電磁脈沖防護(hù)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種電磁脈沖防護(hù)裝置，包括：一體化設(shè)計(jì)的電磁脈沖防護(hù)模塊和電磁脈沖檢測(cè)模塊；前者包括電壓防護(hù)單元，其在施加于電磁脈沖防護(hù)模塊上的電壓超過(guò)預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，將電壓鉗位到小于或者等于預(yù)設(shè)電壓值；還包括電流防護(hù)單元，在流經(jīng)電磁脈沖防護(hù)模塊的電流超過(guò)預(yù)設(shè)電流值時(shí)，切斷自身電路以對(duì)被保護(hù)電路進(jìn)行過(guò)流保護(hù)；后者用于檢測(cè)作用于電磁脈沖防護(hù)模塊上的電磁脈沖，并生成檢測(cè)結(jié)果信號(hào)，其通過(guò)具有限制通過(guò)額定電流的電流防護(hù)單元與具有指定熔化溫度的低溫焊點(diǎn)的有效組合，使電磁脈沖防護(hù)模塊具有對(duì)內(nèi)部集成電壓防護(hù)單元的過(guò)熱和過(guò)電流斷路保護(hù)功能，且對(duì)內(nèi)部電壓防護(hù)單元提供了及時(shí)防護(hù)，保護(hù)了后端用電設(shè)備的安全。
【專利說(shuō)明】電磁脈沖防護(hù)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電磁脈沖防護(hù)和浪涌抑制領(lǐng)域，具體而言，涉及一種具有過(guò)流過(guò)溫保 護(hù)和電流檢測(cè)的電磁脈沖防護(hù)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，電子系統(tǒng)、武器系統(tǒng)等系統(tǒng)功能與效能也隨即得到了 極大提升，與此同時(shí)，上述系統(tǒng)中的電磁脈沖的沖擊同樣也得到了加強(qiáng)，而上述系統(tǒng)在面對(duì) 電磁脈沖高能量的沖擊時(shí)體現(xiàn)出了較大的脆弱性，例如，現(xiàn)代軍隊(duì)對(duì)軍事電子技術(shù)裝備的 高度依賴性，使軍事電子技術(shù)裝備成為直接影響武器系統(tǒng)乃至整個(gè)軍事系統(tǒng)整體作戰(zhàn)能力 的關(guān)鍵因素，若該電子技術(shù)裝備遭到電磁脈沖高能量的沖擊而被破壞，則會(huì)嚴(yán)重削弱軍隊(duì) 的戰(zhàn)斗力，故對(duì)高強(qiáng)度的電磁脈沖的沖擊進(jìn)行防護(hù)成為目前的重要任務(wù)。
[0003] 電磁脈沖主要會(huì)引起瞬態(tài)過(guò)電壓或電涌效應(yīng)，這不僅會(huì)使電子設(shè)備產(chǎn)生誤動(dòng)作 (甚至功能失效），嚴(yán)重的還會(huì)造成電子設(shè)備的硬件損傷。電磁脈沖對(duì)電子設(shè)備的影響可以 分為四個(gè)級(jí)別：擾亂、降級(jí)、損壞和摧毀，上述影響級(jí)別的判定主要取決于電磁脈沖所產(chǎn)生 的功率、其與目標(biāo)之間的距離、電磁脈沖輻射的特性以及目標(biāo)的防護(hù)能力等。
[0004] 目前，電磁脈沖防護(hù)器件作為一種電磁脈沖防護(hù)措施，其防護(hù)效果明顯，故應(yīng)用較 廣泛。例如，金屬氧化物壓敏電阻，其是一種常用的電磁脈沖防護(hù)器件，具有響應(yīng)時(shí)間快的 優(yōu)點(diǎn)，能夠很好地抑制電磁脈沖和電涌對(duì)電子設(shè)備的影響，從而起到了抗電磁脈沖保護(hù)的 作用。由于金屬氧化物壓敏電阻的非線性特性，防雷領(lǐng)域經(jīng)常采用金屬氧化物壓敏電阻作 為浪涌保護(hù)器件，限制暫態(tài)過(guò)電壓和分流浪涌電流，以保護(hù)耐壓水平低的電子設(shè)備免遭雷 擊或操作過(guò)電壓的損害。但是，金屬氧化物壓敏電阻受到過(guò)高的電壓或出現(xiàn)持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的 電涌時(shí)，會(huì)由于過(guò)熱、過(guò)流而導(dǎo)致失效，嚴(yán)重則會(huì)出現(xiàn)自燃和爆炸碎裂，甚至產(chǎn)生有害氣體 和危害顆粒。因此，金屬氧化物壓敏電阻的安全性能也成為電磁脈沖防護(hù)和雷電防護(hù)領(lǐng)域 著重關(guān)注問(wèn)題。
[0005] 相關(guān)技術(shù)公開(kāi)了一種防雷模塊，包括主體部和連接部，該連接部用于與PLC電連 接，其中幾個(gè)，所述主體部包括放電管、壓敏電阻和壓桿，所述連接部包括與所述PLC電連 接的開(kāi)關(guān)簧片，在所述防雷模塊正常時(shí)，所述壓桿壓住所述開(kāi)關(guān)簧片，當(dāng)所述放電管或所述 壓敏電阻過(guò)熱時(shí)，所述壓桿離開(kāi)所述開(kāi)關(guān)簧片，以使該開(kāi)關(guān)簧片彈起。
[0006] 但是，相關(guān)技術(shù)是通過(guò)彈性裝置帶動(dòng)機(jī)械部件指示放電管或壓敏電阻過(guò)熱，但機(jī) 械部件反應(yīng)速度偏慢，無(wú)法及時(shí)切斷電路連接，可能已經(jīng)造成被保護(hù)電路的損壞。在設(shè)備現(xiàn) 場(chǎng)無(wú)人值守的情況下，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并實(shí)現(xiàn)更換。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007] 本發(fā)明的目的在于提供電磁脈沖防護(hù)裝置，以解決上述的問(wèn)題。
[0008] 在本發(fā)明的實(shí)施例中提供了一種電磁脈沖防護(hù)裝置，包括：一體化設(shè)計(jì)的電磁脈 沖防護(hù)模塊和電磁脈沖檢測(cè)模塊；
[0009] 電磁脈沖防護(hù)模塊包括電壓防護(hù)單元和電流防護(hù)單元；電壓防護(hù)單元和電流防護(hù) 單元均包括用于連接被保護(hù)電路的接線端；
[0010] 電壓防護(hù)單元在施加于電磁脈沖防護(hù)模塊上的電壓超過(guò)預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，將電壓鉗 位到小于或者等于預(yù)設(shè)電壓值，以對(duì)被保護(hù)電路進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)；
[0011] 電流防護(hù)單元在流經(jīng)電磁脈沖防護(hù)模塊的電流超過(guò)預(yù)設(shè)電流值時(shí)，切斷自身電路 以對(duì)被保護(hù)電路進(jìn)行過(guò)流保護(hù)；
[0012] 電磁脈沖檢測(cè)模塊用于檢測(cè)作用于電磁脈沖防護(hù)模塊上的電磁脈沖，并生成檢測(cè) 結(jié)果信號(hào)。
[0013] 進(jìn)一步的，該電磁脈沖防護(hù)裝置中，電壓防護(hù)單元包括壓敏電阻，壓敏電阻用于在 施加于其上的電壓值超過(guò)預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，將電壓鉗位到小于或者等于預(yù)設(shè)電壓值；
[0014] 電流防護(hù)單元包括脫扣裝置，脫扣裝置在流經(jīng)壓敏電阻的電流值高于預(yù)設(shè)電流值 時(shí)熔斷自身電路；
[0015] 電磁脈沖檢測(cè)模塊包括電流檢測(cè)裝置；電流檢測(cè)裝置，用于根據(jù)脫扣裝置的電流 變化產(chǎn)生感應(yīng)電流信號(hào)。
[0016] 進(jìn)一步的，該電磁脈沖防護(hù)裝置還包括電流測(cè)量模塊；電流測(cè)量模塊包括：
[0017] 耦合電路，用于對(duì)電流檢測(cè)裝置產(chǎn)生的電流信號(hào)進(jìn)行耦合處理；
