CN109659919A - 一种可抗高强度雷电流的电涌保护器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可抗高强度雷电流的电涌保护器，属于电涌保护器的技术领域，包括SPD外壳、设于SPD外壳两侧且相互平行的第一输出电极和第二输出电极，所述第一输出电极和第二输出电极两者之间形成装配空间，该装配空间内沿同一平面排列有脱扣组件和压敏电阻单元，且脱扣组件位于压敏电阻单元的下方；所述第一输出电极、压敏电阻单元、脱扣组件和第二输出电极依次串接形成导电通路，且该导电通路受所述脱扣组件的脱扣动作进行断路，以达到对电涌保护器内部的电阻大大降低，实现其在高强度雷电流的作用下仍然能够有效控制电压以良好保护设备的目的。

Description

一种可抗高强度雷电流的电涌保护器

技术领域

本发明属于电涌保护器的技术领域，具体而言，涉及一种可抗高强度雷电流的电涌保护器。

背景技术

电涌保护器，也叫防雷器，是一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，电涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。

电涌保护器，适用于交流50/60HZ，额定电压220V至380V的供电***中，对间接雷电和直接雷电影响或其他瞬时过压的电涌进行保护，适用于家庭住宅、第三产业以及工业领域电涌保护的要求。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，电涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。

用于浪涌保护器的基本元器件有：放电间隙、充气放电管、压敏电阻、抑制二极管和扼流线圈等，其中，压敏电阻是以ZnO为主要成分的金属氧化物半导体非线性电阻，当作用在其两端的电压达到一定数值后，电阻对电压十分敏感。压敏电阻的特点是非线性特性好(I＝CUα中的非线性系数α)，通流容量大(～2KA/cm2)，常态泄漏电流小(10-7～10-6A)，残压低(取决于压敏电阻的工作电压和通流容量)，对瞬时过电压响应时间快(～10-8s)，无续流。

浪涌保护器一般串接于带保护设备的电路前侧，以及时将间接雷电和直接雷电或其他瞬时过压的电涌传输到地，而浪涌保护器被击穿的电压值为浪涌保护器两输出电极之间的电压，令浪涌保护器内部的压敏电阻在被击穿的情况在为R1，令浪涌保护器内部用于导流的导线电阻为R2，则浪涌保护器的总电阻为R3＝R1+R2，当浪涌保护器内部有雷电流I通过时，由于雷电流I在瞬时极大，因此，浪涌保护器两端的电压U＝R3×I。由此可知，若不能够良好的控制R3的值，那么，浪涌保护器在受到雷击时，其两端的电压值U则无法降低，而在雷击时，若满足设备的最大电压应大于电压值U，才能够对设备起到良好的保护，否则，设备将会在电压过大的情况下损坏。

而目前，对于浪涌保护器内部的电阻控制需要从降低导线电阻的方面入手才能够解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种可抗高强度雷电流的电涌保护器以达到对电涌保护器内部的电阻大大降低，实现其在高强度雷电流的作用下仍然能够有效控制电压以良好保护设备的目的。

本发明所采用的技术方案为：一种可抗高强度雷电流的电涌保护器，包括SPD外壳、设于SPD外壳两侧且相互平行的第一输出电极和第二输出电极，所述第一输出电极和第二输出电极两者之间形成装配空间，该装配空间内沿同一平面排列有脱扣组件和压敏电阻单元，且脱扣组件位于压敏电阻单元的下方；所述第一输出电极、压敏电阻单元、脱扣组件和第二输出电极依次串接形成导电通路，且该导电通路受所述脱扣组件的脱扣动作进行断路。

进一步地，在该电涌保护器发生短路故障时，所述脱扣组件产生脱扣动作，将脱扣组件与压敏电阻单元分离以断开导电通路；

在该电涌保护器遇到电涌时，在电涌作用下，所述脱扣组件不产生动作，电涌通过导电通路进行迅速分流。

进一步地，所述脱扣组件包括滑动设置的脱扣支架和嵌入在脱扣支架内部的脱扣焊片，所述脱扣焊片通过低温焊接连接于所述压敏电阻单元的热脱扣电极上，并将脱扣支架限制于脱扣焊片与压敏电阻单元之间；

