专利名称：多功能限压型电涌保护器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种低压保护电器，特别是一种抑制由雷电或由电子、电气系统操作产生的瞬态过电压(电涌)，同时兼有过流和过热保护的多功能限压型电涌保护器。
背景技术：
随着微电子技术的迅速发展及运用领域的不断扩大深化，特别是信息、通讯、计算机管理中心等行业和部门的技术装备已经进入了高度的电子化，集成化、智能化时期，同时伴随而来的是微电子的心脏-集成电路，抗电涌冲击能力很弱的问题，面对新的问题是弱电环境的需要和瞬间过电压保护，原有单一压敏电阻器功能已远远不能满足电气操作的安全性、可靠性和更换的灵活性的要求，于是各种各样的防护行业应运而生，这给电源防护行业也带来了生机与挑战。
美国著名的贝尔实验室，控制电源公司(CPC)以及国际商用机器公司(IBM)，对于美国电源故障均有研究报告。CPC公司研究城市电源故障概率指出电源故障平均每月发生128次，对于24小时长期连续运行的计算机系统而言，每天需经受4.2次左右电源故障的考验。
据国内电力部资料，在某统计期内的727次跳闸事故中，因雷击跳闸414次，占跳闸总数的57％；在供电线路事故中，因雷击引起的占总事故次数的60-80％；另外据邮电部门统计所有的雷暴事故中，因为电力线进入的感应雷损坏通信设备的现象约占80％，由此可见电子设备运行环境的恶劣程度，因此防雷必须从系统入手，其中电源防雷是关键。
根据IECTC37A电源防雷器分类规定，限压型电涌保护器属于IEC61643-1C类，该类保护器安装在分配电柜前使用，用于感应雷以及电路系统瞬间过电压的保护。
限压型电涌保护器(SPD)，其核心组件是高性能压敏电阻器(MOV)，它在正常情况下处于高阻抗状态，当电网因雷击或者其它原因出现电涌过电压时，将在纳秒级内快速导通，将雷电流或过电压引入大地，并拑制过电压至某定值(小于保护水平Vp值)，从而保护电网上的电气设备。该电涌电压通过MOV消失后，MOV又回到高阻抗状态，从而保护电网正常工作。但当雷电流超过40KA以上(8/20μs雷电波)，或过载电流大于25mA以上，或SPD表面温度超过120℃，就必须切断低压电网，从而避免火灾发生。
发明内容
本实用新型的目的是设计一种结构简单、可实现模块化生产和使用、同时具有防雷击、防过流和过温的多功能限压型电涌保护器。
本实用新型的技术方案是一种多功能限压型电涌保护器，其特征是包括基座和插件，插件插接在基座中，插件的下端有二个伸出下端面的大电极引出片和小电极引出片，大电极引出片和小电极引出片分别与基座中的二个接线柱插接，接线柱与电源线相连。
插件的下端面上安装有定位销，基座上设有定位孔，定位销插接在定位孔中。
插件包括压敏电阻器、壳座、外壳、熔断器、脱离器，熔断器包括低温熔断焊锡与电流熔断片，压敏电阻器封装在壳座内，压敏电阻器的二个电极穿过壳座，一个电极通过安装在壳座一侧的小电极引出片伸出壳座之外，另一个电极通过低温熔断焊锡与电流熔断片相连，电流熔断片与安装在壳座另一侧的大电极引出片相连，大电极引出片也伸出壳座外；在壳座的底面外侧枢装有脱离器，脱离器包括显示臂、拉簧，显示臂的显示片安装在壳座的侧面，拉簧的一端与显示臂相连，另一端与与大电极引出片或壳座相连，显示臂上的滑杆与电流熔断片相抵。
基座内安装有微动开关，微动开关接有接插件组件，接插件组件与信号控制线相连，信号控制线的另一端与信号灯相连，微动开关按钮与插件中的脱离器的显示臂下端的凸台相抵。
插件外壳上与脱离器上的显示片相对的位置处设有显示窗。
显示片与壳座的颜色不同。
本实用新型的有益效果1、结构简单，功能齐全，既具有防雷击，将雷电流或过电压引入大地，并拑制过电压至某定值(小于保护水平Vp值)的功能，又具有当雷电流超过40KA以上(8/20μs雷电波)，或过载电流大于25mA以上，或SPD表面温度超过120℃，能自动切断低压电网，从而避免火灾发生的功能。
