一种少间隙大容量电源防雷器论文和设计-俞奕

全文摘要

本实用新型涉及了一种少间隙大容量电源防雷器，包括外壳以及外壳内的防雷组件，外壳内装有电源电极、接地电极、脱扣弹片，电源电极与脱扣弹片的下端连接；防雷组件包含塑料上盖、金属底盖和脱扣电极片，塑料上盖与金属底盖螺纹连接；塑料上盖顶面中间设有电极穿孔，脱扣电极片的上端设有穿过脱扣电极穿孔的电极头通过低温焊锡与脱扣弹片连接；金属底盖下部设有一个固定电极头通过常规焊锡与接地电极连接。本实用新型的一种少间隙大容量电源防雷器，能够保证排列在内部的石墨片之间的间隔距离，能够在石墨组件轻微发热时即可有效地引起电极脱扣，及时通过遥信机构传出防雷失效信号，便于电源设备管理人员及时处理故障，保证电源系统的安全运行。

主设计要求

1.一种少间隙大容量电源防雷器，其特征在于：它包括外壳以及外壳内的防雷组件，所述外壳内装有电源电极、接地电极、脱扣弹片，所述电源电极与脱扣弹片的下端连接；所述防雷组件包含塑料上盖、金属底盖和脱扣电极片，所述塑料上盖与金属底盖螺纹连接；所述塑料上盖顶面中间设有电极穿孔，所述脱扣电极片的上端设有穿过脱扣电极穿孔的电极头，脱扣电极头与脱扣弹片的中间靠上端的位置通过低温焊锡连接；所述金属底盖下部设有一个固定电极头；防雷组件的金属底盖下端的固定电极头通过焊锡与接地电极连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种少间隙大容量电源防雷器，其特征在于：所述防雷组件还包括三片石墨片、二个绝缘垫片；每个石墨片的外圈上套有石墨固定环，相邻两片的石墨片中垫一个绝缘垫片，最顶侧的石墨片的上侧设置有铜垫片，最底侧的石墨片与金属底盖内腔紧贴；所述脱扣电极片设置在铜垫片的上侧。

3.根据权利要求1所述的一种少间隙大容量电源防雷器，其特征在于：所述脱扣电极头的顶端中间开有一个脱扣焊锡孔，通过脱扣焊锡孔与低温焊锡加强固定。

4.根据权利要求1所述的一种少间隙大容量电源防雷器，其特征在于：所述电源电极和接地电极装配在外壳内部前后端两侧，所述防雷组件装配在外壳中间的空间内。

5.根据权利要求1所述的一种少间隙大容量电源防雷器，其特征在于：所述脱扣弹片的上端面上设有红色的脱扣色标块；所述外壳顶面有一个观察窗。

6.根据权利要求5所述的一种少间隙大容量电源防雷器，其特征在于：所述防雷组件为有效状态时，由于脱扣弹片的中间靠上端的位置与脱扣电极头连接，使得脱扣弹片的上端为向下弯曲的状态，通过观察窗看不到脱扣色标块。

7.根据权利要求5所述的一种少间隙大容量电源防雷器，其特征在于：所述防雷组件为失效状态时，脱扣弹片与脱扣电极头脱离，并回复向上弯折的状态，脱扣弹片的上端面的脱扣色标块抵在观察窗的内侧，通过观察窗可观察到脱扣色标块。

8.根据权利要求1所述的一种少间隙大容量电源防雷器，其特征在于：所述外壳内还装有遥信开关、遥信线路板、遥信连线和遥信接口。

9.根据权利要求8所述的一种少间隙大容量电源防雷器，其特征在于：所述遥信线路板装配在外壳顶面内部的前上方，所述遥信开关安装在遥信线路板上，通过一根遥信连线与设置在外壳内后下侧的遥信接口连接。

10.根据权利要求1所述的一种少间隙大容量电源防雷器，其特征在于：所述塑料上盖的下层外侧设有塑料外螺纹，其内侧设有塑料腔体；所述金属底盖内侧的上层设有金属内螺纹腔，用于与塑料上盖螺纹连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及交流电源系统防雷领域，特别是涉及一种少间隙大容量电源防雷器。

