電路保護(hù)裝置制造方法
【專利摘要】用以抑制在一用電電路中的電壓突波的一電壓抑制裝置，該裝置包括在一管狀套筒內(nèi)的一壓敏元件，此壓敏元件具有一第一表面和一第二表面以及橫跨此第一和第二表面的一默認(rèn)電壓額定值，且隨著橫跨此第一和第二表面所施以的電壓超過此電壓額定值，此壓敏元件亦增溫。
【專利說明】電路保護(hù)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明廣泛涉及電路保護(hù)裝置，尤其是涉及抑制瞬時(shí)電流/電壓突波的一裝置。【背景技術(shù)】
[0002]許多現(xiàn)今高敏感電子元件，諸如用于商業(yè)或是居家應(yīng)用的計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)相關(guān)設(shè)備，均包含瞬時(shí)電壓突波抑制(TVSS, transient voltage surge suppression)裝置。此些裝置保護(hù)敏感且/或昂貴的電子電路和元件免于來自過電壓故障狀況的損害。此類瞬時(shí)電壓突波抑制系統(tǒng)一般是為了在正常使用下所預(yù)期的溫和故障狀況而設(shè)計(jì)。在這個(gè)方面，此類系統(tǒng)是設(shè)計(jì)來抑制相對(duì)輕微的故障狀況，而非設(shè)計(jì)來防止嚴(yán)重的過電壓狀況。嚴(yán)重的過電壓狀況的例子包括可能發(fā)生自系統(tǒng)中性或是接地端的喪失，或是發(fā)生自如同來自電擊的反復(fù)電流脈沖的那些例子。此類嚴(yán)重的過電壓狀況可對(duì)敏感的電子電路和元件造成災(zāi)難性的影響。為了避免此類故障狀況影響和損害電子電路、元件以及設(shè)備，利用較大的電壓突波抑制裝置已為人所習(xí)知。一般將這些裝置部署在一建筑物的新進(jìn)用電的伺服電力線路，或是部署在一建筑物的配電網(wǎng)之內(nèi)，以控制在通往此建筑物的用電線路中，或是在通往此建筑物的特定樓層的用電線路中的電力突波。此類電壓突波抑制裝置一般包括并聯(lián)于一伺服電力線路和一接地或是中性線路之間，或是并聯(lián)于一中性線路和一接地線路之間的多個(gè)金屬氧化物變阻器(Metal-Oxide Varistors, MOVs)。
[0003]金屬氧化物變阻器是由包含氧化鋅顆粒和一復(fù)合非晶質(zhì)粒間材料之類陶瓷材料所制成的非線性電子裝置。在寬廣的電流范圍內(nèi)，其電壓維持在通常稱作變阻器電壓的一窄帶之內(nèi)。以伏特為單位的瞬間電壓對(duì)上以安培為單位的瞬間電流的一雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖產(chǎn)生近乎水平的一條線。正是此種獨(dú)特的電流-電壓特性使得金屬氧化物變阻器成為用于敏感電子電路的保護(hù)以防御用電突波、過電壓、故障或是短路的理想裝置。
[0004]當(dāng)暴露于超過其電壓值的電壓時(shí)，金屬氧化物變阻器變成吸收和散逸與過電壓相關(guān)的能量的高度導(dǎo)電裝置，并同步將傾瀉電流限于一中性線路或是接地面。若一過電壓狀況未中斷，則此些金屬氧化物變阻器將持續(xù)過熱，最終則災(zāi)難性地失效，亦即破裂或是爆炸。此類災(zāi)難性失效可能摧毀此敏感的電子設(shè)備和鄰近此些金屬氧化物變阻器的元件。在配電系統(tǒng)中的用電設(shè)備和元件的損毀可長期打斷通往建筑物和樓層的電力直到更換或是修理此類元件為止。更有甚者，在一突波抑制系統(tǒng)中的金屬氧化物變阻器的失效可使此故障狀況影響此系統(tǒng)所欲保護(hù)的此敏感電子設(shè)備。
[0005]在命名為電路保護(hù)裝置并授予Martenson等人的美國專利編號(hào)6，040，971中，揭露了用于保護(hù)在一突波抑制系統(tǒng)中的一金屬氧化物變阻器陣列的一電壓抑制裝置。此裝置可確實(shí)脫機(jī)斷絕整個(gè)金屬氧化物變阻器陣列倘若一電壓突波到達(dá)在此陣列中的一個(gè)或是多個(gè)金屬氧化物變阻器可能災(zāi)難性地失效的程度。在此經(jīng)揭露的裝置和系統(tǒng)中，將一觸發(fā)用金屬氧化物變阻器設(shè)計(jì)成具有比任何在此陣列中的金屬氧化物變阻器都還要低的電壓額定值。因此，此整個(gè)陣列將會(huì)脫機(jī)斷絕倘若一突波狀況超過此觸發(fā)用金屬氧化物變阻器的電壓額定值。然而，在一些情況下可能希望維持金屬氧化物變阻器陣列的作用且僅在那些金屬氧化物變阻器感測(cè)到超過那個(gè)特定金屬氧化物變阻器的電壓額定值的一電壓突波時(shí)才脫機(jī)斷絕。
[0006]授予Mosesian等人的美國專利編號(hào)6，256，183揭露一電路保護(hù)裝置，當(dāng)在此裝置中的一金屬氧化物變阻器感測(cè)到超過此金屬氧化物變阻器的電壓額定值的一電壓突波時(shí)，此電路保護(hù)裝置即脫機(jī)斷絕。前述兩個(gè)裝置都是設(shè)計(jì)用來連接于一伺服線路和一接地線路或是中性線路之間，或是連接于一中性線路和一接地線路之間。
[0007]本發(fā)明提供合并在一管狀套筒之內(nèi)的一電路保護(hù)裝置和一瞬時(shí)電壓突波抑制系統(tǒng)，用以在保護(hù)一用電系統(tǒng)免于歸因于沿著此類線路的過多過電壓狀況或是反復(fù)故障狀況的災(zāi)難性故障中使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]按照本發(fā)明的一優(yōu)選的具體實(shí)施例，提供一可自由更換的電壓抑制裝置用以抑制在一用電電路中的電壓突波。此裝置包括由一電性絕緣材料所組成的一管狀套筒。一第一導(dǎo)電元件依附于此管狀套筒的一第一末端。一第二導(dǎo)電元件依附于此管狀套筒的一第二末端。一壓敏元件配置在此管狀套筒之中。此壓敏元件具有一第一表面和一第二表面以及橫跨此第一和第二表面的一默認(rèn)電壓額定值。隨著橫跨此第一和第二表面所施以的電壓超過此電壓額定值，此壓敏元件亦增溫。一第一終端電性連接至此壓敏元件的此第一表面并連接至此第一導(dǎo)電元件。一熱元件電性連接至此壓敏元件的此第二表面。此熱元件在室溫下為一電性導(dǎo)電固體并具有一默認(rèn)軟化溫度。一第二終端電性連接至此第二導(dǎo)電元件。此第二終端具有與此壓敏元件的此第二表面電性相連的一接觸部。此壓敏元件感測(cè)介在此第一導(dǎo)電元件和此第二導(dǎo)電元件之間的一壓降。此第二終端通過此熱元件與此壓敏元件維持在電性接觸之中并從此處偏離,其中若通過此壓敏元件所感測(cè)到的一過電壓狀況超過此壓敏元件的此電壓額定值并使此壓敏元件加熱此熱元件至超出它的軟化點(diǎn)，則此第二終端從與此壓敏元件的電性接觸之處移開而中斷此用電電流路徑。當(dāng)此第二終端從與此壓敏元件的電性接觸之處搬移時(shí)，一電弧遮屏可從一第一狀態(tài)移動(dòng)至一第二狀態(tài)，且在此第一狀態(tài)中此電弧遮屏允許介在此第二終端的此接觸部和此壓敏元件之間的接觸，而在此第二狀態(tài)中將此電弧遮屏配置在此第二終端的此接觸部和此壓敏元件之間。
