本實用新型涉及一種電路保護裝置，尤其涉及一種具有高性能防弧罩滅弧的電涌保護裝置。

背景技術：

電涌保護器或電涌抑制器(surge suppressor)，也叫電涌保護裝置，是一種為各種敏感或昂貴的電子設備，如電腦及通訊相關設備上的電子元件提供過電壓安全防護的保護裝置?，F(xiàn)有的電涌保護裝置常用的壓敏電阻是包括由氧化鋅顆粒和復雜的晶內(nèi)顆粒材料構成的電子器件，它是一個電壓非線性器件，獨特的電壓電流特性是敏感電子電路的理想保護器件，但它的材料組成決定了自身在過電壓短路過載時極易劣化而起火燃燒，對附近敏感的電子電路和元件產(chǎn)生災難性的破壞。所以，我們需要一種更安全更靈敏的電涌保護裝置，可應用在如通訊、電腦、電視、空調(diào)等高精密控制電路上的電涌過電壓短路過載的保護中，在短路過載時能快速切斷分離電涌保護裝置，避免造成電氣設備的火災事故。

目前現(xiàn)有的帶滅弧功能的電涌保護器或電涌抑制器，其普遍采用遮蔽并切斷電弧的方法滅弧，如中國專利號碼為201520021698.5公開了脫離與遮弧裝置及設有其的小體積高安全性電涌保護器和專利號為201420526743.8公開的一種防雷器，該種熱開關組件的開關電極在熱脫離時，其分離動作采用的是開關電極沿焊接面垂直方向分離，遮弧機構移動長距離切斷電弧的方式。同時開關電極的脫離動力一部分來源于開關電極自身合金材料的形變彈性應力，缺少一個穩(wěn)定可靠的脫離動力源，易造成熱開關組件熱脫離不到位，遮弧機構移動卡位等故障。還由于開關電極和遮弧機構運動方式的限制，致使電涌保護器缺少高分段能力，所以，在這條件下的壓敏電阻將瞬間大量過載、過熱和最終引起火災、爆炸，這種災難性的破壞會燒毀附近敏感的電子設備及元件，從而造成整個電子系統(tǒng)崩潰損壞。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有的電涌保護裝置在故障分離時的缺陷和不足，提供了一種具有高性能防弧罩滅弧的電涌保護裝置，它具有快速熱脫離防止電弧產(chǎn)生及在短路過載電流下快速分斷的功能，能有效地避免因電弧產(chǎn)生而引起火災，可以從根本上杜絕火災隱患從而保證電子設備的安全。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的。

本實用新型提供一種具有高性能防弧罩滅弧的電涌保護裝置，包括殼體、防弧推進器、電壓敏感組件、熱開關組件和電極引出腳。殼體包括內(nèi)殼和外蓋；在內(nèi)殼上設有消弧板和滅弧臺；防弧推進器包括防弧罩、推進器主體和彈性元件；彈性元件包括第一彈性件和第二彈性件；電壓敏感組件包括至少一個電壓敏感元件；熱開關組件包括熱敏元件、正面電極伸出端、電極連接件和分離電極；分離電極由電極前端、熔斷部和電極末端構成；電極引出腳包括軟導體、第一電極引出腳和第二電極引出腳。其中電壓敏感元件是壓敏電阻、或者放電管、或者放電間隙等電壓敏感元器件；消弧板上設有供電極前端和熔斷部穿過的通孔；在消弧板和滅弧臺之間設有間隔距離，形成一個絕緣間隙，當熱開關組件脫離時能增強分離電極的絕緣強度。

熔斷部是熱熔斷體結構，當通過熔斷部的瞬時電涌過電壓、過電流或短路過載電流超過預置的閾值時，熔斷部會熔斷汽化，從而促使分離電極的電極前端與電極末端分離，即實現(xiàn)電涌保護裝置具備在短路過載電流下快速分斷的功能。

熱敏元件是易熔的金屬合金焊料或?qū)щ娋酆衔?，其熔化的溫度閾值可預置，在達到所預置的溫度閾值時，熱敏元件會迅速熔化。

內(nèi)殼與外蓋接合時其內(nèi)部隔離形成兩個絕緣腔體，分別為第一絕緣腔體和第二絕緣腔體。消弧板、滅弧臺、防弧推進器、熱開關組件和第一電極引出腳位于第一絕緣腔體；電壓敏感組件和第二電極引出腳位于第二絕緣腔體。推進器主體兩側設有翼臂，在第一絕緣腔體內(nèi)設有供翼臂滑動的滑槽。

在滅弧臺上設有插槽，電極連接件固定在插槽上。電極連接件是由鍍錫的合金制成，它可制成折彎片狀、或矩形塊狀、或方通管狀等具有兩個相鄰垂直面的形式，并且在外露的直角上設有倒角。當相互垂直的金屬電極片需要通過熱敏元件熔焊構成電連接時，以電極連接件輔助焊接能具有更好的連接和導熱性能。

