[發(fā)明專利]一種新型電涌保護(hù)器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410660016.5
• 申請(qǐng)日: 2014-11-08
• 公開（公告）號(hào): CN105656000A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫麓軒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 孫麓軒
• 主分類號(hào): H02H9/04
• 分類號(hào): H02H9/04;H02H3/08;H02H5/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子電氣設(shè)備的電涌防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

雷電是由帶電的云在空中放電導(dǎo)致的一種特殊的天氣現(xiàn)象。雷電是造成電子設(shè)備損壞的 重要原因，它威脅建筑、鐵路、民航、通信、工控、軍事等各個(gè)領(lǐng)域電子信息系統(tǒng)的安全穩(wěn) 定運(yùn)行。在與電子設(shè)備連接的電源線、信號(hào)線以及控制線等金屬線路上安裝電涌保護(hù)器是雷 電防護(hù)的重要措施之一。電涌保護(hù)器已大量應(yīng)用于各種領(lǐng)域，在雷電防護(hù)中具有重要的作用。 其狀態(tài)的好壞則直接影響其防雷效果，從而對(duì)所保護(hù)設(shè)備的安全帶來隱患。

現(xiàn)階段SPD在使用時(shí)通常具有熱保護(hù)和過流保護(hù)(內(nèi)置或外置)兩種保護(hù)裝置，熱保護(hù) 裝置用來防護(hù)防雷器件劣化發(fā)熱，過流保護(hù)裝置用來防止瞬態(tài)過電流或過電壓引起的防雷器 件擊穿短路，同時(shí)過流保護(hù)作為熱保護(hù)的一種后備保護(hù)方式，故此在大多數(shù)場(chǎng)合都可以起到 有效的防護(hù)作用。

然而，由于熱傳導(dǎo)是一個(gè)相對(duì)較慢的過程，熱保護(hù)裝置的靈敏度低，對(duì)于緩慢升溫過程 尚可起到有效的防護(hù)，而對(duì)于低(中)壓系統(tǒng)中由于持續(xù)過電壓狀態(tài)下引起的急劇升溫情況， 熱保護(hù)脫扣裝置不能及時(shí)感知此過程而不發(fā)生動(dòng)作，致使防雷器件被擊穿，工頻電流進(jìn)入SPD 線路，當(dāng)此工頻電流值沒有達(dá)到過流保護(hù)裝置的啟動(dòng)值時(shí)，過流保護(hù)裝置也不會(huì)發(fā)生動(dòng)作， 從而導(dǎo)致SPD起火；若將過流保護(hù)裝置的啟動(dòng)值選小，雖能啟動(dòng)，但難以抗擊雷電流的沖擊， 導(dǎo)致SPD無法正常泄放雷電流。

綜上所述，現(xiàn)行SPD的過流保護(hù)裝置與熱保護(hù)裝置存在嚴(yán)重的動(dòng)作盲區(qū)，SPD通過在此 區(qū)域的電流時(shí)，熱保護(hù)裝置和過流保護(hù)裝置都不能即將損壞的SPD脫離主電路，從而出現(xiàn)嚴(yán) 重的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

為了有效解決現(xiàn)有技術(shù)中的以上問題，本發(fā)明提出一種安裝方便且性能可靠的用于電源 系統(tǒng)的新型電涌保護(hù)器，有效解決了現(xiàn)有電涌保護(hù)器的保護(hù)裝置對(duì)工頻電流存在動(dòng)作盲區(qū)的 問題。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：本發(fā)明是用于電力電子線路系統(tǒng)中和電涌保護(hù)器，包括防雷 元件、過流保護(hù)裝置、熱保護(hù)裝置和外殼；所述防雷元件和過流保護(hù)裝置串聯(lián)，構(gòu)成電涌泄 放通路，所述熱保護(hù)裝置位于防雷元件電極上。本發(fā)明還包括磁場(chǎng)感應(yīng)裝置、限流器、判斷 裝置、動(dòng)作機(jī)構(gòu)、常開觸點(diǎn)；所述磁場(chǎng)感應(yīng)裝置安裝在電涌泄放通路周圍，并與判斷裝置輸 入端連接；所述判斷裝置輸出端與動(dòng)作機(jī)構(gòu)連接；所述動(dòng)作機(jī)構(gòu)控制常開觸點(diǎn)動(dòng)件；所述常 開觸點(diǎn)和限流器串聯(lián)組成旁路并與防雷元件并聯(lián)。