[0009]按照本發(fā)明的另一方面，提供用以抑制在一用電電路中的電壓突波的一電壓抑制裝置。此裝置包括一電性絕緣材料所組成的一管狀套筒。一第一導(dǎo)電元件依附于此管狀套筒的一第一末端。一第二導(dǎo)電兀件依附于此管狀套筒的一第二末端。提供具有一默認(rèn)電壓額定值的一壓敏元件。隨著橫跨此壓敏元件所施以的電壓超過此電壓額定值，此壓敏元件亦增溫。終端是為了電性連接介在此第一導(dǎo)電元件和此第二導(dǎo)電元件之間的此壓敏元件而配備。一常態(tài)地關(guān)閉的熱開關(guān)包括此些終端之一的一個(gè)末端、此壓敏元件的一表面以及一熱元件。此些終端之一的此一個(gè)末端通過此熱元件與此壓敏元件的此表面維持在電性接觸之中。此熱開關(guān)在此些導(dǎo)電元件之一和此壓敏元件之間與此壓敏元件電性串聯(lián)。此熱開關(guān)熱耦合至此壓敏元件，且其中當(dāng)此壓敏元件的溫度達(dá)到使此熱元件軟化的一程度時(shí)，此些終端之一從一常態(tài)地關(guān)閉的狀態(tài)移至一開啟的狀態(tài)，且在此關(guān)閉的狀態(tài)中此些終端之一與此壓敏元件的此表面維持在電性接觸中，而在此開啟的狀態(tài)中此些終端之一自與此壓敏元件的此表面的電性接觸移出以形成介在此些終端之一和此壓敏元件之間的一間隙。此些終端之一包括一接觸部和從此接觸部延伸而出的一第二部。當(dāng)此些終端之一移至一開啟的狀態(tài)時(shí)，一非導(dǎo)電性的障礙物可確實(shí)移入至此間隙。此非導(dǎo)電性的障礙物避免線路電壓突波在此些終端之一和此壓敏元件之間形成電弧。此些終端之一的此第二部擴(kuò)展到至少此非導(dǎo)電性的障礙物的一部分的上方并彎向此熱元件以便通過此熱元件將此接觸部抓住直到此熱元件開始軟化為止。此非導(dǎo)電性的障礙物是偏向此熱元件的，但是卻在與此接觸部相間隔開的一特定位置上通過與此些終端之一的此第二部的接觸來拘束此非導(dǎo)電性的障礙物移向此熱元件，直到此熱元件開始軟化為止。
[0010]按照本發(fā)明的另一方面，提供一電壓抑制裝置用以抑制在一用電電路中的電壓突波。此裝置包含由一電性絕緣材料所組成的一管狀套筒。一第一導(dǎo)電元件依附于此管狀套筒的一第一末端。一第二導(dǎo)電元件依附于此管狀套筒的一第二末端。一壓敏元件配置在此管狀套筒之中。此壓敏元件具有一第一表面和一第二表面以及橫跨此第一和第二表面的一默認(rèn)電壓額定值。隨著橫跨此第一和第二表面所施以的電壓超過此電壓額定值時(shí)，此壓敏元件亦增溫。一第一終端電性連接至此壓敏元件的此第一表面以及此第一導(dǎo)電元件。一熱元件電性連接至此壓敏元件的此第二表面。此熱元件在室溫下為一電性導(dǎo)電固體并具有一默認(rèn)軟化溫度。一第二終端由一彈力金屬所組成，此彈力金屬具有與此壓敏元件的此第二表面電性連接的一個(gè)末端以及連接至此第二導(dǎo)電元件的另一個(gè)末端。此壓敏元件感測(cè)介在此第一導(dǎo)電元件和此第二導(dǎo)電元件之間的一壓降。通過此熱元件將此第二終端從一常態(tài)且未受拘束的形態(tài)彎曲至與此壓敏元件維持在接觸之中。此第二終端本身自然是會(huì)從此壓敏元件偏離而朝向此常態(tài)且未受拘束的形態(tài)，其中若通過此壓敏元件所感測(cè)到的一過電壓狀況超過此壓敏元件的此電壓額定值并使此壓敏元件加熱此熱元件至超出它的軟化點(diǎn)，則此第二終端從與此壓敏元件的電性接觸之處彈開，且以此軟化并中斷此用電電流路徑。當(dāng)此第二終端從與此壓敏元件的電性接觸之處搬移時(shí)，一電弧遮屏可從一第一狀態(tài)移動(dòng)至一第二狀態(tài)，且在此第一狀態(tài)中此電弧遮屏允許介在此第二終端和此壓敏元件之間的接觸，而在此第二狀態(tài)中將此電弧遮屏配置在此第二終端和此壓敏元件之間。此第二終端具有用以制造與此熱元件的電性接觸的一接觸部和一第二部。此第二部貫穿此電弧遮屏的路徑并攔阻此電弧遮屏的移動(dòng)直到此熱元件達(dá)到它的軟化點(diǎn)為止。
[0011]提供一電路保護(hù)裝置以保護(hù)敏感電路元件和系統(tǒng)免于電流和電壓突波為本發(fā)明的一優(yōu)勢(shì)。
[0012]提供如上所述的一電路保護(hù)裝置以預(yù)防在一電路之內(nèi)的一瞬時(shí)電壓突波抑制系統(tǒng)的災(zāi)難性失效為本發(fā)明的另一優(yōu)勢(shì)，而此災(zāi)難性失效可能發(fā)生自反復(fù)的電流故障或是發(fā)生自過量部分的一單一故障。
[0013]本發(fā)明的再一優(yōu)勢(shì)是提供包括一電流抑制裝置和一電壓抑制裝置而如上所述的一電路保護(hù)裝置。
[0014]本發(fā)明的另一優(yōu)勢(shì)是提供用以保護(hù)具有金屬氧化物變阻器的一瞬時(shí)電壓突波抑制系統(tǒng)而如上所述的一電路保護(hù)裝置。
[0015]本發(fā)明的尚一優(yōu)勢(shì)是提供包括作為一中斷電路裝置的一金屬氧化物變阻器而如上所述的一電路保護(hù)裝置。
[0016]本發(fā)明的尚一優(yōu)勢(shì)是提供在設(shè)計(jì)上是模塊化且在一電路線路中是易于更換而如上所述的一電路保護(hù)裝置。[0017]從以下本發(fā)明一優(yōu)選具體實(shí)施例的說明連帶圖示一同視之將使得這些和其他優(yōu)勢(shì)變得更加明顯。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]此發(fā)明可于某些零件或是零件的配置中采用實(shí)體型式，將其一優(yōu)選的具體實(shí)施例于此說明書中來詳述之并在于此形成說明書的一部分的圖標(biāo)中來圖標(biāo)闡明之，而其中:
[0019]圖1為一熔絲座的一局部剖面且側(cè)面的正視圖，此熔絲座展示一管狀且局部插在其中的電路保護(hù)裝置。
[0020]圖2為根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選具體實(shí)施例的一電路保護(hù)裝置的一透視圖，展示將此電路保護(hù)裝置架設(shè)在一由德國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)所制定的導(dǎo)軌式熔絲座之中；
[0021]圖3為展示于圖2中的此電路保護(hù)裝置的一橫剖面視圖，展示在一常態(tài)運(yùn)作狀況中的此裝置；
[0022]圖4為展示于圖2中的此電路保護(hù)裝置的一橫剖面視圖，展示通過一故障狀況而引發(fā)啟動(dòng)后的此裝置；
[0023]圖5為此電路保護(hù)裝置的一經(jīng)分解拆開且為透視畫法的視圖，此電路保護(hù)裝置展示于圖2中；
[0024]圖6為沿著圖3的剖面線6-6所截取的一橫剖面視圖；
[0025]圖7為一兩件式金屬氧化物變阻器元件的一透視圖，此元件根據(jù)本發(fā)明的另一具體實(shí)施例；
[0026]圖8為具有一“跳脫后已遮斷電路”的指示器的一電路保護(hù)裝置的一橫剖面視圖，其圖示闡明本發(fā)明的另一具體實(shí)施例；以及
[0027]圖9為展示圖8的此電路保護(hù)裝置并展示此裝置在一“跳脫后已遮斷電路”的狀況中的一橫剖面視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]現(xiàn)在參照此些圖示，而其中此些展現(xiàn)圖是為了圖示闡明此發(fā)明的一優(yōu)選具體實(shí)施例的目的而已且非為了限制此發(fā)明的目的，圖1，根據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選具體實(shí)施例，展示在一傳統(tǒng)熔絲座12之中的一電路保護(hù)裝置10。熔絲座12，自己本身，雖未形成本發(fā)明的一部分，但仍應(yīng)簡短描述以圖標(biāo)闡明一電路保護(hù)裝置10的使用的一優(yōu)選方式。
[0029]熔絲座12包括具有沿著其下表面所形成的腳部14a、14b的一模塑聚合物外殼14。腳部14a、14b是設(shè)計(jì)來允許外殼14，以彈力扣鎖型式，依附至一架設(shè)用導(dǎo)軌(未展示)，其中形成一用電電路的一部分的相間隔開的導(dǎo)線(未展示)與相間隔開的成對(duì)接觸片24涉及電性接觸。將一接納器16通過一軸銷17樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)式地架設(shè)至外殼14。接納器16包括為了接納一圓柱形熔絲(未展示)或是根據(jù)本發(fā)明接納一電路保護(hù)裝置10而形成其尺寸的一狹長插槽16a。
[0030]接納器16可樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)式地移至外殼14并可在一開啟的狀態(tài)，如于圖1中所展示，和一關(guān)閉的狀態(tài)間移動(dòng)，當(dāng)進(jìn)一步閱讀本說明書而將更加理解的是，在關(guān)閉的狀態(tài)時(shí)一熔絲或是電路保護(hù)裝置10的此些末端與接觸片24是處在電性接觸之中。
