[發明專利]一種新型的防雷過壓保護電路及保護裝置

在審

• 申請號: 201811040267.8
• 申請日: 2018-09-06
• 公開（公告）號: CN109066639A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 張治成;葉磊;詹俊鵠;章俊;石小龍
• 申請（專利權）人: 成都鐵達電子股份有限公司
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04;H02H3/20;H02H9/06;H02H7/26
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 韓洋

本發明公開了一種新型的防雷過壓保護電路及保護裝置，保護電路包括第一壓敏電阻片、第二壓敏電阻片、瞬態抑制二極管、正溫度系數熱敏電阻片、氣體放電管和引出端子，第一壓敏電阻片與氣體放電管串聯，正溫度系數熱敏電阻片與瞬態抑制二極管串聯，兩個串聯支路并聯后再與第二壓敏電阻片串聯，形成一個單端口組合電路，其中，第一壓敏電阻片和氣體放電管耐受電涌沖擊的性能均高于第二壓敏電阻片耐受電涌沖擊的性能；單端口組合電路的兩個引出端子中至少有一個為低熱阻導熱端頭，所述正溫度系數熱敏電阻片和/或第二壓敏電阻片上分別熱耦合有所述低熱阻導熱端頭，所述瞬態抑制二極管可替換為齊納二極管或電壓開關型元件。

技術領域

本發明涉及電源領域，特別涉及一種新型的防雷過壓保護電路及保護裝置。

背景技術

浪涌保護器(簡稱SPD)作為一種標準的低壓電器，廣泛應用于低壓輸配電線路中，可對線路中出現的由雷電等引起的電涌進行有效的吸收和抑制，對改善電網輸電質量、保證用電電器安全具有明顯的作用。

SPD的核心部件是浪涌抑制元件，最常用的是壓敏電阻陶瓷芯片。由于輸配電線路傳輸距離較長，又容易暴露在露天，相比室內電器設備更容易遭受高能量電涌脈沖，在SPD的設計壽命期內，壓敏電阻陶瓷芯片更容易遭到超過額定規格的高能量電涌的多次沖擊，造成壓敏電阻的劣化失效。由于壓敏電阻是短路失效模式，一旦擊穿失效，就會引起供電線路短路故障，擊穿點會出現炸裂、冒煙、拉弧、嚴重時甚至會造成起火燃燒。

最常用的改善方法的原理圖見附圖1，在壓敏電阻陶瓷芯片1的兩個端面電極上，分別焊接連接一片導電和導熱性能都優異的薄銅片電極2，薄銅片電極2預制有引出端子3，薄銅片電極2在起到導電電極作用的同時也與壓敏電阻陶瓷芯片1形成熱耦合，能將壓敏電阻陶瓷芯片1產生的熱量傳導到引出端子3上。在其中一個引出端子3上用低熔點合金5焊接一片彈性金屬片4形成過熱脫離器。當壓敏電阻陶瓷芯片1劣化到漏電流進入毫安級時，開始進入加速劣化區，漏電流會使壓敏電阻陶瓷芯片1發熱促使漏電流進一步增大，又加速了壓敏電阻陶瓷芯片1發熱，最終將使壓敏電阻陶瓷芯片1熱擊穿。當熱量達到低熔點合金5熔斷溫度時，過熱脫離器動作切斷電源，使壓敏電阻陶瓷芯片1在擊穿短路前退出電網，達到了保護的目的。該方案可將大部份壓敏電阻陶瓷芯片1的失效模式從惡性的短路模式轉換為影響很小的開路模式，極大地提高了SPD的安全性。

但是該方案仍然還存在一些缺陷，由于過熱脫離器的動作需要延遲數秒時間，而壓敏電阻陶瓷芯片1漏電流進入毫安級開始加速劣化發熱時，瓷體內部的缺陷已經很嚴重了，有部份芯片的缺陷嚴重到從開始發熱到擊穿短路的時間很短，熱量還來不及傳導到過熱脫離器將低熔點合金5熔化，短路事故就發生了。另外一種并不少見的情況就是當壓敏電阻陶瓷芯片1劣化到臨近加速劣化區時，這時壓敏電阻陶瓷芯片1的漏電流還小于毫安級，還能夠維持熱穩定，還能夠在電網的工作電壓下維持工作，但它此時的壓敏電壓值已經比剛開始投入使用時的初始值有明顯的大幅度下降，這時的壓敏電阻陶瓷芯片1的抗電涌沖擊的能力已經很脆弱了，一個能量不算太大的電涌都可以將它直接擊穿或接近擊穿，此時它的擊穿短路速度也是太快，過熱脫離器來不及響應動作而起不到保護作用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中所存在的上述不足，提供一種新型的防雷過壓保護電路及保護裝置。

為了實現上述發明目的，本發明提供了以下技術方案：