本發(fā)明屬于電子設備保護技術領域，涉及一種用來釋放瞬時過電壓的長使用壽命高保護的電涌保護器。

背景技術：

目前，國內(nèi)外的電涌保護器(surgeprotectiondevice，spd)制造技術雖不斷提升，但因spd起火燃燒并引發(fā)事故的現(xiàn)象仍時有發(fā)生，造成了很大損失。究其問題原因，傳統(tǒng)的spd技術在實際應用中尚存在以下諸多缺陷：(一)、保護器與感應線圈分立設置，需要較長電纜安裝并串聯(lián)外部熔斷器，期間熔絲需要進行不定期更換維護且有可能導致保護失效，熔絲也會導致殘余電壓升高，使得保護能力下降，即熔絲及外部電纜將提升殘壓并惡化降低保護等級，產(chǎn)品使用壽命短；(二)、傳統(tǒng)電涌保護器中電阻基片為外釉面涂覆結構，其側面在燒制過程中殘存應力和電場力的角、邊和尖效應，致使電阻基片的絕緣防腐蝕及防鹽霧性能差，電阻基片周邊容易因絕緣產(chǎn)生的閃絡或擊穿現(xiàn)象；(三)、傳統(tǒng)電涌保護器內(nèi)芯片等元器件的連接采用合金焊料高溫焊接方式，由于spd芯片焊接的應力影響，產(chǎn)品存在易于爆炸起火、熱崩潰、導電電流密度分布等mov(metaloxidevaristor)的致命問題；(四)、產(chǎn)品的內(nèi)部連接部件易老化，且在強振動環(huán)境中容易損壞，以致經(jīng)常有不符合專業(yè)標準(iec標準)要求的情況，不符合當今電涌保護器效果提升的發(fā)展趨勢和市場需求。(五)、以往電涌保護器的隔離材料是采用常規(guī)的pbt或尼龍材料，這種材料在受熱時就會產(chǎn)生碳，致使電極污染，絕緣強度消失。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的上述缺陷，提供一種結構合理、操作方便、工作性能可靠、保護效果好的長使用壽命高保護的電涌保護器，以此來滿足當今電涌保護器效果提升的發(fā)展趨勢和日益不斷的市場需求。

本發(fā)明的具體解決方案如下所述。

一種長使用壽命高保護的電涌保護器，具有一個下端帶一體式螺桿的電流輸出外筒，在電流輸出外筒的內(nèi)底部裝入有一個氧化鋅壓敏電阻基片，在壓敏電阻基片上依次設有一個內(nèi)裝擠壓簧的承壓杯、一個極性十字帽和一個套覆在極性十字帽上部的t型隔離套，在承壓杯外配繞有感應線圈，感應線圈的電流傳輸端通過兩組接線帽與無源電流對比模塊相連接，所述的壓敏電阻基片、極性十字帽和感應線圈通過擠壓簧以及一個設置在電流輸出外筒上端口處的孔用彈性擋圈壓緊在電流輸出外筒內(nèi)部，構成整個的電流泄放通道。

上述長使用壽命高保護的電涌保護器中，承壓杯與圓形電阻基片為同心同卑金屬電極面積的緊結合。

上述長使用壽命高保護的電涌保護器中，電流輸出外筒和極性十字帽均采用航空鋁合金材料制成。

上述長使用壽命高保護的電涌保護器中，擠壓簧采用直徑大于4mm的特殊錳鋼材料制成。

上述長使用壽命高保護的電涌保護器中，壓敏電阻基片的側面具有噴砂層絕緣。

上述長使用壽命高保護的電涌保護器中，在承壓杯外壁上部開有一圈密封環(huán)限位槽，承壓杯與極性十字帽之間通過壓置在密封環(huán)限位槽內(nèi)的第一密封環(huán)加以密封。

上述長使用壽命高保護的電涌保護器中，在極性十字帽外壁上部開有一圈密封環(huán)壓位槽，極性十字帽與t型隔離套之間通過壓置在密封環(huán)壓位槽內(nèi)的第二密封環(huán)加以密封。

本發(fā)明所述的電涌保護器具有很高的絕緣性、防腐蝕性、防鹽霧性、防爆防燃及防振性，它能夠簡單方便的安裝在被保護設備上，并進行配套電纜的連接使用。實際工作過程中，當氧化鋅壓敏電阻基片性能趨于劣化前，泄漏電流將迅速升高，待達到一定數(shù)值時感應線圈便會感應其值并在同一時間將感應值傳輸給外置無源電流對比模塊，繼而根據(jù)一定比例放大實現(xiàn)遠程告警功能，提示電涌保護器即將進入失效模式。該電涌保護器可承受瞬時千安級的短路電流,且以整機設備安全考慮，失效后為短路電路，主開關跳起直至被更換，因此不必在回路中額外串聯(lián)熔絲，消除后級負載電壓一定程度的跌落。如此即使得被保護整機設備在任何情況下均處于被保護狀態(tài)，提高了設備的保護水平。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有的主要優(yōu)點是：