[0018] 反相電路，用于對(duì)耦合電路進(jìn)行耦合處理的電流信號(hào)進(jìn)行反相處理；
[0019] 積分電路，用于對(duì)電流檢測(cè)裝置產(chǎn)生的電流信號(hào)進(jìn)行積分處理；
[0020] 放大電路，用于對(duì)積分電路積分處理的電流信號(hào)進(jìn)行放大處理；
[0021] 單片機(jī)，用于根據(jù)反相電路反相處理后的電流信號(hào)和放大電路放大處理后的電流 信號(hào)進(jìn)行整合處理，并生成作用于電磁脈沖防護(hù)模塊上的電磁脈沖的計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)；
[0022] 轉(zhuǎn)換電路，用于將單片機(jī)整合處理后的感應(yīng)電流的電流幅度、電流頻率信息及電 磁脈沖的計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的信息發(fā)送至監(jiān)控中心。
[0023] 進(jìn)一步的，該電磁脈沖防護(hù)裝置中，壓敏電阻包括：第一導(dǎo)電盤(pán)、壓敏電阻基體和 第二導(dǎo)電盤(pán)；
[0024] 壓敏電阻基體遠(yuǎn)離電流檢測(cè)裝置的一側(cè)設(shè)置有第一導(dǎo)電盤(pán)；第一導(dǎo)電盤(pán)上設(shè)置有 第一引出電極，用于與外部電源和用電負(fù)載連接；
[0025] 壓敏電阻基體靠近電流檢測(cè)裝置的一側(cè)設(shè)置有第二導(dǎo)電盤(pán)；脫扣裝置的一端與第 二導(dǎo)電盤(pán)相連接；
[0026] 電磁脈沖防護(hù)模塊還包括第三導(dǎo)電盤(pán)；
[0027] 電流檢測(cè)裝置遠(yuǎn)離壓敏電阻的一側(cè)設(shè)置有第三導(dǎo)電盤(pán)；脫扣裝置的另一端與第三 導(dǎo)電盤(pán)相連接；
[0028] 第三導(dǎo)電盤(pán)上設(shè)置有第二引出電極，用于與外部電源和用電負(fù)載進(jìn)行連接；其中， 壓敏電阻與電流檢測(cè)裝置相隔一預(yù)設(shè)距離。
[0029] 進(jìn)一步的，該電磁脈沖防護(hù)裝置中，電磁脈沖防護(hù)模塊還包括：第一絕緣盤(pán)和第二 絕緣盤(pán)；
[0030] 第二導(dǎo)電盤(pán)和電流檢測(cè)裝置之間設(shè)置有第一絕緣盤(pán)；
[0031] 第二導(dǎo)電盤(pán)通過(guò)第一絕緣盤(pán)與電流檢測(cè)裝置緊密貼合設(shè)置；
[0032] 電流檢測(cè)裝置和第三導(dǎo)電盤(pán)之間設(shè)置有第二絕緣盤(pán)；
[0033] 電流檢測(cè)裝置通過(guò)第二絕緣盤(pán)與第三導(dǎo)電盤(pán)緊密貼合設(shè)置。
[0034] 進(jìn)一步的，該電磁脈沖防護(hù)裝置中，第一絕緣盤(pán)的中心位置、電流檢測(cè)裝置的中 心位置、第二絕緣盤(pán)的中心位置以及第三導(dǎo)電盤(pán)上均設(shè)置有通孔，通孔用于供脫扣裝置穿 過(guò)；
[0035] 脫扣裝置包括彈性元件，彈性元件具有預(yù)設(shè)彈性系數(shù)，且在達(dá)到預(yù)設(shè)電流值時(shí)能 夠自動(dòng)與固定處斷開(kāi)；其中，彈性元件斷開(kāi)時(shí)的預(yù)設(shè)電流值小于壓敏電阻損壞時(shí)的電流臨 界值；彈性元件的橫截面呈圓型。
[0036] 進(jìn)一步的，該電磁脈沖防護(hù)裝置中，第三導(dǎo)電盤(pán)的遠(yuǎn)離電流檢測(cè)裝置的一側(cè)設(shè)置 有凹槽，脫扣裝置的一端壓接在凹槽上或脫扣裝置一端集成設(shè)置在第三導(dǎo)電盤(pán)上。
[0037] 進(jìn)一步的，該電磁脈沖防護(hù)裝置中，第一導(dǎo)電盤(pán)、壓敏電阻基體、第二導(dǎo)電盤(pán)、第一 絕緣盤(pán)、第二絕緣盤(pán)、第三導(dǎo)電盤(pán)的橫截面均呈圓型、外徑相等，且互相堆疊設(shè)置。
[0038] 進(jìn)一步的，該電磁脈沖防護(hù)裝置中，電流檢測(cè)裝置上設(shè)置有第三引出電極，第三引 出電極上設(shè)置有第一接線環(huán)，第一接線環(huán)用于與監(jiān)控中心電連接；
[0039] 電流檢測(cè)裝置上設(shè)置有第四引出電極，第四引出電極上設(shè)置有第二接線環(huán)，第二 接線環(huán)用于與監(jiān)控中心電連接。
[0040] 進(jìn)一步的，該電磁脈沖防護(hù)裝置還包括設(shè)置于第一導(dǎo)電盤(pán)，遠(yuǎn)離壓敏電阻基體的 一側(cè)上的第一封蓋及設(shè)置于第三導(dǎo)電盤(pán)，遠(yuǎn)離第二絕緣盤(pán)的一側(cè)的第二封蓋；
[0041] 第一封蓋及第二封蓋用于將壓敏電阻、第一絕緣盤(pán)、電流檢測(cè)裝置、第二絕緣盤(pán)以 及第三導(dǎo)電盤(pán)進(jìn)行封裝設(shè)置；
[0042] 第一封蓋上設(shè)置有第一開(kāi)口，第二封蓋上設(shè)置有第二開(kāi)口；第一開(kāi)口和第二開(kāi)口 相配合，用于供第一引出電極、第二引出電極、第三引出電極以及第四引出電極引出。
[0043] 本發(fā)明實(shí)施例提供的電磁脈沖防護(hù)裝置，包括：一體化設(shè)計(jì)的電磁脈沖防護(hù)模塊 和電磁脈沖檢測(cè)模塊；電磁脈沖防護(hù)模塊包括電壓防護(hù)單元和電流防護(hù)單元；電壓防護(hù)單 元和電流防護(hù)單元均包括用于連接被保護(hù)電路的接線端；電壓防護(hù)單元在施加于電磁脈沖 防護(hù)模塊上的電壓超過(guò)預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，將電壓鉗位到小于或者等于預(yù)設(shè)電壓值，以對(duì)被保 護(hù)電路進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)；電流防護(hù)單元在流經(jīng)電磁脈沖防護(hù)模塊的電流超過(guò)預(yù)設(shè)電流值時(shí)， 切斷自身電路以對(duì)被保護(hù)電路進(jìn)行過(guò)流保護(hù)；電磁脈沖檢測(cè)模塊用于檢測(cè)作用于電磁脈沖 防護(hù)模塊上的電磁脈沖，并生成檢測(cè)結(jié)果信號(hào)與現(xiàn)有技術(shù)中的通過(guò)彈性裝置帶動(dòng)機(jī)械部件 指示放電管或壓敏電阻過(guò)熱，但機(jī)械部件反應(yīng)速度偏慢，無(wú)法及時(shí)切斷電路連接，可能已經(jīng) 造成被保護(hù)電路的損壞。在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值守的情況下，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并實(shí)現(xiàn)更換的 方案相比，本發(fā)明電磁脈沖防護(hù)模塊采用電壓防護(hù)單元與電流防護(hù)單元集成方式，在采用 電壓防護(hù)單元實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)過(guò)電壓保護(hù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)具有限制通過(guò)額定電流的電流防護(hù)單元 與具有指定熔化溫度的低溫焊點(diǎn)的有效組合，使電磁脈沖防護(hù)模塊還具有對(duì)內(nèi)部集成電壓 防護(hù)單元的過(guò)熱和過(guò)電流斷路保護(hù)功能，并且使用電磁脈沖檢測(cè)模塊，由于無(wú)需在外部連 接電流熔斷器和熱熔斷器，不僅保證了對(duì)電磁脈沖的及時(shí)有效防護(hù)，而且在發(fā)生極端過(guò)壓、 過(guò)流情況下，由于對(duì)內(nèi)部電壓防護(hù)單元提供了及時(shí)防護(hù)，保證了電磁脈沖防護(hù)模塊不會(huì)發(fā) 生過(guò)熱、碎裂、爆炸或火災(zāi)，保護(hù)了后端用電設(shè)備的安全。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0044] 為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0045] 圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電磁脈沖防護(hù)裝置的原理圖；
