多層間隙放電型防雷電涌保護器制造技術

本實用新型專利技術是一種多層間隙放電型防雷電涌保護器。它具有一個主間隙放電單元和一個輔助放電單元，主間隙放電單元由多個串聯的放電管Ｔ１～ＴＮ和與該多個串聯的放電管并聯的壓敏電阻器Ｒ構成，所述的輔助放電單元由一個放電管Ｔ０構成。本實用新型專利技術用多個串聯的放電管代替了主間隙放電的電極，構成了一個多層間隙的主間隙放電結構，該主間隙弧光放電電壓大于被保護設備電源系統工作電壓的峰值，當雷電脈沖通過主間隙放電回路放電后而恢復到電源系統工作電壓時，該電源系統工作電壓不足以維持主間隙的繼續放電，從而避免了續流。產品性能穩定、工作可靠、模塊化結構、易于制作、便于產業化生產。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種防雷電涌保護器，具體地說，它是一種多層間隙放電型防雷電涌保護器。
技術介紹
風能發電機組工作在空礦地區，容易遭遇大能量雷電的沖擊，屬一級防雷區。用于 風能發電機組電源系統的防雷電涌保護器應具備較大的能量泄放能力，使其能夠抑制出現 在電源系統線路上的高能量直擊雷過電壓或感應雷過電壓。已有的電涌保護器通常采用電 極空氣間隙的放電來泄放高能量雷擊電流，此類防雷產品雖然能泄放較大的雷擊電流，但 特別空易產生續流(即雷電脈沖消失后，在正常工作電壓下其放電電弧仍不熄滅)，持續時 間較長的工頻續流會造成保險絲熔斷，沒有保險絲的會使空氣開關跳閘，同時還會嚴重影 響電網的正常工作。為了解決這個問題，中國專利ZL200820111296. 4公布的"一種高能無 續流氣隙模塊"，它通過增大電極間的距離來提高電極的放電弧光電壓，因此，當雷電脈沖 消失后，工頻電壓(200 300V AC)不足以維持其持續放電，起到滅弧作用。由于電極間的 間距增大，相應增大了它的擊穿電壓，為了降低其雷電響應電壓，它又在放電電極的兩端并 聯了一個由壓敏電阻器、電感、放電管串聯構成的輔助電路。但是，增大電極間的距離還會 降低設備的保護水平，也就是說，要增大設備的最大耐壓值，怎樣保證"既避免續流又不降 低設備的保護水平"就成了電極間距調整的難點，因此，這一調整非常困難、精度也很難控 制，難以實現產業化。
技術實現思路
本技術的目的是為了克服已有技術的缺點，提供一種多層間隙放電型防雷電涌保護器，它既能較好地解決續流問題，又具有較高保護水平，同時，還具有性能穩定、可靠、結構合理、易于制作、便于產業化等特點。 為實現上述目的，本技術的技術方案如下 它具有一個主間隙放電單元和一個輔助放電單元，所述的主間隙放電單元由多個串聯的放電管和與該多個串聯的放電管并聯的壓敏電阻器構成，所述的輔助放電單元由一個放電管或二個串聯的放電管構成，所述的輔助放電單元與主間隙放電單元串聯，所述輔助放電單元的擊穿電壓小于主間隙放電單元的擊穿電壓，主間隙放電單元的擊穿電壓小于所述壓敏電阻器的閥電壓值，主間隙放電單元的放電弧光電壓大于被保護設備電源系統工作電壓峰值的1. 2倍，并允許有±10%的浮動。 本技術進一步的改進方案如下 它具有一個外殼，在該外殼中裝有一個由所述的主間隙放電單元、輔助放電單元 及本保護器的輸出電極連接構成的復合模塊，其中輔助放電單元和主間隙放電單元中的放 電管疊摞串聯焊接在一起，構成一個放電管模塊，該放電管模塊通過一個電極夾板結構機 械夾緊，所述的電極夾板結構由設在放電管模塊兩端的電極夾板和該電極夾板的緊固絕緣長螺栓構成，所述放電管模塊上的主間隙串聯放電管的兩端設有引出電極，在該引出電極 上固定一個電路板，所述的壓敏電阻器焊接在該電路板上，并通過該電路板實現壓敏電阻 器與主間隙串聯放電管的并聯，在所述電極夾板的外側分別設有螺栓頭和緊固螺母，通過 該螺栓頭和緊固螺母將所述的輸出電極固聯在電極夾板上，所述的輸出電極由電極架和安 裝在電極架上的接線器構成。 在所述的壓敏電阻器表面設有一個熱熔保險絲，該熱熔保險絲的兩端作為壓敏電 阻器的劣化報警端子引出，或者熱熔保險絲的一端分為兩個分端子，其中一個分端子串聯 一個發光二極管和一個限流電阻后與該熱熔保險絲的另一端分別作為電源端引出，另一個 分端子作為報警信號端引出，并在該熱熔保險絲上并聯一個發光二極管。 本技術與已有技術相比的特點如下 —、本技術用多個串聯的放電管代替了主間隙放電的電極，構成了一個多層 間隙的主間隙放電結構，該主間隙的弧光放電電壓是主間隙放電單元中各串聯放電管弧光 放電電壓的總和，通過選擇放電管弧光放電電壓的電壓值和調節放電管串聯的個數，可將 主間隙弧光放電電壓方便地調整到大于被保護設備電源系統工作電壓的峰值的1. 