一种轨道交通电源系统专用电涌保护器的制作方法

1.本发明涉及电涌保护技术领域，具体涉及一种轨道交通电源系统专用电涌保护器。


背景技术：

2.当前国内外轨道交通电源系统现有技术的电涌保护器(spd)，主要有两种类型，第一类电涌保护器是将常规的spd底座尺寸加长，在加长底座8的加长部分装入小型的管式熔断器9，达到熔断器可更换的目的，由于加长底座8空间受限，仅能安装小型管式熔断器9，因小型管式熔断器9工艺受限，最大只能做到63a额定电流，导致电涌保护器的最大放电电流imax只能到20ka，如图1和图2所示，其在模块10中设置了压敏电阻器1，在加长底座8的加长区域设置了管式熔断器9。
3.如图3所示，第二类电涌保护器是将常规spd模块的内部单压敏电阻器1结构简单更改为压敏电阻器1串联气体放电管2的结构，来达到工作无漏流的目的，如图3所示。
4.相对于第一类常见电涌保护器结构，第二类电涌保护器的防雷击能力可以做到40ka，而第一类电涌保护器除了防雷击能力差(20ka)，还会带来工作漏流，特别是随着使用时间的累计以及电网系统偶发故障等原因，压敏电阻器漏流会逐步增大，很容易引起系统误保护。同时，上述两类电涌保护器在过热保护结构方面都存在如下缺陷：在小工频电流(比如100ma)失效模式下，热累积通过压敏电阻器本体和金属电极片传导给低温焊接点，当热量累积到一定程度就会安全脱扣；但是在大工频电流(比如100a)失效模式下，因热传导速度远滞后于热累积速度，在低温焊点温升还没有起来之前，压敏电阻器就会热崩溃导致击穿燃烧，此过程从开始到结束，安全脱离机构均不能有效脱扣，存在一定的安全隐患。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的以上不足，本发明提供了一种轨道交通电源系统专用电涌保护器，具备工作无漏流，雷击无续流，安装尺寸小，可在工频大电流下实现安全分离。
6.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.一种轨道交通电源系统专用电涌保护器，包括底座和防雷模块，所述防雷模块中设有压敏电阻器和气体放电管，所述防雷模块与所述底座形成卡装固定连接，所述防雷模块内部还设有熔断器，所述熔断器呈可拆卸方式与所述压敏电阻器及气体放电管形成串接回路。
8.进一步地，所述压敏电阻器与所述气体放电管通过熔焊技术形成一个整体，利用压敏的非线性来达到雷击无续流，利用放电管常态时为开路状态达到无工作漏流。
9.优选地，所述电涌保护器的脱扣点设置于所述压敏电阻器本体的高温中心区域。
10.优选地，所述防雷模块包括盖体和防雷模块本体，所述压敏电阻器、气体放电管设置于所述防雷模块本体内，所述熔断器呈可拆卸设置于所述防雷模块本体内，所述防雷模块本体的下端面与所述底座形成卡装连接，所述盖体的侧面设有卡扣，与所述底座卡接，并
将所述的压敏电阻器、气体放电管和熔断器组合为防雷模块。
11.所述防雷模块本体的内部形成一安装腔，所述熔断器由所述防雷模块本体的一端插接于所述安装腔中，并卡装于所述安装腔中。
12.进一步优选地，所述底座长度尺寸为82.8mm，不同于常规防雷器长度90mm，也远小于现有技术带管式熔断器的防雷器长度120-160mm，与大部分小型断路器长度相当，为现场安装施工提供便利及协调美观性。
13.优选地，所述熔断器为自研合金材料制作的片状结构，不同于市场的管式熔断器或陶瓷熔断器，其合金主要成分及配比：铜60％，镍20％，锡19％，银及其他金属1％。
14.本发明技术方案，具有如下有益效果：
15.a.本发明在电涌保护器的防雷模块中嵌入了可更换的熔断器，熔断器与压敏电阻器和气体放电管形成串接回路，在仅有熔断器失效的情况下，仅对熔断器进行更换，无需更换整套电涌保护器，大大节省了后期维护费用。同时，可根据实际需求采用不同额定值的熔断器，实现不同应用场合，通用性极强。
16.b.本发明在电涌保护器中采用熔焊技术，将高性能压敏电阻器与气体放电管熔焊为一个整体器件，将熔断器设置在整个防雷模块本体内，采用合金熔断片结构，其不同于现有的管式熔断器和陶瓷熔断器，可以将整体故障率降至最低，保证了内部温度向脱扣点传递的最有效结构和途径，进一步提高了安全性能，利用压敏的非线性达到雷击无续流，利用放电管常态时为开路状态达到无工作漏流，杜绝压敏电阻器日常劣化，减少因漏流引起的系统误保护。同时，将压敏电阻器与气体放电管采用熔焊技术形成一体化的设计，把电压保护水平由常规20ka时的1.8kv降低至1.2kv(越低保护效果越好)，降低了600v左右，对设备防雷击保护效果更理想。
