可插拔的電涌保護系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本文披露了一種包括可插拔的電涌保護盒子（100）的電涌保護系統(tǒng)以及其對應(yīng)的底座（200）。該盒子包括外殼（110）、位于外殼內(nèi)并包含電涌保護元件（320）的電涌保護系組件（300）和與電涌保護組件電接觸的多個盒子觸頭（120）。盒子觸頭構(gòu)造成與位于電氣負載中心（10）內(nèi)的底座配合，以承載從負載中心經(jīng)電涌保護組件的電氣路徑流過電涌保護元件的電涌電流。盒子構(gòu)造成位于底座內(nèi)，使得盒子可從底座移走，而底座仍保持與負載中心電接觸。
【專利說明】可插拔的電涌保護系統(tǒng)
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求對2011年2月10提交的美國臨時專利申請N0.61/441,438的優(yōu)先權(quán)益，本文以參見方式引入其全部內(nèi)容。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及電涌保護，并且更具體來說，涉及與電氣負載中心結(jié)合使用的電涌保護裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]電力分配箱(通常也被稱作負載中心)用來從電力進線向家庭和其它建筑物提供電力。電力線一般地從電極流過電表，然后，被負載中心所接受。在負載中心，電力流過斷路器，斷路器將電力引導(dǎo)到家庭內(nèi)的各個電路。過電流情形是指特定的電路獲取超過預(yù)定限值電流的事件；在該情形中，斷路器跳閘并使電路與電源斷開。
[0005]除了過電流情形之外，電壓尖峰和電涌形成過電壓情形，該情形會損壞連接到負載中心的電氣設(shè)備。電涌保護器通常用來防護該情形。電涌保護器響應(yīng)于過電壓，將過電壓排放到接地線或中性線。電涌保護器通常使用在特定出口處的給定電路內(nèi)，以保護敏感的設(shè)備，諸如電視機、計算機和其他插入在該出口內(nèi)的電子設(shè)備。
[0006]電涌保護器有時也直接連接到負載中心。盡管該種布置可在某些情形中提供較高的保護水平，但出于各種原 因，目前可用的直接連接到負載中心的電涌保護器尚還不盡人
o
[0007]如果過電壓電涌能量超過電涌保護裝置的容量，則保護裝置將會損壞而可能需要更換。與負載中心相連的電流電涌保護器的特別有問題的缺點在于，電流電涌保護器對于消費者不是友好的，其不僅需要專業(yè)電工進行安裝，而且需要電工來維護和更換用過的電涌保護器。
[0008]在目前可供的電涌保護器中都可發(fā)現(xiàn)如此的缺點和其他的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]我們所需要的是對消費者更為友好的負載中心電涌保護系統(tǒng)，這樣，在專業(yè)安裝之后，其后的更換可由消費者自己直接完成。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，提供一種電涌保護系統(tǒng)。該電涌保護系統(tǒng)包括可連接在負載中心內(nèi)的底座，連接方式與斷路器的連接基本相同。該系統(tǒng)還包括可更換的盒子，該盒子容納電涌保護器的工作部件。盒子插入底座內(nèi)形成的插口內(nèi)，這樣，當(dāng)兩者連接起來時，不需要的電力可流過電涌保護系統(tǒng)并通過一個或多個電路耗散掉。
[0011]在一個實施例中，電涌保護系統(tǒng)包括底座，該底座構(gòu)造成附連到電氣負載中心的母線，并與母線電氣接觸，該底座具有形成在其中的插口。系統(tǒng)還包括包含電涌保護組件的盒子，電涌保護組件具有電涌保護元件。該盒子構(gòu)造成被接納在底座插口內(nèi)，以使得盒子與底座機械地和電氣地接觸。盒子通過底座與負載中心電接觸，使得通過負載中心的電涌電流流過安裝在盒子內(nèi)電涌保護元件。該盒子可從底座移走，而底座保持與負載中心電接觸。
[0012]在一個實施例中，可插拔的電涌保護盒子包括外殼；電涌保護組件，該電涌保護組件位于該外殼內(nèi)并包含電涌保護元件；以及與電涌保護組件電接觸的多個盒子觸頭。盒子觸頭構(gòu)造成與電氣負載中心內(nèi)的底座配合，并承載從負載中心經(jīng)由電涌保護組件的電氣路徑流過電涌保護元件的電涌電流。該盒子構(gòu)造成位于底座內(nèi)，使得盒子可從底座移走，而底座保持與負載中心電接觸。
