CN204303722U - 电涌保护器及其热脱扣机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种电涌保护器及其热脱扣机构，其中电涌保护器的热脱扣机构包括弹性件和滑动部件。滑动部件设置在电涌保护器的壳体内并能在壳体内移动。弹性件与滑动部件连接，弹性件利用弹力带动滑动部件移动。两个第一保护元件与一个第二保护元件形成Y型布局，第一保护元件与第二保护元件的引脚通过热熔断材料连接。第一保护元件固定安装在电涌保护器的壳体内，第二保护元件安装在滑动部件上并能随滑动部件移动。两个第一保护元件都处于正常工作温度，热熔断材料不被加热，两个第一保护元件和第二保护元件通过连接件形成导电通路，弹性件处于储能状态；至少其中一个第一保护元件升温，热熔断材料被加热熔断，弹性件释能，带动滑动部件和第二保护元件移动，导电通路被断开。

Description

电涌保护器及其热脱扣机构

技术领域

本实用新型涉低压电器领域，更具体地说，涉及低压电器中的电涌保护器。

背景技术

在低压配电***中，对由于外界影响，例如雷电引起的过电压，通常使用电涌保护器(Surge Protection Device，SPD)进行保护。对于保护终端电器使用III类电涌保护器(SPD)。目前阶段，市场上现有的III类SPD主要是提供共模保护。由于共模保护存在一定的局限性，希望能有一种能够同时提供共模保护和差模保护方式的电涌保护器。

Y型布局的电涌保护器能够同时提供共模保护和差模保护。所谓Y型布局是指电涌保护器中包括两个第一保护元件(通常为压敏电阻)和一个第二保护元件(通常为放电管)，两个压敏电阻共用一个电极与一个放电管串联。三个元件的连接形成Y型结构。

Y型布局的关键在于两个压敏电阻和放电管之间的热脱扣机构的设计。电涌保护器的基本保护原理是：在有过电压时导通电路，泄放电流，在无过电压时，几乎无电流通过。但当电涌保护器出现劣化引起温升时，也会安全断开电路的情况，此时是电涌保护器出现失效的一种情况。电涌保护器的劣化升温引起压敏电阻发热升温，对热脱扣机构加热使得热脱扣机构脱离，将电路断开。现有的Y型布局的电涌保护器中，热脱扣机构有电子式和机械式两种。电子式热脱扣结构主要采用温度熔丝。虽然温度熔丝在设计上有高可靠性，但单个温度熔丝所能应付的异常情况毕竟是有限度的。加上老化失效等无法预料的不可抗力的作用下令温度熔丝受到损伤不能正常发挥作用，则在电涌保护元件热失效时不能及时断开回路。因此温度熔丝的可靠性较低。另外，温度熔丝焊接难度大，普通焊接方式容易导致温度熔丝意外熔断，所以只能采用激光焊等局部焊接的方式。机械式热脱扣结构主要是将多个电涌保护元件的引脚通过低熔点合金焊接在一起。焊点的数量有一个或者多个两种选择。如果采用一个焊点，则是将两个压敏电阻和一个放电管的管脚都焊接在一处，焊接难度大，脱扣时容易拉丝。如果采用多个焊点，则热量不容易集中，造成脱扣性能不稳定。

实用新型内容

本实用新型旨在提出一种电涌保护器及其热脱扣机构，能够容易稳定地实现电涌保护器的Y型内部布局，同时实现共模保护和差模保护。

根据本实用新型的一实施例，提出一种电涌保护器的热脱扣机构，包括弹性件和滑动部件。滑动部件设置在电涌保护器的壳体内并能在电涌保护器的壳体内移动。弹性件与滑动部件连接，弹性件利用弹力带动滑动部件移动。两个第一保护元件与一个第二保护元件形成Y型布局，两个第一保护元件与一个第二保护元件的引脚通过热熔断材料连接。两个第一保护元件固定安装在电涌保护器的壳体内，第二保护元件安装在滑动部件上并能随滑动部件移动。两个第一保护元件都处于正常工作温度，热熔断材料不被加热，两个第一保护元件和第二保护元件通过连接件形成导电通路，弹性件储能；至少其中一个第一保护元件升温，热熔断材料被加热熔断，弹性件释能，带动滑动部件和第二保护元件移动，导电通路被断开。

