瞬态电压浪涌抑制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种瞬态电压浪涌抑制装置，包括：变阻器组件，该变阻器组件包括：绝缘基板；变阻器元件，所述变阻器元件具有第一主侧和与所述第一主侧相对的第二主侧，所述变阻器元件构造成成响应于所施加的电压而在高阻抗模式和低阻抗模式中操作，并且所述绝缘基板安装到所述变阻器元件的所述第一主侧；第一导电端子，所述第一导电端子安装在所述变阻器元件的第一主侧上；接触元件，所述接触元件延伸通过所述绝缘基板；以及第二导电端子，所述第二导电端子与所述接触元件电气连接。

【技术实现步骤摘要】
本申请为国际申请日2011年8月22日、申请号CN 201180041353.0(国际申请号为PCT/US2011/048583)、标题为“电压浪涌放电器”的专利技术申请的分案申请。
技术介绍
本专利
总地涉及电路保护装置，并且更确切地涉及瞬态电压浪涌抑制装置。已响应于保护当今技术社会所依赖的日益扩大的电子器件免受短时或瞬态高压影响的需求而开发了有时称为浪涌保护装置的瞬态电压浪涌抑制装置。电气瞬态电压会例如由于人类与电子器件本身接触而传播的静电放电或瞬时放电而产生，或者经由为电子器件供电的线路侧电路中的某些条件产生。因此，通常须使电子器件包括设置成保护这些电子器件免受某些过压条件或浪涌影响的内部瞬态电压浪涌抑制装置，并且还须是电力分配系统中为电子器件供电的线路侧电路包括瞬态电压浪涌抑制装置。通常使用瞬态电压保护设备的电气设备的示例包括无线电通信系统、计算机系统以及控制系统。用于电力系统的瞬态电压浪涌抑制装置通常用于保护专用的电路，该专用的电路可包括昂贵的电气设备、临界负载或者由该系统供电的相关电子器件。浪涌抑制装置通常具有高阻抗，然而在发生过压情形时，该装置切换成低阻抗状态，以将过压感应电流分流或转移至电气接地。因此，损害电流被转移而不会流至相关联的负荷侧电路，由此保护相对应的设备、负载和电子器件免受损坏。然而，期望进行改进。附图说明参照以下附图来描述非限制和非穷举的实施例，其中除非另有说明，类似的附图标记指代所有各个附图中的类似部件。图1是示例浪涌抑制装置的立体图。图2是图1所示装置的后视立体图。图3是图1和图2所示装置的局部前视立体图。图4是图1-3所示装置的分解视图。图5是图1-4所示装置的变阻器子组件的正视图。图6是图5所示变阻器子组件的一部分的后视图。图7是图1-3所示装置的另一分解视图。图8是图1-3所示装置的示例短路切断元件的正视图。图9是包括图8所示短路切断元件的焊接组件的正视图。图10是图9所示组件的侧视图。图11是图9所示组件的后视图。图12是具有热切断元件的图9所示组件的一部分的前视组装立体图。图13是图12所示组件的侧视图。图14示出处于正常操作中的包括短路切断元件和热切断元件的装置。图15和16示出装置的第一切断模式，其中热切断元件操作以将变阻器切断。图17示出装置的第二切断模式，其中短路切断元件操作以将变阻器切断。图18是处于正常操作中的另一示例浪涌抑制装置的局部前视立体图。图19是类似于图18的视图，然而示出热切断元件已操作以将变阻器切断。图20是类似于图19的视图，然而并未示出热切断元件。图21是示例浪涌抑制装置的另一实施例的局部分解视图。图22是图21所示装置的第一组装视图，且热切断元件处于正常操作情况下。图23是类似于图22的视图，然而示出热切断元件已操作以将变阻器切断。图24是类似于图23的视图，然而移除了热切断元件。图25是示例浪涌抑制装置的另一实施例的立体图。图26是图25所示装置的部分组装视图，且热切断元件处于正常操作情况下。图27是类似于图26的视图，然而示出热切断元件的内部构造。图28是图27所示装置的立体图。图29是类似于图27的视图，然而示出热切断元件已操作以将变阻器切断。图30是图29所示装置的立体图。图31是示例浪涌抑制装置的另一实施例的立体图。图32是图31所示装置的部分组装视图，且热切断元件处于正常操作情况下。图33是类似于图32的视图，然而示出热切断元件的内部构造。图34是图27所示装置的立体图。图35是类似于图33的视图，然而示出热切断元件已操作以将变阻器切断。图36是图35所示装置的立体图。图37是类似于图33的视图，然而不具有热切断元件。