[0046] 圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種電磁脈沖防護(hù)裝置的原理圖
[0047] 圖3示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的電磁脈沖防護(hù)裝置中電磁脈沖防護(hù)模塊的透視 圖；
[0048] 圖4示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的電磁脈沖防護(hù)裝置中電磁脈沖防護(hù)模塊的分解 透視圖；
[0049] 圖5示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的電磁脈沖防護(hù)裝置中電磁脈沖防護(hù)模塊的剖視 圖；
[0050] 圖6示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的電磁脈沖防護(hù)裝置中電磁脈沖防護(hù)模塊的左視 剖視圖；
[0051] 圖7示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的電磁脈沖防護(hù)裝置中電流測(cè)量模塊的各個(gè)電路 的原理圖；
[0052] 圖8示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的電磁脈沖防護(hù)裝置與監(jiān)控中心連接的結(jié)構(gòu)示意 圖。
[0053] 圖中標(biāo)記說(shuō)明：A1、電磁脈沖防護(hù)模塊；A2、電磁脈沖檢測(cè)模塊;A3、電流測(cè)量模 塊；
[0054] 1、第一引出電極；2、第一導(dǎo)電盤(pán)；3、第一封蓋；4、第二引出電極；5、電流防護(hù)單 元；6、第三導(dǎo)電盤(pán)；7、彈性元件；8、第二封蓋；9、第三引出電極；10、第四引出電極；11、第 一絕緣盤(pán)；12、第二導(dǎo)電盤(pán)；13、壓敏電阻基體；14、第二絕緣盤(pán)；15、Rogowski線圈骨架； 16、電流檢測(cè)線圈；17、灌封層；18、電壓防護(hù)單元；19、脫扣裝置；20、第一電流檢測(cè)模塊輸 入端；21、第二電流檢測(cè)模塊輸入端；22、第一電流檢測(cè)模塊上傳端；23、第二電流檢測(cè)模塊 上傳端；24、壓敏電阻；25、電流檢測(cè)裝置；26、監(jiān)控中心；
[0055] 31、耦合電路；32、反相電路；33、積分電路；34、放大電路；35、單片機(jī)；36、轉(zhuǎn)換電 路。
【具體實(shí)施方式】
[0056] 下面將結(jié)合本實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述， 顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的 實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都 屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0057] 在本發(fā)明的實(shí)施例中提供了一種電磁脈沖防護(hù)裝置，如圖1所示，包括：一體化設(shè) 計(jì)的電磁脈沖防護(hù)模塊A1和電磁脈沖檢測(cè)模塊A2 ;電磁脈沖防護(hù)模塊A1包括電壓防護(hù)單 元18和電流防護(hù)單元5 ;電壓防護(hù)單元18和電流防護(hù)單元5均包括用于連接被保護(hù)電路 的接線端；電壓防護(hù)單元18在施加于電磁脈沖防護(hù)模塊A1上的電壓超過(guò)預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，將 電壓鉗位到小于或者等于預(yù)設(shè)電壓值，以對(duì)被保護(hù)電路進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)。電流防護(hù)單元5在 流經(jīng)電磁脈沖防護(hù)模塊A1的電流超過(guò)預(yù)設(shè)電流值時(shí)，切斷自身電路以對(duì)被保護(hù)電路進(jìn)行 過(guò)流保護(hù)。電磁脈沖檢測(cè)模塊A2用于檢測(cè)作用于電磁脈沖防護(hù)模塊A1上的電磁脈沖，并 生成檢測(cè)結(jié)果信號(hào)。
[0058] 本發(fā)明實(shí)施例提供的電磁脈沖防護(hù)裝置，與現(xiàn)有技術(shù)中的通過(guò)彈性裝置帶動(dòng)機(jī)械 部件指示放電管或壓敏電阻24過(guò)熱，但機(jī)械部件反應(yīng)速度偏慢，無(wú)法及時(shí)切斷電路連接， 可能已經(jīng)造成被保護(hù)電路的損壞。在設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人值守的情況下，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并實(shí) 現(xiàn)更換的方案相比，本發(fā)明電磁脈沖防護(hù)模塊A1采用電壓防護(hù)單元18與電流防護(hù)單元5 集成方式，在采用電壓防護(hù)單元18實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)過(guò)電壓保護(hù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)具有限制通過(guò)額定 電流的電流防護(hù)單元5與具有指定熔化溫度的低溫焊點(diǎn)的有效組合，使電磁脈沖防護(hù)模塊 A1還具有對(duì)內(nèi)部集成電壓防護(hù)單元18的過(guò)熱和過(guò)電流斷路保護(hù)功能，并且使用電磁脈沖 檢測(cè)模塊A2,由于無(wú)需在外部連接電流熔斷器和熱熔斷器，不僅保證了對(duì)電磁脈沖的及時(shí) 有效防護(hù)，而且在發(fā)生極端過(guò)壓、過(guò)流情況下，由于對(duì)內(nèi)部電壓防護(hù)單元18提供了及時(shí)防 護(hù)，保證了電磁脈沖防護(hù)模塊A1不會(huì)發(fā)生過(guò)熱、碎裂、爆炸或火災(zāi)，保護(hù)了后端用電設(shè)備的 安全。
[0059] 如圖3-圖5所示，具體的，本實(shí)施例中的電磁脈沖檢測(cè)模塊A2可以為電流檢測(cè)線 圈16 ;該電流檢測(cè)部件采用將Rogowski(Rogowski Coil,羅哥夫斯基線圈）灌封，Rogowski 線圈骨架15采用非磁性圓形絕緣骨架，并使用銅制漆包線均勻繞制在該非磁性圓形絕緣 骨架上，從而形成電流檢測(cè)線圈16,并且采用環(huán)氧樹(shù)脂灌封成中間有通孔的圓盤(pán)狀的灌封 層17。
[0060] 其中，Rogowski線圈測(cè)量電流是以電磁感應(yīng)定律和安培環(huán)路定律為理論依據(jù)。例 如，電流檢測(cè)線圈16的匝數(shù)、直徑可以按照電磁感應(yīng)定律和安培環(huán)路定律來(lái)確定。