[0013]在另一實施例中，可插拔的電涌保護盒子包括外殼、位于該外殼內(nèi)的電涌保護組件、多個與電涌保護組件電氣連通的盒子觸頭，以及位于外殼內(nèi)的絕緣填料。在一實施例中，電涌保護組件包括印刷電路板、多個金屬氧化物的變阻器、多個熱熔絲，以及多個線狀熔絲。在一個實施例中，變阻器、熱熔絲和線狀熔絲與印刷電路板電接觸以形成電氣路徑，其中，電流在橫貫各個串聯(lián)的變阻器、熱熔絲和線狀熔絲的多個并行路徑內(nèi)流過。在某些實施例中，熱熔絲由安裝在印刷電路板上的熱熔絲支架支承，使得熱熔絲保持在相對于印刷電路板的預(yù)定位置。在某些實施例中，線狀熔絲各包括金屬細絲，金屬細絲構(gòu)造成由兩根直腿部組成，兩條腿部分由光滑弧形部連接。
[0014]在某些實施例中，盒子觸頭具有位于一端的j_鉤，用以與電氣負載中心內(nèi)的對應(yīng)底座配合，并承載從負載中心橫過電涌保護組件的電氣路徑的電涌電流。在某些實施例中，盒子觸頭還包括位于外殼內(nèi)的矛狀件，該矛狀件構(gòu)造成阻止盒子觸頭相對于外殼的運動。
[0015]在電壓超過與電涌保護系統(tǒng)相關(guān)的預(yù)定值的過電壓的情形中，致動根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的盒子內(nèi)的電涌保護組件，以阻止過電壓到達附連到與電涌保護器相關(guān)的電路上的電氣裝置。轉(zhuǎn)移比其所設(shè)計的更多能量的電涌保護器會受損，并且需要更換。
[0016]與目前可供的安裝在負載中心或負載中心附近的電涌保護裝置不同，通過從底座移去用過的盒子并用新的盒子更換，便可恢復(fù)根據(jù)示例性實施例的電涌保護容量，而這還可由消費者自己直接完成，無需電工參與。
[0017]附圖借助于舉例來說明本發(fā)明的原理，結(jié)合附圖，從以下對示例性實施例的詳細描述中，將會明白其他的特征和優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1示出根據(jù)示例性實施例的電涌保護系統(tǒng)。
[0019]圖2和3示出在盒子插入之前和之后的安裝在負載中心內(nèi)的根據(jù)示例性實施例的圖1的電涌保護系統(tǒng)。
[0020]圖4用底座的局部剖視圖示出盒子插入之前的圖1的電涌保護系統(tǒng)。
[0021]圖5示出圖1的電涌保護系統(tǒng)，其中底座的底座外殼已經(jīng)移去。
[0022]圖6示出圖1的盒子仰視圖。
[0023]圖7示出根據(jù)示例性實施例的盒子的分解立體圖。
[0024]圖8示出根據(jù)示例性實施例的電涌保護組件。
[0025]圖9a和9b示意地和圖示地示出根據(jù)示例性實施例的電涌保護組件的電氣路徑。
[0026]圖10示出根據(jù)示例性實施例的電涌保護組件，其中MOV已移去。
[0027]圖11示出用于根據(jù)示例性實施例的電涌保護組件的線狀熔絲(wire fuse)。[0028]圖12示出用于根據(jù)示例性實施例的電涌保護組件的熱熔絲支架(thermal fusecarrier)。
[0029]圖13示出用于具有兩相電涌保護系統(tǒng)的根據(jù)示例性實施例的兩個嵌套的電涌保護組件。
[0030]圖14示出盒子的剖視圖，其顯示用于根據(jù)示例性實施例的電涌保護組件的替代的布置結(jié)構(gòu)。
[0031]圖15示出用于具有三相電涌保護系統(tǒng)的根據(jù)示例性實施例的電涌保護組件的布
置結(jié)構(gòu)。
[0032]圖16a和16b示出用于三相電涌保護系統(tǒng)的盒子和底座。
[0033]圖17示出根據(jù)另一示例性實施例的電涌保護系統(tǒng)。
[0034]圖18示出根據(jù)還有另一示例性實施例的電涌保護系統(tǒng)。
[0035]圖19和20示出形成在根據(jù)示例性實施例的盒子內(nèi)的取出特征。
[0036]圖21示出具有翻轉(zhuǎn)(flip-up)手柄的盒子，該手柄用作根據(jù)另一示例性實施例的提取特征。
[0037]圖22a和22b示出具有翻轉(zhuǎn)手柄的盒子，該手柄用于根據(jù)還有另一示例性實施例的提取特征。
[0038]圖23示出連接在一起的根據(jù)示例性實施例的兩個單相電涌保護系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0039]示例性實施例涉及可插拔的電涌保護系統(tǒng)，該系統(tǒng)可連接到負載中心或在負載中心內(nèi)，但能夠讓諸如消費者那樣的不是專業(yè)培訓(xùn)過的個人容易地更換用過的盒子，無需雇傭?qū)I(yè)電工。
