一种新型电涌保护器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电子电气设备的电涌防护技术领域。
【背景技术】
[0002]雷电是由带电的云在空中放电导致的一种特殊的天气现象。雷电是造成电子设备损坏的重要原因，它威胁建筑、铁路、民航、通信、工控、军事等各个领域电子信息系统的安全稳定运行。在与电子设备连接的电源线、信号线以及控制线等金属线路上安装电涌保护器是雷电防护的重要措施之一。电涌保护器已大量应用于各种领域，在雷电防护中具有重要的作用。其状态的好坏则直接影响其防雷效果，从而对所保护设备的安全带来隐患。
[0003]现阶段sro在使用时通常具有热保护和过流保护(内置或外置)两种保护装置，热保护装置用来防护防雷器件劣化发热，过流保护装置用来防止瞬态过电流或过电压引起的防雷器件击穿短路，同时过流保护做为热保护的一种后备保护方式，故此在大多数场合都可以起到有效的防护作用。
[0004]但由于热传导是一个相对较慢的过程，热保护装置的灵敏度低，对于缓慢升温过程尚可起到有效的防护，但对于低(中)压系统中由于持续过电压状态下引起的急剧升温情况，热保护脱扣装置不能及时感知此过程而不发生动作，致使防雷器件被击穿，工频电流进入sro线路，当此工频电流值没有达到过流保护装置的启动值时，过流保护装置也不会发生动作，从而导致sro起火；若将过流保护装置的启动值选小，虽能启动，但难以抗击雷电流的冲击，导致sro无法正常泄放雷电流。
[0005]综上所述，现行SPD的过流保护装置与热保护装置存在严重的动作盲区，sro通过在此区域的电流时，热保护装置和过流保护装置都不能即将损坏的sro脱离主电路，从而出现严重的安全隐患。
[0006]在现有技术“浪涌保护器件的检测装置”(专利号:200910069431.2)和“一种浪涌保护器的在线监测装置”(专利号:200910069594.0)中，提出了两种通过测量电动力的方式来检测浪涌保护器件的状态的方法。其中“浪涌保护器件的检测装置”(专利号:200910069431.2)提出将金属簧片安装在浪涌保护器件旁边或通过导线连接，利用压力传感器测量金属簧片的变形，从而得知浪涌保护器件的状态，这种方法压力传感器与金属簧片之间无连接，测量不精确，再者金属簧片的变形方式单一，也使得压力传感器感知的信号源很微弱。“一种浪涌保护器的在线监测装置”(专利号:200910069594.0)提出将金属构件与浪涌抑制器件串联，金属构件的形状是弯曲的，当电流通过浪涌抑制器件以及金属构件时，电流使弯曲的金属构件发生趋直效应，由此产生的电动力通过压力传感器感知，进而得知电流的信息和浪涌抑制器件的劣化程度，这种测量方法测量精度较高，但将金属构件串入浪涌泄放通道，将对浪涌抑制器件的泄放浪涌电流的能力带来很大影响，导致浪涌保护器残压升高，降低了对其所要保护的设备的保护水平。而且，这两项现有技术中，对于电动力物理量的探测仅限于了解流过浪涌保护器件或浪涌抑制器件的电流信息，从而了解浪涌保护器件或浪涌抑制器件的状态，对本人上述“现行SPD的过流保护装置与热保护装置存在严重的动作盲区”的问题并没有解决，本人将对此电动力测试方法的不足进行修正和创新，从而使其能够判断电涌保护器线路中的电流类型，对过流保护装置与热保护装置存在动作盲区的工频电流进行即时分断。
【发明内容】
[0007]为了有效解决现有技术中的以上问题，本发明提出一种安装方便且性能可靠、灵敏度高的用于电源系统的新型电涌保护器，根本解决现有热保护装置与过流保护装置的动作盲区问题。
[0008]本发明采用以下技术方案:本发明是用于电力电子线路系统中的电涌保护器，该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、信号处理装置、限流器、缓冲位移弹片、惯性装置、电磁动作机构、联动机构、常开触点；所述力探测器与信号处理装置连接，信号处理装置与电磁动作机构连接；所述电磁动作机构控制缓冲位移弹片运动；所述缓冲位移弹片与惯性装置连接；所述惯性装置经过联动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，旁路并联在防雷元件两端。
[0009]所述力探测器安装在电涌泄放通路旁边，与电涌泄放通路隔离。所述常开触点闭合后，在过流保护装置断开前不会再打开，所述常开触点还具有复位开关。所述防雷元件，包括压敏电阻、放电管、TVS之一或其组合；所述过流保护装置可以是熔断器或断路器；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，具有限制电流的作用；所述惯性装置为惯性轮或重锤或阻尼齿轮或空气阀或延时电路，在受到持续的力时才会运动。