2、使用、更换快捷方便。更换时只要将插件从基座中拔出，换插上新的插件即可。
3、具有工作状态直接显示和遥控显示。本实用新型采用将显示片和壳座的颜色做成不同的颜色的简单有效的办法，操作人员只要从外壳显示窗中观察颜色即可正确地判断出其工作状态；通过微动开关和接插件组件还可将本实用新型的工作状态通过连接线接到控制室的指示灯，操作人员通过观察指示灯的颜色即可判断出其工作状态。
4、与同类型产品相比，本实用新型的体积更小、功能更明显，可很方便地安装在开关柜、电控装置内的标准道轨上。
5、每个插件和基座均可做成模块化结构，基座可做成只有一个供与插件相连的插接结构，也可做成可插接二个、三个、四个、甚至更多个插件的结构，插件具有通用性；通过在基座上插装不同数量的插件，既能实现对单相、三相电源制式的要求，也可进行串并接使用。
6、可广泛用于邮电、通讯、金融、电台、电视台、交通等部门计算机和信息网络系统中电子设备的保护。
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的壳座与脱离器连接结构示意图。
图3是本实用新型的壳座与外壳连接结构示意图。
图4是图3的A-A面剖视图。
图5是本实用新型的不带遥控的电气接线原理图。
图6是本实用新型的带遥控的电气接线原理图。
图7是本实用新型的脱离器结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
一种多功能限压型电涌保护器，其特征是包括基座14和插件28，插件28插接在基座14中，插件28的下端有二个伸出下端面的大电极引出片7和小电极引出片4，大电极引出片7和小电极引出片4分别与基座14中的二个接线柱15插接，接线柱15与电源线相连。如图1所示插件28的下端面上安装有定位销27，基座14上设有定位孔，定位销27插接在定位孔中。具体实施时还可以将定位销27安装在基座14上，而将定位孔设置在插件28上。
插件28包括压敏电阻器1、壳座3、外壳13、熔断器、脱离器8，熔断器包括低温熔断焊锡5与电流熔断片6，压敏电阻器1采用环氧树脂2封装在壳座3内，压敏电阻器1的二个电极穿过壳座3，一个电极通过安装在壳座3一侧的小电极引出片4伸出壳座3之外，另一个电极通过低温熔断焊锡5与电流熔断片6相连，电流熔断片6与安装在壳座3另一侧的大电极引出片7相连，大电极引出片7也伸出壳座3外；在壳座3的底面(安装压敏电阻器1的面为底面)外侧枢装有脱离器8，脱离器8包括显示臂9、拉簧10，显示臂9的显示片11安装在壳座3的侧面，拉簧10的一端与显示臂9相连，另一端与与大电极引出片7或壳座3相连，显示臂9上的滑杆12与电流熔断片6相抵，其结构如图2所示，电气接线原理图如图5所示。
压敏电阻器(MOV)正常情况下处于高阻抗状态，当电网因雷击或者其它原因出现电涌过电压时，将在纳秒级内快速导通，将雷电流或过电压引入大地，并拑制过电压至某定值(即小于保护水平Vp值)，从而保护电网上的电气设备。
工作正常时，低温熔断焊锡5与电流熔断片6的焊点连接完好、电流熔断片6与大电极引出片7的焊点连接完好，脱离器8上的滑杆12与大电极引出片7相抵，并克服拉簧10的拉力，防止显示臂9沿枢轴的顺时针方向转动。当过载时，电流大于25mA～60mA或者插件表面温度超过120℃(此时低温熔断焊锡脱开)或者雷击电流大于40kA(8/20μs雷电流波)时(此时电流熔断片断开)，只要其中一个原因成立，即可使低温熔断焊锡5或电流熔断片6断开，实现断电和安全保护。一旦低温熔断焊锡5或电流熔断片6断开，则脱离器8中的滑杆12失去顶力，脱离器8上的拉簧10迅速动作、显示臂9则沿枢轴向顺时针方向移动，带动显示片11移动。
基座14内安装有微动开关16，微动开关16接有接插件组件24，接插件组件24与信号控制线相连，信号控制线的另一端与信号灯相连，微动开关16上的按钮23与插件28中的脱离器8的显示臂9下端的凸台17相抵，如图1、图2所示。