[0061] 進(jìn)一步的，如圖2-圖6所示，該電磁脈沖防護(hù)裝置中，電壓防護(hù)單元18包括壓敏 電阻24,壓敏電阻24用于在施加于其上的電壓值超過(guò)預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，將電壓鉗位到小于或 者等于預(yù)設(shè)電壓值；電流防護(hù)單元5包括脫扣裝置19,脫扣裝置19在流經(jīng)壓敏電阻24的 電流值高于預(yù)設(shè)電流值時(shí)熔斷自身電路；電磁脈沖檢測(cè)模塊A2包括電流檢測(cè)裝置25,電流 檢測(cè)裝置25用于根據(jù)脫扣裝置19的電流變化產(chǎn)生感應(yīng)電流信號(hào)。
[0062] 具體的，壓敏電阻24為常用的金屬氧化物壓敏電阻24;所說(shuō)預(yù)設(shè)電壓值即為該金 屬氧化物壓敏電阻24損壞的電壓臨界值（即金屬氧化物壓敏電阻24的擊穿電壓值臨界 值）。該預(yù)設(shè)電壓值的具體設(shè)置方式和大小本發(fā)明不作具體限制。用戶可以根據(jù)具體情況 對(duì)該預(yù)設(shè)電壓值進(jìn)行設(shè)置。
[0063] 具體的，脫扣裝置19可以是具有一個(gè)特定的截面面積，其可以直接作為壓敏電阻 24過(guò)電流的保險(xiǎn)絲用。
[0064] 其中，預(yù)設(shè)電流可以設(shè)置為：低于致使壓敏電阻24損壞的、且高于脫扣裝置19自 身熔斷的電流臨界值的之間的數(shù)值，其具體設(shè)置方式和大小本發(fā)明不作具體限制。用戶可 以根據(jù)具體情況對(duì)該預(yù)設(shè)電流值進(jìn)行設(shè)置。具體的，在被保護(hù)電路的接線端和壓敏電阻24 中有極端過(guò)電流發(fā)生時(shí)，（具體的，極端過(guò)電流即為電流大小達(dá)到脫扣裝置19的熔斷電流 時(shí)），脫扣裝置19自身可以熔斷，從而切斷了流經(jīng)電磁脈沖防護(hù)模塊A1的電流通路。脫扣 裝置19截面面積的選擇，需要保證過(guò)電流斷路的電流值比金屬氧化物壓敏電阻24損壞的 臨界值低。
[0065] 進(jìn)一步的，如圖2、圖7和圖8所示，該電磁脈沖防護(hù)裝置還包括電流測(cè)量模塊A3 ; 電流測(cè)量模塊A3包括：
[0066] 耦合電路31 (也可以叫采樣耦合電路31)，用于對(duì)電流檢測(cè)裝置25產(chǎn)生的電流信 號(hào)進(jìn)行耦合處理。
[0067] 反相電路32,用于對(duì)耦合電路31進(jìn)行耦合處理的電流信號(hào)進(jìn)行反相處理。
[0068] 積分電路33,用于對(duì)電流檢測(cè)裝置25產(chǎn)生的電流信號(hào)進(jìn)行積分處理。
[0069] 放大電路34,用于對(duì)積分電路33積分處理的電流信號(hào)進(jìn)行放大處理。
[0070] 單片機(jī)35,用于根據(jù)反相電路32反相處理后的電流信號(hào)和放大電路34放大處理 后的電流信號(hào)進(jìn)行整合處理，并生成作用于電磁脈沖防護(hù)模塊A1上的電磁脈沖的計(jì)數(shù)數(shù) 據(jù)。
[0071] 轉(zhuǎn)換電路36,用于將單片機(jī)35整合處理后的感應(yīng)電流的電流幅度、電流頻率信息 及電磁脈沖的計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的信息發(fā)送至監(jiān)控中心26。
[0072] 具體的，電磁脈沖檢測(cè)模塊A2(即電流檢測(cè)線圈16)，配合由耦合電路31、反相電 路32、積分電路33、放大電路34、單片機(jī)35和轉(zhuǎn)換電路36 (具體為電平轉(zhuǎn)換電路）組成的 電流測(cè)量模塊A3 ;能夠通過(guò)單片機(jī)35將經(jīng)過(guò)耦合、反相處理的電流信號(hào)和經(jīng)過(guò)積分、放大 處理的電流信號(hào)進(jìn)行整理處理，并記錄電磁脈沖的計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)（即雷電脈沖計(jì)數(shù)）；其不僅能 夠?qū)崿F(xiàn)雷電脈沖計(jì)數(shù)，而且能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量通過(guò)電磁脈沖防護(hù)模塊A1的電流，判斷電磁脈沖 防護(hù)模塊A1內(nèi)部的電壓防護(hù)單元18 (即壓敏電阻24)特性是否劣化，能夠在電磁脈沖防護(hù) 模塊A1失效時(shí)，及時(shí)提醒用戶更換電磁脈沖防護(hù)模塊A1，避免了后續(xù)由于被保護(hù)電路的用 電設(shè)備在失效的電磁脈沖防護(hù)模塊A1保護(hù)的情況下繼續(xù)工作，而造成事故的進(jìn)一步擴(kuò)大。
[0073] 具體的，流過(guò)電磁脈沖防護(hù)模塊A1的電流值處于正常值時(shí)，電磁脈沖為標(biāo)準(zhǔn)或者 接近標(biāo)準(zhǔn)的正弦波（所謂接近標(biāo)準(zhǔn)即是在正常范圍內(nèi)的小峰值且短時(shí)間的波動(dòng)），然而當(dāng) 電壓防護(hù)單元18(即壓敏電阻24)劣化后，流過(guò)壓敏電阻24的電流即會(huì)發(fā)生變化，例如 短時(shí)間內(nèi)電磁脈沖峰值過(guò)高或者過(guò)低，或者長(zhǎng)時(shí)間的電磁脈沖峰值處于高峰值或低峰值狀 態(tài)；或者電磁脈沖不規(guī)則的發(fā)生變化，這些狀態(tài)的電磁脈沖都預(yù)示著被保護(hù)電路的用電設(shè) 備正處于危險(xiǎn)狀態(tài)，故在上述非正常狀態(tài)下，電磁脈沖檢測(cè)模塊A2均能通過(guò)感應(yīng)磁通量的 變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流信號(hào)，進(jìn)而將該感應(yīng)電流信號(hào)經(jīng)由上述電路發(fā)送至單片機(jī)35,由單片 機(jī)35實(shí)現(xiàn)雷電脈沖計(jì)數(shù)，最后經(jīng)由轉(zhuǎn)換電路36將該感應(yīng)電流信號(hào)進(jìn)行適合的轉(zhuǎn)換，以便將 該感應(yīng)電流信號(hào)發(fā)送至監(jiān)控中心26,以便監(jiān)控中心26的工作人員可以實(shí)時(shí)看到檢測(cè)信息。
[0074] 電磁脈沖檢測(cè)模塊A2，通過(guò)其連接的由耦合電路31、反相電路32、積分電路33、放 大電路34和單片機(jī)35等組成的電流測(cè)量模塊A3,將電流測(cè)量數(shù)據(jù)、雷電脈沖計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)上 傳到監(jiān)控中心26的計(jì)算機(jī)，不僅能夠判斷電磁脈沖防護(hù)模塊A1的當(dāng)前工作狀態(tài)，及時(shí)指示 內(nèi)部壓敏電阻24的劣化失效，提醒及時(shí)更換電磁脈沖防護(hù)模塊A1，還能夠?qū)崿F(xiàn)雷電脈沖計(jì) 數(shù)。
[0075] 具體的，該裝置通過(guò)第一電流檢測(cè)模塊輸入端20和第二電流檢測(cè)模塊輸入端21 接收電磁脈沖檢測(cè)模塊A2發(fā)送的感應(yīng)電流信號(hào)；并通過(guò)第一電流檢測(cè)模塊上傳端22和第 二電流檢測(cè)模塊上傳端23向監(jiān)控中心26發(fā)送處理過(guò)的感應(yīng)電流信號(hào)。
[0076] 另外，電流測(cè)量模塊A3還可以包括報(bào)警裝置，該報(bào)警裝置與轉(zhuǎn)換電路36電連接， 用于當(dāng)接收到感應(yīng)電流信號(hào)時(shí)，發(fā)出警報(bào)以指示報(bào)警，用以提醒用戶電磁脈沖不符合預(yù)設(shè) 范圍或者超出預(yù)設(shè)范圍。