電壓敏感元件的正反兩面設有金屬電極片，正面電極伸出端設在其中一個金屬電極片上，另一個金屬電極片上設有背面電極伸出端。正面電極伸出端由第二絕緣腔體伸出到第一絕緣腔體內(nèi)，并平整貼靠在電極連接件上；背面電極伸出端在第二絕緣腔體內(nèi)。

本實用新型進一步說明，電涌保護裝置還設有指示其工作狀態(tài)的指示裝置和遙信告警裝置。指示裝置設置在推進器主體上。在外蓋上設有用來顯示指示裝置動作狀態(tài)的指示窗口，即電涌保護裝置具有工作狀態(tài)指示和遙信告警的功能。在電源系統(tǒng)中使用電涌保護裝置工作時，第一彈性件設置在滑槽內(nèi)，推進器主體通過翼臂受第一彈性件偏置；第二彈性件一端靠在內(nèi)殼上，另一端靠在防弧罩上，防弧罩受第二彈性件偏置。分離電極通過電極末端固定在推進器主體上，電極前端和熔斷部伸出推進器主體。電極前端和熔斷部穿過消弧板，電極前端平整貼靠在滅弧臺的電極連接件上，正面電極伸出端、電極前端和電極連接件通過熱敏元件熔焊構成電連接，并具有緊密的熱耦合。此時，防弧罩與推進器主體相抵，并且防弧罩位于所述正面電極伸出端前。軟導體的兩端通過金屬合金焊料錫焊或點焊的方式分別于電極末端和第一電極引出腳內(nèi)端構成電連接；背面電極伸出端與第二電極引出腳內(nèi)端通過金屬合金焊料錫焊的方式構成電連接；第一電極引出腳外端和第二電極引出腳外端伸出殼體外形成兩個外接引腳，并把這兩個外接引腳分別連接到相線和中性線或地線上，從而熱開關組件與電壓敏感組件串聯(lián)形成閉合工作狀態(tài)，即為電涌保護裝置正常工作狀態(tài)。

再進一步，本實用新型的快速熱脫離防止電弧產(chǎn)生及在短路過載電流下快速分斷的技術說明如下：

若電壓敏感元件因線路上的短路過載電流及自身壽命老化產(chǎn)生的漏電流造成電壓敏感元件溫升，這個溫度傳遞到正面電極伸出端上，促使其上的熱敏元件達到預置溫度閾值而熔化，推進器主體受第一彈性件和防弧罩上第二彈性件所疊加的彈性應力共同作用，促使固定在推進器主體上的分離電極加速向遠離正面電極伸出端的方向彈射，最終防弧罩與消弧板相觸并受阻靜止，完全絕緣覆蓋滅弧臺、正面電極伸出端和電極連接件，形成一個獨立封閉的絕緣腔體；推進器主體繼續(xù)受第一彈性件的彈性應力作用彈射，直至碰觸殼體受阻靜止，在電弧產(chǎn)生前將電極前端迅速帶出消弧板外。在熱開關組件脫離過程中飛濺的焊料被消弧板和滅弧臺之間的絕緣間隙阻擋，而附著在電極前端上的熔化了的熱敏元件被消弧板上的通孔刮除，徹底杜絕了因電弧拉伸而形成電導通的隱患。此時正面電極伸出端與電極前端之間形成充足的絕緣強度，徹底隔絕了分離電極與正面電極伸出端間的電連接。

另一種情況，若通過分離電極的瞬時電涌過電壓、過電流或短路電流超過預置的閾值時，其上的熔斷部瞬間熔斷汽化致使電極前端和電極末端分離，推進器主體受第一彈性件和防弧罩上第二彈性件所疊加的彈性應力共同作用，促使固定在推進器主體上的電極末端加速向遠離正面電極伸出端的方向彈射，最終防弧罩與消弧板相觸并受阻靜止，完全絕緣覆蓋滅弧臺、正面電極伸出端、電極連接件以及電極前端，形成一個獨立封閉的絕緣腔體；推進器主體繼續(xù)受第一彈性件的彈性應力作用彈射，直至碰觸殼體受阻靜止，在電弧產(chǎn)生前將電極末端迅速遠離消弧板。如此，電極前端與電極末端之間形成充足的絕緣強度，徹底防止電極前端與電極末端在分斷時產(chǎn)生的電弧形成電擊穿。

此時熱開關組件的工作狀態(tài)由閉合轉(zhuǎn)變?yōu)閿嚅_，過程中指示裝置隨推進器主體發(fā)生位移，從指示窗口可觀察到其與正常工作狀態(tài)不同的變化(如指示裝置伸出殼體外)，同時遙信告警裝置的開關狀態(tài)也發(fā)生變化，從而送出電信號指示電涌保護裝置保護失效。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具備的顯著特點：