在一个实施例中，弹性件是弹簧，弹簧的一端固定在电涌保护器的壳体内，弹簧的另一端固定在滑动部件上，弹簧被压缩储能。壳体内形成滑槽，滑动部件能沿滑槽移动。弹簧放松释能，推动滑动部件带动第二保护元件移动。

根据本实用新型的一实施例，提出一种电涌保护器，包括壳体、第一保护元件、第二保护元件、滑动部件和弹性件。壳体内形成元件支架，壳体的外轮廓上具有插脚开口和信号开口。两个第一保护元件和一个第二保护元件，安装在壳体内的元件支架上，其中两个第一保护元件和一个第二保护元件形成Y型布局，元件支架包括分隔壁，两个第一保护元件分别固定安装在分隔壁的两侧，第一保护元件的第一引脚和第二保护元件的第一引脚分别与插脚连接，插脚通过插脚开口延伸至壳体之外。滑动部件安装在壳体内并能在壳体内移动，第二保护元件安装在滑动部件上并能随滑动部件移动。弹性件与滑动部件连接，弹性件利用弹力带动滑动部件移动。两个第一保护元件的第二引脚与一个第二保护元件的第二引脚通过热熔断材料连接。两个第一保护元件都处于正常工作温度，热熔断材料不被加热，两个第一保护元件和第二保护元件通过连接件形成导电通路，弹性件储能；至少其中一个第一保护元件升温，热熔断材料被加热熔断，弹性件释能，带动滑动部件和第二保护元件移动，导电通路被断开。

在一个实施例中，弹性件是弹簧，弹簧的一端固定在壳体内，弹簧的另一端固定在滑动部件上，弹簧被压缩储能。壳体内形成滑槽，滑动部件能沿滑槽移动。弹簧放松释能，推动滑动部件带动第二保护元件移动。

在一个实施例中，滑动部件安装在两个第一保护元件的下方，第二保护元件的第二引脚向上延伸，两个第一保护元件的第二引脚弯折后形成横向间隔结构，第二保护元件的第二引脚放置在该横向间隔结构中间。

在一个实施例中，第一保护元件的是压敏电阻，第二保护元件是放电管，热熔断材料是低熔点合金，第二保护元件的第二引脚通过低熔点合金和由两个第一保护元件的第二引脚形成的横向间隔结构焊接在一起。

在一个实施例中，壳体的底部形成有燕尾槽，燕尾槽由上向下逐渐收窄。

在一个实施例中，电涌保护器安装在基座上的U型槽内，U型槽上具有与燕尾槽配合的定位块。

在一个实施例中，定位块包括杆部和端部，端部大于杆部，端部形成两端为圆弧面的倾斜引导面。

本实用新型的电涌保护器通过其热脱扣机构实现了可靠并且安装方便的内部元件的Y型布局，使得III类电涌保护器能够同时实现共模保护和差模保护。电涌保护器的壳体底部形成有燕尾槽，燕尾槽与基座上的定位块配合，使得电涌保护器与基座连接可靠，拆装方便。

附图说明

本实用新型上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：

图1A和图1 B从不同的方向揭示了根据本实用新型的一实施例的电涌保护器的结构图，图1A和图1 B中的电涌保护器处于未脱扣状态。

图2揭示了根据本实用新型的一实施例的电涌保护器的结构图，图2中的电涌保护器处于脱扣状态。

图3揭示了根据本实用新型的一实施例的电涌保护器与基座配合的结构示意图。

图4揭示了根据本实用新型的一实施例的电涌保护器与基座配合时燕尾槽与定位块的放大图。

具体实施方式

首先，在此处对所使用的术语“连接”进行说明。本文涉及机械及电气结构，因此术语“连接”包含机械连接和电气连接两重含义。机械连接要求满足机械强度和机械操作，电气连接要求满足电气导通。对于本领域的技术人员来说，结合上下文能够清楚地了解到每一处所使用的“连接”是指机械连接、电气连接或者两者皆是。