[0040]轉(zhuǎn)到圖1，底座200和構(gòu)造成接納于底座200內(nèi)的盒子100形成了可插拔的電涌保護系統(tǒng)50。底座200適于安裝在電氣負載中心10內(nèi)，如圖2和3所示。這里，兩相的底座200顯示為安裝在負載中心10內(nèi)，該安裝方式很像斷路器20的安裝，底座200與負載中心10內(nèi)的母線(未示出)機械地和電氣接觸。
[0041]底座200的尺寸和形狀適于配裝在負載中心10內(nèi)的一個或多個附加的開口內(nèi)(根據(jù)可插拔的電涌保護系統(tǒng)50是單相、兩相還是三相而定)。當(dāng)負載中心10的固定面板移去時，可將底座200安裝在與斷路器20相同的覆蓋區(qū)域內(nèi)，因此，可添加到標準負載中心10內(nèi)的與斷路器20并排的擴展插槽內(nèi)。從消費者角度來看，底座200 —旦由電工安裝好之后，其基本上就是永久地留在固定面板后面，并且硬接線到負載中心10。然而，形成在底座200內(nèi)的插口 205 (圖2)通過固定面板暴露出來，無需移走固定面板或露出面板后面的接線，就可容易地更換盒子100 (圖3)。其結(jié)果，消費者可換下盒子而插上新的盒子，不需要電工來作進一步維護。換言之，盒子10可安全地移走，而底座200仍保持與負載中心10電氣接觸。
[0042]可以認識到，示例性實施例在這里是針對根據(jù)NEMA標準構(gòu)造的美國類型的負載中心來圖示和討論的，但本發(fā)明原理也適用于根據(jù)其它類型的標準和/或其它的設(shè)備實踐的其它類型的負載中心，包括使用DIN軌的負載中心。
[0043]還如圖3所示，盒子100可包括用于各相的狀態(tài)指示燈105，諸如LED燈。當(dāng)燈發(fā)亮?xí)r，該狀態(tài)指示燈105用來指示電涌保護系統(tǒng)50保持在與負載中心電氣接觸的待用的運行狀態(tài)中，和/或指示是否要更換盒子100?？晒┻x擇地是，在某些實施例中，狀態(tài)指示燈105與斷路器的觸發(fā)器(toggle)(例如，見圖20)相連，這樣，當(dāng)消費者通過掃視一下每列撥動開關(guān)來視覺上掃視跳閘的斷路器的負載中心10時，在此同時便可容易地注意到電涌保護狀態(tài)。
[0044]轉(zhuǎn)到圖4和5，底座200包括底座外殼210、多個底座觸頭220以及排擾線(drainwire)240。底座外殼210可由塑料或任何其它合適的絕緣材料構(gòu)造而成。圖4以底座200的局部剖視圖示出盒子插入之前的電涌保護系統(tǒng)50，而圖5示出盒子插入之后的電涌保護系統(tǒng)50，但其中的底座外殼210已移去。這些視圖示出了底座200內(nèi)的底座觸頭220的布置結(jié)構(gòu)，包括設(shè)計成接觸電源母線的第一陣列底座觸頭和通常通過排擾線240引向中性線或接地線的第二陣列觸頭4。
[0045]底座觸頭220可設(shè)計成在電源側(cè)使用彈簧夾，該彈簧夾以如在斷路器中目前所用的傳統(tǒng)方式與負載中心上的母線(未示出)配合。中性側(cè)的底座觸頭220可連接到排擾線240 ;排擾線240又可附連到負載中心內(nèi)的第二母線(未示出)。因此，當(dāng)盒子100插入底座200內(nèi)時，從負載中心10內(nèi)的電源母線通過電涌保護系統(tǒng)50到第二母線形成了閉合電路。
[0046]底座觸頭220還可設(shè)計成與從盒子100突出出來的盒子觸頭120配合，如其后將要詳細討論的，這些盒子觸頭120將盒子100電氣地和機械地連接到負載中心10。在某些實施例中，如圖所示，這可包括形成在底座觸頭220內(nèi)的孔230 (圖4)，用以接納盒子觸頭120。
[0047]應(yīng)該認識到，在某些實施例中，底座可以設(shè)置為在電氣的負載中心10之外的獨立的單元，并通過相線和中性線連接到負載中心，不是將底座直接連接到電源母線。還應(yīng)該認識到，盡管示例性實施例主要用于以交流電運行的負載中心上，但電涌保護系統(tǒng)50也可用在諸如逆變器那樣的使用直流電的情形中，包括有時用于諸如太陽能和風(fēng)能發(fā)電的替代能源的情形中。
[0048]底座200的尺寸可適于配合特定負載中心10內(nèi)的任何間距。典型地，底座是0.75英寸或I英寸的間距，其對應(yīng)于兩種用于根據(jù)NEMA標準的斷路器的目前標準間距尺寸。底座200可構(gòu)造成對每個間距具有相同大小的插口 205，這樣，盒子尺寸與特定負載中心內(nèi)所用的間距無關(guān)。其結(jié)果，單次更換盒子可結(jié)合多個底座尺寸使用。由于不管負載中心所使用的間距如何，也不管消費者對于這方面的理解或懂得的知識如何，更換的盒子都是合適的，所以，這可幫助消費者減少混淆困惑的可能性。
