种实施例的结构示意图。

图4是图3的等效电路图。

图5是本实用新型三端过压抑制器的另一种实施例的结构示意图。

图6是图5的等效电路图。

在图1及图2示出的实施例中，用两个环形氧化锌压敏电阻1替代普通三端气体放电管的陶瓷管外壳，中间夹着内带通气孔的接地电极C，两端分别连接中心凹进的端电极A、B，电极板上涂敷有阴极材料3，电极板与环形压敏电阻间经高温焊片2焊封，形成密封腔体。焊封前抽去腔中空气并充入适当气压的氖、氩隋性气体或二者的混合气。电极C引线上装焊有双金属片温控开关5，温度过高时，开关动作，使A、B电极与地线短接，温度降低后便自行恢复。其中，氧化锌环状压敏电阻的击穿电压略低于气体放电电压，该压敏电阻同时用作该三端过压抑制器的密封外壳，既起到替代瓷管、固定电极、封闭气体的作用，又使A、B电极对地形成击穿放电通路。当A、B电极上出现瞬变浪涌电压、尖峰脉冲时，只要A、B电极与地电极C间电压高于氧化锌压敏电阻击穿电压时，压敏电阻迅即变为低阻导通，吸收电流入地，箝制A、B线端电压上升。且压敏电阻自身发热使腔内气体温度升高，有利于气体电离击穿放电。随着通流量增大，压敏电阻端压降上升，促使腔内气体开始辉光放电，最后进入弧光放电，端电压反面下降至10～25V的稳定状态。此时压敏电阻因端电压已低于其击穿电压而恢复成高阻状态，浪通电流主要通过气体放电通道吸收入地。由于初期主要靠压敏电阻箝制电压上升，后期主要靠气体放电吸收电流，而压敏电阻响应速度快，气体放电管通流量大、箝位电压低而稳定，故该实用新型巧妙的结构设计使压敏电阻与气体放电管二者的优点得以充分的发挥，使其过压过流防护能力明显提高。另外，通过在接地电极C上设有通气的气道，使左右两腔气体相通，故当A、B线间出现过压时，在A、B、C任两电极之间，均可形成放电通道，以抑制A、B电极间电压的升高。由于在接地电极C的引线处装焊有可自恢复双金属片温度控制开关(5和6)。平常双金属片5向下弯曲，迫使磷铜弹性片6下弯，两端触点与A、B电极不接触。一旦当三端过压抑制器因通流量过大而温度超过限定值时，双金属片5向上弯曲而带动弹性片6上弯，使两端触点与A、B电极相接，把过电流直接短接到地，保护过压抑制器本身免遭损坏。过电压电流消失、过压抑制器温度降低后，温控开关又可自动恢复原位，避免了常见热线圈，低温熔片等过流保护方法动作后不可自恢复，需人工修复的缺点。

为了提高三端过压抑制器的性能一致性，增大通流量，在A、B及C电极内表面涂敷有高效冷阴极发射物质，使气体易于电离，通流密度增大，耐冲击次数增加。最后，为了消除密闭腔体抽气后的残留N₂、O₂等有害气体，腔体内涂敷有适量除气剂4，且电极材料与焊料经精心选配，使其与环形压敏电阻有良好的焊封性能及热胀系数匹配，以免瓷片炸裂、裂纹、漏气等，可提高过压抑制器长期质量可靠性。且生产工艺与现有气体放电管工艺兼容，易于生产，成本低，便于技术推广。该实施例由于将典型应用中的两个并接到地的压敏电阻与两个过流保护开关与三端气体放电管合而为一。三位一体，体积小，结构紧凑，使用极为方便。

另外，本实用新型过压抑制器的另一实施例，是只把压敏电阻与温控开关二者相结合，便可构成工艺简单、易于制造的低成本三端过压抑制器。这就是图3-图4示出的第二实施例。

在图3及图4示出的第二实施例中，氧化锌压敏电阻与双金属片温控开关贴焊在一起，从两端及贴焊面分别引出引线A、B、C，A、B接外引入线，B、C接被保护设备，常闭温控开关，串接在A引入线中。当A、B线上出现浪涌脉冲或长时间过压时，氧化锌压敏电阻首先击穿，箝制电压上升。随着电流通过，自身发热升温，当温度超过温控开关动作温度时，双金属片向相反方向弯曲，开关打开，A线开路，保护了压敏电阻及后接设备。压敏电阻温度降低后，开关又可自恢复。温控开关可生产厂自行设计，也可利用市场现有通用型85℃温控开关组装。

图5和图6示出本实用新型的另一个实施例。如图所示，在两片氧化锌压敏电阻1中间夹有两个由受热内弯的U形双金属片5构成的温控开关，在双金属片自由端装有耐蚀触点7，整体通过外引线A、B、C固定在绝缘支架8上，触点7通常与A、B引线不接触。当A、B线上出现浪涌脉冲或长时间过压时，氧化锌压敏电阻1首先击穿，箝制电压上升，随着电流通过，自身发热升温，U形双金属片5受热内弯。当温度过高时，双金属片严重弯曲，致使触点7与A、B引线接触，使A、B线上的过电流可直接短路到地，保护压敏电阻与后接设备不致损坏。压敏电阻在温度降低后，开关又恢复。这里的温控开关可生产厂自行设计，也可利用市场现有通用型85℃温控开关组装。可采用与压敏电阻并联接法，也可采用串联在A、B引线与压敏电阻之间的接法，实现压敏电阻的开路过压保护。

Claims

1.一种三端过压抑制器，包括A、B、C三个电极，其特征在于：包括设在C电极和B电极之间氧化锌压敏电阻1，与所述压敏电阻1紧贴安装并连接在电极A和C之间的由双金属片5和弹性铜片6组成的温控开关。

2.根据权利要求1所述的三端过压抑制器，其特征在于，包括安装所述压敏电阻1及温控开关的绝缘支架8，在装有双金属片5的弹性铜片6端头位置设有耐蚀触点7。

3.根据权利要求1所述的三端过压抑制器，其特征在于，所述温控开关由两个受热内弯的U形双金属片组成，所述压敏电阻1由两个电阻体并排而成，所述两个受热内弯的U形双金属片各有一端设在其间，所述压敏电阻1安装在绝缘支架8上，在所述双金属片与电极A、B相邻的面设有耐蚀触点7。

4.根据权利要求1所述的三端过压抑制器，其特征在于，所述压敏电阻1由两个环形压敏电阻体组成，两个环状电阻体之间夹着接地电极C，环形电阻体各有一端分别与端电极A、B相连接，所述A、B电极中部凹进，所述C电极上设有通气孔，形成A、B电极间可形成直接放电的通道，所述环形压敏电阻与A、B、C电极间经特殊焊料2焊封形成密封腔体，该腔体被抽空并充入适当气压的氖、氩等放电气体或适当成分、比例的混合气体。

5.根据权利要求4所述的三端过压抑制器，其特征在于，在A、B、C电极内表面牢固涂敷有含碱土系金属氧化物的高效冷阴极发射物质，另在腔体内加入适量的碘等卤族物质。

6.根据权利要求4所述的三端过压抑制器，其特征在于，所述腔体内还包含用于吸收抽气后残留的N₂，O₂等的除气剂。