温度保险丝及防雷元件的制作方法

本实用新型涉及保险丝技术领域，尤其提供一种温度保险丝以及具有该温度保险丝的防雷元件。

背景技术：

温度保险丝是一种应用相当广泛的过热保护元件，常用于带有加热功能或者高温热源的电器当中作为最后一道温度保护防线，在电子温控系统失效导致高温部件温度失控时及时切断电器的供电，防止火灾情况的发生。常见的温度保险丝包括有机物型温度保险丝与易熔合金型温度保险丝，其中易熔合金型温度保险丝又可分为轴向管状温度保险丝和径向方块温度保险丝。易熔合金型温度保险丝在合金锡条熔化之后依赖锡液的毛细作用使锡条收缩为两个圆形锡球而达到电气分断作用，由于其雷击通流能力较强，被普遍应用在防雷元件中作为压敏元件的过热防护装置，尤其是体积较小的径向方块温度保险丝普遍被应用在小尺寸的压敏电阻中。

近几年因防雷元件或者防雷模块的失效而引发的不安全起火现象受到业内用户的普遍重视，防雷产品的行业标准也对防雷产品的失效安全性提出了更明确的要求，如“异常过电压热稳定测试”就是测试防雷元件在承受工频过电压过能量冲击下其失效模式是否满足安全要求(如要求被测对象不能产生火焰喷射、金属熔化、燃烧微粒、结构破裂等不安全现象)。为了满足行业标准对压敏元件的安全失效要求，业内厂家设计了各种过热保护装置，对于较小尺寸(如直径在25mm以下)的压敏电阻产品，受到元件尺寸的限制，大多采用了易熔合金熔化分断的热保护方式，易熔合金熔化分断的热保护原理与易熔合金型温度保险丝相同。即将温度保险丝焊接在压敏电阻银面上，目的是在压敏电阻失效后阀片温度过高时切断压敏电阻与电网的通路，避免压敏电阻持续发热产生高温而点燃压敏电阻外层包封的环氧树脂材料。压敏电阻的失效分为两种情形，一种是长期服役后的缓慢失效，另一种是突发性的暂态过电压冲击失效。其中，暂态过电压冲击失效是由于暂态过电压的电压幅度高、电流幅度大、发热功率高，即使是几秒钟的时间也足可使温度急剧上升到阀片材料的融化温度而使压敏阀片烧穿短路，而热量从压敏阀片传递到保险丝内部的易熔合金体需要一定的时间，保险丝易熔合金体的温度变化滞后于压敏阀片的温度变化，在大多数工频过电压冲击情况下，压敏阀片已经因高温而烧穿短路了，温度保险丝还没有达到熔断温度，等到保险丝熔断之时压敏阀片的最高温度已经远高于保险丝的熔断温度，因此在保险丝分断之后，阀片储存的热量还会继续往保险丝内部传导，最终可能导致保险丝内部的最大温度超过其极限耐受温度，容易使保险丝内部的松香助熔剂气化膨胀而发生壳体密封破裂与高温气体喷射等不安全情形，同时锡液受到气体震荡而飞溅，可能重新连通已经分断的锡条。

作为防雷元件热保护用的温度保险丝，受限于压敏元件的尺寸多采用小型化的方块型易熔合金温度保险丝，为了达到与压敏阀片相称的雷击通流水平(对应于Φ20mm的压敏电阻其最大雷击通流水平为10KA@8/20μS波形)，保险丝合金锡条的直径都做得比较粗大，合金锡条被密封在狭小的保险丝内腔里面，当锡条受热熔化的时候，内腔没有足够的空间容纳收缩的锡球与熔化的锡液，断开的锡条之间的断面间距有时只有1～2mm，断面的绝缘抗电强度应付三、五百伏的电网工频电压还行，但是面对几千伏的雷击高压，这么小的断面极易产生跳火并伴随强烈的空气暴震，不仅使温度保险丝的壳体被炸裂，就连压敏阀片也会被炸碎。可见，将传统的小型易熔合金温度保险丝应用到压敏电阻的热保护上，存在着分断时间过长、拉弧能量过高、断面抗电强度不足的明显缺陷。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种温度保险丝，旨在解决现有技术中的易熔合金型温度保险丝存在的分断时间过长、拉弧能量过高、断面抗电强度不足的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：温度保险丝，包括壳体、第一电极件以及第二电极件，所述第一电极件和所述第二电极件间隔地由所述壳体的同一端部插设入所述壳体内，所述第一电极件具有弹性，所述第一电极件朝向所述第二电极件弯曲且抵接于所述第二电极件上，所述第一电极件与所述第二电极件的抵接处通过合金焊锡焊接连接，所述壳体内具有供所述第一电极件回弹摆动的容置空间，所述第一电极件于所述合金焊锡熔化后回弹至初始位置且与所述第二电极件之间形成断面间距L。