[0049]圖4和6圖示出，盒子100和底座200可包括一個或多個鍵合特征，以在盒子初始的安裝過程和其后的更換過程中確保能適當(dāng)插入。在一個實施例中，多位置或撥盤型的鍵107可用來防止不注意地形成盒子和底座的不當(dāng)組合。例如，不同的鍵位置可用來區(qū)分兩相與三相，區(qū)分不同的電壓額定值，區(qū)分與不同制造商相關(guān)的盒子或底座，或區(qū)分特定盒子和特定底座之間建立聯(lián)系的任何其它原因。例如，如果鍵107用來區(qū)分兩相和三相構(gòu)造，則倘若使用者試圖將兩相盒子插入三相底座內(nèi)，那么，鍵將會不匹配。其結(jié)果，盡管盒子100可能配裝在底座插口 205內(nèi)，此時，鍵107雖與形成在底座外殼210內(nèi)的鍵插口 207相遇，但鍵107將不會配裝到鍵插口 207內(nèi)并阻止相配。
[0050]例如，也可使用其它鍵合特征，諸如分別形成在底座200和盒子100內(nèi)的互補的導(dǎo)向肋和相關(guān)的通道(反之亦然)。這些鍵合特征對于某些實施例可以是有用的，在這些實施例中，期望通過在盒子100的單個端部處提供肋，這些肋被底座200的單個端部處的對應(yīng)通道所接納，來達到盒子100在底座200內(nèi)預(yù)定的定向。這對于防止不正確的盒子在不正確的底座內(nèi)的傾斜、扭轉(zhuǎn)或倚靠都是有用的，這可阻止底座和盒子觸頭接觸，以及在盒子插入不正確的對應(yīng)底座內(nèi)時，有助于防止束縛住或卡住。
[0051]盒子100包含對電涌保護系統(tǒng)50提供電涌保護功能的電氣部件。轉(zhuǎn)到圖7的分解立體圖，盒子100包括盒子外殼110和裝在外殼110內(nèi)的一個或多個電涌保護組件300。每個電涌保護組件300對單相的電涌保護提供電氣路徑。盒子100還可包括底座罩蓋(cap)130，用以將電涌保護組件300封閉在盒子外殼110內(nèi)。在采用多個電涌保護組件300的實施例中，底座罩蓋130可在組件插入外殼110內(nèi)之前，用來將組件定位在特定期望的定向。
[0052]轉(zhuǎn)到圖8，圖中示出單個電涌保護組件300。該電涌保護組件300包括印刷電路板(PCB)310和一個或多個電涌保護元件320，電涌保護元件320通過PCB310與盒子觸頭120電氣接觸。有利地是，盒子觸頭120可焊接或以其它方式直接附連到PCB310。盒子觸頭120是細長的，以延伸到盒子外殼110之外，以與底座200內(nèi)對應(yīng)的底座觸頭220配合，從而如上所述地實現(xiàn)機械和電氣的連接。
[0053]可使用任何類型的電涌保護元件320，該電涌保護元件320應(yīng)充分地提供所要達到的要求水平的電涌保護，選擇的類型可依據(jù)設(shè)計盒子100所要達到的特定的電涌額定值。在一個實施例中，電涌保護元件是變阻器，通常為金屬氧化物變阻器(M0V)，其在電涌保護應(yīng)用中的用途是眾所周知的。可使用的其它電涌保護元件包括氣體放電管、硅雪崩二極管以及火花隙，所有這些都是舉例而已。電涌保護組件300還可包括附連到PCB310的一個或多個熔絲元件，在某些實施例中，電涌保護組件300包括線狀熔絲330和熱熔絲340的組合作為熔絲元件。電涌保護組件300的各種元件可通過釬焊附連到PCB310，例如，用波動焊接或其它合適的方法。
[0054]圖9a和9b示意地和圖示地(分別地)示出了根據(jù)示例性實施例的電涌保護組件300的電氣路徑，該電涌保護組件300具有四個M0V320、四個線狀熔絲330和兩個熱熔絲340，它們與PCB310電氣接觸。應(yīng)該認識到，為便于圖示，PCB310上的跡線350的大小在圖9a的示意圖中已經(jīng)放大。在某些實施例中，可采用雙跡線。即，跡線350可設(shè)置在PCB310的兩側(cè)面上，以使電涌保護組件300的電涌電流容量達到最大。
[0055]仍參照圖9a和％，電流借助于盒子觸頭120中的第一個觸頭(通過底座觸頭220，當(dāng)操作時，盒子觸頭120與底座觸頭220配合)從負載中心10流入電涌保護組件內(nèi)。然后，電流并行地流過兩個熱熔絲340 (圖9b中的“TF”)。通過各個熱熔絲340的電流又并行地流過串聯(lián)的M0V320和細的線狀熔絲340 (圖9b中的“WF”)，這樣，提供了電氣路徑，其中，電流可并行地流過串聯(lián)的熱熔絲、MOV和線狀熔絲組成的四個路徑中的任何一條。借助于附連到PCB310的第二盒子觸頭120，電流從電涌保護組件300流回到負載中心10。
