專利名稱：一種新型浪涌保護器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種新型浪涌保護器，屬于電子電氣設備的浪涌防護技術領域。 技術背景
雷電及其引發(fā)的線路浪涌和其它原因引發(fā)的線路浪涌是造成電氣電子設備老 化和損壞的重要原因。在連接于電子設備的電源線、信號線以及控制線等金屬線路 上安裝浪涌保護器是雷電防護的重要措施之一。在這一技術領域，目前存在的一個 重要問題是浪涌保護器在保護設備的同時，其自身的器件會發(fā)生逐漸劣化直至徹 底損壞，或在過大的浪涌沖擊下直接損壞，或引發(fā)開關型浪涌防護器^^產(chǎn)生續(xù)流； 對于電源浪涌保護器，其損壞或引起損壞的現(xiàn)象有短路(包括續(xù)流，以下省略)和漏 電流增加引起發(fā)熱兩種；對于信號浪涌保護器，其損壞的現(xiàn)象一般為浪涌保護器對 信號傳輸?shù)淖杩辜哟蠛屠擞糠雷o器件短路兩種。無論出現(xiàn)哪種情況，都必須及時地 將浪涌防護器件從線路上脫離出來，否則就會出現(xiàn)燃燒、開關跳閘供電中斷、信號 傳輸故障等現(xiàn)象。
目前解決上述問題已有的技術方法有兩種， 一是設置熱脫扣裝置，二是在浪涌 防護器件上串聯(lián)斷路器或熔斷器。所謂設置熱脫扣裝置，目前一般采取在浪涌防護 器件上焊接可低溫融化的金屬合金，并且聯(lián)結彈簧機構，當浪涌防護器件上電流增 加引起發(fā)熱時，低溫金屬合金融化，彈簧機構動作，將浪涌防護器件從線路上脫離 出來。所謂串聯(lián)斷路器或熔斷器，是期待在浪涌防護器件出現(xiàn)短路時，斷路器或熔 斷器跳開或熔斷，從而將浪涌防護器件從線路上脫離出來。
上述解決辦法仍然存在如下問題
問題①設置熱脫扣裝置不能解決信號浪涌保護器的損壞脫離問題，這是因為 信號回路電流很小， 一般不會造成金屬合金融化。問題②對于電源浪涌保護器而 言，設置斷路器或熔斷器與浪涌防護器件串聯(lián)，與配電保護的要求存在沖突。這是 因為，所述斷路器或熔斷器至少應與和它串聯(lián)在一起的浪涌防護器件承受相同或更 大的浪涌沖擊，為達到這一點，就必須選用比配電保護所要求的更大額定電流的斷 路器或熔斷器。但這樣配置后，在又會出現(xiàn)浪涌保護器短路時，其本身所串聯(lián)的斷 路器或熔斷器不斷開，上一級斷路器斷開的情況，不能滿足配電保護的選擇性配合 的要求；否則只能層層加大斷路器的額定電流，造成配電系統(tǒng)由于防止SPD短路而 變得整體不合理和浪費。問題③對于信號浪涌保護器而言，若為浪涌防護器件短 路時脫離線路而設置熔斷器或斷路器，也會出現(xiàn)與②所述類似的情況。況且，信號 回路的電壓低、電流很小，要求熔斷器在浪涌防護器件短路時斷開，在強大的浪涌 沖擊時不能斷開，目前尚無符合這一要求的產(chǎn)品(熔斷器或斷路器)。
其實換一角度說，對上述與浪涌防護器件串聯(lián)使用的斷路器或熔斷器的理想要求是哪怕是很小的工頻電流或信號電流流過也要立刻斷開，而非常大的浪涌電流 則不能斷開。顯然，由于沒有更好的技術方案，目前浪涌防護行業(yè)內(nèi)普遍采用熔斷 器或斷路器作為浪涌保護器的短路保護是無奈之舉。
發(fā)明內(nèi)容
為了有效解決以上問題，本發(fā)明提出了一種新型浪涌保護器。 本發(fā)明的目的是提供一種新型浪涌保護器，能夠對浪涌防護器件上通過的電流、 浪涌防護器件所產(chǎn)生的溫度、紅外線、放電弧光以及空間電場或磁場等物理量或這 些物理量中的一種或幾種進行實時檢測，以判斷浪涌防護器件是否短路或劣化損壞， 從而在浪涌防護器件發(fā)生短路或劣化損壞時將其從線路上及時脫離出來。
本發(fā)明采用以下技術方案實現(xiàn)本發(fā)明的新型浪涌保護器，主要由浪涌防護器