[0077] 進(jìn)一步的，如圖3-圖6所示，該電磁脈沖防護(hù)裝置中，壓敏電阻24包括：第一導(dǎo)電 盤(pán)2、壓敏電阻基體13和第二導(dǎo)電盤(pán)12 ;壓敏電阻基體13遠(yuǎn)離電流檢測(cè)裝置25的一側(cè)設(shè) 置有第一導(dǎo)電盤(pán)2 ;第一導(dǎo)電盤(pán)2上設(shè)置有第一引出電極1，用于與外部電源和用電負(fù)載連 接；壓敏電阻基體13靠近電流檢測(cè)裝置25的一側(cè)設(shè)置有第二導(dǎo)電盤(pán)12 ;脫扣裝置19的一 端與第二導(dǎo)電盤(pán)12相連接；
[0078] 電磁脈沖防護(hù)模塊A1還包括第三導(dǎo)電盤(pán)6 ;電流檢測(cè)裝置25遠(yuǎn)離壓敏電阻24的 一側(cè)設(shè)置有第三導(dǎo)電盤(pán)6 ;脫扣裝置19的另一端與第三導(dǎo)電盤(pán)6相連接；第三導(dǎo)電盤(pán)6上 設(shè)置有第二引出電極4,用于與外部電源和用電負(fù)載進(jìn)行連接；其中，壓敏電阻24與電流檢 測(cè)裝置25相隔一預(yù)設(shè)距離。
[0079] 本發(fā)明所有實(shí)施例中均以電流檢測(cè)裝置25為電流檢測(cè)線圈16為例進(jìn)行說(shuō)明；具 體的，第一導(dǎo)電盤(pán)2和第二導(dǎo)電盤(pán)12作為壓敏電阻24的兩極，可以使用金屬銀來(lái)制作，因 為銀具有出色的散熱和導(dǎo)電特性，當(dāng)然也可以使用金屬鋁等其他適合的材料，以降低生產(chǎn) 成本。
[0080] 具體的，第一導(dǎo)電盤(pán)2與第二導(dǎo)電盤(pán)12之間的壓敏電阻基體13采用壓敏電阻24 基本生產(chǎn)工藝制作，有兩層平行的上下面，能夠確保電磁脈沖或雷電電流能夠有效地進(jìn)出 壓敏電阻基體13。此外，壓敏電阻基體13的形狀是經(jīng)過(guò)規(guī)整的，所以它緊密貼合在第一導(dǎo) 電盤(pán)2與第二導(dǎo)電盤(pán)12表面，并且MOV(metal-〇xide_varistor，即金屬氧化物壓敏電阻） 層的邊緣同第一導(dǎo)電盤(pán)2與第二導(dǎo)電盤(pán)12的邊緣可同步延展。
[0081] 并且，發(fā)明實(shí)施例提供的電磁脈沖防護(hù)模塊A1，有一對(duì)平行的第一導(dǎo)電盤(pán)2和第 三導(dǎo)電盤(pán)6 ;處于下面的第一導(dǎo)電盤(pán)2內(nèi)部為一個(gè)碟形的金屬體，并從邊緣處延伸出第一引 出電極1 ;處于上面的第三導(dǎo)電盤(pán)6,其中間有一個(gè)圓孔的墊圈狀體。同樣的，第三導(dǎo)電盤(pán)6 也從邊緣處延伸出第二引出電極4,引出的第一引出電極1和第二引出電極4被設(shè)計(jì)用做電 引線，與外部電源和用電設(shè)備并聯(lián)。
[0082] 脫扣裝置19的一端牢固的固定在第二導(dǎo)電盤(pán)12的上表面中心，可采用低溫焊接 或者其他焊接方法。當(dāng)被保護(hù)電路出現(xiàn)過(guò)電壓情況時(shí)，第二導(dǎo)電盤(pán)12的溫度會(huì)因?yàn)閴好綦?阻基體13產(chǎn)生的熱量而升高。當(dāng)?shù)诙?dǎo)電盤(pán)12的溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度（該預(yù)設(shè)溫度是第二 導(dǎo)電盤(pán)12的實(shí)際特性能夠正常工作且是低溫焊點(diǎn)融化的溫度時(shí)，例如120°C )，即低溫焊點(diǎn) 的熔化溫度，該溫度低于壓敏電阻基體13的失效溫度，低溫焊點(diǎn)便會(huì)熔化，將脫扣裝置19 的與第二導(dǎo)電盤(pán)12焊接的一端釋放。因?yàn)槊摽垩b置19是拉伸過(guò)的，所以當(dāng)?shù)蜏睾更c(diǎn)熔化 以后，脫扣裝置19便從與第二導(dǎo)電盤(pán)12連接的位置脫離開(kāi)來(lái)，到達(dá)遠(yuǎn)離第二導(dǎo)電盤(pán)12的 位置，斷開(kāi)與第二導(dǎo)電盤(pán)12的電路連接。特別需要注意的是，遠(yuǎn)離第二導(dǎo)電盤(pán)12的位置必 須充分地離開(kāi)第二導(dǎo)電盤(pán)12,即與第二導(dǎo)電盤(pán)12具有足夠遠(yuǎn)的距離，以防止第二導(dǎo)電盤(pán)12 和處于原理第二導(dǎo)電盤(pán)12的位置的第二導(dǎo)電盤(pán)12產(chǎn)生電弧。
[0083] 進(jìn)一步的，如圖3-圖6所示，該電磁脈沖防護(hù)裝置中，電磁脈沖防護(hù)模塊A1還包 括：第一絕緣盤(pán)11和第二絕緣盤(pán)14 ;第二導(dǎo)電盤(pán)12和電流檢測(cè)裝置25之間設(shè)置有第一絕 緣盤(pán)11 ;第二導(dǎo)電盤(pán)12通過(guò)第一絕緣盤(pán)11與電流檢測(cè)裝置25緊密貼合設(shè)置；電流檢測(cè)裝 置25和第三導(dǎo)電盤(pán)6之間設(shè)置有第二絕緣盤(pán)14 ;電流檢測(cè)裝置25通過(guò)第二絕緣盤(pán)14與 第三導(dǎo)電盤(pán)6緊密貼合設(shè)置。
[0084] 具體的，第二導(dǎo)電盤(pán)12的上面是第一絕緣盤(pán)11。第一絕緣盤(pán)11即為一個(gè)墊圈形 狀，上下表面均平整設(shè)置，且該第一絕緣盤(pán)11中間設(shè)置有圓孔貫穿。其中，本實(shí)施例中的第 一絕緣盤(pán)11的邊緣也是經(jīng)過(guò)規(guī)整的，它與第二導(dǎo)電盤(pán)12有同步延展性。
[0085] 第一絕緣盤(pán)11與第二導(dǎo)電盤(pán)12緊貼設(shè)置，以便第一絕緣盤(pán)11的下表面抵接第二 導(dǎo)電盤(pán)12的上表面。
[0086] 具體的，第一絕緣盤(pán)11的上表面與電磁脈沖檢測(cè)模塊A2緊貼設(shè)置；電磁脈沖檢測(cè) 模塊A2的上表面與第二絕緣盤(pán)14緊貼設(shè)置。同理，第二絕緣盤(pán)14與第一絕緣盤(pán)11相類 似，同樣呈墊圈形狀，其上下表面均平整設(shè)置，中間有個(gè)圓孔貫穿。第二絕緣盤(pán)14的邊緣同 樣是經(jīng)過(guò)規(guī)整的。第二絕緣盤(pán)14上表面與第三導(dǎo)電盤(pán)6緊貼設(shè)置。
[0087] 其中，整個(gè)電磁脈沖檢測(cè)模塊A2的中間通孔直徑與第一導(dǎo)電盤(pán)2的中間通孔直 徑、第一絕緣盤(pán)11的中間通孔直徑、第二絕緣盤(pán)14的中間通孔直徑均相同。整個(gè)電磁脈沖 檢測(cè)模塊A2的外徑與第一導(dǎo)電盤(pán)2的外徑、第一絕緣盤(pán)11的外徑、第二絕緣盤(pán)14的外徑 均相同，該外徑值小于壓敏電阻基體13的外徑值。
[0088] 進(jìn)一步的，如圖3和圖4所示，該電磁脈沖防護(hù)裝置中，第一絕緣盤(pán)11的中心位 置、電流檢測(cè)裝置25的中心位置、第二絕緣盤(pán)14的中心位置以及第三導(dǎo)電盤(pán)6上均設(shè)置有 通孔，通孔用于供脫扣裝置19穿過(guò)；脫扣裝置19包括彈性元件7,彈性元件7具有預(yù)設(shè)彈 性系數(shù)，且在達(dá)到預(yù)設(shè)電流值時(shí)能夠自動(dòng)與固定處斷開(kāi)；其中，彈性元件7斷開(kāi)時(shí)的預(yù)設(shè)電 流值小于壓敏電阻24損壞時(shí)的電流臨界值；彈性元件7的橫截面呈圓型。
[0089] 具體的，脫扣部件包括一個(gè)彈性元件7,其一端電連接到第三導(dǎo)電盤(pán)6,另一端采 用低溫焊接固定在第二導(dǎo)電盤(pán)12上；彈性元件7可以設(shè)計(jì)一個(gè)特定的截面面積，在被保護(hù) 電路出現(xiàn)過(guò)電流情況時(shí)，與第二導(dǎo)電盤(pán)12接觸的焊點(diǎn)可以熔化，從而可以直接作為金屬氧 化物壓敏電阻24過(guò)電流的保險(xiǎn)絲用。這里關(guān)鍵的是，過(guò)電流斷路的電流值應(yīng)該比金屬氧化 物壓敏電阻24損壞的臨界值低，即在金屬氧化物壓敏電阻24損壞前，彈性元件7先行熔 斷。