本發(fā)明中所述判斷裝置內(nèi)置電源和數(shù)據(jù)處理單元；所述動(dòng)作機(jī)構(gòu)通過機(jī)械聯(lián)動(dòng)或電磁方 式控制常開觸點(diǎn)動(dòng)作；所述常開觸點(diǎn)閉合后，在過流保護(hù)裝置斷開前不會(huì)再打開；所述常開 觸點(diǎn)具有復(fù)位開關(guān)；所述限流器可以是電阻、電感、電容等電子器件之一或由其組合而成的 電路；所述過流保護(hù)裝置可以是熔斷器或者斷路器；所述防雷元件，包括壓敏電阻、放電管、 TVS之一或其組合。

本發(fā)明的核心機(jī)制為磁場(chǎng)感應(yīng)裝置與判斷裝置，所述磁場(chǎng)感應(yīng)裝置能感應(yīng)到流過電涌泄 放電路的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)感應(yīng)裝置將感應(yīng)到的磁場(chǎng)信號(hào)通過判斷裝置的輸入端傳輸 給判斷裝置中的數(shù)據(jù)處理單元，數(shù)據(jù)處理單元對(duì)接收到的磁場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行處理、分析，根據(jù)磁 場(chǎng)的大小、方向、變化率、持續(xù)時(shí)間等物理量判斷磁場(chǎng)的類型，因?yàn)殡娪侩娏鳌⑿」ゎl電流、 動(dòng)作盲區(qū)范圍內(nèi)的工頻電流、大于動(dòng)作盲區(qū)的工頻電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)是不同的，故可判斷出 磁場(chǎng)的類型；或磁場(chǎng)感應(yīng)裝置將感應(yīng)到的磁場(chǎng)信號(hào)通過判斷裝置的輸入端傳輸至判斷裝置中 的數(shù)據(jù)分析單元，所述數(shù)據(jù)處理單元可以將磁場(chǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)并分析該電流的大小、 方向、變化率、持續(xù)時(shí)間等物理量，從而可判斷出流過電涌泄放電路的電流的類型。判斷結(jié) 果分為以下幾種情況：若判斷結(jié)果為較小工頻電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)(或?yàn)檩^小工頻電流)，則動(dòng)作 機(jī)構(gòu)不動(dòng)作、常開觸點(diǎn)不閉合，由熱保護(hù)裝置進(jìn)行防護(hù)；若判斷結(jié)果為動(dòng)作盲區(qū)內(nèi)的工頻電 流產(chǎn)生的磁場(chǎng)(或?yàn)閯?dòng)作盲區(qū)內(nèi)的工頻電流)，則動(dòng)作機(jī)構(gòu)動(dòng)作、常開觸點(diǎn)閉合，旁路導(dǎo)通， 由所述常開觸點(diǎn)和限流器串聯(lián)組成的旁路引至過流保護(hù)裝置進(jìn)行防護(hù)；若判斷結(jié)果為大于動(dòng) 作盲區(qū)的工頻電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)(或?yàn)榇笥趧?dòng)作盲區(qū)的工頻電流)，則動(dòng)作機(jī)構(gòu)不動(dòng)作、常開觸 點(diǎn)不閉合，由過流保護(hù)裝置直接防護(hù)；若判斷結(jié)果為電涌電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)(或?yàn)殡娪侩娏?， 則由電涌泄放通路正常泄放。

本發(fā)明的特征在于：

1.本新型電涌保護(hù)器增加了并聯(lián)在防雷元件兩端的旁路，解決了熱保護(hù)裝置和過流保護(hù) 裝置的動(dòng)作盲區(qū)問題；