微动开关16与信号指示灯相连。当SPD工作正常时，拉簧10处于拉紧固定状态，显示臂9下端的凸台17顶住微动开关16按钮，再由按钮启动微动开关16，使微动开关16常开端子闭合导通，并通过接插件组件将导通信号输出，例如终端为绿色指示灯指示，表明SPD处于正常工作状态。如上所述当过载时，只要其中一种原因使低温熔断焊锡5或电流熔断片6断开时，SPD中插件出现故障，此时拉簧10迅速动作、显示臂9通过枢轴向顺时针方向拉动，显示臂9下端的凸台17向上翘起(如图7所示)、微动开关16按钮松开，微动开关16恢复原有状态，此时微动开关16常开端子处于断开状态，并通过接插件组件24将断开信号输出，例如终端为红色指示灯指示，表明SPD插件出现故障，需要马上更换，其电气原理图如图6所示。
插件28外壳13上与脱离器8上的显示片11相对的位置处设有显示窗18，通过观察显示窗18中的色彩即可判定本实用新型的保护器是否处于正常工作状态，如图4所示。
显示片11与壳座3的颜色不同。一般情况下，显示片11采用绿色，壳座3采用桔红色。工作正常时，显示片11位于显示窗18中，显示窗18中显示的是绿色，当低温熔断焊锡5或电流熔断片6中有一熔断时，脱离器8即动作，带动显示片11移离显示窗18，显示窗18中显示出的是壳座3的桔红颜色。当然也可采用其它色差较大、易于分辨的色彩组合。
每个插件28和基座14均可做成模块化结构，基座14可做成只有一个供与插件相连的插接结构，也可做成可插接二个、三个、四个、甚至更多个插件的结构，所有插件28均具有通用性；通过在基座14上插装不同数量的插件，既能实现对单相、三相电源制式的要求，也可进行串并接使用。
下面结合本实用新型的组装过程和工作原理对本实用新型作进一步的描述。
先将压敏电阻器1的电阻体与电极片经焊接组成压敏电阻器芯片组件，再装入壳座3内，并用环氧树脂2将压敏电阻器芯片组件封装在壳座3内进行保护。而后将一个电极片露出的一端与小电极引出片焊接进行电气连接、另一电极片露出的一端采用低温焊锡(即称低温熔断焊锡5)与电流熔断片6相连，再将电流熔断片6与大电极引出片7焊接进行电气连接。再装上显示臂9、拉簧10组成的脱离器8，最后再扣入带有显示窗18和装饰罩的外壳13内，外壳13和壳座3的装配即形成插件28。
基座14由前、后二片卡接而成，卡接前先在一片基座左右对称两侧部位分别装上一接线柱15。每一个接线柱15分别由引出端19、固定架20、螺钉21、固定片22四个金属件装配组合而成。然后装上微动开关16组件，该组件分别由微动开关按钮23、微动开关16与接插件组件24上的插头25、插座26经焊接组合而成。然后将另一个基座外壳合拢卡接，装上四个铆钉，进行铆装固定，最后再在底部一侧装入道轨卡板与压簧(此部位供与标准道轨安装时配合使用)，基座装配即告完成。
在壳座3上按上定位插杆27；将定位插杆27对准基座14上的定位孔，将大电极引出片7和小电极引出片4对准基座14相关部位形似滑配合插入基座14内完成总装，如图1所示。
各功能件连接关系与作用大电极引出片7和小电极引出片4的作用是将壳座3内已经连接起来的功能件(压敏电阻器、电流熔断片、低温熔断焊锡)，通过它引出，并与基座14内的接线柱15中的引出端18进行过盈配合，以达到正常的电气连接。
脱离器8与状态显示部分当SPD正常工作时，通过外壳13上的显示窗18中的显示片11观察到的是绿色指示，表明SPD处于正常工作状态。当过载时，电流大于25mA～60mA或者外壳13表面温度超过120℃(此时低温熔断焊锡5脱开如图13)或者雷击电流大于40KA(8/20μs雷电流波)时(此时电流熔断片6断开)，二个熔断器中至少有一个熔断器断开，SPD插件出现故障，脱离器8中的拉簧10迅速动作、显示臂9通过枢轴轴心向顺时针方向拉动10mm距离，此时通过外壳13显示窗18中观察到的是桔红色(即显示壳座3的桔红色)，表明SPD插件已出现故障，需要马上更换。