[0090] 其中，該彈性元件7實(shí)現(xiàn)脫扣是通過(guò)低溫焊點(diǎn)的熔化或彈性元件7的熔斷來(lái)實(shí)現(xiàn) 的。盡管圖4中只顯示了一個(gè)彈性元件7,但是使用多個(gè)彈性元件7,以上述方式固定在第 二導(dǎo)電盤(pán)12上也是切實(shí)可行的。多個(gè)彈性元件7將提供更大的電流熔斷范圍，同時(shí)可保留 本發(fā)明獨(dú)立的熱敏特性。
[0091] 進(jìn)一步的，該電磁脈沖防護(hù)裝置中，第三導(dǎo)電盤(pán)6的遠(yuǎn)離電流檢測(cè)裝置25的一側(cè) 設(shè)置有凹槽，脫扣裝置19的一端壓接在凹槽上或脫扣裝置19 一端集成設(shè)置在第三導(dǎo)電盤(pán) 6上。
[0092] 具體的，第三導(dǎo)電盤(pán)6的上表面可以加工凹槽供彈性元件7的一端進(jìn)行安裝（具 體的安裝方式可以是焊接）。該彈性元件7 -端連接第二導(dǎo)電盤(pán)12的上表面，其另外一端 連接第三導(dǎo)電盤(pán)6上表面的凹槽處，使得固定更牢固。
[0093] 進(jìn)一步的，如圖3-圖6所示，該電磁脈沖防護(hù)裝置中，第一導(dǎo)電盤(pán)2、壓敏電阻基 體13、第二導(dǎo)電盤(pán)12、第一絕緣盤(pán)11、第二絕緣盤(pán)14、第三導(dǎo)電盤(pán)6的橫截面均呈圓型、夕卜 徑相等，且互相堆疊設(shè)置。
[0094] 進(jìn)一步的，如圖3-圖6以及圖8所示，該電磁脈沖防護(hù)裝置中，電流檢測(cè)裝置25 上設(shè)置有第三引出電極9,第三引出電極9上設(shè)置有第一接線環(huán)，第一接線環(huán)用于與監(jiān)控中 心26電連接；電流檢測(cè)裝置25上設(shè)置有第四引出電極10，第四引出電極10上設(shè)置有第二 接線環(huán)，第二接線環(huán)用于與監(jiān)控中心26電連接。
[0095] 具體的，電磁脈沖檢測(cè)模塊A2的兩個(gè)端子分別延伸出第三引出電極9與第四引出 電極10，用于連接電流測(cè)量模塊A3。
[0096] 進(jìn)一步的，如圖3-圖6所示，該電磁脈沖防護(hù)裝置還包括設(shè)置于第一導(dǎo)電盤(pán)2,遠(yuǎn) 離壓敏電阻基體13的一側(cè)上的第一封蓋3及設(shè)置于第三導(dǎo)電盤(pán)6,遠(yuǎn)離第二絕緣盤(pán)14的一 側(cè)的第二封蓋8 ;第一封蓋3及第二封蓋8用于將壓敏電阻24、第一絕緣盤(pán)11、電流檢測(cè)裝 置25、第二絕緣盤(pán)14以及第三導(dǎo)電盤(pán)6進(jìn)行封裝設(shè)置；第一封蓋3上設(shè)置有第一開(kāi)口，第 二封蓋8上設(shè)置有第二開(kāi)口；第一開(kāi)口和第二開(kāi)口相配合，用于供第一引出電極1、第二引 出電極4、第三引出電極9以及第四引出電極10引出。
[0097] 具體的，本實(shí)施例中所用的電磁脈沖防護(hù)模塊A1制作的最后工序是用第一封蓋 3(下封蓋）和第二封蓋8(上封蓋）來(lái)封閉并保護(hù)電磁脈沖防護(hù)模塊A1內(nèi)部的組成部件以 及與電磁脈沖防護(hù)模塊A1 -體化設(shè)置的電磁脈沖檢測(cè)模塊A2。
[0098] 其中，第一封蓋3和第二封蓋8優(yōu)選使用絕緣材質(zhì)制作，并分別設(shè)置有第一開(kāi)口和 第二開(kāi)口（具體的，第一封蓋3和第二封蓋8將脈沖防護(hù)模塊內(nèi)部的組成部件以及與電磁 脈沖防護(hù)模塊A1 -體化設(shè)置的電磁脈沖檢測(cè)模塊A2進(jìn)行封裝后，即為整個(gè)封蓋上設(shè)置有 缺口），以便于第一引出電極1、第二引出電極4、第三引出電極9和第四引出電極10伸出 電磁脈沖防護(hù)模塊A1外殼。電磁脈沖防護(hù)模塊A1內(nèi)部的空腔要求氣密性良好，可以灌注 SF6 (六氟化硫）氣體或采用其他方式用于輔助消除產(chǎn)生的電弧。
[0099] 下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的電流測(cè)量模塊A3中的耦合電路31、反相電路32、反相 電路32、放大電路34、單片機(jī)35以及轉(zhuǎn)換電路36進(jìn)行具體說(shuō)明 ：
[0100] 具體的，電流測(cè)量模塊A3的原理如下（如圖2和圖7所示）。電磁脈沖檢測(cè)模塊 A2的輸出一路經(jīng)積分電路33、放大電路34放大后送到單片機(jī)35的A/D輸入端，由單片機(jī) 35進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，完成電流幅度與頻率的測(cè)量；電流檢測(cè)線圈16的輸出另一路經(jīng)采樣耦合 電路31，通過(guò)反相電路32反相后輸出雷電計(jì)數(shù)脈沖，送入單片機(jī)35的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1 引腳，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器被預(yù)先設(shè)置成計(jì)數(shù)器方式和下降沿觸發(fā)，由單片機(jī)35內(nèi)部程序完成 雷電脈沖計(jì)數(shù)。單片機(jī)35將電流幅度、頻率測(cè)量數(shù)據(jù)、雷電脈沖計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)，通過(guò)TXD、RXD引 腳連接的電平轉(zhuǎn)換電路36完成TTL電平到RS232電平轉(zhuǎn)換，送到監(jiān)控中心26的計(jì)算機(jī)，實(shí) 現(xiàn)對(duì)電磁脈沖防護(hù)模塊A1的電流檢測(cè)和雷電脈沖計(jì)數(shù)，能夠判斷電磁脈沖防護(hù)模塊A1的 當(dāng)前工作狀態(tài)，及時(shí)指示電磁脈沖防護(hù)模塊A1內(nèi)部壓敏電阻24的劣化失效，提醒及時(shí)更換 電磁脈沖防護(hù)模塊A1。如圖7所示：
[0101] 1、耦合電路31，采用由R組成的電流采樣電路，由D1(雙向穩(wěn)壓二極管）、D2、D3、 C21、R21組成的箝位、橋式整流電路，以及由光耦器件和D4組成的光電隔離電路組成。其 中，R為電流采樣電阻，D1完成雙向電壓箝位，D2完成橋式整流，D3、C21完成箝位和濾波， 光耦器件采用4N35 ;D4為保護(hù)二極管，可選擇D1型號(hào)TVP510 ;D2為3A/500V整流全橋；D3 為10V/0. 5A穩(wěn)壓二級(jí)管，D4為1N4007，C21為33UF/470V ;本實(shí)施例中的電阻R為4. 7k，電 阻R21為2k。
[0102] 2、反相電路32,完成輸入信號(hào)的反相，采用74HC04反相器及其外圍電路R22、C22、 C23、D5組成，輸出連接單片機(jī)35的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器T1引腳，R22、C22完成濾波，C23、D5完 成箝位作用?？蛇x擇 R22 為 10k，C22 為 0· 1UF，C23 為 0· 01UF，D5 為 1N4733A。
[0103] 3、積分電路33,采用運(yùn)放IC1和外圍電路Rl、R2、R4、R5、R6、Cl、C2和C3組成。 IC1可以選用ICL7650斬波穩(wěn)零運(yùn)放，用于構(gòu)建積分電路33, R1為積分電阻，C1為積分電 容，可選擇C1為0. luF，Rl = 100k。在運(yùn)算放大器同相輸入端的R2、R4、R5和R6,用于失調(diào) 電壓調(diào)零，R4起隔離作用，R4 >> R5+R6,可選擇R4 = 100k，R5 = R6 = 10k。電容C2和 C3直接影響到運(yùn)算放大器自動(dòng)穩(wěn)零的精度，需選用高阻抗、瓷介質(zhì)、聚苯乙烯材料的優(yōu)質(zhì)電 容，其值可取C2 = C3 = 0. luF。R2為47k電位器。