[0031]在圖2中，所展示的是將電路保護(hù)裝置10架設(shè)至具有一基底22和相間隔開的成對(duì)接觸片24的一沿襲由德國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)所制定的導(dǎo)軌式熔絲支架20。
[0032]電路保護(hù)裝置10普遍包括定義出一內(nèi)部膛孔或是腔室34的一管狀且絕緣的套筒32。膛孔或是腔室34軸向貫穿套筒32。在所展示的此具體實(shí)施例中，套筒32具有一圓柱外形并定義出一圓柱形且在內(nèi)部的腔室34。套筒32具有一預(yù)設(shè)壁厚。在所展示的此具體實(shí)施例中，圓柱形管狀套筒32定義出一圓柱形外部表面36。為了具有厚度遭受縮減的兩個(gè)明確壁面區(qū)域38而形成套筒32的此些遠(yuǎn)側(cè)末端。在套筒32的外部表面36中切削出環(huán)狀溝壑或是深凹處42，正如在圖5中所能清楚觀察到的。將這些環(huán)狀溝壑或是深凹處42從橫截面遭受縮減的壁面區(qū)域38隔開。
[0033]配置在此套筒之內(nèi)的是一壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52，其具有一面朝外的第一表面52a以及一面朝內(nèi)的第二表面52b。在所展示的此具體實(shí)施例中，此壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52在外形上為管狀，其中此壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52的此圓柱形外部表面定義出第一表面52a而壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52的此圓柱形內(nèi)部表面定義出第二表面52b。壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52為了配合安裝在套筒32之內(nèi)而形成其尺寸。如同以下將更詳加描述的是，壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52具有略短于套筒32的此軸長的一軸長。
[0034]按照本發(fā)明，壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52，正如其名所意指，是易于感受電壓的且當(dāng)橫跨此裝置所施以的一電壓超過一默認(rèn)電壓時(shí)，確實(shí)會(huì)變熱。按照本發(fā)明，壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52優(yōu)選地包括一金屬氧化物變阻器(Metal-OxideVaristor, MOV)。
[0035]作為【背景技術(shù)】而言，金屬氧化物變阻器(Metal-Oxide Varistors, MOVs)主要包括燒結(jié)在一起的氧化鋅顆粒。在所展示的此具體實(shí)施例中，此些氧化鋅顆粒燒結(jié)在一起以形成一圓柱形管狀物。氧化鋅，作為一固體，是一高度導(dǎo)電的材料。然而，微小的空氣間隙或是晶界存在于一金屬氧化物變阻器之中的此些經(jīng)燒結(jié)的氧化鋅顆粒之間，而且這些空氣間隙和晶界在低電壓時(shí)阻止電流流動(dòng)。在較高電壓時(shí)，介在此些氧化鋅顆粒之間的此些間隙和交界并未廣闊到足以攔阻電流流動(dòng)，且因此此金屬氧化物變阻器變成一高度導(dǎo)電性的元件。這個(gè)電傳導(dǎo)，終究，在此金屬氧化物變阻器之中產(chǎn)生顯著熱能。一般通過一“標(biāo)稱電壓”來歸類并識(shí)別金屬氧化物變阻器。一金屬氧化物變阻器的此標(biāo)稱電壓，一般以VN(DC)來標(biāo)識(shí)，為此裝置從一“關(guān)閉的狀態(tài)”(亦即，此金屬氧化物變阻器普遍為非導(dǎo)電性)改變而進(jìn)入其運(yùn)作的導(dǎo)電模式的電壓。重要的是，在此I毫安的點(diǎn)上描述這個(gè)電壓的特性并經(jīng)指定最低和最高電壓等級(jí)，從此以后分別將其以Vmin和Vmax來指稱。作為例子而非限定來說，具有200伏特的一標(biāo)稱變阻器電壓，VN(D。)，的一金屬氧化物變阻器(MOV)可能實(shí)際上于介在184伏特的一最低電壓，Vmin，和228伏特的一最高電壓，Vmax，之間的一電壓之下呈現(xiàn)從其普遍非導(dǎo)電到其導(dǎo)電的狀態(tài)的一改變。對(duì)于一額定后標(biāo)稱電壓VN(D。)的一金屬氧化物變阻器而言這個(gè)操作電壓的變動(dòng)范圍為此裝置的本質(zhì)特性的自然結(jié)果。在這個(gè)方面，一金屬氧化物變阻器的實(shí)際電壓值基本上取決于此金屬氧化物變阻器的厚度并取決于配置在此兩個(gè)電極表面之間的此些氧化鋅顆粒的數(shù)量和尺寸。目前，由于金屬氧化物變阻器(MOVs)的結(jié)構(gòu)和成分的關(guān)系，要制造具有相同的運(yùn)作特性的一致裝置簡單來說是不可能的。
[0036]因此，盡管電路保護(hù)裝置10的壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52優(yōu)選地具有在I毫安之下的一經(jīng)額定的“標(biāo)稱電壓” VN(D。)，此金屬氧化物變阻器和所有其他金屬氧化物變阻器從一非導(dǎo)電中的狀態(tài)改變至一導(dǎo)電中狀態(tài)的實(shí)際電壓可能在屬于此額定后標(biāo)稱電壓值的一 Vmin和一 Vmax之間變動(dòng)。在本發(fā)明的情況下，如同以下將更詳加討論的是，此所選的金屬氧化物變阻器的此最低電壓Vmin是重要的。
[0037]為了與壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52的第二表面52b處在電性接觸之中而提供一第二導(dǎo)電襯套72。在所展示的此具體實(shí)施例中，第二導(dǎo)電襯套72在外形上是管狀且是為了受安置后可與壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52的此面朝內(nèi)的第二表面52b鄰接并處在接觸之中而形成其尺寸。如此形成第二導(dǎo)電襯套72的尺寸以致于至少第二導(dǎo)電襯套72的一部分沿著壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52的中央部分伸展。在所展示的此具體實(shí)施例中，第二導(dǎo)電襯套72在外形上是圓柱形且具有至少等同于壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52的長度的一長度。
[0038]配置一第一導(dǎo)電襯套62在壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52的第一表面52a之上。在所展示的此具體實(shí)施例中，第一導(dǎo)電襯套62包括由一導(dǎo)電的材料，諸如金屬，所組成的一管狀元件。在一優(yōu)選的具體實(shí)施例之中，第一導(dǎo)電襯套62是由銅所組成。在所展示的此具體實(shí)施例中，第一導(dǎo)電襯套62具有實(shí)質(zhì)上等同于壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52的長度的一長度。第一導(dǎo)電襯套62具有為了緊配壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52的外徑而如此形成其尺寸的一內(nèi)徑以致于當(dāng)安置第一導(dǎo)電襯套62在壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52上面時(shí),第一導(dǎo)電襯套62的內(nèi)部表面與壓敏兀件(金屬氧化物變阻器)52的第一表面52a是處在電性接觸之中。電性連接一第一終端64至第一導(dǎo)電襯套62。在所展示的此具體實(shí)施例中，第一終端64普遍是馬蹄形。第一終端64為了交迭在套筒32的一個(gè)末端之上而形成其尺寸，正如在圖3和4中所能清楚觀察到的，以電性連接至第一導(dǎo)電襯套62的馬蹄形第一終端64的一腳部64a的方式和以平行地重迭覆蓋并延伸于套筒32的外部表面的另一個(gè)腳部64b的方式。正如在圖3和4中所圖示闡明的，將腳部64b配置在套筒32的末端而與壁面區(qū)域38鄰接，且其中套筒32于此的壁面厚度是縮減厚度的。朝腳部64b稍微地向內(nèi)彎曲馬蹄形第一終端64的腳部64a以定義出稍微寬于壁面區(qū)域38的厚度的一端部稍微地向外展開或是加寬的基部64c。