1、本實用新型的電涌保護裝置具有高分斷的避弧能力，能快速安全隔離保護裝置，避免火災發(fā)生。

2、本實用新型的電涌保護裝置通過防弧罩以及消弧板與滅弧臺間的絕緣間隙等絕緣措施加強了對電弧的覆滅和隔離，能更有效避免因電弧造成電涌保護裝置二次導通的隱患，提高電氣設備運行的安全性。

3、本實用新型的熱開關組件采用沿面切線方向脫離的方式，較一般沿面垂直方向脫離的方式更能有效抑制電弧，安全穩(wěn)定性更強；同時熱開關組件在脫離時是通過兩組彈性元件所疊加的彈性應力來完成脫離動作的，具有更高的脫離可靠性，這是一般電涌保護器所不具備的。

附圖說明

圖1是本實用新型的內(nèi)殼的結構示意圖；

圖2是本實用新型的電涌保護裝置的內(nèi)部結構示意圖；

圖3是本實用新型的電涌保護裝置正常工作狀態(tài)的剖面結構示意圖；

圖4是本實用新型的電涌保護裝置故障熱脫離后的剖面結構示意圖；

圖5是本實用新型的電涌保護裝置故障電流開斷后的剖面結構示意圖。

圖中標記：1-內(nèi)殼，1a-第一絕緣腔體，1b-第二絕緣腔體，11-消弧板，11a-通孔，12-滅弧臺，12a-插槽，13-滑槽，2-外蓋，2a-指示窗口，3-推進器主體，31-翼臂，32-指示裝置，4a-第一壓簧，4b-第二壓簧，51-正面電極伸出端，6a-電極前端，6b-熔斷部，6c-電極末端，7-電極連接件，8a-第一電極引出腳外端，8b-第一電極引出腳內(nèi)端，9a-第二電極引出腳外端，10-熱敏元件，20-編織軟銅線，30-防弧罩，40-遙信告警裝置。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型進一步詳細說明，但是本實用新型的保護范圍不僅僅局限于以下優(yōu)選的具體實施方式，凡是通過本實用新型中防弧罩覆蓋熱開關組件和彈射分離電極來增強斷弧絕緣效果的技術方案，都在本實用新型的保護范圍內(nèi)；本實用新型中電涌保護裝置對電壓敏感元件、第一彈性件、第二彈性件及軟導體的材料類型不做限制，在以下實施方式中，以電壓敏感元件為壓敏電阻，第一彈性件4a為第一壓簧4a，第二彈性件4b為第二壓簧4b，軟導體20為編織軟銅線20為例，加以詳細說明本實用新型電涌保護裝置的結構。

一種具有高性能防弧罩滅弧的電涌保護裝置，包括內(nèi)殼1、外蓋2、防弧罩30、推進器主體3、兩個第一壓簧4a、第二壓簧4b、一個壓敏電阻、熱敏元件10、電極連接件7、分離電極、編織軟銅線20、第一電極引出腳和第二電極引出腳。其中，分離電極由電極前端6a、熔斷部6b和電極末端6c構成；如圖1所示，在內(nèi)殼1上設有消弧板11和滅弧臺12；消弧板11上設有供電極前端6a和熔斷部6b穿過的通孔11a；在消弧板11和滅弧臺12之間設有間隔距離，形成一個絕緣間隙；熔斷部6b是一種熱熔斷體結構，是特殊的耐雷保險絲；電極連接件7是由鍍錫紫銅制成的矩形塊狀電極，并在其中一個直角上設有倒角。

內(nèi)殼1與外蓋2接合時其內(nèi)部隔離形成兩個絕緣腔體，分別為第一絕緣腔體1a和第二絕緣腔體1b。壓敏電阻和第二電極引出腳置于第二絕緣腔體1b。在推進器主體3兩側各設有一個翼臂31，在第一絕緣腔體內(nèi)設有供翼臂31滑動的滑槽13。在滅弧臺12上設有插槽12a，電極連接件7固定在插槽12a上，并露出其倒角。壓敏電阻的兩個金屬電極片通過錫焊的方式分別焊接到壓敏電阻的正反兩個銀電極表面上，其中一個金屬電極片上有正面電極伸出端51，另一個金屬電極片上設有背面電極伸出端。正面電極伸出端51由第二絕緣腔體1b伸出到第一絕緣腔體1a內(nèi)，并平整貼靠在電極連接件7上；背面電極伸出端在第二絕緣腔體1b內(nèi)。