[0104] 4、放大電路34，采用運(yùn)放扣2和外圍電路1?7、1?8、1?9、1?10組成。1?7用于輸入電壓 調(diào)整，IC2可以選用0P07運(yùn)算放大器，用于構(gòu)建放大電路34,可將其增益設(shè)計(jì)為10,其值可 取 R9 = 100k，R8 = RIO = 10k，R7 為 47k 電位器。
[0105] 5、單片機(jī)35,單片機(jī)IC3可以選用內(nèi)部集成A/D轉(zhuǎn)換的MCS-51系列單片機(jī)，如 STC12C5A16S2,或者采用獨(dú)立A/D轉(zhuǎn)換芯片加單片機(jī)35實(shí)現(xiàn)相同的功能。
[0106] 6、轉(zhuǎn)換電路36,可以使用電平轉(zhuǎn)換電路IC4,采用RS232接口轉(zhuǎn)換芯片，可以選用 MAX232,實(shí)現(xiàn)電流測(cè)量數(shù)據(jù)和雷電脈沖技術(shù)數(shù)據(jù)的抗干擾傳輸。如果監(jiān)測(cè)中心的計(jì)算機(jī)與 電磁脈沖防護(hù)裝置的距離超過(guò)15米，可以將RS232接口轉(zhuǎn)換芯片替換為RS485接口轉(zhuǎn)換芯 片，如 MAX485。
[0107] 如圖8所示，本發(fā)明提供的一種電磁脈沖防護(hù)裝置，由電磁脈沖防護(hù)模塊A1以及 電磁脈沖檢測(cè)模塊A2和電流測(cè)量模塊A3組成，電磁脈沖防護(hù)模塊A1并聯(lián)在交流供電電源 與用電負(fù)載之間的通路上。電磁脈沖防護(hù)模塊A1內(nèi)部的電流檢測(cè)線圈16與電流測(cè)量模塊 A3并聯(lián)，電流測(cè)量模塊A3的RS232接口輸出與監(jiān)測(cè)中心的計(jì)算機(jī)RS232接口連接。如果 監(jiān)測(cè)中心的計(jì)算機(jī)與電磁脈沖防護(hù)裝置距離超過(guò)15米，可以將電磁脈沖防護(hù)裝置的RS232 接口轉(zhuǎn)換芯片替換為RS485接口轉(zhuǎn)換芯片，如MAX485,監(jiān)控中心26的計(jì)算機(jī)需相應(yīng)安裝 RS485 接口卡。
[0108] 本發(fā)明提供的一體化設(shè)計(jì)的電磁脈沖防護(hù)模塊A1和電磁脈沖檢測(cè)模塊A2采用了 一種雙重保護(hù)方法，它既可以獨(dú)立響應(yīng)過(guò)熱的情況，也可以獨(dú)立響應(yīng)過(guò)電流的情況，還可以 響應(yīng)過(guò)電流與過(guò)熱同時(shí)發(fā)生的情況，在出現(xiàn)上述兩種情況中的至少一種情況時(shí)，及時(shí)切斷 流經(jīng)電磁脈沖防護(hù)模塊A1的電流通路，防止金屬氧化物壓敏電阻發(fā)生過(guò)熱或碎裂，甚至燃 燒。過(guò)電流的斷路能力與彈性元件7的直徑有密切關(guān)系，并且直徑設(shè)計(jì)要小于能對(duì)金屬氧 化物壓敏電阻造成傷害的臨界數(shù)值。
[0109] 本發(fā)明的目的旨在提出一種電磁脈沖防護(hù)裝置，由一體化設(shè)計(jì)的電磁脈沖防護(hù)模 塊A1和電磁脈沖檢測(cè)模塊A2以及電流測(cè)量模塊A3組成，這種電磁脈沖防護(hù)裝置安全性 可靠，電磁脈沖防護(hù)模塊A1在過(guò)電流、過(guò)電壓導(dǎo)致的過(guò)熱情況下，實(shí)現(xiàn)電磁脈沖防護(hù)模塊 A1的快速脫離，不會(huì)遭到物理?yè)p壞、破裂甚至爆炸，而且能夠通過(guò)電磁脈沖檢測(cè)模塊A2實(shí) 時(shí)檢測(cè)作用于所述電磁脈沖防護(hù)模塊A1上的電磁脈沖，并生成檢測(cè)結(jié)果信號(hào)，并發(fā)送至其 連接的電流測(cè)量模塊A3,對(duì)流經(jīng)電磁脈沖防護(hù)模塊A1的電流進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，以便及時(shí)更換 失效的電磁脈沖防護(hù)模塊A1，防止由于未及時(shí)更換而給被保護(hù)電子設(shè)備帶來(lái)安全威脅；此 夕卜，通過(guò)電流檢測(cè)線圈16連接的電流測(cè)量模塊A3,還能夠?qū)崿F(xiàn)雷電脈沖計(jì)數(shù)功能。
[0110] 具體的，電磁脈沖防護(hù)模塊A1在被保護(hù)電路中有極端過(guò)壓發(fā)生時(shí)，流過(guò)金屬氧化 物壓敏電阻的過(guò)電壓浪涌將導(dǎo)致壓敏電阻基體13的溫度增加，壓敏電阻基體13將熱量傳 遞到位于壓敏電阻基體13上方的第二導(dǎo)電盤(pán)12,再將熱量傳遞給彈性元件7與第二導(dǎo)電盤(pán) 12中心相連接的低溫焊點(diǎn)。當(dāng)溫度達(dá)到低溫熔點(diǎn)溫度（攝氏120度）時(shí)，低溫焊點(diǎn)熔化， 彈性元件7在彈性驅(qū)動(dòng)下脫離與第二導(dǎo)電盤(pán)12的連接，到達(dá)與第三導(dǎo)電盤(pán)6處于相同平面 的位置，切斷了流經(jīng)電磁脈沖防護(hù)模塊A1的電流通路。由于彈性元件7離開(kāi)第二導(dǎo)電盤(pán) 12的距離足夠遠(yuǎn)（例如大于1. 5厘米），能夠防止在彈性元件7與第二導(dǎo)電盤(pán)12間形成電 弧，避免如果產(chǎn)生電弧而導(dǎo)致的續(xù)流存在，進(jìn)而導(dǎo)致金屬氧化物壓敏電阻的過(guò)度溫升，而造 成金屬氧化物壓敏電阻可能出現(xiàn)的起火燃燒。
[0111] 并且，由于彈性元件7具有一個(gè)特定的截面面積，從而可以直接作為金屬氧化物 壓敏電阻過(guò)電流的保險(xiǎn)絲用。在極端過(guò)電流發(fā)生時(shí)，當(dāng)電流大小達(dá)到彈性元件7的熔斷電 流時(shí)，彈性元件7可以熔斷，從而切斷了流經(jīng)電磁脈沖防護(hù)模塊A1的電流通路。彈性元件 7截面面積的選擇，需要保證過(guò)電流斷路的電流值比金屬氧化物壓敏電阻損壞的臨界值低。
[0112] 電磁脈沖防護(hù)模塊A1采用了集過(guò)熱熔化的低溫焊點(diǎn)和過(guò)流熔斷的彈性元件7于 一體的保護(hù)手段，與采用彈簧元件會(huì)由于彈簧退火等原因造成的假脫扣，以及脫扣反應(yīng)慢 的特點(diǎn)相比，具有脫扣更加快速、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，能夠在由于溫度過(guò)高受到損傷前，實(shí)現(xiàn)電流 通路的有效。
[0113] 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用 的計(jì)算裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成 的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ) 在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來(lái)執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們 中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0114] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種電磁脈沖防護(hù)裝置，其特征在于，包括：一體化設(shè)計(jì)的電磁脈沖防護(hù)模塊和電 磁脈沖檢測(cè)模塊； 所述電磁脈沖防護(hù)模塊包括電壓防護(hù)單元和電流防護(hù)單元；所述電壓防護(hù)單元和電流 防護(hù)單元均包括用于連接被保護(hù)電路的接線端； 所述電壓防護(hù)單元在施加于所述電磁脈沖防護(hù)模塊上的電壓超過(guò)預(yù)設(shè)電壓值時(shí)，將所 