[0039]現(xiàn)在參照?qǐng)D5，一第二終端74包括一基部76和一臂部78。在所展示的此具體實(shí)施例中，基部76具有一扁平且類似圓盤的形態(tài)而臂部78具有一狹長、扁平且類似長方條的形態(tài)。在一常態(tài)的形態(tài)中，臂部78普遍陡立于基部76而延伸?；?6和臂部78是優(yōu)選地由一剛硬的、電性傳導(dǎo)的、扁平且類似盤或是類似板的材料所整體構(gòu)成。在一優(yōu)選的具體實(shí)施例中，第二終端74，亦即，基部76和臂部78，是由一銅盤所構(gòu)成。構(gòu)成基部76和臂部78的此類似盤的材料優(yōu)選地具有如此一厚度以致于臂部78雖是剛硬的，但臂部78的自由末端卻可用以下將更詳加描述的一方式相對(duì)于基部76而移動(dòng)，亦即，陡然向下彎曲。
[0040]基部76具有大致等同于套筒32的直徑的一直徑，而臂部78具有當(dāng)裝配電路保護(hù)裝置10時(shí)，其自由末端是設(shè)置在瀕臨套筒32的軸中心的一長度。
[0041]如于此圖示中所展示，在臂部78中瀕臨其自由末端處形成一彎曲82。如同以下將更詳加描述的是，為了與第二導(dǎo)電襯套72的內(nèi)部表面形成一電性接觸彎曲82定義出一接觸點(diǎn)82a。
[0042]正如在圖3和4中所能清楚觀察到的，將第一導(dǎo)電襯套62的外部表面伏貼地配置倚靠于套筒32的內(nèi)部表面,而連帶第一和第二導(dǎo)電襯套62、72在內(nèi)的壓敏兀件(金屬氧化物變阻器)52隨之形成其尺寸以將其自身配置于套筒32之內(nèi)。如于此些圖示中所展示，在所展示的此具體實(shí)施例中，壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52以及第一和第二導(dǎo)電襯套62、72具有稍微短于套筒32的長度的一長度。馬蹄形的第一終端64形成其尺寸以交迭在套筒32的一個(gè)末端之上，用沿著套筒32的外部表面配置腳部64b的方式。第二終端74為了插入套筒32的另一個(gè)末端而形成其尺寸。
[0043]為了隱藏在套筒32之內(nèi)的第一和第二終端而在套筒32的遠(yuǎn)側(cè)末端之上配備末端保護(hù)蓋92、94。各末端保護(hù)蓋92、94為了封裝套筒32的一個(gè)末端而形成其尺寸。在這個(gè)方面，各末端保護(hù)蓋92、94均是杯形的且具有一圓形底壁部96和一圓柱形側(cè)壁部98。通過掐壓側(cè)壁部98的開啟的末端到套筒32上來附加末端保護(hù)蓋92、94至套筒32上。正如在圖3和4中所能清楚觀察到的，末端保護(hù)蓋92、94的側(cè)壁部98的開放末端受到如此掐壓，以致于迫使各末端保護(hù)蓋92、94的側(cè)壁部98的自由邊緣進(jìn)入到在套筒32的外部表面36上所形成的一環(huán)狀深凹處42之內(nèi)。
[0044]正如在圖3中所能清楚觀察到的，將馬蹄形的第一終端64的腳部64b如此關(guān)押在套筒32的壁面區(qū)域38和末端保護(hù)蓋92的側(cè)壁部98之間，以致于第一終端64的腳部64b與金屬的末端保護(hù)蓋92是處在電性接觸之中。在這個(gè)方面，末端保護(hù)蓋92是經(jīng)由第一終端64和第一導(dǎo)電襯套62而與壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52的第一表面52a處在電性接觸之中。在末端保護(hù)蓋92的內(nèi)配置一第一絕緣圓片112。如于此圖示中所展示，形成第一絕緣圓片112的尺寸以將其自身配置在底壁部96的內(nèi)部表面之上。第一絕緣圓片112是由一電性絕緣材料所組成且基本上是備以確保末端保護(hù)蓋92與第二導(dǎo)電襯套72是電性隔絕的。
[0045]正如在圖4中所能清楚觀察到的，擴(kuò)大馬蹄形的第一終端64的基部64c以便不但保障壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52的末端，而且保障沿著與套筒32的末端相間隔的壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52的內(nèi)部表面所配置的第二導(dǎo)電襯套72。換句話說，壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52和第二導(dǎo)電襯套72的此些末端與在所展示的此具體實(shí)施例中的第一絕緣圓片112相間隔。
[0046]第二終端74的圓形基部76為了配合安裝在末端保護(hù)蓋94之內(nèi)而形成其尺寸，以將基部76配置倚靠于末端保護(hù)蓋94的底壁部96，且與其處在電性接觸之中的方式。
[0047]一第二絕緣圓片114，由一絕緣材料所構(gòu)成，是備以安置在末端保護(hù)蓋94之內(nèi)。第二絕緣圓片114是具有為了配合安裝在末端保護(hù)蓋94之內(nèi)而形成其尺寸的一圓形外部邊緣的一扁平圓片。在第二絕緣圓片114的中心形成一孔或是洞116。孔116為了容許第二終端74的臂部78貫穿此處而形成其尺寸。在這個(gè)方面，第二絕緣圓片114是設(shè)計(jì)用來將之安置于與套筒32、壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52以及第一和第二導(dǎo)電襯套62、72的此些末端相毗連的位置。第二絕緣圓片114，實(shí)質(zhì)上，將第一和第二導(dǎo)電襯套62、72的此些末端與末端保護(hù)蓋94的底壁部96相隔絕。將第二終端74的基部76限制在第二絕緣圓片114和末端保護(hù)蓋94的底壁部96之間，正如在圖3和4中所能清楚觀察到的。
[0048]當(dāng)?shù)诙K端74最初與套筒32裝配時(shí)，第二終端74的臂部78軸向地延伸進(jìn)入到定義于套筒32里的膛孔或是腔室34之內(nèi)。正如在圖3和4中所能清楚觀察到的，稍微彎曲第二終端74的臂部78的自由末端以定義出一偏移部。設(shè)計(jì)第二終端74的臂部78以從它的常態(tài)的第一狀態(tài)(如于圖4中所展示)移置，亦即，迫使其到一第二狀態(tài)，在此第二狀態(tài)中彎曲82，是于臂部78中所形成的，與第二導(dǎo)電襯套72的內(nèi)部表面進(jìn)入到電性接觸中的狀態(tài)。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，將第二終端74的狹長臂部78約束在通過一熱元件122而與第二導(dǎo)電襯套72的內(nèi)部表面處在電性接觸中的此第二狀態(tài)(展示于圖3中)。在一優(yōu)選的具體實(shí)施例中，熱元件122為具有一相對(duì)低的軟化溫度或是熔化溫度的一焊接材料?？赡苁褂靡坏腿刍瘻囟鹊慕饘俸辖鸹蚴蔷哂幸坏蛙浕瘻囟鹊囊痪酆衔?。熱元件122在室溫下(25°C )優(yōu)選地為一固體且直到大約35°C的一溫度仍為一固體。優(yōu)選地，熱元件122具有介在大約70°C和140°C之間的一熔化溫度或是一軟化溫度，且更優(yōu)選地，具有介在90°C和大約100°C之間的一熔化溫度或是軟化溫度。