参考图1A和图1 B，本实用新型揭示了一种电涌保护器。图1A和图1 B从不同的方向揭示了该电涌保护器的结构。该电涌保护器包括：壳体、第一保护元件、第二保护元件、滑动部件和弹性件。

壳体101内形成元件支架，元件支架中包括分隔壁，分隔壁用于分隔两个第一保护元件(压敏电阻)。壳体的外轮廓上形成开口，开口包括插脚开口(未进行标记)和信号开口113(参考图2)。壳体由绝缘材料，比如塑料制作。

两个第一保护元件103和一个第二保护元件104安装在壳体内的元件支架上。在一个实施例中，第一保护元件103是压敏电阻，在图示的实施例中是圆盘性压敏电阻。第二保护元件104是放电管。两个压敏电阻103分别装配在分隔壁的两侧。分隔壁是壳体的一部分，分隔壁也是绝缘材料制作，与壳体是相同材料。每一个第一保护元件，即压敏电阻具有两个引脚。两个压敏电阻的第一引脚分别与一个插脚连接，插脚通过壳体上的插脚开口延伸至壳体之外。在附图中，与压敏电阻的第一引脚连接的插脚被标记为114a。第二保护元件，即放电管104安装在滑动部件上，滑动部件位于安装支架以及第一保护元件的下方，下面会详细描述。第二保护元件104，即放电管同样具有两个引脚。放电管的第一引脚也连接到一个插脚，插脚通过壳体上的插脚开口延伸至壳体之外。在附图中，与放电管的第一引脚连接的插脚被标记为114b。

滑动部件102安装在壳体101内并能在壳体内移动。第二保护元件104(放电管)安装在滑动部件102中并能随滑动部件移动。在图示的实施例中，壳体101内形成滑槽，滑动部件102能沿滑槽移动。滑槽位于元件支架以及两个第一保护元件103(压敏电阻)的下方，因而滑动部件102和第二保护元件104(放电管)也位于压敏电阻的下方。第二保护元件104的第二引脚108向上延伸。弹性件105与滑动部件102连接，弹性件105利用弹力带动滑动部件102移动。在图示的实施例中，弹性件105是弹簧，弹簧的一端固定在壳体101内，弹簧的另一端固定在滑动部件102上。弹簧在电涌保护器正常工作时处于储能状态，在需要脱扣时释能。在图示的实施例中，弹簧105在电涌保护器正常工作时被压缩储能。在弹簧105释能时，弹簧105推动滑动部件102，滑动部件102带动第二保护元件104一起移动。

继续参考图1A和图1 B，两个第一保护元件103(压敏电阻)的第二引脚107弯折，其横向部分形成横向间隔结构，所谓横向间隔结构是指，两个第二引脚107有竖直方向弯折成水平方向，并在两者之间留有间隔。第二保护元件104(放电管)的第二引脚108放置在该横向间隔结构中间。并且，放电管的第二引脚和压敏电阻的第二引脚通过热熔断材料焊接在一起。在一个实施例中，热熔断材料是低熔点合金，例如低温焊锡。第二保护元件的第二引脚108通过低熔点合金和由两个第一保护元件的第二引脚107形成的横向间隔结构焊接在一起。

