專利名稱：具有包括選擇性斷開裝置的可動觸頭的電涌保護裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有電涌限制器和斷開裝置的電涌保護裝置，該電涌限 制器具有可隨著電壓變化的非線性元件，該斷開裝置具有與電涌限制器電性 串聯(lián)布置的電觸頭。該斷開裝置包括與第一連接墊電性連接的第一連接電 極，與第二連接墊電性連接的第二連接電極以及與第二連接墊電性連接的第 三可動弧形切換電極。當能量大于斷路閾值能的電流流過保護裝置時，致動 機構(gòu)移動第三可動弧形切換電極以使得電觸頭連續(xù)打開。
背景技術(shù)：
公知的電涌保護裝置包括具有可隨著電壓變化的非線性元件的電涌限 制器和具有由致動機構(gòu)致動的觸頭的斷開裝置。該電涌限制器和斷開裝置串 聯(lián)連接。如文件EP0441722B1所述，具有觸頭的斷開裝置可位于斷開位置和連 接位置，這些位置分別對應于觸頭的開啟位置和閉合位置。致動機構(gòu)使得斷 開裝置的觸頭移動至開啟位置，尤其是當所述非線性元件使用壽命到期時電 涌限制器被破壞的情況。對具有觸頭的斷開裝置進行校準-一方面j吏得10/350或8/20類型的閃電波電流流過而不用致動該致動才幾構(gòu)，-另一方面致動該致動機構(gòu)并且使得觸頭連續(xù)打開從而使交流電流短路。這些觸頭一般可在閃電沖程下打開(排斥)和關(guān)閉而不解鎖該致動機構(gòu)。 在保護裝置的操作期間，觸頭的這些排斥(打開)之后所述觸頭可自動重新 關(guān)閉。那么觸頭的"連續(xù)打開"就意味著通過致動機構(gòu)打開。觸頭的重新關(guān)閉近可通過用戶的專門的外部:l喿作來實現(xiàn)。對公知保護裝置進行校準實際上是使得斷開裝置的致動機構(gòu)在存在10/350或8/20類型的閃電波電流的情況下保持閂鎖。通常，不希望每次閃電波電流流過觸頭時斷開裝置的致動機構(gòu)即解鎖并且使觸頭連續(xù)開啟。斷路閾值直接取決于10/350或8/20類型的閃電波電流，在存在該閃電波電流的情況下，斷開裝置的觸頭的開啟是不希望的。短路交流電的電能大于斷路閾值能可使得斷開裝置觸頭開啟。 對于能量低于斷路閾值能的10/350或8/20類型的閃電波電流，保護裝置是有效的并且使得閃電波電流在其能量不會造成物質(zhì)損害的情況下進行流動。而且，能量低于"斷路閾值能量"的10/350或8/20閃電波電流不會使斷開裝置的致動^L構(gòu)解鎖從而打開這些觸頭。但是，在特定具體情況下，公知的保護裝置不會進行足夠程度的保護。 實際上，當短路交流電的能量變得小于斷路閾值能時，致動機構(gòu)不再被致動并且不會使得斷開裝置觸頭從閉合狀態(tài)移動至開啟狀態(tài)。各部件被損害的風險那么就可以忽-見。這一情況尤其在下述時刻產(chǎn)生-在受到大量的閃電沖擊之后，電涌限制器的阻抗變?nèi)?。能量低于斷?閾值能的"弱短^各交流電"然后可流入保護裝置中。-保護裝置執(zhí)行不正確的裝配，尤其在通常在相位和中性位置之間連接 的保護裝置連接在例如兩個相位之間時。在兩個相位之間施加的電壓通常高 于電涌限制器可持續(xù)承受的電壓。然后，電涌限制器打開，"弱短路交流電" 在保護裝置中流動。如果供給變壓器能量較低和/或當電纜長度較長時，該弱 短路交流電可被減小。在上述兩種情況下，能量低于斷路閾值能的減小短路電流會導致材料損害。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的是改善現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提出一種包括有效應對短 路的斷開裝置的電涌保護裝置。根據(jù)本發(fā)明的電涌保護裝置包括在第三可動弧形切換電極與第二連接 墊之間串聯(lián)連接的抵抗弱短路交流電的斷路器。當電弧在第一連接電極與第 二連接電極之間切換時，所述斷路器從所述電路斷開，當能量低于斷路閾值 能的短路交流電流過后者時，所述斷路器從閉合電狀態(tài)切換至開啟電狀態(tài)。有利地，抵抗弱短路交流電的斷路器是熱斷路器。 