所述脱扣焊片和脱扣支架分别配设有驱动其脱离所述热脱扣电极的第一储能单元和第二储能单元；

所述脱扣焊片通过软导线与所述第二输出电极连通。

进一步地，所述脱扣支架的两端均设有滑头，所述第一输出电极和第二输出电极上均开设有与滑头对应匹配的滑槽孔。

进一步地，所述脱扣组件还包括电弧遮挡机构，当所述脱扣支架产生脱离运动时，电弧遮挡机构进行联动运动并将所述脱扣焊片和热脱扣电极进行隔离。

进一步地，所述电弧遮挡机构包括滑动设置于所述脱扣支架上的电弧遮挡板，所述电弧遮挡板配设有驱动其滑动的第三储能单元，电弧遮挡板上设有陶瓷板，且陶瓷板可滑动至所述脱扣焊片和热脱扣电极之间并将两者隔离灭弧。

进一步地，还包括脱扣显示组件，所述脱扣显示组件的显示状态切换受所述脱扣组件的脱扣运动驱动。

进一步地，所述脱扣显示组件包括设于所述SPD外壳顶部的显示窗口。

进一步地，所述脱扣显示组件还包括设于所述SPD外壳内的顶架和指示板安装架，所述指示板安装架内装有指示板且指示板与所述显示窗口对应匹配；

所述指示板安装架上滑动设有滑块，滑块上装配有顶板且顶板的端部与所述指示板相对应；

所述顶架滑动设于SPD外壳内，且顶架的一端与所述第二储能单元相抵紧，另一端与所述滑块相抵紧。

进一步地，所述压敏电阻单元通过MOV固定架装配于所述SPD外壳的内部，且压敏电阻单元由至少两个氧化锌压敏电阻并联而成。

本发明的有益效果为：

1.采用本发明所公开的可抗高强度雷电流的电涌保护器，通过在第一输出电极和第二输出电极之间排列脱扣组件和压敏电阻单元，并将脱扣组件布置在压敏电阻单元的下方，一方面可缩减电涌保护器的整体体积；另一方面，由于脱扣组件的压敏电阻单元的下方，能够在满足正常脱扣动作的前提下，最大限度缩短导电通路的电流流通路径，从而克服在电涌保护器内部因导线过长导致电阻较大的缺陷；由于雷电流的分流路径最大限度缩短，因此，电涌保护器整体的电阻相应减少，其能够承受更高程度的雷电流，以对电路回路上的电子设备进行有效保护。

2.在本发明所公开的可抗高强度雷电流的电涌保护器中，还采用了电弧遮挡机构，电弧遮挡机构主要是将脱扣焊片和压敏电阻单元的热脱扣电极之间进行隔离，同时，电弧遮挡机构的陶瓷板能够在电涌保护器出现过电流时，迅速隔离电流电弧。

3.在本发明所公开的可抗高强度雷电流的电涌保护器中，还通过脱扣显示组件来显示电涌保护器的工作状态，同时，脱扣显示组件的状态切换是在脱扣组件的脱扣动作中联动切换的，以便于工作人员实时掌控电涌保护器的工作状态，以对电涌保护器进行及时更换。

附图说明

图1是本发明提供的可抗高强度雷电流的电涌保护器的正面示意图；

图2是本发明提供的可抗高强度雷电流的电涌保护器的整体结构示意图；

图3是本发明提供的可抗高强度雷电流的电涌保护器的内部结构示意图；

图4是图3的局部示意图；

图5是图4的另一视角的结构示意图；

图6是本发明提供的可抗高强度雷电流的电涌保护器在初始状态的剖视示意图；

图7是本发明提供的可抗高强度雷电流的电涌保护器在脱扣状态的剖视示意图；

图8是本发明提供的可抗高强度雷电流的电涌保护器在脱扣过程中状态一的结构示意图；

图9是本发明提供的可抗高强度雷电流的电涌保护器在脱扣过程中状态二的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义型实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

具体实施例一：

如图1-图9所示，在本实施例中具体提供了一种可抗高强度雷电流的电涌保护器，包括SPD外壳1、设于SPD外壳1两侧且相互平行的第一输出电极10和第二输出电极2，其中，SPD外壳1作为该电涌保护器内部各个部件的载体，而第一输出电极10和第二输出电极2均嵌装在所述SPD外壳1的内部，而第一输出电极10连接在受保护设备的电路回路中，而第二输出电极2接地。