结合图1A、图1B和图2，该电涌保护器的脱扣工作过程如下：

图1A和图1 B从不同的方向揭示了电涌保护器在正常工作位置的结构图。图2揭示了电涌保护器在断开位置的结构图。在正常工作时，两个压敏电阻(第一保护元件)都处于正常工作温度，低熔点合金(热熔断材料)呈固体状态，将压敏电阻的引脚和放电管的引脚被连接在一起。弹簧处于被压缩储能的状态，如图1A和1B所示。这时插脚、压敏电阻、放电管、插脚形成电气通路。当其中一个或两个压敏电阻出现劣化时，漏电流增大，导致温度不断上升。或者当过电压超过预期值，击穿压敏电阻和放电管导致短路时，也会引起温度急剧升高。温度上升使得低熔点合金熔化。此时弹簧不在受到外力，会在自身弹性力作用下放松，推动滑动部件沿滑槽移动，放置在滑动部件中的放电管随滑动部件移动，放电管的第二引脚与压敏电阻的第二引脚脱离，电气通路被切断，实现脱扣，如图2所示。继续参考图2，在滑动部件102移动后，原本被滑动部件102所遮挡的信号开口113处于开放状态。在一个实施例中，开信号开口113与底座上的报警装置相配合，当信号开口113开放时，报警装置会进行报警，告知出现了脱扣情况。

参考图3和图4，为了方便电涌保护器与基座的配合，本实用新型的电涌保护器在壳体上还设计了与基座配合的结构。图3揭示了根据本实用新型的一实施例的电涌保护器与基座配合的结构示意图。电涌保护器的壳体101被安装在基座111上的U型槽内，壳体101的底部形成有燕尾槽106，燕尾槽106的两个侧边由上向下逐渐收窄，形成向内收缩的斜面。基座的U型槽上具有与燕尾槽配合的定位块112。图4揭示了根据本实用新型的一实施例的电涌保护器与基座配合时燕尾槽与定位块的放大图。参考图4可见，定位块112包括杆部和端部，端部大于杆部，端部形成两端为圆弧面的倾斜引导面。端部的引导倾斜面与燕尾槽106的向内收缩的斜面配合，引导壳体101安装到基座的U型槽内，在壳体101安装到位后，定位块112的端部卡住燕尾槽106，使得电涌保护器被牢固地安装在基座上。在需要取出电涌保护器时，定位块112会发生一定的形变，如图4中的虚线部分所示，定位块112会向外张开，使得燕尾槽106能够从两个定位块112中退出，以从基座上取下电涌保护器。

虽然上述的实施例是结合上述结构的电涌保护器而进行，但本领域的技术人员应当理解，其中的热脱扣机构可以应用于其他结构的电涌保护器中，该热脱扣机构应当被理解为具有如下的设计：

一种电涌保护器的热脱扣机构，包括弹性件和滑动部件；

滑动部件电涌保护器的壳体内并能在电涌保护器的壳体内移动；

弹性件与滑动部件连接，弹性件利用弹力带动滑动部件移动；

两个第一保护元件与一个第二保护元件形成Y型布局，两个第一保护元件与一个第二保护元件的引脚通过热熔断材料连接；

两个第一保护元件固定安装在电涌保护器的壳体内，第二保护元件安装在滑动部件上并能随滑动部件移动；

两个第一保护元件都处于正常工作温度，热熔断材料不被加热，两个第一保护元件和第二保护元件通过连接件形成导电通路，弹性件处于储能状态；至少其中一个第一保护元件升温，热熔断材料被加热熔断，弹性件释能，带动滑动部件和第二保护元件移动，导电通路被断开。

弹性件是弹簧，弹簧的一端固定在电涌保护器的壳体内，弹簧的另一端固定在滑动部件上，弹簧被压缩储能。壳体内形成滑槽，滑动部件能沿滑槽移动。弹簧放松释能，推动滑动部件带动第二保护元件移动

本实用新型的电涌保护器通过其热脱扣机构实现了可靠并且安装方便的内部元件的Y型布局，使得III类电涌保护器能够同时实现共模保护和差模保护。电涌保护器的壳体底部形成有燕尾槽，燕尾槽与基座上的定位块配合，使得电涌保护器与基座连接可靠，拆装方便。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本实用新型的，熟悉本领域的人员可在不脱离本实用新型的实用新型思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本实用新型的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。