具体地，所述壳体包括底座以及盖设于所述底座上的顶盖，所述底座的端部开设用于容置所述第一电极件的第一槽道以及用于容置所述第二电极件的第二槽道，所述第一槽道与所述第二槽道均与所述容置空间相连通。

具体地，所述第一电极件包括依次连接的第一伸出段、第一固定段以及第一接触段，所述第一伸出段伸出至所述底座的外部，所述第一固定段穿设于所述第一槽道内，所述第一接触段伸入所述容置空间内且可于所述容置空间内回弹摆动，所述第一接触段通过所述合金焊锡焊接连接于所述第二电极件。

优选地，所述第一接触段远离所述第一固定段的端部通过所述合金焊锡焊接连接于所述第二电极件。

进一步地，所述第二电极件具有弹性，所述第一电极件和所述第二电极件相向弯曲且通过合金焊锡焊接于所述抵接处，所述第一电极件和所述第二电极件于所述合金焊锡熔化后相背离地回弹至各自的初始位置。

具体地，所述第二电极件包括依次连接的第二伸出段、第二固定段以及第二接触段，所述第二伸出段伸出至所述底座的外部，所述第二固定段穿设于所述第二槽道内，所述第二接触段伸入所述容置空间内且可于所述容置空间内回弹摆动，所述第二接触段通过所述合金焊锡焊接连接于所述第一接触段。

优选地，所述第二接触段远离所述第二固定段的端部通过所述合金焊锡焊接连接于所述第一接触段远离所述第一固定段的端部。

具体地，所述第一槽道包括第一入口以及与所述第一入口相对的第一出口，所述第二槽道包括第二入口以及与所述第二入口相对的第二出口，所述第一槽道朝向所述第二槽道倾斜，并且，所述第一槽道的倾斜方向与所述第一接触段的回弹方向相反。

或者，所述第一槽道包括第一入口以及与所述第一入口相对的第一出口，所述第二槽道包括第二入口以及与所述第二入口相对的第二出口，所述第一槽道与所述第二槽道相向倾斜且所述第一出口与所述第二出口相靠近，并且，所述第一槽道的倾斜方向与所述第一接触段的回弹方向相反，所述第二槽道的倾斜方向与所述第二接触段的回弹方向相反。

本实用新型的有益效果：本实用新型的温度保险丝，其工作原理如下：温度保险丝与压敏电阻串联后，再并联于供电电网上，当压敏电阻阀片吸收了过高的能量而失效时，压敏阀片产生的热量传导至温度保险丝内部，使第一电极件与第二电极件的抵接处的合金焊锡受热呈熔融状态，第一电极件在失去合金焊锡的束缚后，在自身弹性恢复力的作用下，沿背离第二电极件的方向迅速回弹，从而切断串联电路中的电流，避免压敏电阻持续发热产生过高温度而使压敏电阻外层包封的环氧树脂燃烧甚至爆裂的现象。由于第一电极件与第二电极件的抵接处仅用少量合金焊锡焊接，其加工工艺要求低，而且，不容易出现熔融锡液飞溅的现象，加之，第一电极件具有弹性，能够在合金焊锡受热熔化后，沿背离第二电极件的方向迅速回弹，这样，第一电极件与第二电极件的分断时间大大缩短，大大降低了拉弧能量，同时，第一电极件因弹性回弹而形成的断面间距L能够预设，可靠地提升了二者分断后的抗电强度，再者，两电极件分离后只有在机械外力的作用下才能重新接触，因此不会发生二次粘连的现象。