将所述第一输出电极10和第二输出电极2两者之间形成装配空间，该装配空间内沿同一平面排列有脱扣组件和压敏电阻单元11，如图6、图7所示，脱扣组件和压敏电阻单元11排布在同一纵向方向上，且脱扣组件位于压敏电阻单元11的下方，以实现将脱扣组件容纳在压敏电阻单元11与所述SPD外壳1的底部之间的空腔内，可减少电涌保护器所占用的整体体积；将所述第一输出电极10、压敏电阻单元11、脱扣组件和第二输出电极2依次串接形成导电通路，且该导电通路受所述脱扣组件的脱扣动作进行断路。

其具体的工作原理如下：在该电涌保护器发生短路故障时，其内部的压敏电阻单元11则会发热并热熔脱扣组件内部的低温焊接结点，致使所述脱扣组件产生脱扣动作，将脱扣组件与压敏电阻单元11的热脱扣电极6之间相互分离以断开导电通路，以防止电涌保护器在长期过电流的状态下起火；

在该电涌保护器遇到电涌时(即受到间接雷电和直接雷电或其他瞬时过压的电涌)，在该电涌作用下，所述脱扣组件不产生动作，电涌通过导电通路进行迅速分流，以对电路回路中的待保护设备进行良好的保护。

所述脱扣组件包括滑动设置的脱扣支架4和嵌入在脱扣支架4内部的脱扣焊片5，所述脱扣支架4滑动设置于第一输出电极10和第二输出电极2之间；所述脱扣焊片5通过低温焊接连接于所述压敏电阻单元11的热脱扣电极6上，并将脱扣支架4限制于脱扣焊片5与压敏电阻单元11之间；优选的，在脱扣支架4和脱扣焊片5上分别开设有第一过孔和第二过孔，将所述压敏电阻单元11的热脱扣电极6依次穿过第一过孔和第二过孔，并将脱扣支架4和脱扣焊片5推动至初始状态，再将脱扣焊片5与热脱扣电极6之间进行低温焊接连接，以对脱扣支架4和脱扣焊片5的位置进行固定限位。

所述脱扣焊片5和脱扣支架4分别配设有驱动其脱离所述热脱扣电极6的第一储能单元和第二储能单元；令第一储能单元为脱扣焊片储能弹簧13，在脱扣支架4上设有脱扣焊片限位销，在脱扣焊片限位销上套设有所述脱扣焊片储能弹簧13，脱扣焊片储能弹簧13的两端分别连接在脱扣焊片5和脱扣支架4上；而第二储能单元为储能脱扣弹簧3，在脱扣支架4上开设有与储能脱扣弹簧3相匹配的弹簧槽孔，储能脱扣弹簧3的一端抵紧在该弹簧槽孔的内部，另一端则抵紧在所述SPD外壳1的内部，优选的，储能脱扣弹簧3设有两个且对称分布在所述脱扣支架4上。当脱扣焊片5和脱扣支架4处于初始状态时，将脱扣焊片5与热脱扣电极6之间进行低温焊接连接之后，脱扣焊片储能弹簧13和储能脱扣弹簧3两者均处于压缩状态，一旦脱扣焊片5与热脱扣电极6之间的焊接结点熔化，则脱扣焊片5和脱扣支架4分别在脱扣焊片储能弹簧13和储能脱扣弹簧3的作用下迅速顶开，脱扣焊片5与热脱扣电极6迅速分离，以将电涌保护器内部的电路通路断开，以对电涌保护器进行保护，防止其因过电流发热产生自燃现象。

所述脱扣焊片5通过软导线16与所述第二输出电极2连通，由于脱扣焊片5位于所述第二输出电极2的侧方位置，通过软导线16将脱扣焊片5和第二输出电极2之间电连接时，可最大限度减少软导线16的长度，由于导线的电阻与其长度成正比，可最大限度降低电涌保护器内部的电阻，当电涌保护器内部流经有雷电流时，由于电阻被最大限度的降低，则电涌保护器两输出电极之间的电压值随之也得到良好的控制，使其能够抗击更高强度的雷电流，并对设备起到良好的保护作用。

在所述脱扣支架4的两端均设有滑头，两个滑头相互对称设置且位于同一直线上，所述第一输出电极10和第二输出电极2上均开设有与滑头对应匹配的滑槽孔，将两端的滑头分别卡入至对应的滑槽孔内部，以实现脱扣支架4能够沿着滑槽孔的方向进行滑动，且脱扣支架4的滑动方向与所述压敏电阻单元11的底端面相垂直。