Claims (9)

1.一种电涌保护器的热脱扣机构，其特征在于，包括弹性件和滑动部件；

所述滑动部件设置在电涌保护器的壳体内并能在电涌保护器的壳体内移动；

所述弹性件与滑动部件连接，所述弹性件利用弹力带动滑动部件移动；

两个第一保护元件与一个第二保护元件形成Y型布局，两个第一保护元件与一个第二保护元件的引脚通过热熔断材料连接；

两个第一保护元件固定安装在电涌保护器的壳体内，第二保护元件安装在滑动部件上并能随滑动部件移动；

两个第一保护元件都处于正常工作温度，热熔断材料不被加热，两个第一保护元件和第二保护元件通过连接件形成导电通路，弹性件储能；至少其中一个第一保护元件升温，热熔断材料被加热熔断，弹性件释能，带动滑动部件和第二保护元件移动，导电通路被断开。

2.如权利要求1所述的电涌保护器的热脱扣机构，其特征在于，

所述弹性件是弹簧，弹簧的一端固定在电涌保护器的壳体内，弹簧的另一端固定在滑动部件上，弹簧被压缩储能；

所述壳体内形成滑槽，滑动部件能沿滑槽移动；

弹簧放松释能，推动滑动部件带动第二保护元件移动。

3.一种电涌保护器，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内形成元件支架，所述壳体的外轮廓上具有插脚开口和信号开口；

两个第一保护元件和一个第二保护元件，安装在壳体内的元件支架上，其中两个第一保护元件和一个第二保护元件形成Y型布局，所述元件支架包括分隔壁，两个第一保护元件分别固定安装在分隔壁的两侧，第一保护元件的第一引脚和第二保护元件的第一引脚分别与插脚连接，插脚通过插脚开口延伸至壳体之外；

滑动部件，安装在壳体内并能在壳体内移动，所述第二保护元件安装在滑动部件上并能随滑动部件移动；

弹性件，与滑动部件连接，弹性件利用弹力带动滑动部件移动；

两个第一保护元件的第二引脚与一个第二保护元件的第二引脚通过热熔断材料连接；

两个第一保护元件都处于正常工作温度，热熔断材料不被加热，两个第一保护元件和第二保护元件通过连接件形成导电通路，弹性件储能；至少其中一个第一保护元件升温，热熔断材料被加热熔断，弹性件释能，带动滑动部件和第二保护元件移动，导电通路被断开。

4.如权利要求3所述的电涌保护器，其特征在于，

所述弹性件是弹簧，弹簧的一端固定在壳体内，弹簧的另一端固定在滑动部件上，弹簧被压缩储能；

所述壳体内形成滑槽，滑动部件能沿滑槽移动；

弹簧放松释能，推动滑动部件带动第二保护元件移动。

5.如权利要求4所述的电涌保护器，其特征在于，所述滑动部件安装在两个第一保护元件的下方，第二保护元件的第二引脚向上延伸，两个第一保护元件的第二引脚弯折后形成横向间隔结构，第二保护元件的第二引脚放置在该横向间隔结构中间。

6.如权利要求5所述的电涌保护器，其特征在于，所述第一保护元件的是压敏电阻，所述第二保护元件是放电管，所述热熔断材料是低熔点合金，第二保护元件的第二引脚通过低熔点合金和由两个第一保护元件的第二引脚形成的横向间隔结构焊接在一起。

7.如权利要求3所述的电涌保护器，其特征在于，所述壳体的底部形成有燕尾槽，燕尾槽由上向下逐渐收窄。

8.如权利要求7所述的电涌保护器，其特征在于，所述电涌保护器安装在基座上的U型槽内，所述U型槽上具有与燕尾槽配合的定位块。

9.如权利要求8所述的电涌保护器，其特征在于，所述定位块包括杆部和端部，所述端部大于所述杆部，所述端部形成两端为圆弧面的倾斜引导面。