[0056]圖9a和9b還示出了電阻器360 (圖9b中的“電阻器”)和狀態(tài)顯示燈105 (圖9b中的“LED”)可在電涌保護組件300內(nèi)連接的方式。應(yīng)該認識到，PCB和/或附連在其上的元件的布置可反過來，而不會阻礙組件的有效性(即，從右到左橫貫圖％中所示的視圖，而不是從左到右)。
[0057]納入到電涌保護組件300內(nèi)的具體元件的類型、數(shù)量和尺寸，可根據(jù)電涌保護系統(tǒng)50所希望達到的系統(tǒng)運行電壓和總電涌保護額定值來定。圖8和9a/9b中所示的示例性實施例包括四個運行電壓為175V交流電(AC)的方形MOV，以及兩個額定值在110°C的熱熔絲。金屬細絲是鍍錫的銅絲。應(yīng)該認識到，MOV和熱熔絲的額定值以及金屬細絲的尺寸可變化為適于特定應(yīng)用的合適規(guī)格。在某些實施例中，電涌保護組件可符合于ANSI/UL1449第三版的標準，包括圖8和9a/9b中所示的實施例。如參照示例性實施例所述的使用內(nèi)部的熔化，不再需要包括附加的上游熔化，同時仍提供可反復(fù)地抵抗10 k A電涌電流的電涌保護組件。通過避免對包括上游熔化的需求，也就可除去潛在的失效模式。
[0058]盡管諸部件在圖8中顯示為特定的拓撲構(gòu)造，但應(yīng)該認識到，PCB310上諸部件形成電涌保護組件300的特定布置可以任何方式來實現(xiàn)，只要電氣路徑和布置仍達到要求的結(jié)果就可。圖14示出單相的盒子100，其具有圖8電涌保護組件300的一個替代的布置結(jié)構(gòu)，同時使用具有相同電氣路徑(即，如圖9b所示)的相同類型的部件(M0V320、線狀熔絲330以及熱熔絲340)。
[0059]圖10示出圖8的電涌保護組件300，但為了圖示和討論附連到PCB板310的熔絲元件330、340，因此沒有MOV。如圖10和11所示，線狀熔絲330是帶有兩個直腿的金屬細絲，直腿用大致光滑的弧連接，以避免出現(xiàn)尖角的彎頭。
[0060]業(yè)已確定，使用沒有直角或其它尖銳彎頭的線狀熔絲330可更好地處理電涌電流。不希望受囿于理論上的限制，可以相信，線狀熔絲在急彎頭處經(jīng)受應(yīng)變硬化，還可相信，通過如此彎頭的電涌電流的磁矩會造成這些熔絲的過早失效，并降低了電涌的性能。作用在線狀熔絲上的力可以是電涌電流的幅值和彎頭收緊程度的函數(shù)。
[0061]在某些實施例中，可提供諸如聚酰亞胺條帶(例如，KAPTON帶)那樣的絕緣止擋件335。該絕緣止擋件335可用于雙重用途:形成和保持線狀熔絲330的光滑曲率，以及確立線狀熔絲330延伸到PCB310內(nèi)的深度，以使所有線狀熔絲330呈相等的長度。
[0062]如圖10和12所示，電涌保護組件300可包括熱熔絲支架345，其用以支承熱熔絲340和將熔絲相對于PCB310保持在預(yù)定位置。熱熔絲支架345在使盒子外殼110內(nèi)的熱熔絲340達到一致的定位和定向方面是很有用的，這又可導(dǎo)致產(chǎn)品特性更加一致。使用熱熔絲支架345通過如下方式有助于制造，即，通過讓熱熔絲340的引線343預(yù)先定位，限制熱熔絲340已經(jīng)放置在PCB310上之后所發(fā)生的調(diào)整4。
[0063]如前所討論的，根據(jù)示例性實施例的盒子100可包含多個電涌保護組件300。電涌保護組件300的元件可布置成讓兩個組件300嵌套，如圖7所示，且在圖13中更加清楚可見。嵌套可使空間要求減到最小，能使兩相系統(tǒng)更好地配裝在3/4英寸間距和/或I英寸間距的底座內(nèi)。在兩個或多個電涌保護組件300存在于盒子100內(nèi)的實施例中，可使用諸如云母紙那樣的絕緣片160，提供更完全的電氣絕緣，并在電涌事件過程中減小兩個組件300之間產(chǎn)生電弧的可能性。
[0064]圖13還示出，在某些實施例中，盒子觸頭120是j型觸頭，它們在一端具有j_鉤，j_鉤設(shè)計成安置于在底座的板型底座觸頭內(nèi)形成的插槽內(nèi)。使用j型盒子觸頭120可在盒子100和底座200之間實現(xiàn)穩(wěn)固和可靠的連接，以在電涌事件過程中防止彈出，同時，在盒子100用舊過后而需要更換時，仍可容易地由消費者移去。盒子觸頭120還可包括矛狀件(lance)125，其可諸如通過沖壓在觸頭制造過程中形成。矛狀件125用作機械捕獲件，其可響應(yīng)于施加的插入力或拔出力，阻止盒子觸頭120在盒子100內(nèi)移動。[0065]轉(zhuǎn)到圖15、16a和16b，圖中示出三相的實施例，其中，結(jié)合兩個嵌套的電涌保護組件300，提供第三個電涌保護組件300 (圖15)，該電涌保護組件300類似于以上參照圖13所描述的電涌保護組件。三個組件300裝在三相盒子100內(nèi)(圖16a)，該三相盒子100被接納在三相底座200內(nèi)(圖16b)，但也可以基本上與相對于兩相盒子和底座的電涌保護系統(tǒng)50所描述的同樣方式進行操作。圖15還圖示了 M0V320和/或附連到PCB310的其它元件可以傾斜的方式，以將組件300更密地裝在盒子100內(nèi)。