件單元(l)、傳感器單元(2)、測控單元(3)、繼電器單元(4)組成，繼電器單元(4) 的主回路與浪涌防護器件單元(l)串聯(lián)，構成了浪涌保護回路；繼電器單元(4)的控 制部分、傳感器單元(2)分別與測控單元(3)連接，構成了監(jiān)控回路；傳感器單元(2) 檢測浪涌防護器件單元(l)的信息傳輸給測控單元(3)，測控單元(3)控制繼電器單元 (4)動作，繼電器單元(4)動作使浪涌防護器件單元(1)脫離線路。
繼電器單元(4)采用耐受浪涌沖擊能力強的繼電器，串聯(lián)在線路中作為浪涌防護 器件單元(l)的短路和失效的保護裝置。所選用繼電器一般應為真空繼電器，也可以 選用耐受浪涌沖擊能力強的其它類型繼電器。傳感器單元(2)由一種或多種傳感器構 成，傳感器單元(2)由兩種或兩種以上傳感器構成時，共同輸出多種檢測信息提供給 測控單元(3)。傳感器是可以檢測浪涌防護器件上通過的電流、浪涌防護器件的溫度、 紅外線、空間電磁場、放電弧光中的一種或幾種物理量的器件或電路?？梢愿鶕?jù)不 同類型的浪涌防護器件的特點和需要設置一種或多種傳感器。例如對于開關型浪涌 保護器只設置電流傳感器一種，而對于限壓型浪涌保護器可以設置電流傳感器和溫 度傳感器兩種，這是因為前者一般不會象后者那樣出現(xiàn)浪涌防護器件劣化、漏電流 增加引起發(fā)熱的情況，所以可以只設置電流傳感器針對短路和續(xù)流進行防護。當然， 對限壓型浪涌保護器也可以只設置電流傳感器，而劣化發(fā)熱問題可以由另外的熱脫 扣裝置解決。 一個測控單元(3)可以對一個或多個浪涌保護回路進行測控，并可以與 一個或多個由傳感器單元(2)、繼電器單元(4)和浪涌保護器單元(1)所構成的浪涌保 護回路共同構成一個產(chǎn)品。浪涌防護器件單元(l)、傳感器單元(2)、測控單元(3)、 繼電器單元(4)可安裝于同一殼體內(nèi)，成為一體化的產(chǎn)品，也可分別或組合安裝在不 同殼體內(nèi)，分別構成該產(chǎn)品的各功能模塊產(chǎn)品?？梢赃x擇設置通信單元與測控單元 (3)連接，或者在測控單元(3)中增加通信功能，用以將繼電器閉合或斷開信息、浪 涌保護器狀態(tài)信息、所出現(xiàn)的浪涌電流信息或它們中的一種或幾種信息傳輸至本地 或遠程顯示。
本發(fā)明的優(yōu)點在于采用繼電器單元(4)和測控電路，可有效有目的性地控制浪涌保護回路導通與截止，可針對性地對浪涌保護器短路或劣化損壞狀態(tài)進行保護。
通過測控單元(3)對浪涌防護器件單元(l)的電流、溫度、紅外線、放電弧光、電 磁場等物理參量的檢測分析，或將多種信息互相比較和印證，測控單元(3)給出不同 控制信號，從而對繼電器單元(4)進行控制，實現(xiàn)浪涌防護器件與線路連接的通路的 通與斷。這樣，就有效解決了前面所述浪涌保護器故障和短路脫離線路技術目前存 在的問題①、問題②和問題③。
以下結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。 圖l為本發(fā)明的示意圖。
圖2為傳感器單元的一個實施例，由電流傳感器和溫度傳感器構成的傳感器單 元的示意圖。
圖3為本發(fā)明的一個實施例，是一個測控單元與四個浪涌保護模塊組成的新型 電源浪涌保護器的示意圖。
圖中1、浪涌防護器件單元，2、傳感器單元，3、測控單元，4、繼電器單元， 5、電流傳感器，6、溫度傳感器，7、接線端子一，8、接線端子二， 9、信號傳輸端 子，10、供電接線端子，11、外殼，12、測控模塊，13、浪涌保護模塊一，14、浪 涌保護模塊二， 15、浪涌保護模塊三，16、浪涌保護模塊四，17、連接件，18、塑 料外殼，19、真空繼電器，20、壓敏電阻，21、導線一，22、導線二， 23導線三。
需要說明的是，在圖3中，浪涌保護模塊一(13)、浪涌保護模塊二(14)、浪涌 保護模塊三(15)、浪涌保護模塊四(16)完全相同，為避免附圖過于繁復，圖上只在 一個模塊進行了標識。
具體實施方式