如圖2和圖3所示，在本實施例中，指示裝置32為一頂桿，其設在推進器主體3的末端，在外蓋2上的相應位置設有用來顯示指示裝置32動作狀態(tài)的指示窗口2a，遙信告警裝置40是獨立開關，并設置在外蓋2內(nèi)，其告警引出腳伸出外蓋2外。分離電極通過電極末端6c固定在推進器主體3上，電極前端6a和熔斷部6b伸出推進器主體3。電極前端6a和熔斷部6b穿過消弧板11，電極前端6a平整貼靠在滅弧臺12的電極連接件7上，正面電極伸出端51、電極前端6a和電極連接件7通過熱敏元件10熔焊構成電連接，并具有緊密的熱耦合。兩個第一壓簧4a設置在滑槽13內(nèi)，推進器主體3通過兩個翼臂31壓迫兩個第一壓簧4a，使其呈壓縮狀態(tài)；第二壓簧4b一端靠在內(nèi)殼1上，另一端靠在防弧罩30上，防弧罩30與推進器主體3相抵，第二壓簧4b呈壓縮狀態(tài)，此時防弧罩30位于正面電極伸出端51前。編織軟銅線20的兩端通過點焊的方式分別于電極末端6c和第一電極引出腳內(nèi)端8b構成電連接；背面電極伸出端與第二電極引出腳內(nèi)端通過金屬合金焊料錫焊的方式構成電連接；第一電極引出腳外端8a和第二電極引出腳外端9a伸出殼體外形成兩個外接引腳，從而這些電導體與壓敏電阻串聯(lián)形成閉合工作狀態(tài)。在電源系統(tǒng)中使用電涌保護裝置時，把這兩個外接引腳分別連接到相線和中性線或地線上，此時，指示裝置32在指示窗口2a內(nèi)，遙信告警裝置40的開關未受外應力的壓迫，即為電涌保護裝置的正常工作狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施方式，若壓敏電阻因線路上的短路過載電流及自身壽命老化產(chǎn)生的漏電流造成壓敏電阻溫升，這個溫度傳遞到正面電極伸出端51上，促使其上的熱敏元件10達到預置溫度閾值而熔化，如圖4所示，推進器主體3受第一壓簧4a和防弧罩30上第二壓簧4b所疊加的彈性應力共同作用，促使固定在推進器主體3上的分離電極加速向遠離正面電極伸出端51的方向彈射，最終防弧罩30與消弧板11相觸并受阻靜止，完全絕緣覆蓋滅弧臺12、正面電極伸出端51和電極連接件7，形成一個獨立封閉的絕緣腔體；推進器主體3繼續(xù)受第一壓簧4a的彈性應力作用彈射，在電弧產(chǎn)生前將電極前端6a迅速帶出消弧板11外。最終指示裝置32伸出指示窗口2a，推進器主體3末端對遙信告警裝置40的開關造成壓迫并靜止，促使其開關狀態(tài)發(fā)生變化。這樣既完成了一個機械式的失效指示，同時又送出該電涌保護裝置保護失效的遙信電信號。此時，正面電極伸出端51與電極前端6a之間形成充足的絕緣強度，徹底隔絕了分離電極與正面電極伸出端51間的電連接。

根據(jù)本發(fā)明的另一具體實施方式，若通過分離電極的瞬時電涌過電壓、過電流或短路電流超過預置的閾值時，其上的熔斷部6b瞬間熔斷汽化致使電極前端6a和電極末端6c分離，如圖5所示，推進器主體3受第一壓簧4a和防弧罩30上第二壓簧4b所疊加的彈性應力共同作用，促使固定在推進器主體3上的電極末端6c加速向遠離正面電極伸出端51的方向彈射，最終防弧罩30與消弧板11相觸并受阻靜止，完全絕緣覆蓋滅弧臺12、正面電極伸出端51、電極連接件7以及電極前端6a，形成一個獨立封閉的絕緣腔體；推進器主體3繼續(xù)受第一壓簧4a的彈性應力作用彈射，在電弧產(chǎn)生前將電極末端6c迅速遠離消弧板11。最終指示裝置32伸出指示窗口2a，推進器主體3末端對遙信告警裝置40的開關造成壓迫并靜止，促使其開關狀態(tài)發(fā)生變化。這樣既完成了一個機械式的失效指示，同時又送出該電涌保護裝置保護失效的遙信電信號。此時，電極前端6a與電極末端6c之間形成充足的絕緣強度，徹底防止電極前端6a與電極末端6c在分斷時產(chǎn)生的電弧形成電擊穿。

上述實施例是提供給熟悉本領域內(nèi)的人員來實現(xiàn)或使用本實用新型的，熟悉本領域的人員可在不脫離本實用新型的發(fā)明創(chuàng)造思想的情況下，對上述實施例做出種種修改或變化，因而本發(fā)明的保護范圍并不被上述實施例所限，而應該是符合權利要求書提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。