一种遮蔽绝缘型电涌保护装置的制作方法

本发明涉及一种电涌保护装置，特别是一种遮蔽绝缘型电涌保护装置。

背景技术：

电涌保护装置是抑制电涌过电压的电子线路保护装置，其是电源系统和电子设备电涌防护中有效的电涌保护手段。

现有的电涌保护装置，其普遍采用方形金属片垂直电压敏感元件平面的形式，如中国专利号码201210302174.4公开了一种可二次脱扣的电涌保护器和中国专利号码201420741083.5公开了电涌保护器热脱离装置的设计，该种电极伸出方式空气接触面积大，易散热，且因无断续流功能，脱离机构需要移动长距离来切断电源，确保其拉弧动作中所产生的电弧熄灭，造成电源及保护装置故障脱离的安全隐患。实际中还由于作用在方形金属片上的机械脱离应力为金属片焊接面的垂直方向，导致该类电涌保护装置运行工作时故障率较高，易造成电源及设备事故。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供一种遮蔽绝缘型电涌保护装置。在电源及保护装置故障脱离时，其热响应开关组件能快速动作脱离电源，遮弧机构实现完全绝缘遮灭电弧，起到保护电源及设备安全的目的。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明提供一种遮蔽绝缘型电涌保护装置，包括遮弧机构、热响应开关组件、电压敏感组件以及起支撑作用的底座。遮弧机构由固位器、脱扣摆臂和弹性件组成；热响应开关组件由活动铜片、软导体、第一电极引出脚和第二电极引出脚组成；电压敏感组件由至少一个电压敏感元件组成。底座上设有腔室、插槽和中部缺口。腔室底部设有至少一个支柱，起辅助支撑电压敏感元件的作用。

固位器安装在底座上，在固位器上设有穿孔、绝缘槽、错位坡、转轴、固定架、至少一个凸台、至少一个紧固夹板和隔板。隔板设置在穿孔与软导体之间，以防止软导体受外应力发生形变而与穿孔中的导电体连接造成故障。绝缘槽由一个或多个独立的槽沟排列组成，并且绝缘槽设在穿孔的周围。当故障分离的焊接面划过绝缘槽时，可将附着在其上的熔化了的残余焊料刮除存储在这些槽沟中，形成间隔绝缘，杜绝因焊料拉丝继续导通电路，作为第一重绝缘措施。

电压敏感元件是压敏电阻或放电间隙或放电管，其两端电极设有金属电极片，其中一个 金属电极片上设有电极柱，另一个金属电极片上设有第二电极。紧固夹板是从固位器正面的边沿向固位器背面所在平面的垂直方向延伸得出，其中一个紧固夹板设有能容纳第二电极并使之伸出的凹槽，起固定定位第二电极的作用。

电压敏感元件通过紧固夹板固定安装在腔室内，并且电极柱穿过穿孔，第二电极通过凹槽伸出固位器正面所在平面，以确保第二电极与其他部件连接的操作空间充足。电极柱上的焊接面与固位器正面所在的平面成同一平面。还由于支柱和凸台的阻碍作用，在腔室底面与电压敏感元件之间及固位器背面与电压敏感元件之间会分别形成与支柱和凸台高度相对应的缝隙；

活动铜片上的圆孔套在转轴上，活动铜片可绕转轴摆动，活动铜片的顶端焊接面及电极柱上的焊接面均设有槽纹，设有槽纹的焊接面较光滑的焊接面焊料的接触面积更大，所能承受的自然应力也更大，在一定程度上还可杜绝虚焊问题，在活动铜片的顶端焊接面上还设有焊孔，以方便进料焊接。

脱扣摆臂上设有用于遮断电弧的电弧遮断板和推力板。当脱扣摆臂上的圆孔套在转轴上时，脱扣摆臂的推力板靠在活动铜片侧边沿上，脱扣摆臂底端内壁套在活动铜片底端边沿上，活动铜片可随脱扣摆臂绕转轴摆动。又因脱扣摆臂底端内壁给予活动铜片底端的一个约束力作用，活动铜片可受除自身重力外的机械应力，以转轴为基点向上或向下倾斜扇动动作。