[0050]當(dāng)依附于第二導(dǎo)電襯套72時(shí)，如于圖3中所展示，將第二終端74的臂部78彈性地變形(和塑性地變形相對(duì)比)到將臂部78約束在適當(dāng)位置而倚靠于第二導(dǎo)電襯套72的內(nèi)部表面的程度，但若未受熱元件122束縛，則會(huì)大致彈回至它的原始且常態(tài)的狀態(tài)，如于圖4中所展示。換句話說，因?yàn)楸鄄?8是狹長的且是由一普遍剛硬的金屬材料所組成，所以它具有一類似彈簧的特性。當(dāng)被固定在它的第二狀態(tài)中時(shí)，正如在圖3中所圖示闡明的，在臂部78的接觸區(qū)域和第二導(dǎo)電襯套72的內(nèi)部表面之間形成一插槽或是深凹126。
[0051]配備可在套筒32之內(nèi)移動(dòng)的一屏障元件132。如同以下將更詳加描述的是，屏障元件132實(shí)質(zhì)上為一電弧遮屏。更明確地來說，屏障元件132可在第二導(dǎo)電襯套72之內(nèi)移動(dòng)。在所展示的此具體實(shí)施例中，屏障元件132普遍為具有一扁平圓形基底132a并連帶一圓柱形側(cè)壁132b的一杯形裝置。屏障元件132定義出一圓柱形內(nèi)部腔室132c。如此形成屏障元件132的圓柱形側(cè)壁132b的尺寸以致于屏障元件132在通過第二導(dǎo)電襯套72所定義出的孔穴之內(nèi)是可自由地滑動(dòng)的。屏障元件132是優(yōu)選地由一電性絕緣而非導(dǎo)電的材料，諸如，作為例子而非限定來說，一聚合物材料，所整體組成。偏置元件134將屏障元件132偏向第二終端74的臂部78。當(dāng)通過熱元件122將臂部78約束倚靠于第二導(dǎo)電襯套72的內(nèi)部表面時(shí)，通過臂部78的彎曲末端和第二導(dǎo)電襯套72的表面所形成的插槽或是深凹126關(guān)押屏障元件132的圓柱形側(cè)壁132b的邊緣。在所展示的此具體實(shí)施例中，偏置元件134為一壓縮彈簧。如此形成臂部78、屏障元件132以及偏置元件134的尺寸，以致于當(dāng)將狹長臂部78的自由末端約束倚靠于第二導(dǎo)電襯套72的內(nèi)部表面時(shí)，通過臂部78的彎曲82避免屏障元件132在第二導(dǎo)電襯套72之內(nèi)相對(duì)于臂部78而移動(dòng)。如于圖3中所展示，偏置元件134受到壓縮而施加一偏置力量來對(duì)抗通過臂部78的彎曲82避免其移動(dòng)的杯形屏障元件132的基底132a。
[0052]現(xiàn)在涉及電路保護(hù)裝置10的運(yùn)作，可設(shè)想到的是可以一起使用一個(gè)或是多個(gè)電路保護(hù)裝置10以保護(hù)一用電電路抗拒一電路故障狀況。雖然可以在一沿襲由德國標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)所制定的導(dǎo)軌式熔絲支架20的中使用電路保護(hù)裝置10，如于圖2中所展示，然而優(yōu)選地卻是在一熔絲座12之中使用電路保護(hù)裝置10，如于圖1中所展示。熔絲座12容許一個(gè)體輕易地將一電路保護(hù)裝置10連接至所欲保護(hù)的用電系統(tǒng)或是電路而無需此個(gè)體面臨經(jīng)電性賦予電壓的電力線路。換句話說，一熔絲座12不但容許一電路保護(hù)裝置10安全且輕易地依附于一“通電的”電路，而且從此移除時(shí)亦同。
[0053]當(dāng)電路保護(hù)裝置10配置在熔絲座12之內(nèi)，且熔絲座12是在一關(guān)閉的狀態(tài)中時(shí)，電路保護(hù)裝置10的末端保護(hù)蓋92、94是與熔絲座12的接觸片24處在接觸之中。當(dāng)橫跨一用電電路的一電力線路和一接地且中性的線路依附熔絲座12時(shí)，經(jīng)由電路保護(hù)裝置10產(chǎn)生一電路路徑。更明確地來說，從末端保護(hù)蓋92開始經(jīng)由第一導(dǎo)電襯套62和壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52 一直到第二導(dǎo)電襯套72為止產(chǎn)生一電路路徑。此電路路徑繼續(xù)從第二導(dǎo)電襯套72經(jīng)由第二終端74 (通過熱元件122將其自身與第二導(dǎo)電襯套72約束在接觸之中)的臂部78到末端保護(hù)蓋94。換句話說，當(dāng)將熔絲座12依附于一架設(shè)用導(dǎo)軌(未展示)而電路保護(hù)裝置10是與接觸片24處在電性接觸之中時(shí)，經(jīng)由電路保護(hù)裝置10在一電力線路和一接地或是中性的線路之間定義出一導(dǎo)電路徑。如同該會(huì)領(lǐng)會(huì)到的是，即使互換末端保護(hù)蓋92、94的此些位置，仍然將會(huì)經(jīng)由電路保護(hù)裝置10建立一導(dǎo)電路徑。
[0054]如上所表明，可能使用不止一個(gè)電路保護(hù)裝置10來保護(hù)一用電電路。一電路保護(hù)系統(tǒng)可能包含并聯(lián)至一電力線路和一接地或是中性的線路的“N”個(gè)電路保護(hù)裝置10。在這樣的一“多重裝置系統(tǒng)”中，各電路保護(hù)裝置10具有同樣的額定后“標(biāo)稱電壓”VN(D。)和一最高電流突波額定值。這樣的一多重裝置系統(tǒng)所貢獻(xiàn)的總電流突波保護(hù)因此大致是“N”倍于在此系統(tǒng)之中所使用的一電路保護(hù)裝置10的最高電流突波額定值。舉例來說，若各電路保護(hù)裝置10具有10，000安培的一最高電流突波額定值，則此聯(lián)合裝置具有(10，000.N)安培的一總最高電流突波額定值。如上所表明，盡管各電路保護(hù)裝置10可能具有同樣的“額定后標(biāo)稱電壓”，但是實(shí)際上，每個(gè)在一電路保護(hù)裝置10內(nèi)的金屬氧化物變阻器的“額定后標(biāo)稱電壓”可能在一 Vmin和一 Vmax之間變動(dòng)。結(jié)果是，各電路保護(hù)裝置10所經(jīng)歷到的電流突波可能不會(huì)出現(xiàn)在同樣的時(shí)刻，如同在下文中所描述的那樣。
[0055]如果發(fā)生一過電壓狀況或是反復(fù)脈沖狀況，一電路保護(hù)裝置10的壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52將會(huì)經(jīng)歷一過電壓狀況。這個(gè)過電壓狀況導(dǎo)致介在第一導(dǎo)電襯套62和第二導(dǎo)電襯套72之間且橫跨壓敏兀件(金屬氧化物變阻器)52的第一表面52a和第二表面52b的一電壓差(偏壓)。當(dāng)這個(gè)情形出現(xiàn)時(shí)，此突波電流產(chǎn)生會(huì)彰顯于溫度的能量，而各管狀壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52則開始吸收能量且以作為熱量的形式散逸此類能量。隨著橫跨一壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52的電壓差變得更大，此壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52的電導(dǎo)率也增加且從而引起熱量的增量。如上所表明，因?yàn)楦鲏好粼?金屬氧化物變阻器)52的實(shí)際特性并非一致，所以在一串聯(lián)配置中的一個(gè)壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52和其余的相對(duì)比該會(huì)具有一較低的能量額定值和一較快的熱響應(yīng)時(shí)間。因此，在一多重裝置系統(tǒng)的內(nèi)不同的壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52該會(huì)比其他壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52更迅速地加熱。若此故障狀況夠嚴(yán)重，則一個(gè)或是多個(gè)電路保護(hù)裝置10的壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52將會(huì)加熱至熱元件122的低溫焊接材料的熔化溫度。當(dāng)這個(gè)情形出現(xiàn)時(shí)，不再將第二終端74的臂部78約束在它的第一狀態(tài)(如于圖3中所展示)。當(dāng)熱元件122熔化時(shí)，隨著此金屬材料形成的第二終端74企圖返回它的常態(tài)平坦形態(tài)，臂部78也可從壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52的內(nèi)部第一表面52a自由移開。
