一种带脱扣保护的开关型电源防雷器的制作方法

本实用新型涉及一种电源防雷器，特别涉及一种带脱扣保护的开关型电源防雷器。

背景技术：

电源防雷器可分为开关型和限压型两种制式，开关型电源防雷器一般采用间隙和气体放电材料制成，可用于电源防雷系统前级较大能量的防雷保护；限压型电源防雷器通常采用压敏元件材料制成，可用于电源防雷系统后级的防雷保护；电源防雷器能在电源配电线路和用电设备受到雷电或浪涌侵扰时，迅速对地形成放电通路，将雷电电流泄放导入大地，同时将雷电高压限制在一定的电压保护水平，起到对电源装置和用电设备的防雷保护作用；不过在电源防雷器起到防雷保护的同时，防雷器可能会受到电源系统暂态工频过电压作用，也有可能产生自身的失效或故障，严重的可能产生短路、发热甚至起火燃烧，对电源系统造成额外的危险。

因此，在电源防雷器内部一般都设有发热“脱扣”保护机构，在防雷元件失效时可以使其脱开与电源线路的连接，从而保证电源系统的安全；这一点在限压型电源防雷器中，脱扣机构已经做得比较可靠，但在目前大多数开关型电源防雷器中，由于大容量放电器件本身的原因，脱扣机构做得不太完善，如采用保险丝和电容回路脱扣指示等方式，不能防止石墨器件的短路发热和燃烧，不能同步反映防雷元件真实的失效状态。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种带脱扣保护的开关型电源防雷器，通过防雷组件中的多层石墨圆片进行防雷放电，通过脱扣组件中的脱扣机构和遥信机构实现防雷器故障失效时的安全脱扣、指示窗红绿转色和遥信输出接点转换，采用低温焊锡焊接配合电极弹片和弹片顶杆等机构，在防雷元件多层石墨圆片失效或受到暂态工频过电压作用时，能够使其因发热温升而脱离被接的电源线路，防止危险事故的出现，实现真正的电源防雷保护和防雷器本身的安全保护。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带脱扣保护的开关型电源防雷器，它包括壳体；所述壳体由上盖和底座扣合而成，其顶面设有指示窗，底座内装有防雷组件，防雷组件的上方装有脱扣组件；所述防雷组件包括防雷器件和金属电极；所述防雷器件两侧装配有前夹板和后夹板；所述金属电极包括前侧的双头端子片、与双头端子片固定连接的电极弹片和位于后侧的与后夹板外侧中间连接的单头端子片；所述电极弹片的上部通过低温焊锡点和前夹板外侧上方焊接在一起；所述脱扣组件包括脱扣机构；所述脱扣机构包括滑块底板和滑块连杆；所述滑块底板的上方后侧设置有与滑块底板平行的红色固定块，并通过连接侧板和红色固定块连成一体，连接侧板的中间开有连杆定位孔，滑块底板的底部中间开有前后贯通的顶杆定位槽；所述滑块连杆下部前端为弹片顶杆，其后端为弹簧定位销，滑块连杆的中间后端设有辅助定位杆，滑块连杆的上部为绿色移动块，弹簧定位销上套有小弹簧，并和弹片顶杆一起穿入滑块底板的顶杆定位槽中，滑块连杆上的辅助定位杆插入滑块底板上的连杆定位孔内，弹片顶杆前端顶在电极弹片的弹片端头上；滑块连杆的弹片顶杆在小弹簧的作用下，产生对弹片端头的顶推力。

所述防雷器件采用十片石墨圆片和九片绝缘垫圈间隔叠装在一起，两侧装配所述前夹板和后夹板；通过连杆螺钉串入后夹板拧在前夹板上，将石墨圆片和绝缘垫圈固定夹紧；所述防雷器件还包括电路板，所述电路板上的中间装有八个高压贴片电容，电路板的左右两侧各装有一排四芯排针，电路板配接在石墨圆片的上部，电路板的八个高压贴片电容的一端通过两侧的四芯排针夹在下方的石墨圆片边缘上；所述八个高压贴片电容另一端连接在一起接到后夹板上。

所述双头端子片和单头端子片的上端均配有端子螺钉、下端均配有端子接线圈；所述壳体的前端的上侧设置有与双头端子片的端子螺钉对应的电源端子孔、壳体的前端的前侧设置有与双头端子片的端子接线圈对应的电源接口；所述电源接口通过双头端子片内部连通；所述壳体的后端的上侧设置有与单头端子片的端子螺钉对应的接地端子孔、壳体的后端的后侧设置有与单头端子片的端子接线圈对应的地线接口。