本实用新型还提供一种防雷元件，包含压敏电阻与上述所述的温度保险丝，所述压敏电阻与所述温度保险丝串联连接，温度保险丝紧贴在压敏电阻的表面。

本实用新型的有益效果：在保险丝动作分断之后，防雷元件能耐受更高的雷击瞬态过压而不发生闪络，因此防雷元件自身的安全性更加有保障。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的温度保险丝的第一电极件朝向第二电极件弯曲且焊接连接的剖面图；

图2为本实用新型实施例提供的温度保险丝的壳体的剖面图；

图3为本实用新型实施例提供的温度保险丝的第一电极件与第二电极件相向弯曲且焊接连接的剖面图；

图4为本实用新型实施例提供的温度保险丝的第一电极件与第二电极件均回弹至初始位置的剖面图。

其中，图中各附图标记：

100—温度保险丝

1—壳体 2—第一电极件 3—第二电极件

4—合金焊锡 1a—容置空间 11—底座

12—顶盖 111—第一槽道 112—第二槽道

121—凸扣 113—卡槽 21—第一伸出段

22—第一固定段 23—第一接触段 31—第二伸出段

32—第二固定段 33—第二接触段 11a—第一入口

11b—第一出口 11c—第二入口 11d—第二出口

114—凸骨。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供的温度保险丝100，用于保护与之串联的压敏电阻，使之避免因高温而爆燃起火。请参考图1，该温度保险丝100包括壳体1、第一电极件2以及第二电极件3。第一电极件2和第二电极件3间隔地由壳体1的同一端部插设入壳体1内。第一电极件2具有弹性，第一电极件2朝向第二电极件3弯曲且抵接于第二电极件3上，第一电极件2与第二电极件3的抵接处通过合金焊锡4焊接连接，壳体1内具有供第一电极件2回弹摆动的容置空间1a，第一电极件2于合金焊锡4熔化后回弹至初始位置且与第二电极件3之间形成断面距离L。

本实用新型实施例提供的温度保险丝100，其工作原理如下：温度保险丝与压敏电阻串联后，再并联于供电电网上，当压敏电阻阀片吸收了过高的能量而失效时，压敏阀片产生的热量传导至温度保险丝内部，迫使位于第一电极件2 与第二电极件3的抵接处的合金焊锡4受热呈熔融状态，第一电极件2在失去合金焊锡4的束缚后，在本身具有弹性的情况下，沿背离第二电极件3的方向迅速回弹，从而切断串联电路中的电流，避免压敏电阻持续发热产生高温致使压敏电阻外层包封的环氧树脂燃烧甚至发生爆裂的现象。由于第一电极件2与第二电极件3的抵接处仅用少量合金焊锡4焊接，其加工工艺要求低，而且，不容易出现熔融锡液飞溅的现象，加之，第一电极件2具有弹性，更够在合金焊锡4受热熔化，沿背离第二电极件3的方向迅速回弹，这样，第一电极件2 与第二电极件3分断时间大大缩短，从而大大降低了拉弧能量，同时，在第一电极件2发生弹性形成的形变范围内的断面间距L能够预设，可靠地提升了二者断面间的抗电强度，再者，两电极件分离后只有在机械外力的作用下才能重新接触，因此不会发生二次粘连的现象。

具体地，请参考图1和图2，在本实施例中，壳体1包括底座11以及盖设于底座11上的顶盖12。底座11的端部开设用于容置第一电极件2的第一槽道 111以及用于容置第二电极件3的第二槽道112，第一槽道111与第二槽道112 均与容置空间1a相连通。底座11内具有供第一电极件2回弹摆动的容置空间 1a，从而保证第一电极件2与第二电极件3之间有足够的断面间距。优选地，顶盖12通过卡扣结构连接于底座11的外侧。请参考图2，卡扣结构包括设置在顶盖12的相对两内侧壁上的凸扣121以及开设于底座11的相对两外侧壁的卡槽113。当顶盖12盖设于底座11上时，两凸扣121沿底座11的相对外侧壁滑入对应的卡槽113实现连接，这样，防止顶盖12与底座11因外力作用而脱离，保证顶盖12与底座11之间的密闭性，进而避免粉尘与异物进入容置空间1a内部影响第一电极件2的回弹摆动，同时也防止第一电极件2在与第二电极件3 分离过程中弧光泄漏出壳体1。

