流保护装置⑷，所述防雷元件(3)与过流保护装置⑷串联构成电涌泄放通路⑴；所述热保护装置(10)位于防雷元件(3)电极上；所述力探测器(2)安装于电涌泄放通路(I)附近，与电涌泄放通路⑴绝缘，力探测器⑵中的测量回路(2-1)与电涌泄放通路⑴平行放置，力探测器⑵与判断装置(6)输入端(aa’ )连接；所述判断装置(6)输出端(bb’ )与动作机构(7)连接；所述动作机构(7)控制常开触点(8)动作；所述常开触点(8)与限流器(9)构成旁路(12)与防雷元件(3)并联。
[0028]当电涌泄放通路⑴上有电流流过时，因为所述力探测器⑵中的测量回路(2-1)与电涌泄放通路(I)是平行放置的，且测量回路(2-1)中有持续的单一方向的电流，根据两平行导体电流同向相吸、导向相斥的原理，带电的测量回路必产生电动力(包括吸力和斥力)，而且电涌电流和工频电流的大小、方向、变化率、持续时间等参量不同，导致其流过电涌泄放通路(I)时对测量回路(2-1)产生的电动力的大小、方向、变化率也截然不同，力传感器(2-3)通过绝缘部件(2-1)对测量回路(2-1)上产生的不同电动力进行测量，并将其转化为不同的电流信号输出给判断装置(6)，判断装置(6)对电流信号进行放大和判断，并根据判断结果控制动作机构(7)，使动作机构(7)产生不同的动作，以达到防护的目的。过程中会出现以下四种情况:当判断结果为较小工频电流时，动作机构(7)不动作、常开触点
(8)不闭合，由热保护装置(10)进行防护；当判断结果为动作盲区内的工频电流时，动作机构(7)动作、常开触点⑶闭合，所述常开触点⑶和限流器(9)串联组成的旁路(12)导通，由旁路(12)引至过流保护装置(4)进行防护；当判断结果为大于动作盲区的工频电流时，动作机构(7)不动作、常开触点(8)不闭合，由过流保护装置(4)直接防护；当判断结果为电涌电流时，由电涌泄放通路(I)正常泄放。
[0029]所述常开触点具有复位开关(示意图中未画出)；所述动作机构通过机械联动或电磁方式控制常开触点动作(图1所示实施例中所述动作机构(7)是通过电磁控制方式控制常开触点动作的，机械联动控制方式在此不赘述)。
[0030]所述防雷元件可以足压敏电阻、放电管、TVS等电子器件之一或其组成；所述限流器可以是电阻、电感、电容等电子器件之一或由其组合而成的电路；所述过流保护装置可以是熔断器或断路器。
[0031]图2为本发明的力探测器的内部放大图。所述力探测器(2)包括电源(2-2)、测量回路(2-1)、绝缘部部件(2-4)、力传感器(2-3)，其中，电源(2-2)为测量回路(2_1)提供电能，在测量回路(2-1)中有持续的单一方向的电流；绝缘部件(2-1)的一端与测量回路(2-1)连接，另一端与力传感器(2-3)连接，力传感器(2-3)的输出端与判断装置(6)连接；所述测量回路(2-1)与电涌泄放通路(I)平行放置。
[0032]图3为本发明的第一实施例的原理示意图，与图1 (第一实施例结构示意图)对应。图中画出了复位开关(14)和判断装置(6)内置的数据处理单元(5)，aa’是判断装置的输入端，bb’是判断装臀的输出端。所述复位开关可使常开触点恢复常开状态。
[0033]图4为本发明的第三实施例原理示意图，该实施例的电涌保护器内没有过流保护装置(4)，仅包括电涌泄放通路(I)、力探测器(2)、防雷元件(3)、判断装置(6)、动作机构
(7)、常开触点(8)、限流器(9)、热保护装置(10)和复位开关(14)，其中aa’是判断装置的输入端，bb’是判断装置的输出端。因为电涌保护器在使用时，如果没有内置过流保护装置，那么后端必须串接过流保护装置，因此本实施例描述的新型电涌保护器在有工频电流通过时可以让其外置的过流保护装置及时动作而将电涌保护器脱离主电路。
[0034]图5为本发明的第四实施例原理示意图。该实施例中本新型电涌保护器的组成内容安装在不同的壳体中共同构成本发明。其中，力探测器(2)和过流保护装置(4)置于同一壳体内，防雷元件(3)、判断装置(6)、动作机构(7)、常开触点⑶、限流器(9)、热保护装置(10)和复位开关(14)置于同一壳体，其中aa’是判断装置的输入端，bb’是判断装置的输出端。