述電壓鉗位到小于或者等于所述預(yù)設(shè)電壓值，以對(duì)所述被保護(hù)電路進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)； 所述電流防護(hù)單元在流經(jīng)所述電磁脈沖防護(hù)模塊的電流超過(guò)預(yù)設(shè)電流值時(shí)，切斷自身 電路以對(duì)所述被保護(hù)電路進(jìn)行過(guò)流保護(hù)； 所述電磁脈沖檢測(cè)模塊用于檢測(cè)作用于所述電磁脈沖防護(hù)模塊上的電磁脈沖，并生成 檢測(cè)結(jié)果信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁脈沖防護(hù)裝置，其特征在于， 所述電壓防護(hù)單元包括壓敏電阻，所述壓敏電阻用于在施加于其上的電壓值超過(guò)預(yù)設(shè) 電壓值時(shí)，將所述電壓鉗位到小于或者等于所述預(yù)設(shè)電壓值； 所述電流防護(hù)單元包括脫扣裝置，所述脫扣裝置在流經(jīng)所述壓敏電阻的電流值高于預(yù) 設(shè)電流值時(shí)熔斷自身電路； 所述電磁脈沖檢測(cè)模塊包括電流檢測(cè)裝置；所述電流檢測(cè)裝置，用于根據(jù)所述脫扣裝 置的電流變化產(chǎn)生感應(yīng)電流信號(hào)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁脈沖防護(hù)裝置，其特征在于，還包括電流測(cè)量模塊；所述 電流測(cè)量模塊包括： 耦合電路，用于對(duì)所述電流檢測(cè)裝置產(chǎn)生的電流信號(hào)進(jìn)行耦合處理； 反相電路，用于對(duì)所述耦合電路進(jìn)行耦合處理的所述電流信號(hào)進(jìn)行反相處理； 積分電路，用于對(duì)所述電流檢測(cè)裝置產(chǎn)生的所述電流信號(hào)進(jìn)行積分處理； 放大電路，用于對(duì)所述積分電路積分處理的所述電流信號(hào)進(jìn)行放大處理； 單片機(jī)，用于根據(jù)所述反相電路反相處理后的所述電流信號(hào)和所述放大電路放大處理 后的所述電流信號(hào)進(jìn)行整合處理，并生成作用于所述電磁脈沖防護(hù)模塊上的電磁脈沖的計(jì) 數(shù)數(shù)據(jù)； 轉(zhuǎn)換電路，用于將所述單片機(jī)整合處理后的感應(yīng)電流的電流幅度、電流頻率信息及所 述電磁脈沖的計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的信息發(fā)送至監(jiān)控中心。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁脈沖防護(hù)裝置，其特征在于，所述壓敏電阻包括：第一導(dǎo) 電盤(pán)、壓敏電阻基體和第二導(dǎo)電盤(pán)； 所述壓敏電阻基體遠(yuǎn)離所述電流檢測(cè)裝置的一側(cè)設(shè)置有所述第一導(dǎo)電盤(pán)；所述第一導(dǎo) 電盤(pán)上設(shè)置有第一引出電極，用于與外部電源和用電負(fù)載連接； 所述壓敏電阻基體靠近所述電流檢測(cè)裝置的一側(cè)設(shè)置有所述第二導(dǎo)電盤(pán)；所述脫扣裝 置的一端與所述第二導(dǎo)電盤(pán)相連接； 所述電磁脈沖防護(hù)模塊還包括第三導(dǎo)電盤(pán)； 所述電流檢測(cè)裝置遠(yuǎn)離所述壓敏電阻的一側(cè)設(shè)置有所述第三導(dǎo)電盤(pán)；所述脫扣裝置的 另一端與所述第三導(dǎo)電盤(pán)相連接； 所述第三導(dǎo)電盤(pán)上設(shè)置有第二引出電極，用于與外部電源和用電負(fù)載進(jìn)行連接；其中， 所述壓敏電阻與所述電流檢測(cè)裝置相隔一預(yù)設(shè)距離。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電磁脈沖防護(hù)裝置，其特征在于，所述電磁脈沖防護(hù)模塊還 包括：第一絕緣盤(pán)和第二絕緣盤(pán)； 所述第二導(dǎo)電盤(pán)和所述電流檢測(cè)裝置之間設(shè)置有所述第一絕緣盤(pán)； 所述第二導(dǎo)電盤(pán)通過(guò)所述第一絕緣盤(pán)與所述電流檢測(cè)裝置緊密貼合設(shè)置； 所述電流檢測(cè)裝置和所述第三導(dǎo)電盤(pán)之間設(shè)置有所述第二絕緣盤(pán)； 所述電流檢測(cè)裝置通過(guò)所述第二絕緣盤(pán)與所述第三導(dǎo)電盤(pán)緊密貼合設(shè)置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電磁脈沖防護(hù)裝置，其特征在于， 所述第一絕緣盤(pán)的中心位置、所述電流檢測(cè)裝置的中心位置、所述第二絕緣盤(pán)的中心 位置以及所述第三導(dǎo)電盤(pán)上均設(shè)置有通孔，所述通孔用于供所述脫扣裝置穿過(guò)； 所述脫扣裝置包括彈性元件，所述彈性元件具有預(yù)設(shè)彈性系數(shù)，且在達(dá)到預(yù)設(shè)電流值 時(shí)能夠自動(dòng)與固定處斷開(kāi)；其中，所述彈性元件斷開(kāi)時(shí)的所述預(yù)設(shè)電流值小于所述壓敏電 阻損壞時(shí)的電流臨界值；所述彈性元件的橫截面呈圓型。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電磁脈沖防護(hù)裝置，其特征在于，所述第三導(dǎo)電盤(pán)的遠(yuǎn)離所 述電流檢測(cè)裝置的一側(cè)設(shè)置有凹槽，所述脫扣裝置的一端壓接在所述凹槽上或所述脫扣裝 置一端集成設(shè)置在所述第三導(dǎo)電盤(pán)上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電磁脈沖防護(hù)裝置，其特征在于，所述第一導(dǎo)電盤(pán)、所述壓敏 電阻基體、所述第二導(dǎo)電盤(pán)、所述第一絕緣盤(pán)、所述第二絕緣盤(pán)、所述第三導(dǎo)電盤(pán)的橫截面 均呈圓型、外徑相等，且互相堆疊設(shè)置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電磁脈沖防護(hù)裝置，其特征在于， 所述電流檢測(cè)裝置上設(shè)置有第三引出電極，所述第三引出電極上設(shè)置有第一接線環(huán)， 所述第一接線環(huán)用于與監(jiān)控中心電連接； 所述電流檢測(cè)裝置上設(shè)置有第四引出電極，所述第四引出電極上設(shè)置有第二接線環(huán)， 所述第二接線環(huán)用于與所述監(jiān)控中心電連接。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電磁脈沖防護(hù)裝置，其特征在于，還包括設(shè)置于所述第一導(dǎo) 電盤(pán)，遠(yuǎn)離所述壓敏電阻基體的一側(cè)上的第一封蓋及設(shè)置于所述第三導(dǎo)電盤(pán)，遠(yuǎn)離所述第 二絕緣盤(pán)的一側(cè)的第二封蓋； 所述第一封蓋及所述第二封蓋用于將所述壓敏電阻、所述第一絕緣盤(pán)、所述電流檢測(cè) 裝置、所述第二絕緣盤(pán)以及所述第三導(dǎo)電盤(pán)進(jìn)行封裝設(shè)置； 所述第一封蓋上設(shè)置有第一開(kāi)口，所述第二封蓋上設(shè)置有第二開(kāi)口；所述第一開(kāi)口和 所述第二開(kāi)口相配合，用于供所述第一引出電極、所述第二引出電極、所述第三引出電極以 及所述第四引出電極引出。
【文檔編號(hào)】H01C7/12GK104143822SQ201410415784
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】李宣慶, 鄭亦菲, 鄭宗玲 申請(qǐng)人:四川三普科技有限公司