所述壳体的前后端还分别设置有固定孔，用于通过螺钉将上盖与底座固定。

所述壳体后侧还设有一个遥信接口；所述脱扣组件还包括遥信机构，所述遥信机构包括微动开关、开关弹片、遥信连线和遥信端子；所述微动开关卧装在滑块底板的平面上，所述滑块连杆的中间前端还设有开关顶块；所述微动开关上的开关弹片与所述滑块连杆的开关顶块靠在一起，所述微动开关的开关出脚通过遥信连线接至遥信接口内的遥信端子上。

所述防雷组件受到暂态工频过电压冲击并流过较大的工频电流时启动，防雷组件迅速发热，热量传到前夹板上时，焊接电极弹片的低温锡点会迅速熔化，使得电极弹片与前夹板脱离，使电源防雷器与外部电源线路脱离，防雷组件停止发热；此过程中，脱扣组件的弹片顶杆加力推动弹片端头，扩大电极弹片与前夹板的间距，使电极弹片与前夹板完全脱开，脱扣组件的弹片顶杆动作的同时，开关顶杆将微动开关上的开关弹片向开关面压紧，使得所述微动开关内部常开、常闭接点转换位置，微动开关通过开关出脚将内部接点的开闭信号引出，经过遥信连线输送至遥信接口。

所述弹片顶杆动作时，其上的绿色移动块向前移动，使被挡在下面的红色固定块显露出，上盖的指示窗从绿色变成红色。

所述底座下方设有导轨卡口，底座后侧下方设置有导轨卡头，用于夹紧安装导轨。

所述壳体的上盖两侧分别设有二个上盖拼接插槽，所述壳体的底座两侧也分别设有二个底座拼接插槽，所述拼接插槽呈燕尾形状，通过插入拼接插销将多个电源防雷器拼接组合。

本实用新型的有益效果：本实用新型的一种带脱扣保护的开关型电源防雷器，通过在开关型电源防雷器的石墨防雷组件中增加脱扣组件，在有效进行电源防雷的同时，可以在电源防雷器本身短路失效或者受到暂态工频过电压作用时，能够在脱扣机构的作用下使防雷器件迅速与被接电源线路断开，一方面防止了防雷用石墨器件的发热燃烧，保障了电源防雷器的使用安全；另一方面提供了明显的色标变化，可给现场工作人员指示电源防雷器失效；还提供了同步的遥信接点变位信号，可在远程感知电源防雷器的工作状态，给电源防雷器的使用带来了安全和方便。

附图说明

图1为实施例的一种带脱扣保护的开关型电源防雷器的外形结构的示意图；

图2为实施例的一种带脱扣保护的开关型电源防雷器的内部组件的示意图；

图3为实施例的一种带脱扣保护的开关型电源防雷器的器件结构的示意图；

图4为实施例的一种带脱扣保护的开关型电源防雷器的脱扣动作的示意图；

图5为实施例的一种带脱扣保护的开关型电源防雷器的遥信接线的示意图；

图6为实施例的一种带脱扣保护的开关型电源防雷器的电路结构的示意图；

图7为实施例的一种带脱扣保护的开关型电源防雷器的拼接组合的示意图。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解，下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不对本实用新型的保护范围构成限定。

实施例

如图1所示，本实施例提供了一种带脱扣保护的开关型电源防雷器；它包括壳体、防雷组件3和脱扣组件4；所述壳体由上盖1和底座2扣合而成，所述上盖的顶面设有三个小方型指示窗1a，通过所述指示窗可以观察内部色块的变化，以窗内绿色表示工作正常，以窗内红色表示器件失效，这样就可以了解防雷器的工作状态；所述上盖前端设有两个用于接线拧螺钉的电源端子孔1b，后端设有一个接地端子孔1c，两端还各设有一个固定孔1d，用于拧入螺钉将所述上盖1与底座2固定；所述底座2内装有防雷组件3和脱扣组件4，所述防雷组件3用于电源线路的防雷放电，所述脱扣组件4用于防止防雷组件3本身故障时产生危害，并提供防雷组件3失效的指示和信号；所述底座2的前侧设有两个内部连通的电源接口5，用于安装时接入电源线，其后侧设有一个地线接口6和一个遥信接口7，所述地线接线口用于接入引线连接设备外部就近的大地端子，所述遥信接口用于输出无源接点信号，供现场防雷管理系统监测电源防雷器的工作状态；为便于安装，在所述底座下方设有标准宽度的导轨卡口2b，通过所述底座后侧下方的导轨卡头8夹紧安装导轨；所述壳体的上盖两侧分别设有二个上盖拼接插槽1e，所述壳体的底座两侧也分别设有二个底座拼接插槽2a，四个拼接插槽均呈燕尾形状，在需要将多个电源防雷器组合使用时，可通过插入拼接插销9将电源防雷器的壳体互相拼接、方便安装。