电弧遮断板底面与固位器正面所在的平面成同一平面，并能完全覆盖穿孔及绝缘槽。在脱离动作时，其作为遮灭电弧及隔绝活动铜片与电极柱之间连接的第二重绝缘措施。

电弧遮断板底面上设有遮蔽槽，遮蔽槽由一个或多个独立的槽沟排列组成。当电弧遮断板底面做运动时，其遮蔽槽与绝缘槽相互配合，刮除存储其所运动平面上的多余焊料，防止焊料受挤压飞溅成丝构成安全隐患，作为第三重绝缘措施。

错位坡可以设置成与固位器正面所在的平面构成一定向上抬升或向下陡降角度的坡体，并且错位坡设在穿孔与绝缘槽相反方向位置，确保活动铜片的焊接面经上述一系列绝缘措施后，再受错位坡作用，以转轴为基点向上或向下倾斜一定角度，使活动铜片的焊接面所在平面与固位器正面所在的平面，即电极柱的焊接面构成空间错位绝缘，作为第四重绝缘措施。

弹性件一端靠在固定架上，另一端靠在脱扣摆臂上，为脱扣摆臂能绕转轴摆动提供弹性应力。

本发明进一步说明，上述的固位器正面所在的平面是指穿孔在固位器正面的孔边所在的平面。

本发明再进一步说明，脱扣摆臂还具有工作状态指示和遥信告警的功能。脱扣摆臂设有 指示板和凸块，指示板可随脱扣摆臂从底座顶部外侧的第一端转动到第二端，同时凸块也随脱扣摆臂封堵或错开中部缺口。在电源系统中使用电涌保护装置时，软导体的两端通过金属合金焊料或点焊的方式分别与活动铜片和第一电极引出脚形成电的连接；活动铜片的顶端焊接面通过易熔金属合金焊料与电极柱上的焊接面焊接形成电的连接；第二电极引出脚通过金属合金焊料焊接或点焊的方式与第二电极形成电的连接；第一电极引出脚和第二电极引出脚的一部分分别固定在底座的两个插槽上，另一部分通过插槽上的缺口伸出底座外，并将两根电极引出脚伸出部分分别连接在相线和中性线或地线上。从而热响应开关组件与电压敏感组件串联并形成常闭开关，此时指示板在底座顶部外侧的第一端，凸块正好封堵中部缺口，即为正常工作状态。若电压敏感元件因线路上的工频短路电流及自身寿命老化产生的漏电流造成电压敏感元件温升，这个温度传递到电极柱上，促使附着其上的易熔金属合金焊料熔化，脱扣摆臂在弹性件的回弹力作用下绕转轴转动，在推力板的推动下迫使活动铜片的顶端焊接面移动并与电极柱上的焊接面分离，活动铜片的顶端焊接面经绝缘槽、遮蔽槽和错位坡作用后与电极柱之间形成了绝缘间距及空间错位，最后电弧遮断板底面将穿孔及绝缘槽完全覆盖，彻底隔绝活动铜片与电极柱间的联系，此时指示板从底座顶端外侧的第一端转动到第二端，完成一个机械式的工作状态切换。实践中，电涌保护装置还具有外壳，位于外壳的状态窗口可设置在其任选一端，并给指示板外表面涂覆一种醒目的颜色，当指示板从第一端转动到第二端时，从状态窗口可观察到颜色变化，从而表示电压敏感元件已经故障失效；同时，如果使用者利用上述的凸块来触发装配平台上穿过中部缺口的开关，当脱扣摆臂转动时，原来封堵中部缺口以压着开关的按钮的凸块与中部缺口错开，不再使开关的按钮受压迫，则开关的状态立即发生改变，从而可以通过电信号送出遥信信号。

腔室为五面封闭式，当所述固位器固定在底座上时，腔室四角形成排气孔和加料口。当对电压敏感元件及腔室用如液态环氧树脂或有机硅等灌封料通过加料口进行防潮、防阻燃灌封时，因排气孔的排气作用均衡了腔室内各处的大气压，使液态灌封料能完全渗透、填充每一处缝隙，且不存在灌封料外渗问题。

与现有技术相比，本发明存在的优点：

本发明的带遮蔽绝缘功能的电涌保护装置的热脱离机构采用沿面切线方向脱离的方式，较一般沿面垂直方向脱离的方式更能有效抑制电弧，安全稳定性更强；电压敏感元件用于脱离的电极采用柱状，较一般垂直方片的形式更不易散热且导热更集中，确保热脱离的可靠性；通过电弧遮断板、遮蔽槽、绝缘槽及错位坡等多重遮断绝缘措施，纳除多余焊料并形成空间错位绝缘，这是一般电涌保护器所不具备的，能更有效避免因热脱离而引起的电弧造成电涌 保护装置二次导通的隐患，提高电源及设备运行的安全性。