具体实施例二：

为进一步提升电涌保护器在内部有过电流时，能够进行迅速隔离电流电弧，在具体实施例一的基础上设计有如下结构：

所述脱扣组件还包括电弧遮挡机构，电弧遮挡机构的工作原理为：当所述脱扣支架4产生脱离运动时，脱扣焊片5对电弧遮挡机构的限位作用消除，电弧遮挡机构则进行联动运动并将所述脱扣焊片5和热脱扣电极6进行隔离，以防止在电涌保护器内部有过电流流动时，脱扣焊片5和热脱扣电极6之间产生电弧火花，避免安全事故的发生。

所述电弧遮挡机构包括滑动设置于所述脱扣支架4上的电弧遮挡板8，所述电弧遮挡板8配设有驱动其滑动的第三储能单元，第三储能单元为电弧遮挡板储能弹簧12，电弧遮挡板8上设有陶瓷板7，且陶瓷板7可滑动至所述脱扣焊片5和热脱扣电极6之间并将两者隔离灭弧，以利用陶瓷板7良好的绝缘效果避免电弧火花的产生。优选的，在所述脱扣支架4上开设有与所述电弧遮挡板8相匹配的滑槽道，且电弧遮挡板8的滑动方向与所述脱扣支架4的滑动方向相垂直，当电弧遮挡板8滑动至指定位置时，电弧遮挡板8上的陶瓷板7正好能够将脱扣焊片5与热脱扣电极6之间进行隔离；所述脱扣焊片5朝向所述脱扣支架4的一侧设有凸壳，且凸壳的四周均设为弧形状侧边，当电弧遮挡板8、脱扣支架4和脱扣焊片5均处于初始状态时，电弧遮挡板8在电弧遮挡板储能弹簧12的作用下，其端部抵紧在所述凸壳的弧形状侧边上，电弧遮挡板8能够辅助将脱扣焊片5推开的效果，防止脱扣焊片5对电弧遮挡板8的滑动产生干涉作用，此时，电弧遮挡板储能弹簧12处于压缩储能状态。

为实现电弧遮挡板8的稳定安装，在电弧遮挡板8和脱扣支架4的两相对侧壁均设有销柱，而电弧遮挡板储能弹簧12的两端分别套在所述销柱上，以满足电弧遮挡板8在电弧遮挡板储能弹簧12的作用下能够正常滑动运行。

具体实施例三

为进一步提升电涌保护器在使用过程中的能够实时展示其工作状态，在具体实施例二的基础上设计如下结构：

还包括脱扣显示组件，所述脱扣显示组件的显示状态切换受所述脱扣组件的脱扣运动驱动，即当脱扣组件进行脱扣动作时，能够导致脱扣显示组件产生联动运动，以及时提醒用户该电涌保护器的使用状态。

所述脱扣显示组件包括设于所述SPD外壳1顶部的显示窗口20，显示窗口20用于展示电涌保护器目前所处的工作状态，以警示工作人员电涌保护器是否处于损坏状态，是否需要对其进行及时更换或者维修。

所述脱扣显示组件还包括设于所述SPD外壳1内的顶架9和指示板安装架19，所述指示板安装架19内装有指示板18且指示板18与所述显示窗口20对应匹配；优选的，所述指示板18的两端设有卡扣，卡扣卡紧于所述指示板安装架19的内部空间内，以作为指示板18的初始状态。

在所述指示板安装架19上滑动设有滑块17，滑块17可沿着垂直于所述指示板18表面的方向滑动，并在滑块17上装配有顶板15且顶板15的端部与所述指示板18相对应；优选的，顶板15上开设有卡孔，在滑块17上设有与卡孔相匹配的卡柱，以实现将顶板15装配于所述指示板安装架19的内部，且顶板15受滑块17驱动进行联动，顶板15在滑块17的作用下能够将指示板18顶出，以切换指示板18的状态，以对用户起到良好的警示作用。