[0056]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)面向，壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52的第二表面(內(nèi)部表面)52b比第一表面(外部表面)52a更快速地變熱。這是歸因于第二表面52b比第一表面區(qū)域52a具有更少的表面區(qū)域，歸因于此些各自表面的不同直徑。因?yàn)樗妮^小表面區(qū)域，所以每單位面積電流密度，和繼之而來的每單位面積焦耳熱，沿著第二表面52b會(huì)比沿著第一表面52a來得更高。當(dāng)故障狀況存在時(shí)，第二表面52b的較快速變熱供給熱元件122的熔化。
[0057]當(dāng)臂部78從壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52移開時(shí)，中斷經(jīng)由電路保護(hù)裝置10的導(dǎo)電路徑，其中電路保護(hù)裝置10 “脫機(jī)”斷絕。
[0058]當(dāng)一個(gè)電路保護(hù)裝置10 “脫機(jī)”斷絕時(shí)，縮減在此多重裝置系統(tǒng)中的其余電路保護(hù)裝置10的電流突波額定值。使用以上所闡述的例子，若一個(gè)電路保護(hù)裝置10 “脫機(jī)”斷絕，則此系統(tǒng)將失去此10，000安培的突波容許能力，但是卻將仍然具有(10，000.(N-D)安培的一電流突波額定值，直到諸如替換此脫機(jī)的電路保護(hù)裝置10的時(shí)候?yàn)橹埂?br> [0059]本發(fā)明因此提供可能單獨(dú)使用或是與其他相似裝置協(xié)力以形成一電路保護(hù)系統(tǒng)的局部的一電路保護(hù)裝置10。電路保護(hù)裝置10為具有一專門功能的一獨(dú)立完備的裝置，且當(dāng)此些電壓尖峰訊號(hào)明顯超過受到保護(hù)從而預(yù)防同樣的災(zāi)難性失效的此裝置的額定后標(biāo)稱電壓時(shí)，其可確實(shí)抑制在一電路中的電壓尖峰訊號(hào)并脫機(jī)斷絕。
[0060]現(xiàn)在參照?qǐng)D8和9，展示了圖示闡明本發(fā)明之一最終具體實(shí)施例的一電路保護(hù)裝置210。電路保護(hù)裝置210跟電路保護(hù)裝置10在許多方面是相同的。在這個(gè)方面，將類似在電路保護(hù)裝置10中的元件的電路保護(hù)裝置210的元件以同樣的參照號(hào)碼標(biāo)示。介在電路保護(hù)裝置210和此前述的電路保護(hù)裝置10間的主要差異是圓柱形屏障元件132包括從屏障元件132的扁平且圓形的基底132a軸向地延伸的一狹長栓銷。正如在圖8中所能清楚觀察到的，當(dāng)通過第二終端74的臂部78將屏障元件132維持在倚靠于偏置元件134的第一狀態(tài)中時(shí)，栓銷232形成其尺寸以貫穿經(jīng)由第一絕緣圓片112和末端保護(hù)蓋92的底壁部96所形成的一孔穴234。如于圖8中所展示，當(dāng)電路保護(hù)裝置210是在它的常態(tài)運(yùn)作形態(tài)之中時(shí)，栓銷232的末端部232a延伸到末端保護(hù)蓋92的底壁部96以外。如果發(fā)生會(huì)使電路保護(hù)裝置210 “因突發(fā)意外瞬間啟動(dòng)釋放機(jī)制而造成電路遮斷”的一故障狀況，隨著偏置元件134迫使屏障元件132到一“跳脫后已遮斷的狀態(tài)”，栓銷232的末端部232a也會(huì)退縮進(jìn)入到套筒32的內(nèi)部膛孔或是腔室34內(nèi)。因此，缺乏從末端保護(hù)蓋92延伸的栓銷232的末端部232a意味著電路保護(hù)裝置210已經(jīng)“因突發(fā)意外瞬間啟動(dòng)釋放機(jī)制而造成電路遮斷”且應(yīng)該要替換之。電路保護(hù)裝置210因此提供一快捷又簡單的形態(tài)以提供標(biāo)示電路保護(hù)裝置210的狀況的一指示器工具。
[0061]此前的說明為本發(fā)明的一特定具體實(shí)施例。應(yīng)領(lǐng)會(huì)到的是敘述這個(gè)具體實(shí)施例僅是為了圖示闡明的目的，且在未背離本發(fā)明的精神和范圍之下本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者可實(shí)行為數(shù)眾多的變更及修改。舉例來說，在迄今為止所描述的具體實(shí)施例中，壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52為一單件式元件。圖7展示由可能用來取代在電路保護(hù)裝置10中的壓敏元件(金屬氧化物變阻器)52的兩個(gè)零件154、156所組成的一壓敏元件152。如同本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中具有通常知識(shí)者該會(huì)領(lǐng)會(huì)到的是，在電路保護(hù)裝置10內(nèi)第一和第二導(dǎo)電襯套62、72會(huì)將零件154、156維持在此所欲的管狀形態(tài)中。可預(yù)期的是所有此類修改和變更將會(huì)被包括只要它們落在如同聲明所有權(quán)中所主張的此發(fā)明的范疇或是其相當(dāng)者內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用以抑制在一用電電路中的電壓突波的一可自由更換的電壓抑制裝置，所述裝置包括: 一管狀套筒，其由一電性絕緣材料所組成； 一第一導(dǎo)電元件，其依附于所述套筒的一第一末端； 一第二導(dǎo)電元件，其依附于所述套筒的一第二末端； 一壓敏元件，其在所述管狀套筒之內(nèi)，所述壓敏元件具有一第一表面和一第二表面以及橫跨所述第一和第二表面的一默認(rèn)電壓額定值，隨著橫跨所述第一和第二表面所施以的電壓超過所述電壓額定值，所述壓敏元件亦增溫； 一第一終端，其電性連接至所述壓敏元件的所述第一表面并至所述第一導(dǎo)電元件； 一熱元件，其電性連接至所述壓敏元件的所述第二表面，所述熱元件在室溫下為一電性導(dǎo)電固體并具有一默認(rèn)軟化溫度； 一第二終端，其電性連接至所述第二導(dǎo)電元件，所述第二終端具有與所述壓敏元件的所述第二表面處在電性接觸之中的一接觸部，所述壓敏元件感測(cè)介在所述第一導(dǎo)電元件和所述第二導(dǎo)電元件之間的該壓降，所述第二終端通過所述熱元件與所述壓敏元件維持在電性接觸之中并從該處偏離，其中若通過所述壓敏元件所感測(cè)到的一過電壓狀況超過所述壓敏元件的該電壓額定值并使所述壓敏元件加熱所述熱元件至超出它的軟化點(diǎn)，則所述第二終端從與所述壓敏元件的電性接觸之處移開而中斷所述用電電流路徑；以及 一電弧遮屏，其當(dāng)所述第二終端從與所述壓敏元件的電性接觸之處搬移時(shí)，可從一第一狀態(tài)移動(dòng)至一第二狀態(tài)，且在所述第一狀態(tài)中所述電弧遮屏允許介在所述第二終端的所述接觸部和所述壓敏元件之間的接觸，而在所述第二狀態(tài)中將所述遮屏配置在所述第二終端的所述接觸部和所述壓敏元件之間。
2.如權(quán)利要求1所述的電壓抑制裝置，其中所述壓敏元件為一金屬氧化物變阻器(Metal Oxide Varistor, MOV)?