背景技术

当前大容量防雷器产品一般都采用开关型的模式，其大多数采用的是多层石墨片和绝缘垫片拼装的结构，采用两侧金属板将石墨和垫片夹紧，配以焊有电容和插针的线路板，再装配在两侧端子接线的阻燃塑料外壳中；多层石墨间隙在雷电和浪涌冲击下内部的间隙会击穿放电，石墨片可以承受较大电弧的多次冲击，将雷电流引入大地后可以实现对电源系统的防雷、防浪涌的保护作用；然后，石墨材料的防雷器失效时内部发热量较小，且两侧的厚金属板很快散热，因此不能够利用温升导致低温焊锡熔化脱扣的方法来指示防雷元件失效，给防雷器的使用带来了一些不安全的因素，另外采用多层石墨间隙和多层绝缘垫片组装防雷单元的方式，生产中对于间隙的松紧调节不易掌握、装配比较繁琐，成本和售价也比较贵，不利于产品的推广使用。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种少间隙大容量电源防雷器，能够保证排列在内部的石墨片之间的间隔距离，能够在石墨组件轻微发热时即可有效地引起电极脱扣，避免防雷元件的故障对被保护电源产生不利影响，及时通过遥信机构传出防雷失效信号，便于电源设备管理人员及时处理故障，保证电源系统的安全运行。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种少间隙大容量电源防雷器，包括外壳以及外壳内的防雷组件，所述外壳内装有电源电极、接地电极、脱扣弹片，所述电源电极与脱扣弹片的下端连接；所述防雷组件包含塑料上盖、金属底盖和脱扣电极片，所述塑料上盖与金属底盖螺纹连接；所述塑料上盖顶面中间设有电极穿孔，所述脱扣电极片的上端设有穿过脱扣电极穿孔的电极头，脱扣电极头与脱扣弹片的中间靠上端的位置通过低温焊锡连接；所述金属底盖下部设有一个固定电极头；防雷组件的金属底盖下端的固定电极头通过常规焊锡与接地电极连接。

所述防雷组件还包括三片石墨片、二个绝缘垫片；每个石墨片的外圈上套有石墨固定环，相邻两片的石墨片中垫一个绝缘垫片，最顶侧的石墨片的上侧设置有铜垫片，最底侧的石墨片与金属底盖内腔紧贴；所述脱扣电极片设置在铜垫片的上侧。

所述脱扣电极头的顶端中间开有一个脱扣焊锡孔，通过脱扣焊锡孔与低温焊锡加强固定。

所述电源电极和接地电极装配在外壳内部前后端两侧，所述防雷组件装配在外壳中间的空间内。

所述脱扣弹片的上端面上设有红色的脱扣色标块；所述外壳顶面有一个观察窗。

所述防雷组件为有效状态时，由于脱扣弹片的中间靠上端的位置与脱扣电极头连接，使得脱扣弹片的上端为向下弯曲的状态，通过观察窗看不到脱扣色标块。

所述防雷组件为失效状态时，脱扣弹片与脱扣电极头脱离，并回复向上弯折的状态，脱扣弹片的上端面的脱扣色标块抵在观察窗的内侧，通过观察窗可观察到脱扣色标块。

所述外壳内还装有遥信开关、遥信线路板、遥信连线和遥信接口。

所述遥信线路板装配在外壳顶面内部的前上方，所述遥信开关安装在遥信线路板上，通过一根遥信连线与设置在外壳内后下侧的遥信接口连接。

所述塑料上盖的下层外侧设有塑料外螺纹，其内侧设有塑料腔体；所述金属底盖内侧的上层设有金属内螺纹腔，用于与塑料上盖螺纹连接。

本实用新型的有益效果：本实用新型的一种少间隙大容量电源防雷器，采用高效石墨放电材料后可减少石墨片的数量和间隔，再采用绝缘塑料上盖和金属底盖之间的螺纹配合，能够保证排列在内部的石墨片之间的间隔距离，还采用薄铜片和脱扣电极配以脱扣弹片加低温焊锡的方式，能够在石墨组件轻微发热时即可有效地引起电极脱扣，避免防雷元件失效故障的扩大，及时通过遥信机构传出防雷失效信号，便于电源设备管理人员及时处理故障，保证电源系统的安全运行；在以石墨片为核心的防雷组件中增加脱扣机构的方式，给大容量电源防雷器的使用提供了安全保障。