優(yōu)選地，熱斷路器是保護性熔斷絲。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選地實施例，電涌限制器與可動弧形切換電極和第二連 接墊之間的抵抗弱短路交流電的斷路器串聯(lián)連接，當電弧在第一連接電極與 第二連接電極之間切換時，所述限制器和所述斷路器同時從該電路斷開。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選地實施例，電涌限制器通過至少一個熔斷片與斷開裝 置串聯(lián)地電性連接，在熔化所述至少一個熔斷片的情況下，驅(qū)動裝置施加使 電涌限制器移動的移位力，所述限制器的移動直接作用在致動機構(gòu)上從而移 動第三可動弧形切換電極并且使得觸頭連續(xù)打開。有利地，所述驅(qū)動裝置包括彈簧。在具體實施例中，電涌限制器通過兩個熔斷片電性連接至第二連接墊， 第 一熔斷片作為抵抗弱短路交流電的斷路器，第二熔斷片在所述限制器過熱 的情況下熔化。優(yōu)選地，所述第二熔斷片是低溫焊點。優(yōu)選地，電涌限制器包括可變電阻器。優(yōu)選地，該電涌限制器包括與火花隙串聯(lián)連接的可變電阻器。 在具體實施例中，高能斷路器串聯(lián)連接在第一連接電極與第一連接墊之間，所述高能斷路器作用在致動機構(gòu)上從而移動第三可動弧形切換電極并且 使得電觸頭連續(xù)開啟。優(yōu)選地，當能量高于斷路閾值能的電流流過致動機構(gòu)時，高能斷路器經(jīng) 校正作用在致動機構(gòu)上。有利地，高能斷路器包括電磁斷路裝置。有利地，高能斷路器包括熔斷元件。優(yōu)選地，當電觸頭閉合時，第三可動弧形切換電極通過形成火花隙的絕緣部分連接至第一連接電極。有利地，當電觸頭閉合時，第三可動弧形切換電極與第一連接電極接觸。 優(yōu)選地，當?shù)谌蓜踊⌒吻袚Q電極從第 一連接電極移動離開并且電弧在第 一連接電極與第二連接電極之間切換時，抵抗弱短路交流電的斷路器從電路斷開。
了，下述實施例僅僅是非限制性的實例，其中附圖如下圖1示出根據(jù)本發(fā)明一項實施例的處于閉合狀態(tài)的保護裝置的分解透視圖；圖2示出根據(jù)圖1的打開過程的保護裝置；圖3示出根據(jù)圖1的保護裝置處于打開位置；圖4示出根據(jù)本發(fā)明第二優(yōu)選實施例的保護裝置處于閉合位置；圖5示出根據(jù)圖4的保護裝置處于打開過程；圖6示出根據(jù)圖4的保護裝置處于打開位置；圖7至9示出根據(jù)本發(fā)明不同實施例的保護裝置的第一備選實施例； 圖10至11示出根據(jù)本發(fā)明不同實施例的保護裝置的備選實施例的示意圖。
具體實施方式
如圖1至6所示，電涌保護裝置1包括具有可隨著電壓變化的非線性元 件的電涌限制器2和具有電觸頭4、 6的斷開裝置3。電涌限制器2和斷開裝 置3電性串聯(lián)連接。電涌限制器2優(yōu)選地包括可變電阻器21。在本發(fā)明如圖10和11所示的 特定實施例中，火花隙22也可與可變電阻器21串聯(lián)設置。斷開裝置3包括與第一連接墊41電性連接的第一連接電極40和與第二 連接墊51電性連接的第二連接電才及50。如果保護裝置1連接在相位與中間位置之間，那么連接墊41、 51設計 成分別連接至相位和中間位置或者相反。如果保護裝置1連接在相位與地線之間，那么連接墊41、 51設計成分 別連"l妄至相位和地線或者相反。斷開裝置3包括電性連接至第二連接墊51的第三可動孤形切換電才及60。第一電觸頭4設置在第一連接電極40上，第二電觸頭6設置在第三可 動弧形切換電極60上。根據(jù)圖1至6所示的一項實施例，當電觸頭4、 6閉合時，第三可動弧 形切換電極60與第一連接電極40接觸。斷開裝置3還包括致動機構(gòu)7。所述機構(gòu)設計成被致動從而移動第三可動弧形切換電極60并且采用機械方式使得電觸頭4、 6連續(xù)打開。對具有觸頭4、6的斷開裝置3進行校準，從而一方面使得10/350或8/20 類型的閃電波電流流過而不用致動該致動機構(gòu)7,另一方面致動該致動機構(gòu) 7并且使得觸頭4、 6連續(xù)打開從而使交流電流短路。