如图2和图3所示，是本实施例的一种大容量通流的电源防雷器的内部组件和器件结构示意图；所述底座内部中间装有用于防雷放电的防雷组件，所述防雷组件的上方装有脱扣组件；所述防雷组件主要分为防雷器件和金属电极，所述防雷器件包括电路板3a2、高压贴片电容3a3、四芯排针3a6、石墨圆片3a4、绝缘垫圈3a5、前夹板3a1、后夹板3a8和连杆螺钉3a7等元器件；其中，采用十片所述石墨圆片和九片所述绝缘垫圈间隔叠装在一起，两侧装配所述前夹板和后夹板；所述前夹板四角设有螺纹孔，所述后夹板四角设有穿钉孔，所述连杆螺钉串入后夹板的穿钉孔后拧在前夹板的螺纹孔内，将石墨圆片和绝缘垫圈固定夹紧；所述电路板上的中间装有八个高压贴片电容，所述电路板的左右两侧各装有一排四芯排针，所述电路板配接在所述石墨圆片的上部，通过两侧的四芯排针紧夹在下方的石墨圆片边缘上；所述金属电极包括双头端子片3b1、单头端子片3b2、端子接线圈3b7、端子螺钉3b3、电极弹片3b4和弹片端头3b6；所述金属电极的双头端子片的下端通过小螺丝钉和电极弹片的下端连接，所述电极弹片的上部通过低温锡点3b5和前夹板外侧上方焊接在一起；所述单头端子片的内侧通过小螺丝钉和后夹板外侧中间连接；所述双头端子片和单头端子片的上端均配有端子螺钉，所述双头端子片和单头端子片的下端均配有端子接线圈。

再如图2和图3所示，所述电路板的上方装有防止防雷器件短路起火的脱扣组件，所述脱扣组件分为脱扣机构和遥信机构，所述脱扣机构包括滑块底板4a和滑块连杆4b，所述滑块底板通过连接侧板4a1和上方后侧的红色固定块4a2连成一体，所述红色固定块与滑块底板平行，所述连接侧板的侧面中间开有连杆定位孔4a4，在所述连杆定位孔左侧设有一个穿线孔4a5，所述滑块底板的底部中间开有前后贯通的顶杆定位槽4a3；所述滑块连杆下部前端为方条形的弹片顶杆4b1，其后端为圆柱形的弹簧定位销4b5，所述滑块连杆的中间前端设有开关顶块4b2，其后端设有辅助定位杆4b4；所述滑块连杆的上部为绿色移动块4b3，所述弹簧定位销上套有小弹簧4c，并和弹片顶杆一起穿入所述滑块底板的顶杆定位槽中，同时滑块连杆上的辅助定位杆插入滑块底板上的连杆定位孔内，所述弹片顶杆前端顶在所述电极弹片的顶端上；所述遥信机构包括微动开关4d1、开关弹片4d2、遥信连线4e和遥信接口；所述微动开关卧装在滑块底板的平面上，所述微动开关上的开关弹片与所述滑块连杆的开关顶块靠在一起，所述微动开关的开关出脚4d3通过遥信连线穿过穿线孔接至遥信接口内的遥信接口上。

如图4和图5所示，是本实施例的一种带脱扣保护的开关型电源防雷器的脱扣动作和遥信接线示意图；图中的所述防雷组件接在电源线路上，可以起到防雷保护作用，在正常情况下因其内部呈高阻状态，所以不会对电源线路造成影响，但在防雷组件失效短路时，或者受到暂态工频过电压作用时，就有可能流过较大的工频电流，这时所述防雷组件就会迅速发热，当热量传到前夹板上时，焊接电极弹片的低温锡点因为其熔点只有常规焊锡的一半，就会迅速熔化，使得电极弹片与前夹板脱离，进而使电源防雷器与外部电源线路脱离，这样切断了工频电流之后，防雷组件就停止发热，不会发生进一步的起火燃烧危险；脱扣的过程可以将图4中的电极弹片以及弹片端头的位置与图2中进行对比，图4中的电极弹片已经和前夹板脱开，而图2中的电极弹片与前夹板通过低温锡点牢固焊接；为了使得电极弹片和前夹板的脱扣更加可靠，在防雷组件上方设置了脱扣组件，所述脱扣组件中滑块连杆的弹片顶杆在小弹簧的作用下，产生对弹片端头的顶推力，在低温锡点熔化导致电极弹片和前夹板脱开时，弹片顶杆可将弹片端头与前夹板的间距推开得更大，确保电极弹片与前夹板所连接的防雷组件完全脱开；在滑块连杆动作的同时，其上面的开关顶杆将微动开关上的开关弹片向开关面压紧，使得所述微动开关内部常开、常闭接点转换位置；从图5中可以看出，所述微动开关通过开关出脚将内部接点的开闭信号引出，经过遥信连线穿过连接侧板上的穿线孔，再连接至所述底座后侧内的遥信接口上；还是在所述滑块连杆的动作时，其上面的绿色移动块向前移动，使原来被挡在下面的红色固定块显露出来，这样通过图1中所述上盖的指示窗就能看到绿色标识转变成红色，也就是提示了电源防雷器的工作状态由“正常”转成了“失效”，就可提请现场维护人员进行处理故障。