具体地，请参考图1和图2，第一电极件2包括依次连接的第一伸出段21、第一固定段22以及第一接触段23。第一伸出段21伸出至底座11的外部，第一固定段22穿设于第一槽道111内，第一接触段23伸入容置空间1a内且可于容置空间1a内回弹摆动，第一接触段23通过合金焊锡4焊接连接于第二电极件3。优选地，在本实施例中，为了保证良好的回弹效果，第一伸出段21、第一固定段22以及第一接触段23均为径向截面为圆形的柱状结构。

优选地，请参考图1，在本实施例中，第一接触段23远离第一固定段22的端部通过合金焊锡4焊接连接于第二电极件3。这样，在合金焊锡4融化后，第一接触段23远离第一固定段22的端部在第一电极件2回弹过程中，可获得最大的线速度，从而大大缩短了第一电极件2从第二电极件3上的脱离时间，即分断时间更短，同时，位于第一接触段23远离第一固定段22的端部上的熔融合金焊锡4也会因离心运动而沿第一接触段23的回弹方向甩出，这样，大大降低了第一接触段23与第二电极件3再次相抵接接触的概率，提高了防雷元件自身的安全性。

进一步地，请参考图3和图4，在本实施例中，第二电极件3具有弹性，第一电极件2和第二电极件3相向弯曲且通过合金焊锡4焊接于抵接处，第一电极件2和第二电极件3于合金焊锡4熔化后相背离地回弹至各自的初始位置。可以理解地是，第一电极件2与第二电极件3均具弹性，在合金焊锡4呈熔融状态失去束缚的情况下，进一步地，缩短了二者的分断时间，而且，由于第一电极件2的回弹方向和第二电极件3的回弹方向是相背地，这样，二者在恢复至初始位置时，断面间距L则越大，断面间的绝缘抗电强度更高，分断后的防雷元件能承受更高的雷击过压点冲击而不发生闪络跳火风险。如图4所示，第一电极件2的初始状态为第一接触段23抵靠于底座11的其中一内侧壁上，第二电极件3的初始状态为第二接触段抵靠于底座11相对的内侧壁上。

具体地，请参考图3和图4，第二电极件3包括依次连接的第二伸出段31、第二固定段32以及第二接触段33，第二伸出段31伸出至底座11的外部，第二固定段32穿设于第二槽道112内，第二接触段33伸入容置空间1a内且可于容置空间1a内回弹摆动，第二接触段33通过合金焊锡4焊接连接于第一接触段 23。优选地，在本实施例中，为了保证良好的回弹效果，第二伸出段31、第二固定段32以及第二接触段33均为径向截面为圆形的柱状结构。

优选地，请参考图3，在本实施例中，第二接触段33远离第二固定段32的端部通过合金焊锡4焊接连接于第一接触段23远离第一固定段22的端部。可以理解地，在合金焊锡4呈熔融状态后，第一接触段23远离第一固定段22的端部在第一电极件2回弹过程中，可获得最大的线速度，同样地，第二接触段 33远离第二固定段32的端部也能够获得最大线速度，从而大大缩短了第一电极件2从第二电极件3上的脱离时间，可进一步地缩短分断的时间。同时，位于第一接触段23远离第一固定段22的端部上的熔融合金焊锡4也会因离心运动而沿第一接触段23的回弹方向甩出，同样地，位于第二接触段33远离第二固定段32的端部上的熔融合金焊锡4也会因离心运动而沿第二接触段33的回弹方向甩出，这样，进一步地降低了第一接触段23与第二接触段33再次相抵接接触的概率，提高防雷元件自身的安全性。