一、本發(fā)明在結構上充分利用航空鋁合金中鋁原子更容易被激發(fā)振動從而可以更快的把熱源的分子(原子)動能傳遞和吸收的特性，設計了電流輸出外筒，通過其下端是一體式螺桿連接在被保護整機設備的電流流出端，工作中通過電流輸出外筒足夠大的比表面積將圓形氧化鋅壓敏電阻基片遇到浪涌電流時產(chǎn)生的熱量迅速進行釋放，使得壓敏電阻基片及時達到熱平衡，均勻分布電流，延長壓敏電阻基片的使用壽命；

二、本發(fā)明在內(nèi)部結構的設置上顛覆了傳統(tǒng)spd通過合金焊料焊接的思路，壓敏電阻基片裝入電流輸出外筒的內(nèi)部，保持彼此同心，采用擠壓緊固法將電流輸入航空鋁合金極性十字帽通過孔用彈性擋圈、擠壓簧和承壓杯壓緊在壓敏電阻基片的端面上，承壓杯與壓敏電阻基片構成同心同卑金屬電極面積的緊結合，消除了傳統(tǒng)產(chǎn)品存在的因焊接不平整、合金錫料流動不一致而形成的焊接微孔缺陷和脈沖電流沖擊時的電位差，既滿足iec標準要求，也符合電涌保護器效果提升的發(fā)展趨勢；此外，極性十字帽與承壓杯間采用零誤差緊配合高導通降低殘壓的結合方式，二者既相互獨立，又相互緊貼，不妨礙沖擊電流通道和各自的熱脹冷縮，厚實的結構又能有效地幫助散熱，提高保護水平；

三、本發(fā)明中的極性十字帽與電流輸出外筒之間利用套裝在極性十字帽上的t型隔離套隔離，t型隔離套采用無定形高性能聚合物聚砜材料制作，較以往隔離辦法中采用常規(guī)的pbt或尼龍材料而言，具有機械性能高、化學性能穩(wěn)定、耐熱高(連續(xù)使用溫度大約170℃)、尺寸穩(wěn)定性好、抗蠕變性強度大、燃燒時不產(chǎn)生碳、不會導致電極污染以及絕緣強度不會消失等優(yōu)點；

四、本發(fā)明壓敏電阻基片的側面絕緣采用噴砂技術，其耐壓水平為原有技術涂覆釉面的2～3倍，解決了電阻基片側面在燒制過程中殘存應力和電場力的角、邊和尖效應，消除了電阻基片周邊因絕緣產(chǎn)生的閃絡或擊穿現(xiàn)象，使電阻基片的能量得以被充分利用，并發(fā)揮至極點；

五、本發(fā)明完善了電源過電壓保護領域的全面性、深入性和智能性，很好地解決了spd芯片焊接的應力影響、爆炸起火、熱崩潰、導電電流密度分布等mov的致命問題，滿足當今電涌保護器效果提升的發(fā)展趨勢和日益不斷的市場需求。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個具體實施例的結構示意圖。

圖2是本發(fā)明的外形視圖。

圖3是本發(fā)明各構件的組裝結構示意圖。

圖4是本發(fā)明中感應線圈和接線帽的結構示意圖。

圖5是本發(fā)明中電流輸出外筒的剖面結構示意圖。

圖6是本發(fā)明中極性十字帽的剖面結構示意圖。

圖7是本發(fā)明的電原理圖。

圖8是傳統(tǒng)的spd的電原理圖。

圖中各數(shù)字標號名稱分別是：1、電流輸出外筒，2、壓敏電阻基片，3、承壓杯，4、擠壓簧,5、感應線圈，6、第一密封環(huán),6-1、密封環(huán)限位槽，7－極性十字帽，8、第二密封環(huán)，8-1、密封環(huán)壓位槽，9、t型隔離套,10、第三密封環(huán)，11、一體式螺桿，12、接線帽，12’、接線帽,13、接線帽,13’、接線帽，14、承載環(huán)，15、孔用彈性擋圈，16、工具孔，17、限位固定槽，18、(電流輸出外筒)內(nèi)端面。