對保護裝置1進行校準使得斷開裝置3的致動機構(gòu)7在存在10/350或 8/20類型的閃電波電流的情況下保持閂鎖。每次閃電波電流流過觸頭時致動 機構(gòu)7實際上不會使觸頭4、 6連續(xù)開啟。斷路閾值直接取決于10/350或8/20類型的閃電波電流，在存在該閃電 波電流的情況下，斷開裝置3的觸頭4、 6的開啟是不希望的。當能量大于斷路能量閾值的電流流過保護裝置時，致動機構(gòu)7被致動并 且使第三可動弧形切換電極60移動以及采用機械方式使得電觸頭4、 6進行 連續(xù)打開。使得致動機構(gòu)7致動的電觸頭通常是短路交流電。當能量低于斷路能闊值的10/350或8/20類型的閃電波電流流過保護裝 置時，該保護裝置是有效地并且使得閃電波電流能夠流動，而不會使得他們 的能量造成物質(zhì)損害。而且，所述閃電波電流不會解鎖斷開裝置的致動機構(gòu) 從而使得觸頭打開。電涌保護裝置包括抵抗弱短路交流電的斷路器9。如圖l至6所示，根據(jù)所有的優(yōu)選實施例，抵抗弱短路交流電的斷路器 9在第三可動弧形切換電極60與第二連接墊51之間串聯(lián)連接。當10/350或8/20類型的閃電波電流流過保護裝置時，電弧100在第一 連接電極40與第二連接電極50之間快速切換。抵抗弱短路交流電的斷路器 9從電路斷開，閃電波不會流過電路。抵抗弱短路交流電的斷路器9然后受 到保護并且不會被閃電沖擊損害。保護裝置包括電弧隔板101。第一連接電極40和第二連接電極50布置 成面對電弧隔板101并且限定所述電弧隔板101打開的輪廓。所述電弧隔板 101包括設計成冷卻電弧100以及消除該電弧的去離子翼片102。當能量低于斷路閱值能的弱短路交流電流過保護裝置時，所述電流流過 第一連接電極40、第三可動弧形切換電極60和抵抗弱短路交流電的斷路器 9。所述斷路器經(jīng)校準然后從閉合電狀態(tài)切換至開啟電狀態(tài)。抵抗弱短路交流電的斷路器9可以是熱斷路器。抵抗弱短路交流電的斷 路器9優(yōu)選為保護性保險絲。根據(jù)圖4至6所示的本發(fā)明的第二實施例，電涌限制器2與第三可動弧 形切換電極60和第二連接墊51之間的抵抗弱短路交流電9的斷路器電性串 聯(lián)連接。因此，當10/350或8/20類型的閃電波電流流過保護裝置時，電弧100 在第一連接電極40與第二連接電極50之間快速切換。電涌限制器2和抵抗 弱短路交流電的斷路器9同時從電路斷開，閃電波不會流過電路。所述限制 器和所述斷路器然后被保護并且不會受到閃電沖擊的損害。根據(jù)第一備選實施例，電涌限制器2與斷開裝置3通過至少一個熔斷片 8、 9電性串聯(lián)。驅(qū)動裝置IO將移位力Fd連續(xù)施加在電涌限制器上。如果 熔斷片的至少一個損壞，那么電涌限制器2由于移位力Fd的作用進^f亍移動。 所述限制器的移動直接作用在斷開裝置3的致動^/L構(gòu)7上。所述機構(gòu)解鎖并 且移動第三可動弧形切換電極60使得觸頭4、 6連續(xù)打開。如圖7至9所示，驅(qū)動裝置IO優(yōu)選地包括彈簧。該彈簧為盤簧，被壓 縮并且在可變電阻器21上直接施加移位力Fd。根據(jù)備選版本的這一特定實 施例，可變電阻器21借助兩個連接端子與斷開裝置3串聯(lián)連接。第一連接端子22通過柔性金屬編織管(未示出)連接至斷開裝置3,第 二連接端子通過集成所述至少一個熔斷片的剛性銷連接至第二連接墊51。如圖7所示，剛性銷將可變電阻器保持在第一位置。第三可動弧形切換 電極處于所謂的使用位置。當熔斷片的至少一個熔化時，剛性銷在移位力 Fd的作用下斷開并且釋放可變電阻器21的移動。如圖8所示，可變電阻器 21移動從而直接作用在致動機構(gòu)7上。實際上，如圖8和9所示，可變電阻 器21與致動機構(gòu)7的斷路桿71接觸，該桿解鎖從而移動第三可動弧形切換 電極60。第三可動弧形切換電極的移動使觸頭4、 6連續(xù)開啟。第三可動弧 形切換電極60然后處于所謂的切換位置。電涌限制器2可通過兩個熔斷片8、 9電性連接至第二連接墊51。第一熔斷片作為抵抗弱短路交流電的斷路器。