[0066]應(yīng)該認識到，通過將多個單相底座組合在一起，也可構(gòu)造出兩相和三相的電涌保護系統(tǒng)50。例如，兩相的電涌保護系統(tǒng)可由兩個單相盒子100提供，各盒子分別插入兩個連接在一起的單相底座200內(nèi)。底座200可以再次連接，舉例來說，通過在如圖23中示出的示例性實施例內(nèi)所示那樣在底座之間延伸的鉚釘進行連接。
[0067]不管盒子100包含一個還是多個電涌保護組件300，在放置電涌保護組件(或多個組件)之后，仍留在盒子外殼110的容積內(nèi)的額外空間可填充有絕緣填料，以排出空氣，例如，絕緣填料是電氣級的硅石。這減小了盒子內(nèi)所含的氧氣體積，并在顯著過電壓的狀態(tài)下降低發(fā)生燃燒的幾率。硅石還在電弧和火焰事件發(fā)生時起作熄滅電弧和火焰的作用，向盒子100添加熱質(zhì)量，并在熱事件過程中起作散熱物的作用。環(huán)氧樹脂封灌材料或其它絕緣填料也可單獨使用或與硅石組合起來使用，以填充和/或密封盒子外殼。例如，封灌材料可用來將底座罩蓋130固定到外殼110。
[0068]在某些實施例中，如圖17和18所示，除了或者代替用來監(jiān)視系統(tǒng)特性的視覺指示件，電涌保護系統(tǒng)50還可包括遙控監(jiān)視裝置55。遙控監(jiān)視裝置55可將有關(guān)電涌保護系統(tǒng)50運行的信號發(fā)送到遠離負載中心的位置，在該位置，可利用信息作分析和/或其后的計劃的工作，諸如產(chǎn)生報警。來自遙控監(jiān)視裝置55的信號可通過陸上電線(諸如電話或以太網(wǎng)線)發(fā)送，或可以是WiF1、藍牙或其它無線信號。為了防止遙控監(jiān)視裝置55由于電涌事件而變得失效，該遙控監(jiān)視裝置55可包括與受電涌保護系統(tǒng)50保護的電路電氣絕緣的電路。在一個實施例中，如圖17所示，電氣絕緣可通過連接到盒子100內(nèi)的PCB310的電磁體57來實現(xiàn)，在該盒子100內(nèi)，電磁體57與底座200內(nèi)的簧片開關(guān)59連通。當(dāng)盒子100發(fā)生故障而需要更換時，盒子內(nèi)的電路開路致使電磁體57停止工作，這造成簧片開關(guān)關(guān)閉，由此致動遙控監(jiān)視裝置55。
[0069]除遙控監(jiān)視裝置55之外，圖18還示出，某些實施例可包括納入可插拔的電涌保護系統(tǒng)50內(nèi)的附加的功能性特征，諸如將斷路器20集成到底座200內(nèi)。其結(jié)果，某些示例性實施例可用來提供單個系統(tǒng)內(nèi)的過電流和過電壓保護。
[0070]如圖1和其它地方所示，盒子外殼110在其上部外表面上包括突脊或其它特征，以在操作盒子100插入或取出時，便于使用者抓持。替代地或附加地，如圖19和20所示，盒子100可設(shè)置有諸如薄片那樣的手柄180，以便于使用手指或用一對鉗子或其他類似工具從底座200中取出盒子100。如圖所示，手柄180例如可開有槽，以提供一體的工具附連特征，以與取出工具一起用于從底座拉出盒子(圖20)。
[0071]根據(jù)還有另一實施例,如圖21所示,盒子100可設(shè)置有翻起手柄(flip-uphandle)185，其在伸出位置(相對于前面盒子所示)和縮回位置(相對于后面盒子所示)之間樞轉(zhuǎn)。電氣負載中心通常包括進入門；該門可用作從固定面板起的盒子高度上的限制。在安裝和/或從底座取出以作更換的過程中，翻起手柄185可以期望地提供用以抓持盒子100的附加的表面面積。一旦盒子100已經(jīng)插入底座200內(nèi)，該手柄185便可翻下到其縮回位置，以避免與負載中心的門相干擾。