3.如權(quán)利要求2所述的電壓抑制裝置，其中所述金屬氧化物變阻器在外形上為管狀。
4.如權(quán)利要求1所述的電壓抑制裝置，其中所述熱元件包括一可熔合金的一金屬焊接劑。
5.如權(quán)利要求4所述的電壓抑制裝置，其中所述金屬焊接劑具有大約95°C的一熔點(diǎn)。
6.如權(quán)利要求1所述的電壓抑制裝置，其中所述熱元件為一電性傳導(dǎo)的聚合物。
7.如權(quán)利要求1所述的電壓抑制裝置，其中所述電弧遮屏通過所述第二終端而將其自身支撐在所述第一狀態(tài)中。
8.如權(quán)利要求1所述的電壓抑制裝置，其中所述電弧遮屏偏向所述第二狀態(tài)且可沿著所述套筒的該軸移動(dòng)。
9.如權(quán)利要求8所述的電壓抑制裝置，其中所述電弧遮屏通過一彈簧元件而偏置。
10.如權(quán)利要求9所述的電壓抑制裝置，其中所述電弧遮屏在當(dāng)所述第二終端與所述熱元件處在接觸中時(shí)，通過所述第二終端而維持在所述第一狀態(tài)中。
11.如權(quán)利要求8所述的電壓抑制裝置，其中所述電弧遮屏在所述壓敏元件之內(nèi)是可移動(dòng)的。
12.如權(quán)利要求1所述的一可自由更換的電壓抑制裝置，其中 所述第二終端具有一接觸部和從該接觸部延伸而出的一第二部，至少所述第二終端的該第二部是可彈性曲撓的且位于至少該電弧遮屏的一部分的上方并彎向該熱元件，在該熱元件軟化以前通過該熱元件將所述第二終端的所述接觸部約束在與該壓敏元件的電性接觸中， 所述第二終端，其當(dāng)該熱元件軟化時(shí)，遠(yuǎn)離該熱元件而向外彈性曲撓，而且該電弧遮屏，其在該熱元件軟化以前，是偏向該熱元件的，但是卻在沿著與該接觸部相間隔開的該第二部的一特定位置上通過所述第二終端的該第二部來拘束該電弧遮屏移向該熱元件，直到該熱元件軟化且所述第二終端遠(yuǎn)離該熱元件而向外彈性曲撓為止。
13.如權(quán)利要求12所述的一可自由更換的電壓抑制裝置，其中，當(dāng)該熱元件軟化時(shí)，所述第二終端從所述受到彎曲的狀況獲得釋放接著它向外彈性曲撓至一較為平直的狀況。
14.如權(quán)利要求12所述的一可自由更換的電壓抑制裝置，其中 該第二終端，當(dāng)該熱元件軟化時(shí)，其向外彈性曲撓至與該熱元件相間隔的一狀態(tài)，而且至少該電弧遮屏的一部分，當(dāng)橫跨該壓敏元件的該電壓超過該壓敏元件的該電壓額定值且加熱該壓敏元件以便軟化該熱元件時(shí)，其介入該熱元件和所述第二終端之間。
15.如權(quán)利要求1所述的一可自由更換的電壓抑制裝置，其中 該熱元件在該壓敏元件的該常態(tài)運(yùn)作中為固體，但是當(dāng)橫跨該壓敏元件的該電壓增加到超出該壓敏元件的該電壓額定值時(shí)，該壓敏元件變熱至達(dá)到或是超過所述默認(rèn)軟化溫度的一溫度，該所增加的熱量使該熱元件軟化， 所述第二終端具有一接觸部和從該接觸部延伸而出的一第二部， 所述第二終端的該接觸部，單獨(dú)通過該熱元件將其自身約束在與該壓敏元件的電性接觸中，而所述第二終端的該第二部則受到安置以在該熱元件軟化之前攔阻該電弧遮屏的該路徑，接著當(dāng)該熱元件軟化時(shí)，該第二終端的該接觸部從該熱元件獲得釋放，而且 該第二終端，當(dāng)該熱元件軟化時(shí)，其從該熱元件移開，接著釋放該電弧遮屏以沿著緊靠該熱元件的一路徑穿過。
16.如權(quán)利要求1所述的一可自由更換的電壓抑制裝置，其中 所述第二終端具有一接觸部和一第二部，通過該熱元件將所述接觸部約束在與該壓敏元件的電性接觸中，并通過在所述第二終端中的內(nèi)在機(jī)械力將所述接觸部從該壓敏元件偏離， 所述電弧遮屏，當(dāng)通過該熱元件將所述第二終端的該接觸部抓住時(shí)，將其設(shè)置在該壓敏元件和所述第二終端的該第二部之間， 所述第二終端的該第二部貫穿該電弧遮屏的該路徑以在該熱元件軟化之前拘束該電弧遮屏的移動(dòng)，且一旦該熱元件軟化并釋放所述第二終端的該接觸部，所述電弧遮屏就會(huì)橫貫大體上平行于該壓敏元件的一路徑。
17.用以抑制在一用電電路中的電壓突波的一電壓抑制裝置，所述裝置包括: 一管狀套筒，其由一電性絕緣材料所組成； 一第一導(dǎo)電元件，其依附于所述套筒的一第一末端； 一第二導(dǎo)電元件，其依附于所述套筒的一第二末端； 一壓敏元件，其具有一默認(rèn)電壓額定值，隨著橫跨所述壓敏元件所施以的電壓超過所述電壓額定值，所述壓敏元件亦增溫； 終端，用以將所述 壓敏元件電性連接在所述第一導(dǎo)電元件和所述第二導(dǎo)電元件之間；一常態(tài)地關(guān)閉的熱開關(guān)，其包括所述終端之一的一個(gè)末端、所述壓敏元件的一表面以及一熱元件，所述終端之一的所述一個(gè)末端通過所述熱元件與所述壓敏元件的所述表面維持在電性接觸中，所述熱開關(guān)在所述導(dǎo)電元件之一和所述壓敏元件之間與所述壓敏元件電性串聯(lián)，所述熱開關(guān)熱耦合至所述壓敏元件，且其中當(dāng)所述壓敏元件的該溫度達(dá)到使所述熱元件軟化的一程度時(shí)，所述終端之一從一常態(tài)地關(guān)閉的狀態(tài)移至一開啟的狀態(tài)，且在所述關(guān)閉的狀態(tài)中所述終端之一與所述壓敏元件的所述表面維持在電性接觸中，而在所述開啟的狀態(tài)中所述終端之一自與所述壓敏元件的所述表面的電性接觸移出以形成介在所述終端之一和所述壓敏元件之間的一間隙； 所述終端之一包括一接觸部和從該接觸部延伸而出的一第二部； 一非導(dǎo)電性的障礙物，當(dāng)所述終端之一移至一開啟的狀態(tài)時(shí)，其可確實(shí)移入至所述間隙，所述障礙物避免線路電壓突波在所述終端之一和所述壓敏元件之間形成電弧， 所述終端之一的該第二部，其擴(kuò)展到至少該非導(dǎo)電性的障礙物的一部分的上方并彎向該熱元件以便通過該熱元件將該接觸部抓住直到所述熱元件開始軟化為止，而且 所述非導(dǎo)電性的障礙物是偏向該熱元件的，但是卻在與該接觸部相間隔開的一特定位置上通過與所述終端之一的該第二部的接觸來拘束所述非導(dǎo)電性的障礙物移向該熱元件，直到所述熱元件開始軟化為止。