具體實施方式

以下將結合附圖及實施例對本發(fā)明內(nèi)容做進一步說明，但本發(fā)明的實際應用形式并不僅限于此。

參見附圖，本發(fā)明所述的長使用壽命高保護的電涌保護器由電流輸出外筒1、壓敏電阻基片2、承壓杯3、感應線圈4、極性十字帽7、t型隔離套9、孔用彈性擋圈15等構件組成。將側面經(jīng)過特殊噴砂技術達到較高絕緣等級的高性能泄放的圓形氧化鋅壓敏電阻基片2同心平放入在航空鋁合金制電流輸出外筒1的內(nèi)端面18上，然后在電流輸出外筒1上再放入航空鋁合金制承壓杯3，承壓杯3中置入直徑不小于4㎜的由特殊錳鋼材料制成的擠壓簧4，其高強度耐壓能力可達800kg以上。承壓杯3的下端面同心緊貼住圓形氧化鋅壓敏電阻基片2的上端面。在承壓杯3外壁上部開有一圈密封環(huán)限位槽6-1，承壓杯3與極性十字帽7之間通過壓置在密封環(huán)限位槽6-1內(nèi)的第一密封環(huán)6加以密封。航空鋁合金制成的電流輸入極性十字帽7裝放在承壓杯3內(nèi)的擠壓簧4上。在極性十字帽7上部套覆有t型隔離套9，在極性十字帽7外壁上部開有一圈密封環(huán)壓位槽8-1，極性十字帽7與t型隔離套9之間通過壓置在密封環(huán)壓位槽8-1內(nèi)的第二密封環(huán)8加以密封。t型隔離套9采用無定型的高性能聚合物聚砜材料制作，利用其將極性十字帽7和電流輸出外筒1進行隔離。承壓杯3外套裝感應線圈5，并將感應線圈5用于連接無源電流對比模塊的兩根傳輸線甩出，依次穿過第一密封環(huán)6、第二密封環(huán)8、極性十字帽7和t型隔離套9連接安裝至兩組接線帽12、12'、13、13'上，進而接在無源電流對比模塊的輸入線端，之后在t型隔離套9上再同心套裝“〇”形航空鋁合金制成的承載環(huán)14，最后將一個孔用彈性擋圈15鑲嵌入電流輸出外筒1的限位固定槽17中，對產(chǎn)品內(nèi)部的擠壓進行定位固定和密封，通過上述的擠壓緊固將電流輸入極性十字帽7下端壓入承壓杯3中，使兩者之間零誤差緊配合達到高導通低殘壓要求，安裝完成后的產(chǎn)品在與銅排固定時還可通過三個均布在電流輸出外筒1上端的工具孔16輔助旋緊。本發(fā)明中的三件密封環(huán)(6、8、10)的有效使用也將各器件進行了有效密封，提高了產(chǎn)品的防水防塵能力。

本發(fā)明的電原理圖如圖7所示，將本產(chǎn)品電流輸出外筒1的一體式螺桿11和極性十字帽7頂部的螺紋孔通過螺帽螺栓接入被保護整機設備的電路中，連接方式同軸對稱,均勻分布電流。當電網(wǎng)系統(tǒng)正常時，產(chǎn)品內(nèi)部的壓敏電阻器處于高阻狀態(tài)，不影響電路的正常工作，當壓敏電阻器性能劣化，泄漏電流迅速升高，達到一定數(shù)值時感應線圈5感應其值并于同一時間傳輸給無源電流對比模塊，根據(jù)一定比例放大實現(xiàn)遠程告警功能，提示電涌保護器即將進入失效模式。劣化過程中壓敏電阻基片2發(fā)熱通過電流輸出外筒1殼體中鋁原子被激發(fā)振動，熱源的分子(原子)動能迅速傳遞至比表面積大其幾倍的外殼體，及時達到熱平衡，延長壓敏電阻器的使用壽命。就保護電壓而言，傳統(tǒng)的spd保護電壓ures＝ul1+uspd+ul2(如圖8)，而本發(fā)明產(chǎn)品保護電壓ures＝uspd，消除了后級負載電壓一定程度的跌落，提高了產(chǎn)品的保護水平。

本發(fā)明采用航空鋁合金制作產(chǎn)品外殼體(電流輸出外筒)，利用其原子更容易被激發(fā)振動這一性能傳輸熱量，較大的表面積釋放熱量，以及同軸對稱的連接方式,均勻分布電流，來延長圓形氧化鋅壓敏電阻基片的使用壽命,通過短連接、零誤差緊配合和高導通技術降低殘壓，提高保護水平,另外通過壓敏電阻基片側面絕緣噴砂技術，提高耐壓水平，解決壓敏電阻基片側面在燒制過程中殘存應力和電場力的角、邊和尖效應，杜絕了周邊因絕緣產(chǎn)生的閃絡或擊穿，從而達到長使用壽命高保護的目的。

本發(fā)明與傳統(tǒng)電涌保護器使用效果的驗證試驗參見下表。