[0072]圖22a和22b示出翻起手柄185的變型，其中，凸輪187附連到手柄185，并可由手柄185致動。當(dāng)手柄185樞轉(zhuǎn)到伸出位置時，該凸輪187壓靠在底座200上。這導(dǎo)致盒子100離開底座200作略微運動，該運動足以部分地或完全地使盒子觸頭與底座觸頭脫開配合。這在拉動過程中減小了阻力，還使從底座200取出盒子100變得容易。替代地，可提供門閂，這樣，當(dāng)盒子100插入底座200內(nèi)時，隨著手柄185轉(zhuǎn)動到其下降(即，平的)位置，手柄185致動門閂，該門閂關(guān)閉而將盒子100保持在位。當(dāng)手柄185轉(zhuǎn)回到其操作(S卩，伸出)位置時，門閂被釋放，并可撤回盒子100。
[0073]盡管以上的說明書圖示和描述了示例性實施例，但本【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)的技術(shù)人員將會理解到，可作出各種變化，并可用等價物來替代元件，而不會脫離本發(fā)明的范圍。此外，可作出許多修改來改適本發(fā)明所介紹的特定情形或材料，而不會脫離本發(fā)明的基本范圍。因此，絕不意圖將本發(fā)明限制在如實施本發(fā)明所構(gòu)思的最佳實施方式中披露的特定實施例，但本發(fā)明將包括落入附后權(quán)利要求書范圍之內(nèi)的所有實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種可插拔的電涌保護盒子，包括: 外殼; 電涌保護組件，所述電涌保護組件位于所述外殼內(nèi)，并包含電涌保護元件；以及 與所述電涌保護組件電接觸的多個盒子觸頭，所述盒子觸頭構(gòu)造成與電氣負載中心內(nèi)的底座配合，并承載從負載中心經(jīng)電涌保護組件的電氣路徑流過所述電涌保護元件的電涌電流， 其中，所述盒子構(gòu)造成位于所述底座內(nèi)，使得所述盒子能從所述底座移走，而所述底座保持與所述負載中心電接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的盒子，其特征在于，所述電涌保護組件包括印刷電路板；作為所述電涌保護元件的金屬氧化物的變阻器；以及熔絲元件，所述金屬氧化物的變阻器和熔絲元件與所述印刷電路板附連和與其電接觸，以形成經(jīng)過所述電涌保護組件的電氣路徑。
3.如權(quán)利要求2所述的盒子，其特征在于，所述電涌保護組件包括熱熔絲及線狀熔絲作為熔絲元件。
4.如權(quán)利要求2所述的盒子，其特征在于，所述電涌保護組件包括安裝在所述印刷電路板上的熱熔絲支架，所述熱熔絲支架支承與所述印刷電路板電接觸的熱熔絲，以使得所述熱熔絲相對于所述印刷電路板保持在預(yù)定位置。
5.如權(quán)利要求2所述的盒子，其特征在于，所述電涌保護組件包括線狀熔絲，其中，所述線狀熔絲包括金屬細絲，所述金屬細絲構(gòu)造成由兩個直腿部構(gòu)成，所述兩個直腿部由光滑弧形部連接。`
6.如權(quán)利要求5所述的盒子，其特征在于，所述金屬細絲用絕緣帶固定在其構(gòu)造中。
7.如權(quán)利要求2所述的盒子，其特征在于，所述電涌保護組件包括安裝在所述印刷電路板上的熱熔絲支架，所述熱熔絲支架支承與所述印刷電路板電接觸的熱熔絲，使得所述熱熔絲相對于所述印刷電路板保持在預(yù)定位置，其中，所述電涌保護組件包括線狀熔絲，其中，所述線狀熔絲包括金屬細絲，所述金屬細絲構(gòu)造成由兩個直腿部構(gòu)成，所述兩個直腿部由光滑弧形部連接。
8.如權(quán)利要求1所述的盒子，其特征在于，所述電涌保護組件包括作為所述電涌保護元件的四個金屬氧化物變阻器、四個線狀熔絲以及兩個熱熔絲，它們附連到所述印刷電路板，其中，所述電氣路徑包括串聯(lián)的熱熔絲、金屬氧化物變阻器和線狀熔絲組成的多個并行路徑。
9.如權(quán)利要求1所述的盒子，其特征在于，底座罩蓋將所述電涌保護組件保持在所述外殼內(nèi)。
10.如權(quán)利要求1所述的盒子，其特征在于，所述盒子還包括位于所述外殼內(nèi)的絕緣填料。
11.如權(quán)利要求1所述的盒子，其特征在于，所述盒子包括多個電涌保護組件。
12.如權(quán)利要求11所述的盒子，其特征在于，還包括設(shè)置在多個電涌保護組件中間的絕緣板。
13.如權(quán)利要求1所述的盒子，其特征在于，所述盒子觸頭具有一端處的j_鉤，用以與對應(yīng)于所述盒子的底座構(gòu)件中的觸頭配合。
14.如權(quán)利要求1所述的盒子，其特征在于，所述盒子觸頭包括至少一個位于所述外殼內(nèi)的矛狀件，所述矛狀件構(gòu)造成阻止盒子觸頭相對于所述外殼運動。
15.如權(quán)利要求1所述的盒子，其特征在于，所述盒子還包括與所述電涌保護組件電接觸的LED，這樣，當(dāng)所述電涌保護組件運行并與所述負載中心電接觸時，所述LED被點亮。