18.如權(quán)利要求17所述的一電壓抑制裝置，其中所述熱開關(guān)包括通過所述熱元件將其自身約束在與所述壓敏元件的電性接觸中的一終端，所述終端是會(huì)從所述壓敏元件偏離的。
19.如權(quán)利要求1 8所述的一電壓抑制裝置，其中所述熱元件為一低熔化溫度的焊接材料。
20.如權(quán)利要求17所述的一電壓抑制裝置，其中 至少所述終端之一的該第二部是可彈性曲撓的且位于至少該非導(dǎo)電性的障礙物的一部分的上方并彎向該熱元件，在該熱元件軟化以前通過該熱元件將所述終端之一的所述接觸部約束在與該壓敏元件的電性接觸中， 所述終端之一的所述第二部，其當(dāng)該熱元件軟化時(shí)，遠(yuǎn)離該熱元件而向外彈性曲撓，而且 該非導(dǎo)電性的障礙物，其在該熱元件軟化以前，是偏向該熱元件的，但是卻在沿著與該接觸部相間隔開的該第二部的一特定位置上通過所述終端之一的該第二部來拘束該非導(dǎo)電性的障礙物移向該熱元件，直到所述終端之一遠(yuǎn)離該熱元件而向外彈性曲撓為止。
21.如權(quán)利要求17所述的一電壓抑制裝置，其中 所述終端之一是可彈性曲撓的且，當(dāng)從所述熱元件獲得釋放時(shí)，它遠(yuǎn)離所述熱元件而向外彈性曲撓至一較為平直的狀況。
22.如權(quán)利要求17所述的一電壓抑制裝置，其中 所述非導(dǎo)電性的障礙物以它的前方邊緣緊靠所述終端之一的該第二部的方式受到安置， 所述終端之一的所述第二部是為了在該熱元件軟化之前攔阻該非導(dǎo)電性的障礙物的該路徑而受到安置。
23.如權(quán)利要求17所述的一電壓抑制裝置，其中所述熱元件由一電性傳導(dǎo)的焊接劑所組成，所述終端之一的所述第二部通過它的內(nèi)在機(jī)械力將其自身從該熱元件偏離，但是卻通過該熱元件將它的接觸部約束在與該壓敏元件的電性接觸中， 所述終端之一的所述第二部擴(kuò)展到至少該非導(dǎo)電性的障礙物的一部分的上方且當(dāng)通過該熱元件將該接觸部抓住時(shí)，該第二部彎向該熱元件， 該非導(dǎo)電性的障礙物是偏向該熱元件的，但是當(dāng)通過該熱元件將所述終端之一的該接觸部抓住時(shí)，卻是通過沿著所述終端之一的所述第二部(與該接觸部相間隔開)的該長度的一部位來拘束該非導(dǎo)電性的障礙物移向該熱元件。
24.如權(quán)利要求17所述的一電壓抑制裝置，包括用以標(biāo)示所述障礙物的移動(dòng)的一指示器。
25.用以抑制在一用電電路中的電壓突波的一電壓抑制裝置，所述裝置包括: 一管狀套筒，其由一電性絕緣材料所組成； 一第一導(dǎo)電元件，其依附于所述套筒的一第一末端； 一第二導(dǎo)電元件，其依附于所述套筒的一第二末端； 一壓敏元件，其布置在所述套筒之內(nèi)，所述壓敏元件具有一第一表面和一第二表面以及橫跨所述第一和第二表面的一默認(rèn)電壓額定值，隨著橫跨所述第一和第二表面所施以的電壓超過所述電壓額定值，所述壓敏元件亦增溫； 一第一終端，其電性連接至所述壓敏元件的所述第一表面以及所述第一導(dǎo)電元件； 一熱元件，其電性連接至所述壓敏元件的所述第二表面，所述熱元件在室溫下為一電性傳導(dǎo)的固體并且具有一默認(rèn)軟化溫度； 一第二終端，其由一彈力金屬所組成，該彈力金屬具有與所述壓敏元件的所述第二表面處在電性接觸中的一個(gè)末端以及連接至所述第二導(dǎo)電元件的另一個(gè)末端，所述壓敏元件感測(cè)介在所述第一導(dǎo)電元件和所述第二導(dǎo)電元件之間的一壓降，通過所述熱元件將所述第二終端從一常態(tài)且未受拘束的形態(tài)彎曲至與所述壓敏元件維持在接觸之中，所述第二終端本身自然會(huì)從所述壓敏元件偏離而朝向所述常態(tài)且未受拘束的形態(tài)，其中若通過所述壓敏元件所感測(cè)到的一過電壓狀況超過所述壓敏元件的該電壓額定值并使所述壓敏元件加熱所述熱元件至超出它的軟化點(diǎn)，則所述第二終端從與所述壓敏元件的電性接觸之處彈開，且以此軟化并中斷所述用電電流路徑；以及 一電弧遮屏，其當(dāng)所述第二終端從與所述壓敏元件的電性接觸之處搬移時(shí)，可從一第一狀態(tài)移動(dòng)至一第二狀態(tài)，且在所述第一狀態(tài)中所述電弧遮屏允許介在所述第二終端和所述壓敏元件之間的接觸，而在所述第二狀態(tài)中將所述電弧遮屏配置在所述第二終端和所述壓敏元件之間； 該第二終端具有用以制造與該熱元件的電性接觸的一接觸部和一第二部，該第二部貫穿該電弧遮屏的該路徑并攔阻該電弧遮屏的該移動(dòng)直到該熱元件達(dá)到它的軟化點(diǎn)為止。
【文檔編號(hào)】H01C7/12GK103907257SQ201280054071
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月4日
【發(fā)明者】杰瑞·L·摩賽西恩, 珍-法藍(lán)科伊斯·狄帕瑪, 馬克·A·瑞德茲姆 申請(qǐng)人:默森美國紐柏瑞港-麻薩諸塞州責(zé)任有限公司