一種新型電涌保護(hù)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于電子電氣設(shè)備的電涌防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]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、軍事等各個領(lǐng)域電子信息系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。在與電子設(shè)備連接的電源線、信號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，從而對所保護(hù)設(shè)備的安全帶來隱患。
[0003]現(xiàn)階段sro在使用時通常具有熱保護(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，同時過流保護(hù)做為熱保護(hù)的一種后備保護(hù)方式，故此在大多數(shù)場合都可以起到有效的防護(hù)作用。
[0004]但由于熱傳導(dǎo)是一個相對較慢的過程，熱保護(hù)裝置的靈敏度低，對于緩慢升溫過程尚可起到有效的防護(hù)，但對于低(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)脫扣裝置不能及時感知此過程而不發(fā)生動作，致使防雷器件被擊穿，工頻電流進(jìn)入sro線路，當(dāng)此工頻電流值沒有達(dá)到過流保護(hù)裝置的啟動值時，過流保護(hù)裝置也不會發(fā)生動作，從而導(dǎo)致sro起火；若將過流保護(hù)裝置的啟動值選小，雖能啟動，但難以抗擊雷電流的沖擊，導(dǎo)致sro無法正常泄放雷電流。而且，現(xiàn)有電涌保護(hù)器的熱保護(hù)裝置與過流保護(hù)裝置的動作狀態(tài)不能被使用者及時掌握，同時電涌保護(hù)器內(nèi)部防雷元件的使用狀態(tài)也不能被使用者知曉，因而導(dǎo)致不能及時的維護(hù)電涌保護(hù)器或更換內(nèi)部元件或裝置，引發(fā)雷擊或其他事故。
[0005]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)重的動作盲區(qū)，sro通過在此區(qū)域的電流時，熱保護(hù)裝置和過流保護(hù)裝置都不能即將損壞的sro脫離主電路，從而出現(xiàn)嚴(yán)重的安全隱患；同時過流保護(hù)裝置與熱保護(hù)裝置的動作情況以及防雷元件的工作狀況不能被使用者及時得知，同樣帶來嚴(yán)重的安全隱患。
[0006]在現(xiàn)有技術(shù)“浪涌保護(hù)器件的檢測裝置”(專利號:200910069431.2)和“一種浪涌保護(hù)器的在線監(jiān)測裝置”(專利號:200910069594.0)中，提出了兩種通過測量電動力的方式來檢測浪涌保護(hù)器件的狀態(tài)的方法。其中“浪涌保護(hù)器件的檢測裝置”(專利號:200910069431.2)提出將金屬簧片安裝在浪涌保護(hù)器件旁邊或通過導(dǎo)線連接，利用壓力傳感器測量金屬簧片的變形，從而得知浪涌保護(hù)器件的狀態(tài)，這種方法壓力傳感器與金屬簧片之間無連接，測量不精確，再者金屬簧片的變形方式單一，也使得壓力傳感器感知的信號源很微弱?！耙环N浪涌保護(hù)器的在線監(jiān)測裝置”(專利號:200910069594.0)提出將金屬構(gòu)件與浪涌抑制器件串聯(lián)，金屬構(gòu)件的形狀是彎曲的，當(dāng)電流通過浪涌抑制器件以及金屬構(gòu)件時，電流使彎曲的金屬構(gòu)件發(fā)生趨直效應(yīng)，由此產(chǎn)生的電動力通過壓力傳感器感知，進(jìn)而得知電流的信息和浪涌抑制器件的劣化程度，這種測量方法測量精度較高，但將金屬構(gòu)件串入浪涌泄放通道，將對浪涌抑制器件的泄放浪涌電流的能力帶來很大影響，導(dǎo)致浪涌保護(hù)器殘壓升高，降低了對其所要保護(hù)的設(shè)備的保護(hù)水平。而且，這兩項現(xiàn)有技術(shù)中，對于電動力物理量的探測僅限于了解流過浪涌保護(hù)器件或浪涌抑制器件的電流信息，從而了解浪涌保護(hù)器件或浪涌抑制器件的狀態(tài)，對本人上述“現(xiàn)行SPD的過流保護(hù)裝置與熱保護(hù)裝置存在嚴(yán)重的動作盲區(qū)”的問題并沒有解決，本人將對此電動力測試方法的不足進(jìn)行修正和創(chuàng)新，從而使其能夠判斷電涌保護(hù)器線路中的電流類型，對過流保護(hù)裝置與熱保護(hù)裝置存在動作盲區(qū)的工頻電流進(jìn)行即時分?jǐn)唷?br>【實用新型內(nèi)容】
[0007]為了有效解決現(xiàn)有技術(shù)中的以上問題，本實用新型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，根本解決現(xiàn)有熱保護(hù)裝置與過流保護(hù)裝置的動作盲區(qū)和過流保護(hù)裝置、熱保護(hù)裝置的動作情況以及防雷元件的工作狀況不可知，所帶來的安全隱患問題。