16.如權(quán)利要求1所述的盒子，其特征在于，所述盒子是包括兩個電涌保護組件的兩相盒子。
17.如權(quán)利要求1所述的盒子，其特征在于，所述盒子包括手柄。
18.如權(quán)利要求17所述的盒子，其特征在于，所述手柄在伸出位置和縮回位置之間樞轉(zhuǎn)。
19.如權(quán)利要求18所述的盒子，其特征在于，還包括附連到手柄的凸輪，其中，所述凸輪通過手柄從縮回位置樞轉(zhuǎn)到伸出位置而被致動。
20.一種可插拔的電涌保護盒子包括: 外殼; 位于所述外殼內(nèi)的電涌保護組件，所述電涌保護組件包括印刷電路板、多個金屬氧化物變阻器、多個熱熔絲，以及多個線狀熔絲，其中，變阻器、熱熔絲和線狀熔絲與所述印刷電路板電接觸以形成電氣路徑，其中，電流在橫貫各個串聯(lián)的熱熔絲、變阻器和線狀熔絲的多個并行路徑內(nèi)流過，其中，所述熱熔絲由安裝在所述印刷電路板上的熱熔絲支架支承，使得所述熱熔絲保持在相對于所述印刷電路板的預(yù)定位置，其中，所述線狀熔絲分別包括金屬細絲，所述金屬細絲構(gòu)造成由兩個直腿部組成，所述兩個直腿部由光滑弧形部分連接； 與所述電涌保護組件電接觸的多個盒子觸頭，所述盒子觸頭在一端處具有j_鉤，用以與電氣負載中心內(nèi)的對應(yīng)底座配合，并承載從負載中心經(jīng)所述電涌保護組件的電氣路徑的電涌電流，所述盒子觸頭還包括位于所述外殼內(nèi)的矛狀件，所述矛狀件構(gòu)造成阻止所述盒子觸頭相對于所述外殼運動；以及位于所述外殼內(nèi)的絕緣填料， 其中，所述盒子構(gòu)造成位于底座內(nèi)，使得所述盒子從底座移走，而所述底座仍保持與負載中心電接觸。
21.一種電涌保護系統(tǒng)包括: 底座，所述底座構(gòu)造成附連到電氣負載中心的母線，并與所述母線電氣接觸，所述底座具有形成在其內(nèi)的插口 ；以及 包含電涌保護組件的盒子，所述電涌保護組件具有電涌保護元件，所述盒子構(gòu)造成被接納在底座插口內(nèi)，以使得所述盒子與所述底座機械地和電氣地接觸，所述盒子還通過所述底座與負載中心電接觸，以使得通過負載中心的電涌電流流過安裝在所述盒子內(nèi)的所述電涌保護元件， 其中，所述盒子能從所述底座移走，而所述底座仍保持與負載中心電接觸。
22.如權(quán)利要求21所述的電涌保護系統(tǒng)，其特征在于，還包括遠程監(jiān)視裝置。
23.如權(quán)利要求22所述的電涌保護系統(tǒng)，其特征在于，所述遠程監(jiān)視裝置受包括簧片開關(guān)和電磁體的電路來控制。
24.如權(quán)利要求21所述的電涌保護系統(tǒng)，其特征在于，所述底座和盒子具有對應(yīng)的鍵合機構(gòu)，因而，當(dāng)對應(yīng)的鍵合機構(gòu)對準時，所述底座和盒子機械地和電氣地接觸。
25.—種可插拔的電涌保護底座,包括:底座外殼，所述底座外殼具有形成在其內(nèi)的插口，用以接納電涌保護盒子，并適于配裝在負載中心的擴展插槽內(nèi)； 位于所述底座外殼內(nèi)的第一陣列的一個或多個底座觸頭，以適于附連到電氣負載中心的一個或多個母線，并與所述電涌保護盒子的第一盒子觸頭配合；以及 位于底座外殼內(nèi)的第二陣列的一個或多個底座觸頭，以適于與所述電涌保護盒子的第二盒子觸頭配合，第二陣列的底座觸頭通過排擾線與負載中心電接觸。
26.如權(quán)利要求25所述的底座，其特征在于，所述底座外殼適于裝在所述負載中心的0.75英寸間距或1.0英寸間距的擴展插槽內(nèi)。
27.如權(quán)利要求26所述的底座，其特征在于，所述底座插口尺寸不隨間距尺寸改變。
28.如權(quán)利要求25所述的底座，其特征在于，所述底座選自以下組:單相底座、兩相底座和三相底座。
29.如權(quán)利要求25所述的底座，其特征在于，所述底座還包括斷路器。
30.一種制造電涌保護組件的方法，所述方法包括構(gòu)造電涌保護電路，所述電路含有至少一個線狀熔絲，其中，線狀熔絲布置在預(yù)定的幾何形狀內(nèi)，利用絕緣材料來保持所述幾何形狀，所述絕緣材料還限定所述線狀熔絲在所述電涌保護組件的電路板內(nèi)所伸入的預(yù)定深度。`
【文檔編號】H01T4/06GK103503255SQ201180066938
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年2月10日
【發(fā)明者】B·J·吉萊斯皮, C·J·勞芭什, R·D·莫澤, D·M·麥克萊倫, S·K·米茨凱維奇 申請人:鳳凰通訊發(fā)展及制造股份有限公司