附图说明

图1为本发明中电涌保护装置的结构拆解示意图；

图2为本发明中固位器的正面结构示意图；

图3为本发明中固位器的背面结构示意图；

图4为本发明中错位坡抬升或陡降功能设置方式形象化示意图；

图5为本发明中脱扣摆臂的背面结构示意图；

图6为本发明中固位器、活动铜片和电压敏感元件的固位组合示意图；

图7为本发明中电涌保护装置的脱离动作前结构示意图；

图8为本发明中电涌保护装置的脱离动作后结构示意图；

图9是图8的剖面形象化结构示意图。

附图标记：1-固位器，1a-固位器正面，1b-固位器背面，2-电压敏感元件，2a-电极柱，2b-第二电极，3-底座，3a-腔室，3b-第一端，3c-第二端，3d-支柱，4-活动铜片，4a-活动铜片底端，5-脱扣摆臂，5a-脱扣摆臂底端内壁，6-弹性件，7-软导体，8-第一电极引出脚，9-第二电极引出脚，11-穿孔，12-绝缘槽，13-错位坡，14-转轴，15-固定架，16-凸台，17-紧固夹板，17a-凹槽，18-隔板，31-插槽，32-中部缺口，33-排气孔，34-加料口，51-电弧遮断板，51a-遮蔽槽，51b-电弧遮断板底面，52-推力板，53-指示板，54-凸块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细说明，但是本发明的保护范围不仅仅局限于以下优选的的具体实施方式，凡是通过本发明中遮弧机构增强断弧绝缘效果的技术方案，都在本发明的保护范围之内；本发明中电涌保护装置对电压敏感元件、弹性件及软导体的材料类型不做限制，在以下具体实施方式中，以电压敏感元件2为压敏元件2，弹性件6为扭簧6，软导体7为软铜导线7为例，加以详细说明本发明电涌保护装置的结构。

在所描述的优选的具体实施方式中，如图1所示，一种遮蔽绝缘型电涌保护装置，包括固位器1、压敏电阻2、底座3、活动铜片4、脱扣摆臂5、扭簧6、软铜导线7、第一电极引出脚8和第二电极引出脚9。压敏电阻2是事先经过准备的，把两个金属电极片通过软焊的方式分别焊接到压敏元件2的正反两个银电极表面上，其中一个金属电极片的表面上具圆柱状的电极柱2a，电极柱2a的焊接面不是光滑的，而是具有槽纹特征；另一个金属电极片从平面上延长折弯伸出的部分形成了第二电极2b；底座3的腔室3a为五面封闭式，其中部有腔室3a，在底座3的底端左右两侧设有插槽31，在底端中间还设有方形的中部缺口32。腔 室3a底部还设有均匀分布的五个圆柱状的支柱3d，支柱3d高1mm。

如图2和图3所示，在固位器1上设有穿孔11，在固位器正面1a还设有由三条排列在穿孔11外围的弧形槽沟所组成的绝缘槽12、设在穿孔11与绝缘槽12相反方向位置的错位坡13、设在固位器正面1a下端中心的转轴14、设在固位器正面1a下端偏左的固定架15以及设在固位器正面1a左侧中心的隔板18；在固位器背面1b还设有均匀分布的五个圆柱状的凸台16以及从固位器正面1a的两侧中心边沿向固位器背面1b所在平面的垂直方向延伸而出的两个紧固夹板17，其中位于固位器正面1a右侧的紧固夹板17上还挖有能容纳第二电极2b的凹槽17a。所述的绝缘槽12槽沟深0.5mm。凸台16高1mm。

如图4所示，所述的错位坡13可以设计成向上抬升或向下陡降的形式，由此在实施例中所述的固位器正面1a所在的平面是指穿孔11在固位器正面1a的孔边所在的平面。而本实施例中采用了向上抬升的错位坡13形式，错位坡13坡顶高出固位器正面1a所在平面2mm。

如图5所示，脱扣摆臂5上设有指示板53，指示板53下方设有类圆饼状的电弧遮断板51和垂直延伸出来的推力板52，在脱扣摆臂底端5还设有凸块54以及用于给活动铜片底端4a施加约束应力的脱扣摆臂底端内壁5a。在电弧遮断板底面51b还设有由多条0.5mm深的弧形槽沟排列组成的遮蔽槽51a，