[0010]所述力探测器包括电源、测量回路、绝缘部件、力传感器，测量回路由电源提供电能，在测量回路中有持续的单一方向电流；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信号处理装置连接；所述测量回路与电涌泄放通路平行放置。
[0011]本发明利用两平行导体电流同向相吸、异向相斥的原理。当电涌泄放通路上有电流流过时，因为所述力探测器中的测量回路与电涌泄放通路是平行放置的，且测量回路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、异向相斥的原理，带电的测量回路必产生电动力(包括吸力和斥力)，而且雷电电涌和工频电流的大小、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时对测量回路产生的电动力的大小、方向的变化率也截然不同，力传感器通过绝缘部件对测量回路上产生的不同电动力进行测量，进而转化为不同的电流信号输出给信号处理装置，通过信号处理装置的转化、判断和放大，将电流信号输入给电磁动作机构，致使电磁动作机构产生不同的动作。只有当工频短路电流持续流过电涌泄放通路时，测量回路产生的电动力信息通过力传感器输出给信号处理装置，足以让信号处理装置输出使电磁动作机构的顶杆持续弹出的电流，从而电磁动作机构的顶杆持续推动惯性位移弹片，致使惯性装置运动；雷电电涌由于发生时间极快，其使测量回路产生的电动力区别于工频短路电流在测量回路产生的电动力，此电动力信息不足以使信号处理装置输出持续的电流，致使电磁动作机构的顶杆只会瞬间弹出又恢复原位，惯性装置由于其惯性作用不能被驱动。
[0012]本新型电涌保护器的工作方式:当雷电流流过防雷元件时，时间很短，电流迅速泄放，电磁动作机构顶杆迅速弹出又恢复，惯性装置由于惯性作用保持不动状态，不会带动联动机构闭合旁路常开触点，从而确保雷电流顺利泄放；当防雷元件劣化工频漏流达到一定值时，防雷元件体表温度也上升至一定高度，由于工频漏流导致的升温是一个缓慢渐变的过程，热保护装置将启动，在防雷元件电极处断开；当电源系统故障或其他原因导致的工频电流流过防雷元件时，电磁动作机构在电磁力的作用下使顶杆持续弹出，顶杆推动缓冲位移弹片，惯性装置由于惯性作用不能沿缓冲位移弹片施力方向转动，但此时短路电流未消失，电磁动作机构顶杆仍然顶着缓冲位移弹片，等待延时毫秒级Λ t后，惯性装置迅速逆时针转动，带动联动机构闭合旁路常开触点，此时并联在防雷元件两端的旁路被接通，工频短路电流将不经过防雷元件、直接通过旁路到达过流保护装置，并有足够的时间让过流保护装置断开，从而将即将损坏的防雷元件从主电路脱离。
[0013]本发明的特征在于:
[0014]1.此新型电涌保护器通过增加并联在防雷元件两端的旁路，解决了热保护装置和过流保护装置的动作盲区问题。旁路由常开触点和阻流器串联组成，常开触点经过联动机构、惯性装置、缓冲位移弹片控制，缓冲位移弹片由电磁动作机构控制，电磁动作机构的动作取决于信号处理装置输出的电流，信号处理装置输出的电流依据力探测器输出的信息。
[0015]2.此新型电涌保护器的防雷元件与力探测器、信号处理装置、过流保护装置、热保护装置、限流器、缓冲位移弹片、惯性装置、电磁动作机构、联动机构、常开触点可集成于一体，装于壳体，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，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，便于安装使用。
[0016]3.此新型电涌保护器可以没有过流保护装置。
[0017]4.此新型电涌保护器的力探测器安装在电涌泄放通路旁边，与电涌泄放通路隔离；力探测器包括电源、测量回路、绝缘部件、力传感器，测量回路由电源提供电能，在测量回路中有持续的单一方向电流；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信号处理装置连接；所述测量回路与电涌泄放通路平行放置。
[0018]5.此新型电涌保护器的力探测器安装于电涌泄放通路旁边，与电涌泄放通路隔离，不影响电涌正常泄放，对电涌保护器对需保护设备的保护水平没有影响；所述力探测器内置电源、测量回路、绝缘部件、力传感器，力传感器通过绝缘部件直接测量测