根據(jù)圖7至9所示的實施 例，剛性銷將可變電阻器連接至第二連接墊51,然后包括校準為當能量低于 斷路閾值能的短路電流流過所述銷時熔化的部分。第二熔斷片8在所述限制器2過熱的情況下熔化。根據(jù)圖7至9所示的 實施例，將可變電阻器連接至第二連接墊51的剛性銷通過低溫焊點焊接至 可變電阻器的第二連接端子。如果將可變電阻器21放置在卡盒或者與可變電阻器21形成單一塊的可 動殼體中，那么第一備選實施例的操作保持不變。然后，將移位力Fd施加 至卡盒或者可動殼體，而不是直接施加至可變電阻器。而且，卡盒或可動殼 體可直接作用在致動機構(gòu)7的斷路桿71上。根據(jù)圖IO所示的第一備選實施例，將高能斷路器11串聯(lián)連接在第一連 接電極40與第一連接墊41之間。所述高能斷路器設計成作用在致動機構(gòu)7 上從而移動第三可動弧形切換電極60并且使得電觸頭4、 6連續(xù)打開。當能 量大于斷路闊值能的電流流過該銷時，高能斷路器11經(jīng)校準以解鎖致動機 構(gòu)7。根據(jù)具體實施例，高能斷路器11包括電磁斷路裝置或者熔斷元件。 根據(jù)本發(fā)明的不同實施例的第三備選實施例，如圖11所示，當電觸頭4、 6閉合時，第三可動弧形切換電極60通過絕緣部分連接至第一連接電極40。 該絕緣部分形成火花隙22,該火花隙的位置與電涌限制器2的可變電阻器 21電性串聯(lián)。在閃電沖擊的情況下，當電弧100在第一連接電極40與第二 連接電極50之間切換時，抵抗弱短路交流電的斷路器9從該電路斷開。根據(jù)另一備選實施例，該斷開裝置包括重設裝置72。重設裝置72使得 第三電極能夠從所謂的切換位置移動至所謂的使用位置。換句話說，在所述 觸頭的連續(xù)打開之后，觸頭4、 6的關(guān)閉可借助重設裝置72以機械方式實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1、一種電涌保護裝置(1)，包括-具有可隨著電壓變化的非線性元件的電涌限制器(2)，-具有布置成與電涌限制器(2)電性串聯(lián)的電觸頭(4、6)的斷開裝置(3)，所述斷開裝置包括-與第一連接墊(41)電性連接的第一連接電極(40)，-與第二連接墊(51)電性連接的第二連接電極(50)，-與第二連接墊(51)電性連接的第三可動弧形切換電極(60)，-當能量高于斷路閾值能的電流流過保護裝置時，致動機構(gòu)(7)移動第三可動弧形切換電極(60)從而連續(xù)地打開電觸頭(4、6)，其特征在于，其包括在第三可動弧形切換電極(60)與第二連接墊(51)之間串聯(lián)連接的抵抗弱短路交流電的斷路器(9)，-當電弧(100)在第一連接電極(40)與第二連接電極(50)之間切換時，所述斷路器從所述電路斷開，-當能量低于斷路閾值能的短路交流電流過后者時，所述斷路器從閉合電狀態(tài)切換至開啟電狀態(tài)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，抵抗弱短路交流電的斷 路器(9)是熱斷路器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，抵抗弱短路交流電的斷 路器(9)是保護性熔斷絲。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l-3任一項所述的裝置，其特征在于，電涌限制器(2) 與可動弧形切換電極(60)和第二連接墊(51)之間的4氐抗弱短路交流電的 斷路器(9)串聯(lián)連接，當電弧(100)在第一連接電極(40)與第二連接電 極(50)之間切換時，所述限制器和所述斷路器同時從該電路斷開。