實施例具體方案如下
新型浪涌保護器設有監(jiān)控回路，監(jiān)控回路由傳感器單元(2)、測控單元(3)、繼 電器單元(4)連接而成，并與浪涌防護器件單元(l)連接，傳感器單元(2)對浪涌防護 器件上通過的電流、浪涌防護器件所產(chǎn)生的溫度、紅外線、放電弧光以及空間電場 或磁場等物理量或這些物理量中的一種或幾種進行實時檢測，并將所檢測到的上述 信息傳輸至測控單元(3)，測控單元(3)將所檢測到的上述信息進行處理，在判斷為 浪涌防護器件發(fā)生短路或劣化損壞時測控單元(3)控制繼電器單元(4)動作，繼電器 單元(4)就從閉合狀態(tài)轉為斷開狀態(tài)，使浪涌防護器件單元(1)從線路上脫離出來。
如附

圖1所示，本發(fā)明采用如下措施實現(xiàn)浪涌防護器件單元(l)、傳感器單 元(2)、測控單元(3)、繼電器單元(4)通過導線連接，并安裝在外殼(ll)內(nèi)，繼電器 單元(4)與浪涌防護器件單元(1)串聯(lián)在浪涌保護回路中。浪涌保護回路由接線端子 一(7)進入，經(jīng)繼電器單元(4)、浪涌防護器件單元(l)，由接線端子二(8)輸出。測控單元(3)與信號傳輸端子(9)、供電接線端子(10)相連接，實現(xiàn)信號傳輸與供電功 能。
附圖2所示的傳感器單元的一個實施例，傳感器單元(2)在本實施例中由電流 傳感器(5)和溫度傳感器(6)組成。電流傳感器(5)安裝于浪涌保護回路中，即繼電器 單元(4)與浪涌防護器件單元(1)的連接導線上。溫度傳感器(6)貼近安裝在浪涌防護 器件單元(1)上。電流傳感器(5)和溫度傳感器(6)分別利用導線和測控單元(3)相連， 分別為測控單元(3)提供所檢測到的電流和溫度信息。
圖3所示的本發(fā)明的一個實施例，在本實施例中，浪涌防護器件為壓敏電阻 (20)，繼電器為真空繼電器(19)，將兩者串聯(lián)，在兩者之間設置電流傳感器(5)，在 貼近壓敏電阻處設置溫度傳感器(6)，它們與接線端子一(7)、接線端子二(8)、連接 導線及其塑料外殼(18)共同構成了浪涌保護模塊一(13);測控單元(3)與信號傳輸端 子(9)、供電接線端子(IO)、及其連接導線裝于同一外殼內(nèi)構成了測控模塊(12);真 空繼電器(19)與測控單元(3)之間采用導線一 (21)連接，電流傳感器(5)與測控單元 (3)之間采用導線二(22)連接，真空繼電器(19)的控制端與測控單元(3)之間以導線 三(23)連接。
浪涌保護模塊一(13)在投入使用時，將所要進行浪涌保護的線路連接到接線端 子一(7)上，將地線或被保護回路的另外一線連接到接線端子二(8)，接線端子二(8) 如果連接地線，則提供被保護線路與地線之間的浪涌保護，接線端子二(8)如果連接 被保護回路的另外一線，則提供回路兩線之間浪涌保護。
當線路出現(xiàn)浪涌時，浪涌電流沿被接線端子一(7)、真空繼電器(19)、壓敏電阻 (20)、接線端子二(8)流過，同時電流傳感器(5)檢測到浪涌電流并將這一信息傳輸 到測控單元(3)，測控單元(3)可根據(jù)檢測到的浪涌電流時間極短(一般為幾百微秒以 內(nèi))、峰值較大、頻率較高的特性，判斷為浪涌電流，測控單元(3)不給真空繼電器 (19)加電，繼電器不動作，仍然保持接通狀態(tài)。當壓敏電阻(20)故障，線路出現(xiàn)漏 電流或短路電流時，持續(xù)時間長、頻率為工頻，即可將檢測到的電流判斷為漏電流 或短路電流，這時測控單元(3)通過導線三(21)加電給真空繼電器(19)控制端加電， 繼電器觸點動作，繼電器斷開，將出現(xiàn)故障的壓敏電阻(20)從線路上脫離出來。
溫度傳感器(6)檢測到壓敏電阻(20)的溫度，作為測控單元(3)作出是否斷開真 空繼電器(19)的判據(jù)或判據(jù)之一。例如，在壓敏電阻(20)出現(xiàn)劣化，漏電流增加時， 由于電流較小，可能只有幾毫安培至幾十毫安培，電流傳感器(5)可能檢測不準，這 時溫度傳感器(6)可以檢測到浪涌防護器件由于漏電流增加所導致的較長時間發(fā)熱， 測控單元(3)即可給真空繼電器(19)控制端加電，斷開繼電器。