附图说明

图1为实施例的一种少间隙大容量电源防雷器的整体结构示意图；

图2为实施例的一种少间隙大容量电源防雷器的脱扣变位状态的示意图；

图3为实施例的一种少间隙大容量电源防雷器的防雷组件的分解状态的立体示意图；

图4为实施例的一种少间隙大容量电源防雷器的防雷组件的分解状态的正面的示意图；

图5为实施例的一种少间隙大容量电源防雷器的防雷组件的组装状态的示意图。

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，是本实施例的一种少间隙大容量电源防雷器的整体结构示意图；它包括外壳1和防雷组件2，所述外壳内装有电源电极3、接地电极4、脱扣弹片5、遥信开关6、遥信线路板7、遥信连线8和遥信接口11，所述外壳顶面有一个观察窗1a，所述脱扣弹片的上端面上设有红色的脱扣色标块5a；所述防雷组件包括塑料上盖2a、金属底盖2b、石墨片2c、石墨固定环2d、绝缘垫片2e、铜垫片2f和脱扣电极片2g，所述塑料上盖顶面中间设有电极穿孔2a1，塑料上盖的下层外侧设有塑料外螺纹2a2，其内侧设有塑料腔体2a3；所述金属底盖内侧的上层设有金属内螺纹腔2b2，金属底盖下部设有一个固定电极头2b1；所述脱扣电极片的上端设有脱扣电极头2g1，所述脱扣电极头的上部中间开有一个脱扣焊锡孔2g2；所述电源电极和接地电极装配在外壳内部前后端两侧，所述遥信线路板装配在外壳顶面内部的前上方，所述遥信开关安装在遥信线路板上，通过一根遥信连线与设置在外壳内后下侧的遥信接口连接；所述电源电极与脱扣弹片的下端连接，所述防雷组件装配在外壳中间的空间内，防雷组件的塑料上盖上端的脱扣电极头与所述脱扣弹片的中间靠上端的位置通过低温焊锡连接；防雷组件的金属底盖下端的固定电极头通过常规焊锡与接地电极连接。

再如图1所示，防雷组件的上下两个电极已分别与电源电极和接地电极连接，这时将电源电极和接地电极通过导线分别外接并联在电源线路与大地端子上后就能起到防雷、防浪涌的作用；在防雷组件正常工作时，内部石墨片不会发热，因而脱扣电极头与脱扣弹片之间的低温焊锡牢固连接、不会熔化，此时脱扣弹片上中部处在向下弯曲的状态，从外壳顶面的观察窗向内就看不到红色的脱扣色标块，此时遥信开关的压片没有受到其它配件的影响而呈自然弹起状态，因而通过遥信连线传递到遥信接口的就是正常工作的接点信号。

如图2所示，是本实施例的一种少间隙大容量电源防雷器的脱扣变位示意图；在图中演示的是防雷组件出现不正常状态导致“脱扣”的现象，最有可能的是受到过量的雷电流冲击或者是受到电源系统本身出现的高压侧单相接地故障；此时脱扣电极头与脱扣弹片之间的低温焊锡受到超过140℃热量影响而熔化，使得脱扣弹片上中部与脱扣电极头迅速分离，使故障的防雷组件不会影响电源系统，使故障的出现不会进一步扩大；此时脱扣弹片已呈现向上弹起位置，其中间部位弹压在遥信开关的压片上，使遥信开关发生接点转换，通过遥信连线传递到遥信接口的就是非正常或防雷失效的接点信号，此时又因为脱扣弹片的上端已弹向外壳内部观察窗的内侧，从外壳顶面的观察窗向内就能看到红色的脱扣色标块的颜色；电源系统的管理者就可以通过监测遥信接点的变化和观察到的脱扣色标，去及时处理防雷装置的故障。

如图3至图5所示，是本实施例的一种少间隙大容量电源防雷器的防雷组件的实体、分解和组装示意图；从图3和图4可以看出，所述塑料上盖和金属底盖都呈圆盖形状，石墨片呈薄圆片形状，在石墨片的外圈套有石墨固定环，可使石墨片边缘与外界绝缘并且使石墨片得以固定，绝缘垫圈呈圆圈形状，外圆与石墨固定环同等大小，其圆圈中间的空隙用于石墨片之间放电的电流导通；在防雷组件中共采用了三片石墨片和二个绝缘垫圈，底层石墨片与金属底盖内腔紧贴，每两片石墨片之间垫一个绝缘垫圈，在最上面一片石墨片上加一个圆片形铜垫片，在铜垫片的上面设有带脱扣电极头的圆形脱扣电极片，所述脱扣电极头从盖在上面的电极穿孔中伸出，在脱扣电极头上的圆形脱扣焊锡孔可以加强低温焊锡点焊接时的牢固程度；在图5中则可以看出防雷组件的组装结果，从上到下的组装的配件分别是塑料上盖、脱扣电极片、铜垫片、上层第一片石墨片、第一个绝缘垫圈、中间第二片石墨片、第二个绝缘垫圈、底层第三片石墨片和金属底盖，通过塑料上盖的外螺纹和金属底盖的内螺纹相互配合旋紧，使内部的石墨片和绝缘垫片之间处在固定的夹紧状态；这种防雷组件的装配方式操作非常简便，各个配件之间的接触比较可靠，在保证防雷效果的前提下降低了元器件的成本，便于防雷产品的推广使用，另外在以石墨片为核心的防雷组件中增加脱扣机构的方式，给大容量电源防雷器的使用提供了安全保障。

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。

设计图

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