具体地，请参考图1和图2，在本实施例中，第一槽道111包括第一入口11a 以及与第一入口11a相对的第一出口11b，第二槽道112包括第二入口11c以及与第二入口11c相对的第二出口11d，第一槽道111朝向第二槽道112倾斜，并且，第一槽道111的倾斜方向与第一接触段23的回弹方向相反。可以理解地，第一槽道111朝向第二槽道112倾斜，使得第一出口11b与第二出口11d之间的间距小于第一入口11a与第二入口11c之间的间距。当第一固定段22固定于倾斜的第一槽道111内时，倾斜的第一槽道111为第一接触段23的回弹提供了支点以及反向作用力，便于第一接触段23回弹。优选地，请参考图1，为了进一步增加第一接触段23与第二电极件3之间的断面间距L，第一接触段23以其靠近第一固定段22的端部为绕点沿回弹方向进行弯曲。

进一步地，请参考图1，在本实施例中，底座11上设有用于分隔第一接触段23与第二电极件3的凸骨114，第一接触段23于弯曲后抵靠于凸骨114上。可以理解地，凸骨114的作用有两个，一是将第一接触段23与第二电极件3进行分隔，在第一接触段23回弹至初始位置后，防止熔融的合金焊锡4将第一接触段23与第二电极件3相粘连所导致保险失效，优选地，如图1所示，第二电极件3的端部位于第二槽道112的第二出口11d处，同时，凸骨114的高度均高于第一出口11b的位置和第二出口11d的位置。二是，如图1所示，凸骨114 的截面呈半圆形，当第一接触段23抵靠于凸骨114上时，第一接触段23以凸骨114作为绕动支点，能够增加第一接触段23的回弹速率，缩短分断时间。

具体地，请参考图2和图3，在本实施例中，当第一电极件2和第二电极件 3均有弹性时，槽道包括第一入口11a以及与第一入口11a相对的第一出口11b，第二槽道112包括第二入口11c以及与第二入口11c相对的第二出口11d，第一槽道111与第二槽道112相向倾斜且第一出口11b与第二出口11d相靠近，并且，第一槽道111的倾斜方向与第一接触段23的回弹方向相反，第二槽道112的倾斜方向与第二接触段33的回弹方向相反。可以理解地，第一出口11b与第二出口11d之间的间距小于第一入口11a与第二入口11c之间的间距。当第一固定段 22固定于倾斜的第一槽道111内时，倾斜的第一槽道111为第一接触段23的回弹提供了支点以及反向作用力，便于第一接触段23回弹，同理地，倾斜的第二槽道112为第二接触段33提供支点以及回弹所需的反向作用力。优选地，请参考图4，为了进一步增加第一接触段23与第二接触段33之间的断面间距L，第一接触段23以其靠近第一固定段22的端部为绕点沿回弹方向进行弯曲，第二接触段33以其靠近第二固定段32的端部为绕点沿回弹方向进行弯曲。

具体地，请参考图4，在本实施例中，断面间距L>3mm。这里，断面间距 L为第一电极件回弹至初始位置后，其上的焊锡位置至第二电极件上的焊锡位置的直线距离；或者，断面间距L为第一接触段23远离第一固定段22的端部至与第二电极件3的抵接处的直线距离；或者断面间距L为第一接触段23远离第一固定段22的端部至第二接触段33远离第二固定段32的端部的直线距离。当断面间间距L大于3mm时，第一电极件2与第二电极件3之间可耐受6kV的雷击瞬态过压冲击而不发生闪络跳火。相对传统的方块型易熔合金温度保险丝 100，本实用新型保险丝的分断伏安容量大幅提高2～3倍，额定工频耐压能力达到500伏以上，电流分断水平也有2倍以上提高。

本实用新型实施例还提供一种防雷元件，包括压敏电阻(图中未示)以及上述的温度保险丝100，压敏电阻与温度保险丝100串联。在具有上述温度保险丝100的基础上，在保险丝动作分断之后，防雷元件能耐受更高的雷击瞬态过压而不发生闪络，防雷元件自身的安全性更加有保障。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。