[0035]图1、图3所示实施例中，本新型电涌保护器的防雷元件(3)、力探测器(2)、过流保护装置(4)、热保护装置(10)、限流器(9)、判断装置(6)、动作机构(7)、常开触点(8)、复位开关(14)集成于一体，装于一壳体，满足了用电设备对电涌保护器通流容量、响应时间和电压保护水平三项指标的要求，增强了设备的可靠性，图4、图5所示实施例中本新型电涌保护器的组成封装在不同的模块中组合在一起共同构成本发明，便于安装使用，增强了实用性。
[0036]图6是本发明保护效果示意图。工频短路电流可分为三个部分:小工频短路电流，指热保护装置能够启动的电流范围；大工频短路电流，指过流保护装置能够启动的电流范围；而介于两者之间的、也是现有电涌保护器保护装置的工频短路电流的动作盲区，简称动作盲区。
[0037]利用本发明的技术方案，达到相应的技术效果的，或者在不脱离本发明的设计思想下的技术方案等同变换，均在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种新型电涌保护器，包括防雷元件、过流保护装置、热保护装置和外壳，所述防雷元件和过流保护装置串联构成电涌泄放通路，所述热保护装置位于防雷元件电极上，其特征在于:本新型电涌保护器还包括力探测器、限流器、判断装置、动作机构、常开触点；所述力探测器安装在电涌泄放通路附近，并与判断装置输入端连接；所述判断装置输出端与动作机构连接；所述动作机构控制常开触点动作；所述常开触点和限流器串联组成旁路与防雷兀件并联。2.根据权利要求1所述的一种新型电涌保护器，其特征在于:该新型电涌保护器可以没有过流保护装置。3.根据权利要求1或2所述的一种新型电涌保护器，其特征在于:所述力探测器与电涌泄放通路绝缘。4.根据权利要求1或2所述的一种新型电涌保护器，其特征在于:所述力探测器包括电源、测量回路、绝缘部件、力传感器，电源为测量回路提供电能，在测量回路中有持续的单一方向的电流；绝缘部件的一端与测量回路连接，另一端与力传感器连接，力传感器的输出端与判断装置连接；所述测量回路与电涌泄放通路平行放置。5.根据权利要求1或2所述的一种新型电涌保护器，其特征在于:所述常开触点闭合后，在过流保护装置断开前不会再打开。6.根据权利要求1或2所述的一种新型电涌保护器，其特征在于:所述常开触点具有复位开关。7.根据权利要求1或2所述的一种新型电涌保护器，其特征在于:所述判断装置内设有电源和可以分析信号大小、方向、变化率、持续时间等物理量的数据处理单元，所述数据处理单元经判断装置输入端与力探测器相连。8.根据权利要求1或2所述的一种新型电涌保护器，其特征在于:所述动作机构通过机械联动或电磁方式控制常开触点动作。9.根据权利要求1或2所述的一种新型电涌保护器，其特征在于:所述防雷元件、力探测器、过流保护装置、热保护装置、限流器、判断装置、动作机构、常开触点可以位于同一壳体，也可以安装于不同壳体或封装在不同的模块中组合在一起。10.根据权利要求1或2所述的一种新型电涌保护器，其特征在于:所述限流器可以是电阻、电感、电容等电子器件之一或由其组合而成的电路。11.根据权利要求1或2所述的一种新型电涌保护器，其特征在于:所述过流保护装置可以是熔断器或断路器。12.根据权利要求1或2所述的一种新型电涌保护器，其特征在于:所述防雷元件可以是压敏电阻、放电管、TVS等电子器件之一或其组合。
【专利摘要】本发明涉及一种新型电涌保护器，主要包括防雷元件、力探测器、过流保护装置、热保护装置、限流器、判断装置、动作机构、常开触点和外壳。所述防雷元件和过流保护装置串联构成电涌泄放通路；所述热保护装置位于防雷元件电极上；所述力探测器安装在电涌泄放通路附近，并与判断装置输入端连接；所述判断装置输出端与动作机构连接；所述动作机构控制常开触点；所述常开触点和限流器串联组成旁路与防雷元件并联。本发明中力探测器能灵敏地探测到电涌泄放通路中流过电流时产生的电动力，判断装置根据力探测器输出的结果可判断出该电流的类型，并通过控制动作机构改变常开触点的状态，解决了现有电涌保护器的保护装置对工频电流存在动作盲区的问题。
【IPC分类】H02H3/08, H02H5/04, H02H9/04
【公开号】CN105576629
【申请号】CN201410659880
【发明人】孙麓轩
【申请人】孙麓轩
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年11月8日