17.c.本发明摒弃了传统电极片引线传导方式的脱扣设计，采用直接将脱扣点设计在压敏电阻器本体高温中心区域，没有了传统靠电极片引线来传递温度的弊端，实现了大的(1a～100a)工频短路电流时快速分离的目的，从而避免了压敏电阻器被提前击穿燃烧的技术问题，达到快速脱扣，杜绝了火灾隐患，经大量试验后实施效果非常理想。
18.d.本发明所采用的底座部分没有沿用传统电涌保护器尺寸，而是将底座尺寸设计成大部分小型断路器相同的尺寸，不同于常规防雷器长度90mm，也远小于友商带管式熔断器的电涌保护器长度120-160mm，整体结构紧凑，稳定牢固，制造成本低，与断路器配套使用或同导轨安装时的一致性与协调性更高，更美观，利于大范围推广使用。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为现有技术带管式熔断器的电涌保护器整体结构主视图。
21.图2为现有技术中第一类电涌保护器原理图；
22.图3为现有技术中第二类电涌保护器原理图；
23.图4为本发明所提供的电涌保护器结构主视图；
24.图5为图4中防雷模块的拆分结构图；
25.图6为防雷模块组装后的结构图；
26.图7为图4所示电涌保护器原理图。
27.附图标记说明：
28.1-压敏电阻；2-气体放电管；3-熔断器；4-底座；5-防雷模块，51-盖体，52-防雷模块本体，52a-安装腔；6-脱扣点；7-拆换口；8-加长底座；9-管式熔断器，10-模块。
具体实施方式
29.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.如图4至图7所示，本发明提供了一种轨道交通电源系统专用电涌保护器，包括底座4和防雷模块5，防雷模块5中设有压敏电阻器1和气体放电管2，防雷模块5与所述底座4形成卡装固定连接，这里的熔断器3优选采用合金熔断片，熔断器为自研合金材料制作的片状结构，不同于市场的管式熔断器或陶瓷熔断器，其合金主要成分及配比：铜60％，镍20％，锡19％，银及其他金属1％。如图5所示，其呈可拆卸方式设置于防雷模块5中，且与压敏电阻器1及气体放电管2呈串接回路，可以根据使用要求更换为不同额定值的熔断器3，用于不同场合，通用性极强，在仅有熔断器3失效的情况下，无需更换整套电涌保护器，节省了后期维护费用。
31.如图5所示，防雷模块5包括盖体51和防雷模块本体52，压敏电阻器1、气体放电管2设置于防雷模块本体52内，熔断器3呈可拆卸设置于防雷模块本体52上，防雷模块本体52的下端面与底座4形成卡装连接，盖体51侧面设置的卡扣结构，与底座形成卡接，并将压敏电阻器1、气体放电管2和熔断器3组合为一个整体，形成防雷模块5。为了方便拆装熔断器3，本发明在防雷模块本体52的内部形成一安装腔52a，熔断器3由防雷模块本体52的一端插接于安装腔52a中，并卡装于安装腔52a中，同时还在熔断器3的端部外侧设置了拆换口7，当熔断器3需要更换时，只需采用工具从一端的拆换口7处将熔断器3撬出即可，如图6所示，很容易将熔断器3取下，更换新的熔断器或更换其它额定值的熔断器，继续使用。
32.本发明为了提高脱扣的响应能力，未采用传统电极片引线方式的脱扣点设计，而是直接将脱扣点6设计在压敏电阻器1本体高温中心区域，如图5所示，避免了现有电涌保护器靠电极片来传递温度进行脱扣的弊端，直接依靠压敏电阻器1本体高温区域的热量，即可实现脱扣点的快速温升，无任何热量传递，脱扣点响应及时，实现了大的(1a～100a)工频短路电流时快速分离的目的，保护电涌保护器，经大量试验后实施效果非常理想。
33.为了进一步提高电涌保护器的安全性能，达到无工作漏流的设计，杜绝压敏电阻器日常劣化，减少因漏流引起的系统误保护，本发明将压敏电阻器1与气体放电管2采用熔焊形成一体化设计，利用压敏电阻器的非线性达到雷击无续流，利用气体放电管常态时为开路状态达到无工作漏流，同时把电压保护水平由常规20ka时的1.8kv降低至1.2kv(越低保护效果越好)，降低了600v左右，对设备防雷击保护效果更理想，整体故障率降至最低，保证了内部温度直接向脱扣点7传递的最有效结构和途径。
34.同时，在底座的外形尺寸设计上，如图4所示，本发明所采用的底座4部分没有沿用传统电涌保护器尺寸，而是将底座4尺寸设计成大部分小型断路器相同的尺寸，采用小尺寸
结构，使整体结构紧凑，稳定牢固，制造成本低，与断路器配套使用或同导轨安装时的一致性与协调性更高，更美观，利于大范围推广使用。
35.本发明中未述及之处均适用于现有技术。
36.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。