如图6所示，压敏元件2通过两个紧固夹板17固定安装在固位器1内，此时，由于凸台16的阻碍作用，在固位器背面1b与压敏元件2之间会形成1mm的缝隙，并且电极柱2a能穿过穿孔11，此时，其焊接面与固位器正面1a所在平面成同一平面；第二电极2b通过凹槽17a伸出固位器正面1a所在的平面。活动铜片底端4a的圆孔套在转轴14上，为方便装配，优选的，活动铜片4的顶端正反两面的焊接面部位均设有槽纹，在其焊接面上还设有焊孔，在焊接时，将活动铜片4的焊接面绕转轴14摆动到与电极柱2a的焊接面相对的位置，用易熔金属合金焊料通过其焊接面上的焊孔与电极柱2a的焊接面形成电的连接。只需压敏元件2、固位器1和活动铜片4即可完成脱离电极的焊接，从而优化了生产分配，使焊接操作空间实现最大化。

如图7所示，固位器1通过两边的紧固夹板17按上述方法将焊接好的压敏元件2，活动铜片4的固位组合固定安装在底座3中心的腔室3a中，由于支柱3d的阻碍作用，在腔室3a底面与压敏电阻2之间会形成1mm的缝隙；扭簧6一端靠在固定架15上，另一端靠在脱扣摆臂5上，呈压缩状态；脱扣摆臂5底端圆孔套在转轴14上，同时脱扣摆臂底端内壁(5a)套在活动铜片底端4a边沿上，给予活动铜片底端(4a)一个约束力，此时推力板52靠在活动铜片4左侧边沿上，给活动铜片4一个持续的顺时针方向的力，且电弧遮断板底面51b与固 位器正面1a所在平面成同一平面，指示板53静止在底座3顶部外侧的第一端3b，凸块54正好封堵中部缺口32；软铜导线7的两端通过点焊的方式分别与活动铜片4和第一电极引出脚8形成电的连接；第二电极引出脚9与第二电极2b通过点焊的方式形成电的连接；第一电极引出脚8和第二电极引出脚9的前端部分分别固定在底座3两边的插槽31上，另一部分通过插槽31上的缺口伸出底座3外，从而热响应开关组件与电压敏感组件串联并形成常闭开关。在电源系统中使用电涌保护装置时，把所述的两根电极引出脚分别连接在相线和中性线或地线上，若压敏电阻2因线路上的工频短路电流及自身寿命老化产生的漏电流造成压敏电阻2温升，这个温度传递到电极柱2a上，促使附着其上的易熔金属合金焊料熔化，脱扣摆臂5在扭簧6的回弹力作用下绕转轴14顺时针转动，在推力板52的推动作用下迫使活动铜片4顶端的焊接面移动并与电极柱2a的焊接面分离，活动铜片4的焊接面经绝缘槽12、遮蔽槽51a和错位坡13作用后与电极柱2a之间形成了绝缘间距及空间错位，最后电弧遮断板底面51b将穿孔11及绝缘槽12完全覆盖，如图8所示，彻底隔绝活动铜片4与电极柱2a间的联系，同时指示板53从底座3顶端外侧的第一端3b转动到第二端3c并受阻静止，这样就完成了一个机械式的工作状态切换。实践中，电涌保护装置还具有外壳，位于外壳的状态窗口可设置在其任选一端，并给指示板53外表面涂覆一种醒目的颜色，如红色。当指示板53从第一端3b转动到第二端3c时，从状态窗口可观察到颜色变化，从而表示压敏电阻2已经故障失效；同时，如果使用者利用凸块54来触发装配平台上穿过中部缺口32的开关，当脱扣摆臂5转动时，原来封堵中部缺口32以压着开关的按钮的凸块54与中部缺口32错开，不再使开关的按钮受压迫，则开关的状态立即发生改变，从而可以通过电信号送出遥信信号。

如图9所示，当所述固位器1固定在腔室3a内时，腔室3a四角形成三个排气孔33和一个加料口34，当需要对压敏电阻2及腔室3a用有机硅进行防潮、防阻燃灌封时，可通过加料口34来完成，又因为三个排气孔33的排气作用均衡了腔室3a内各处的大气压，能使有机硅完全渗透填充每一处缝隙，且无需担忧灌封料外渗的问题。

上述实施例是提供给熟悉本领域内的人员来实现或使用本发明的，熟悉本领域的人员可在不脱离本发明的发明创造思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。