信控部分是与脱离器8的状态显示部分同步进行的，其功能可以远距离遥控SPD工作状态。当SPD工作正常时，拉簧10处于拉紧固定状态，显示臂9下端的凸台17顶住微动开关按钮23，再由按钮启动微动开关，使微动开关常开端子闭合导通，并通过接插件将导通信号输出，例如终端为绿色指示灯指示，表明SPD处于正常工作状态。如上所述当过载时，只要其中一种原因使一个熔断器断开时，SPD中插件出现故障，此时拉簧10迅速动作、显示臂9通过轴心向顺时针方向拉动，显示臂9下端一凸台17向上翘起、微动接开关按钮23松开，微动开关16恢复原有状态，此时微动开关16常开端子处于断开状态，并通过接插件将断开信号输出，例如终端为红色指示灯指示，表明SPD插件出现故障，需要马上更换。
本实用新型的安全设计应符合外壳保护等级符合IEC60529，IP20要求，即手指不能进入带电部位，保护操作者人身安全；产品内置脱离器，当过载时(过流、过压或者超温时)脱离器动作，直接切断电源，从而避免发生火灾危险；原材料选用，采用阻燃优质材料；结构件用材均采用绝缘强度高，耐热的阻燃级，20％玻璃纤维加强型聚对苯二甲酸丁二醇酯工程塑料PBT301-G20；阻燃性符合UL94 V-0级；耐热性热变形温度＞200℃；耐压强度大于22kV/mm封装材料采用具有韧性，低硬度、阻燃型的9053RA/9053RB环氧树脂，它与工程塑料具有优良的粘合力，是一种理想的封装材料。阻燃性符合UL94 V-0级；冷热冲击性能-40℃---+120℃五个循环以上；绝缘强度＞24kV/mm。
权利要求1.一种多功能限压型电涌保护器，其特征是包括基座和插件，插件插接在基座中，插件的下端有二个伸出下端面的大电极引出片和小电极引出片，大电极引出片和小电极引出片分别与基座中的二个接线柱插接，接线柱与电源线相连。
2.根据权利要求1所述的多功能限压型电涌保护器，其特征是插件的下端面上安装有定位销，基座上设有定位孔，定位销插接在定位孔中。
3.根据权利要求1所述的多功能限压型电涌保护器，其特征是插件包括压敏电阻器、壳座、外壳、熔断器、脱离器，熔断器包括低温熔断焊锡与电流熔断片，压敏电阻器封装在壳座内，压敏电阻器的二个电极穿过壳座，一个电极通过安装在壳座一侧的小电极引出片伸出壳座之外，另一个电极通过低温熔断焊锡与电流熔断片相连，电流熔断片与安装在壳座另一侧的大电极引出片相连，大电极引出片也伸出壳座外；在壳座的底面外侧枢装有脱离器，脱离器包括显示臂、拉簧，显示臂的显示片安装在壳座的侧面，拉簧的一端与显示臂相连，另一端与与大电极引出片或壳座相连，显示臂上的滑杆与电流熔断片相抵。
4.根据权利要求1或3所述的多功能限压型电涌保护器，其特征是基座内安装有微动开关，微动开关接有接插件组件，接插件组件与信号控制线相连，微动开关按钮与插件中的脱离器的显示臂下端的凸台相抵。
5.根据权利要求1或3所述的多功能限压型电涌保护器，其特征是在外壳上与脱离器上的显示片相对的位置处设有显示窗。
6.根据权利要求1或3所述的多功能限压型电涌保护器，其特征是显示片与壳座的颜色不同。
专利摘要一种多功能限压型电涌保护器，其特征是包括基座和插件，插件插接在基座中，插件包括压敏电阻器、壳座、外壳、熔断器、脱离器，压敏电阻器封装在壳座内，压敏电阻器的二个电极穿过壳座，一个电极通过安装在壳座一侧的小电极引出片伸出壳座之外，另一个电极通过低温熔断焊锡与电流熔断片相连，电流熔断片与安装在壳座另一侧的大电极引出片相连，大电极引出片也伸出壳座外；在壳座的底面外侧枢装有脱离器。适用于感应雷以及电路系统瞬间过电压保护，且兼有过流、过热保护的多功能模块。广泛用于邮电、通讯、金融、电台、电视台、交通等部门计算机和信息网络系统中电子设备的保护。
文档编号H02H3/20GK2646925SQ0327859
公开日2004年10月6日 申请日期2003年9月17日 优先权日2003年9月17日
发明者陈培坤 申请人:舜全电子(苏州)有限公司