如图6所示，是本实施例的一种带脱扣保护的开关型电源防雷器的电路结构示意图；图中主要分为防雷组件和脱扣组件两个部分，所述防雷组件的主体是多层间隔叠装的石墨圆片和绝缘垫圈，所述石墨圆片是一种圆形的实心石墨导电材料的薄片，可以承受多次瞬间大电流的冲击，可以耐高压、耐腐蚀、耐高温，因此是一种很好的防雷元件；由于在防雷器没有受到雷电和浪涌冲击时不能影响被保护电源线路的工作，更不能引起漏电或者短路，因此要将绝缘性能良好的聚四氟乙烯材料加工而成绝缘垫圈作为间隔层，加装在两片石墨圆片之间，这样平时防雷组件的主体不能导电，只有在受到雷电或浪涌冲击时，高压电流才能击穿绝缘垫圈中间的空气层，形成电流通路；在浪涌电流结束后，防雷组件仍然恢复绝缘性能；从图6中可看出，安装在电路板上的八个高压贴片电容一端连接在一起后再通过后夹板接到PE极的地线接口，另一端通过两组四芯排针连接到各个石墨圆片上，这些高压贴片电容起到了加快泄放浪涌电流的作用；电路中防雷组件的前夹板通过弹性电极连接至双头端子片和电源接口，所述电源接口在使用时可与电源线路中的火线L或零线N连接；所述防雷组件的后夹板通过单头端子片连接地线接口，所述地线接口在使用时可与电源线路中的大地端PE连接。

再如6所示，在电路中还有本实用新型实施例中很重要的脱扣组件，所述脱扣组件中的滑块底板、滑块连杆和微动开关等，与所述防雷组件中的电极弹片配合，可起到加强电极脱扣、状态指示和遥信接点转换作用；电极脱扣是电源防雷器中的自身保护装置，因为防雷组件一旦出现自身的故障就会影响外接电源线路的工作，一旦受到外接电源暂态工频过电压作用时，内部石墨器件有可能因持续放电而过度发热，严重时可能会起火燃烧，因此必须要在故障时将防雷组件迅速与电源线路脱离；一方面当所述防雷组件发热时的热量传到前夹板上低温锡点时，很快会引起锡点的熔化，从而使电极弹片与前夹板脱离，另一方面在脱扣组件的滑动连杆进一步的推动下，电极弹片与前夹板彻底分离；同时开关顶块移动后压在微动开关的开关弹片上，使得微动开关内部接点转换，其常开、常闭信号通过遥信连线接至与地线接口并排的遥信接口上，滑动连杆上绿色移动块移位后还起到了指示防雷器工作状态的作用。

如图7所示，是本实施例的一种带脱扣保护的开关型电源防雷器的拼接组合示意图；在以上实施例中介绍的一种带脱扣保护的开关型电源防雷器，仅仅是电源防雷器的一个模块单元，如将电源防雷器应用在单相电源系统上时，要用两个此种电源防雷器组合在一起，分别通过拼接插销插入两上盖之间的上盖拼接插槽和底座之间的底座拼接插槽中，两个电源防雷器的前侧分别接在被保护电源线的L和N上，每个电源防雷器上的两个电源接线孔只需接其中的一个，组合体后侧的两个地线接口用汇流排连接后再接至外部大地端子PE；如果应用在三相电源系统上，要用四个电源防雷器拼接组合在一起，四个电源防雷器前侧分别接电源线的L1、L2、L3和N，各个电源防雷器的每对电源接线孔同样只接其中的一个，组合体后侧的地线接口同样用汇流排连接后再接至外部大地端子PE；电源防雷器组合体上的各个遥信接口的引脚要连接在一起后接至远程监测设备，使用常开(NO)接点的要将各组接点并联后形成一对接点，使用常闭(NC)接点的要将各组接点串联后形成一对接点。

需要说明的是，附图3中的两个图中上面的图是防雷器件未失效状态，下图是防雷器件失效状态。

本实用新型的一种带脱扣保护的开关型电源防雷器，通过在开关型电源防雷器的石墨防雷组件中增加脱扣组件，在有效进行电源防雷的同时，可以在电源防雷器本身短路失效或者受到暂态工频过电压作用时，能够在电极弹片和脱扣机构的配合作用下，使防雷器件迅速与被接电源线路断开，确保电源防雷不会引起起火燃烧，保障了电源系统使用电源防雷器的安全。

上述实施例不应以任何方式限制本实用新型，凡采用等同替换或等效转换的方式获得的技术方案均落在本实用新型的保护范围内。