[0008]本實用新型采用以下技術(shù)方案:本實用新型是用于電力電子線路系統(tǒng)中的電涌保護(hù)器，該電涌保護(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，其特征在于:本新型電涌保護(hù)器還包括常閉觸點、力探測器、信號處理裝置、檢測回路、緩沖位移彈片、慣性裝置、電磁動作機構(gòu)、聯(lián)動機構(gòu)、信號探測器、信號傳輸線、過流保護(hù)裝置探測器、數(shù)據(jù)單元、連接線、連接端子；所述常閉觸點位于電涌泄放通路中，與防雷元件和過流保護(hù)裝置串聯(lián)；所述力探測器與信號處理裝置連接，信號處理裝置通過檢測回路與電磁動作機構(gòu)連接；所述電磁動作機構(gòu)控制緩沖位移彈片運動；所述緩沖位移彈片與慣性裝置連接；所述慣性裝置經(jīng)過聯(lián)動機構(gòu)控制常閉觸點動作；所述信號探測器安裝于防雷元件電極表面或附近，或安裝于電涌泄放通路附近，通過信號傳輸線與數(shù)據(jù)單元連接；所述過流保護(hù)裝置探測器并聯(lián)于過流保護(hù)裝置兩端，經(jīng)過信號傳輸線與數(shù)據(jù)單元連接；所述數(shù)據(jù)單元通過連接線與連接端子連接。
[0009]所述力探測器安裝在電涌泄放通路旁邊，與電涌泄放通路隔離。所述常閉觸點還具有復(fù)位開關(guān)。所述防雷元件，包括壓敏電阻、放電管、TVS之一或其組合；所述過流保護(hù)裝置可以是熔斷器或斷路器；所述慣性裝置為慣性輪或重錘或阻尼齒輪或空氣閥或延時電路，在受到持續(xù)的力時才會運動。
[0010]所述力探測器包括電源、測量回路、絕緣部件、力傳感器，測量回路由電源提供電能，在測量回路中有持續(xù)的單一方向電流；絕緣部件的一端與測量回路連接，另一端與力傳感器連接，力傳感器的輸出端與信號處理裝置連接；所述測量回路與電涌泄放通路平行放置。本實用新型利用兩平行導(dǎo)體電流同向相吸、異向相斥的原理，當(dāng)電涌泄放通路上有電流流過時，其對帶電的測量回路必產(chǎn)生電動力(包括吸力和斥力)，而且雷電電涌和工頻電流的大小、方向、變化率、持續(xù)時間等參量不同，導(dǎo)致其流過電涌泄放通路時對測量回路產(chǎn)生的電動力的大小、方向的變化率也截然不同，力傳感器通過絕緣部件對測量回路上產(chǎn)生的不同電動力進(jìn)行測量，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為不同的電流信號輸出給信號處理裝置，通過信號處理裝置的轉(zhuǎn)化、判斷和放大，將電流信號通過檢測回路輸入給電磁動作機構(gòu)，致使電磁動作機構(gòu)產(chǎn)生不同的動作。只有當(dāng)工頻短路電流持續(xù)流過電涌泄放通路時，測量回路產(chǎn)生的電動力信息通過力傳感器輸出給信號處理裝置，足以讓信號處理裝置輸出使電磁動作機構(gòu)的頂桿持續(xù)彈出的電流，從而電磁動作機構(gòu)的頂桿持續(xù)推動慣性位移彈片，致使慣性裝置運動；雷電電涌由于發(fā)生時間極快，其使測量回路產(chǎn)生的電動力區(qū)別于工頻短路電流在測量回路產(chǎn)生的電動力，此電動力信息不足以使信號處理裝置輸出持續(xù)的電流，致使電磁動作機構(gòu)的頂桿只會瞬間彈出又恢復(fù)原位，慣性裝置由于其慣性作用不能被驅(qū)動。
[0011]所述信號探測器可以安裝于防雷元件電極表面或附近，探測防雷元件的溫度、磁場、紅外等信號；也可以安裝于電涌泄放通路附近，探測電涌泄放通路的溫度、磁場、紅外、電動力等信號；信號探測器還能探測到熱保護(hù)裝置的動作情況。所述過流保護(hù)裝置探測器能夠探測過流保護(hù)裝置的狀態(tài)，并經(jīng)過信號傳輸線輸出給數(shù)據(jù)單元。所述數(shù)據(jù)單元內(nèi)置電源，或通過連接線從連接端子外部獲取電源。
[0012]本新型電涌保護(hù)器的工作方式:
[0013]當(dāng)雷電流流過防雷元件時，時間很短，電流迅速泄放，電磁動作機構(gòu)頂桿迅速彈出又恢復(fù)，慣性裝置由于慣性作用保持不動狀態(tài)，不會帶動聯(lián)動機構(gòu)打開電涌泄放通路的常閉觸點，從而確保雷電流順利泄放；此時信號探測器能夠檢測到防雷元件本身或電涌泄放通路上溫度、磁場、紅外、電動力等信號的變化，從而分析雷電流大小、波形等信息，記錄雷擊時間，將此類信息經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸線發(fā)送給數(shù)據(jù)單元，數(shù)據(jù)單元通過連接線、連接端子與外部設(shè)備相連，所述外部設(shè)備可以是數(shù)據(jù)采集設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等。
[0014]當(dāng)防雷元件劣化工頻漏流達(dá)到一定值時，防雷元件體表溫度也上升至一定高度，由于工頻漏流導(dǎo)致的升溫是一個緩慢漸變的過程，熱保護(hù)裝置將啟動，在防雷元件電極處斷開；此時信號探測器能夠檢測到熱保護(hù)裝置動作，可將此信號經(jīng)過數(shù)據(jù)傳輸線發(fā)送給數(shù)據(jù)單元，數(shù)據(jù)單元通過連接線、連接端子與外部設(shè)備相連，所述外部設(shè)備可以是數(shù)據(jù)采集設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備等。
[0015]當(dāng)電源系統(tǒng)故障或其他原因?qū)е碌墓ゎl電流流