測控單元(3)中設置了通信電路，使得測控單元(3)可以將真空繼電器(19)的閉 合和斷開信息、電流傳感器(5)所測得的壓敏電阻(20)上通過的電流信息、溫度傳感 器檢測到壓敏電阻(20)的溫度信息，通過信號傳輸端子(9)，以總線或非總線形式傳 輸?shù)酵獠勘O(jiān)控系統(tǒng)上。浪涌保護模塊二(14)、浪涌保護模塊三(15)、浪涌保護模塊四(16)與浪涌保護 模塊一 (13)幾乎完全相同，它們與測控模塊(12)的測控單元(3)的連接方式也和浪涌 保護模塊一(13)—樣，其工作原理也相同，這里不再贅述。
測控模塊(12)、浪涌保護模塊一(13)、涌保護模塊二(14)、浪涌保護模塊三(15)、 浪涌保護模塊四(16)可以使用連接件(17)聯(lián)結為一體，可采用鉚接方式或卡接方式， 成為方便包裝、運輸和使用的一個整體產(chǎn)品。
權利要求1、一種新型浪涌保護器，主要由浪涌防護器件單元(1)、傳感器單元(2)、測控單元(3)、繼電器單元(4)組成，其特征在于繼電器單元(4)的主回路與浪涌防護器件單元(1)串聯(lián)，構成了浪涌保護回路；繼電器單元(4)的控制部分、傳感器單元(2)分別與測控單元(3)連接，構成了監(jiān)控回路，傳感器單元(2)檢測浪涌防護器件單元(1)的信息傳輸給測控單元(3)，測控單元(3)控制繼電器單元(4)動作，繼電器單元(4)動作使浪涌防護器件單元(1)脫離線路。
2、 根據(jù)權利要求1所述的新型浪涌保護器，其特征在于繼電器單元(4)采用耐受浪涌沖擊 能力強的真空繼電器。
3、 根據(jù)權利要求1所述的新型浪涌保護器，其特征在于傳感器單元(2)由至少一種傳感器 構成，其輸出檢測信息給測控單元(3)。
4、 根據(jù)權利要求3所述的新型浪涌保護器，其特征在于傳感器是用來檢測浪涌防護器件上 通過的電流、浪涌防護器件的溫度、紅外線、空間電磁場、放電弧光等物理量的器件或電路。
5、 根據(jù)權利要求1所述的新型浪涌保護器，其特征在于 一個測控單元(3)連接多個浪涌保 護回路進行測控。
6、 根據(jù)權利要求1所述的新型浪涌保護器，其特征在于浪涌防護器件單元(l)、傳感器單 元(2)、測控單元(3)、繼電器單元(4)安裝于同一殼體內(nèi)，成為一體化的產(chǎn)品，或安裝在不同 殼體內(nèi)，以模塊形式組合成產(chǎn)品。。
7、 根據(jù)權利要求1所述的新型浪涌保護器，其特征在于測控單元(3)連接有通信單元，其將繼電器閉合或斷開信息、浪涌保護器狀態(tài)信息、所出現(xiàn)的浪涌電流信息或它們中的一種或 幾種信息傳輸至本地或遠程顯示。
專利摘要本實用新型涉及一種新型浪涌保護器，主要由浪涌防護器件單元(1)、傳感器單元(2)、測控單元(3)、繼電器單元(4)組成，繼電器單元(4)作為后備保護裝置與浪涌防護器件單元(1)串聯(lián)在浪涌保護回路中，測控單元(3)根據(jù)傳感器單元(2)對浪涌防護器件單元(1)上的電流或其它物理量的實時檢測數(shù)據(jù)判斷浪涌防護器件是否短路或劣化損壞，在浪涌防護器件發(fā)生短路或劣化損壞時，控制繼電器單元(4)動作使浪涌防護器件單元(1)其從線路上及時脫離出來，并可選擇設置通信單元或者在測控單元(3)中增加通信功能，將繼電器閉合或斷開信息、浪涌保護器狀態(tài)信息、所出現(xiàn)的浪涌電流信息或它們中的一種或幾種信息傳輸至本地或遠程顯示。
文檔編號H02H9/04GK201374558SQ20092009545
公開日2009年12月30日 申請日期2009年1月23日 優(yōu)先權日2009年1月23日
發(fā)明者孫巍巍 申請人:孫巍巍