5、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，電涌限制器(2) 通過至少一個熔斷片(9、 8)與斷開裝置(3)串聯(lián)地電性連接，在熔化所 述至少一個熔斷片的情況下，驅(qū)動裝置(10)施加使電涌限制器(2)移動 的移位力(Fd)，所述限制器的移動直接作用在致動機構(gòu)(7)上從而移動第 三可動弧形切換電極(60)并且使得觸頭(4、 6)連續(xù)打開。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述驅(qū)動裝置(10)包括彈簧。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的裝置，其特征在于，電涌限制器(2)通 過兩個熔斷片(9、 8)電性連接至第二連接墊(51)，第一熔斷片作為抵抗 弱短路交流電的斷路器(9)，第二熔斷片(8)在所述限制器過熱的情況下 熔化。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述第二熔斷片(8)是 低溫焊點。
9、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，電涌限制器(2) 包括可變電阻器(21 )。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，該電涌限制器(2)包 括與火花隙(22)串聯(lián)連接的可變電阻器(21)。
11、 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的裝置，其特征在于，高能斷路器(ll) 串聯(lián)連接在第一連接電極(40)與第一連接墊(41)之間，所述高能斷路器 作用在致動機構(gòu)(7)上從而移動第三可動弧形切換電極(60)并且使得電 觸頭(4、 6)連續(xù)開啟。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，當能量高于斷路閾值 能的電流流過致動機構(gòu)時，高能斷路器(11)經(jīng)校正作用在致動機構(gòu)(7) 上。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的裝置，其特征在于，高能斷路器(11 ) 包括電磁斷路裝置。
14、 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的裝置，其特征在于，高能斷路器(11 ) 包括熔斷元件。
15、 根據(jù)前述權(quán)利要求1-14任一項所述的裝置，其特征在于，當電觸 頭(4、 6)閉合時，第三可動弧形切換電極(60)通過形成火花隙的絕緣部 分連接至第一連接電極(40)。
16、 根據(jù)前述權(quán)利要求1-14任一項所述的裝置，其特征在于，當電觸 頭(4、 6)閉合時，第三可動弧形切換電極(60)與第一連接電極(40)接 觸。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，當?shù)谌蓜踊⌒吻袚Q 電極(60)從第一連接電極(40)移動離開并且電弧(100)在第一連接電 極(40 )與第二連接電極(50 )之間切換時，抵抗弱短路交流電的斷路器(9 ) /人電路斷開。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電涌保護裝置(1)，包括電涌限制器(2)和具有電觸頭(4、6)的斷開裝置(3)。所述斷開裝置包括與第一連接墊(41)電性連接的第一連接電極(40)，與第二連接墊(51)電性連接的第二連接電極(50)，與第二連接墊(51)電性連接的第三可動弧形切換電極(60)。致動機構(gòu)(7)移動第三可動弧形切換電極(60)從而連續(xù)地打開電觸頭(4、6)。保護裝置包括在第三可動弧形切換電極(60)與第二連接墊(51)之間串聯(lián)連接的抵抗弱短路交流電的斷路器(9)。當電弧(100)在第一連接電極(40)與第二連接電極(50)之間切換時，所述斷路器從所述電路斷開。
文檔編號H02H9/04GK101236864SQ20081000498
公開日2008年8月6日 申請日期2008年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月1日
發(fā)明者埃里克·多米瓊 申請人:施耐德電器工業(yè)公司