所述顶架9滑动设于SPD外壳1内，且顶架9的一端与所述第二储能单元相抵紧，另一端与所述滑块17相抵紧，当脱扣焊片5和热脱扣电极6之间的低温焊接结点熔化时，第二储能单元(即储能脱扣弹簧3)的弹性势能得到完全释放，储能脱扣弹簧3的两端分别抵在顶架9和脱扣支架4上，顶架9和脱扣支架4沿相反的方向相互运动，从而，顶架9能够推动所述滑块17运动。优选的，所述顶架9设有两个且分别位于所述SPD外壳1的内部两侧，且在第一输出电极10和第二输出电极2上均开设有滑孔，顶架9设为L型结构，且顶架9的一支臂上设有与所述滑孔相匹配的滑柱，另一支臂与所述脱扣支架4相对应，且该支臂上设有与储能脱扣弹簧3相匹配的储能脱扣弹簧3套柱。

在具体实施例一、具体实施例二和具体实施例三中，将所述压敏电阻单元11通过MOV固定架14装配于所述SPD外壳1的内部，且压敏电阻单元11由至少两个氧化锌压敏电阻并联而成。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可抗高强度雷电流的电涌保护器，包括SPD外壳、设于SPD外壳两侧且相互平行的第一输出电极和第二输出电极，其特征在于，所述第一输出电极和第二输出电极两者之间形成装配空间，该装配空间内沿同一平面排列有脱扣组件和压敏电阻单元，且脱扣组件位于压敏电阻单元的下方；所述第一输出电极、压敏电阻单元、脱扣组件和第二输出电极依次串接形成导电通路，且该导电通路受所述脱扣组件的脱扣动作进行断路。

2.根据权利要求1所述的可抗高强度雷电流的电涌保护器，其特征在于，在该电涌保护器发生短路故障时，所述脱扣组件产生脱扣动作，将脱扣组件与压敏电阻单元分离以断开导电通路；

在该电涌保护器遇到电涌时，在电涌作用下，所述脱扣组件不产生动作，电涌通过导电通路进行迅速分流。

3.根据权利要求1或2所述的可抗高强度雷电流的电涌保护器，其特征在于，所述脱扣组件包括滑动设置的脱扣支架和嵌入在脱扣支架内部的脱扣焊片，所述脱扣焊片通过低温焊接连接于所述压敏电阻单元的热脱扣电极上，并将脱扣支架限制于脱扣焊片与压敏电阻单元之间；

所述脱扣焊片和脱扣支架分别配设有驱动其脱离所述热脱扣电极的第一储能单元和第二储能单元；

所述脱扣焊片通过软导线与所述第二输出电极连通。

4.根据权利要求3所述的可抗高强度雷电流的电涌保护器，其特征在于，所述脱扣支架的两端均设有滑头，所述第一输出电极和第二输出电极上均开设有与滑头对应匹配的滑槽孔。

5.根据权利要求3所述的可抗高强度雷电流的电涌保护器，其特征在于，所述脱扣组件还包括电弧遮挡机构，当所述脱扣支架产生脱离运动时，电弧遮挡机构进行联动运动并将所述脱扣焊片和热脱扣电极进行隔离。

6.根据权利要求5所述的可抗高强度雷电流的电涌保护器，其特征在于，所述电弧遮挡机构包括滑动设置于所述脱扣支架上的电弧遮挡板，所述电弧遮挡板配设有驱动其滑动的第三储能单元，电弧遮挡板上设有陶瓷板，且陶瓷板可滑动至所述脱扣焊片和热脱扣电极之间并将两者隔离灭弧。

7.根据权利要求3所述的可抗高强度雷电流的电涌保护器，其特征在于，还包括脱扣显示组件，所述脱扣显示组件的显示状态切换受所述脱扣组件的脱扣运动驱动。

8.根据权利要求7所述的可抗高强度雷电流的电涌保护器，其特征在于，所述脱扣显示组件包括设于所述SPD外壳顶部的显示窗口。

9.根据权利要求8所述的可抗高强度雷电流的电涌保护器，其特征在于，所述脱扣显示组件还包括设于所述SPD外壳内的顶架和指示板安装架，所述指示板安装架内装有指示板且指示板与所述显示窗口对应匹配；

所述指示板安装架上滑动设有滑块，滑块上装配有顶板且顶板的端部与所述指示板相对应；

所述顶架滑动设于SPD外壳内，且顶架的一端与所述第二储能单元相抵紧，另一端与所述滑块相抵紧。

10.根据权利要求1所述的可抗高强度雷电流的电涌保护器，其特征在于，所述压敏电阻单元通过MOV固定架装配于所述SPD外壳的内部，且压敏电阻单元由至少两个氧化锌压敏电阻并联而成。