2倍左 右，這樣，當雷電脈沖通過主間隙放電回路放電后而恢復到電源系統工作電壓時，該電源系 統工作電壓不足以維持主間隙的繼續放電，從而避免了續流。由于主間隙放電采用的是多 個串聯的放電管，因此，主間隙的弧光電壓值很容易選擇確定，我們將這個值選擇在剛能消 除續流的值上，這樣，既能達到消除續流，又不使其過高而降低本保護器的保護水平。經過 測試，本產品的保護水平可以輕松達到Up = 1.5kV(1.2/50us)的水平。同時，放電管放電 是在封閉狀態下進行的，故其放電的弧光不會引起周邊元器件材料的燃燒，工作非常安全。 本技術用放電管代替放電電極，不僅避免了已有技術中調整電極間距的困難，還使產 品性能穩定、工作可靠、易于制作、便于產業化生產。 二、為了進一步保證本保護器可靠工作，本技術將多個的放電管串聯焊接在 一起，形成了一個放電管模塊，為了防止它在受雷電脈沖電流沖擊時出現串聯焊接面脫開 的現象，又采用一個電極夾板結構進行了機械夾緊固定，同時，還通過在該電極夾板外側設 置螺栓頭和緊固螺母，方便地連接了輸出電極，并且壓敏電阻器也通過一個電路板固定在 放電管模塊上，形成一個結構可靠的復合模塊，其模塊結構設計巧妙，進一步保證了產品的 可靠性。 三、由于壓敏電阻器是保證本保護器正常工作的關鍵器件，故本技術在壓敏 電阻器上設置了熱熔保險絲，用于壓敏電阻器的劣化報警，使本產品的工作可靠性進一步 提高。附圖說明圖1、本技術的電路原理圖之一。 圖2、本技術的外形立體圖。 圖3、放電管模塊的結構立體圖。 圖4、復合模塊的結構立體圖。 圖5、圖4的俯視圖。 圖6、圖5的A-A剖面圖。 圖7、本技術的電路原理圖之二。具體實施方式參見圖1，它具有一個主間隙放電單元1和一個輔助放電單元2，主間隙放電單元1 由多個串聯的放電管T1 TN和與它們并聯的壓敏電阻器R構成，輔助放電單元2由一個放 電管T0或二個串聯的放電管構成，輔助放電單元2與主間隙放電單元1為串聯。其中輔助 放電單元中放電管T0的擊穿電壓U0小于主間隙放電單元多個串聯放電管Tl TN擊穿電 壓的總和Ul，主間隙放電單元的擊穿電壓Ul小于所述壓敏電阻器R的閥電壓值，為避免續 流，一般主間隙放電單元的放電弧光電壓應大于被保護設備電源系統工作電壓的峰值V^/ (U為被保護電源系統工作電壓的有效電壓值)，但考慮電源系統的穩定性因素，大于的幅 度不能過高，其值最好大于V5a的1.2倍，并允許有±10%的浮動。使用時，本保護器并聯 在被保護設備的電源供電線路上，正常情況下，各放電管處于斷開狀態而斷開放電回路，不 影響供電線路的正常工作。當供電線路中出現雷擊過電壓時，放電管TO先被擊穿，脈沖電 流通過放電管T0和壓敏電阻器R形成的回路放電，當壓敏電阻器R上的殘壓上升到大于主 間隙放電單元的擊穿電壓Ul時，主間隙放電單元2中的放電管Tl TN被擊穿，脈沖電流 通過T0 TN形成的主間隙放電回路放電。由于主間隙放電的弧光電壓是被保護設備電源 系統工作電壓的峰值V^/的1.2倍左右，這樣，在雷電脈沖消失后，保護器兩端的電壓恢復 到電源系統的工作電壓，這時，電源系統工作電壓不足以維持主間隙放電單元的繼續放電， 從而避免了續流。 參見圖2，它具有一個下、上扣合的外殼l，在該外殼中裝有一個由主間隙放電單 元1、輔助放電本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多層間隙放電型防雷電涌保護器，其特征是：它具有一個主間隙放電單元（１）和一個輔助放電單元（２），所述的主間隙放電單元（１）由多個串聯的放電管（Ｔ１～ＴＮ）和與該多個串聯的放電管并聯的壓敏電阻器（Ｒ）構成，所述的輔助放電單元（２）由一個放電管（Ｔ０）或二個串聯的放電管構成，所述的輔助放電單元（２）與主間隙放電單元（１）串聯，所述輔助放電單元（２）的擊穿電壓（Ｕ０）小于主間隙放電單元的擊穿電壓（Ｕ１），主間隙放電單元的擊穿電壓（Ｕ１）小于所述壓敏電阻器（Ｒ）的閥電壓值，主間隙放電單元的放電弧光電壓大于被保護設備電源系統工作電壓峰值的１．２倍，并允許有±１０％的浮動。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王月茜，王建文，岳澍華，賀云峰，
申請(專利權)人：西安市西無二電子信息集團有限公司，
類型：實用新型
國別省市：87[中國|西安]