图38是与图37类似的图，但示出处于第一操作阶段的装置。图39是与图38类似的图，但示出处于第二操作阶段的装置。图40示出浪涌抑制装置的另一实施例的部分分解组装视图。具体实施方式在正常操作条件下，电力系统所承受的电压在相当狭窄范围内。然而，诸如雷击和开关浪涌之类的系统干扰会产生超出正常操作条件下电路经受的电压水平的瞬时或延时电压水平。这些电压变化通常称为过压情形。如前所述，已开发了瞬态浪涌抑制装置来保护电路免受这些过压情形的影响。瞬态浪涌抑制装置通常包括一个或多个压敏非线性电阻元件，该电阻元件称为变阻器，例如可以是金属氧化物变阻器(MOV)。变阻器的特征是，在暴露于正常操作电压时具有相对较高的电阻，而在暴露于例如与过压情形相关联的较大电压时具有低得多的电阻。在装置以低阻抗模式操作时，通过变阻器的电流通路的阻抗比受保护的电路的阻抗低得多，否则比受保护的电路的阻抗高得多。在发生过压情形时，变阻器从高阻抗模式切换成低阻抗模式，并且将过压感应电流浪涌从受保护的电路分流或转移出并分流或转移至电气接地，而在过压情形消退时，变阻器返回至高阻抗模式。虽然现有的瞬态浪涌抑制装置已在一定程度上成功地用于保护电力系统和电路免受瞬态过压情形的影响，然而它们易于产生某些故障模式，这些故障模式仍会对于瞬态电压抑制装置期望保护的负荷侧电路产生损害。更确切地说，响应于极端过压事件(即，极高的过压情况)，变阻器非常快速地切换至低阻抗模式，并且由于暴露于极高的电压和电流，变阻器快速地退化并且有时会发生故障、可能是严重故障。浪涌抑制装置的严重故障自身也会对于期望保护的负荷侧电路造成损害。已知的瞬态浪涌抑制装置的另一问题是，如果过压情况持续一定时间段，就算对于低到中等的过压情况，变压器(例如，MOV)也会过热并发生故障，有时是严重故障。如果在MOV处于导电状态时发生故障，则会产生短路情况和电弧，而这会引起又一些损害。为了解决该问题，已知的浪涌抑制装置已结合串联连接的熔断器或断路器来使用。于是，熔断器或断路器能更有效地响应于由于过压情况产生的过流情况，其中至少对于一定持续时间，浪涌抑制装置中的变阻器无法完全抑制过压情况。虽然串联连接的瞬态浪涌抑制装置和熔断器或断路器能响应于过压情况而将电路有效断开(否则会产生损害)，但这并非是完全令人满意的方案。在MOV由于持续过压情况而变得部分导电的情形下，如果流过MOV的电流低于熔断器或断路器的额定值，则熔断器或断路器会不起作用。在这些情形下，甚至一定时长内流过MOV的相对较小的电流也会在MOV中产生会导致MOV故障的热击穿情况和过热。如上所述，这会引起短路情况并且可能会使具有实践考虑的装置产生严重故障。除了上述性能和可靠性问题，对于串联连接的瞬态浪涌抑制装置和熔断器或断路器还需要附加的成本和安装空间。由于具有这些串联连接的部件同样会产生附加的维修问题。已试图提供一种瞬态电压浪涌保护装置，该瞬态电压浪涌保护装置能在整个过压情况下实现安全且有效操作，且同时避免变阻器元件产生严重故障。例如，Ferraz Shawmut已提出了一种商标名为装置的热保护浪涌抑制装置。该装置在美国专利6,430,819中进行了描述并且包括热保护结构，该热保护结构设计成将MOV切断并且防止MOV达到严重故障点。该装置倾向于避免对于串联连接的熔断器或断路器的需求。然而，装置仍易于产生会导致损害的故障模式。确切地说，如果MOV在极端过压情形下快速发生故障时，在热保护结构起作用之前就会产生短路情况，且也会产生严重的电弧情况和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种瞬态电压浪涌抑制装置，包括：变阻器组件，包括：绝缘基板；变阻器元件，所述变阻器元件具有第一主侧和与所述第一主侧相对的第二主侧，所述变阻器元件构造成成响应于所施加的电压而在高阻抗模式和低阻抗模式中操作，并且所述绝缘基板安装到所述变阻器元件的所述第一主侧；第一导电端子，所述第一导电端子安装在所述变阻器元件的第一主侧上；接触元件，所述接触元件延伸通过所述绝缘基板；以及第二导电端子，所述第二导电端子与所述接触元件电气连接。

【技术特征摘要】
2010.08.27 US 12/870,452;2011.08.16 US 13/211,0321.一种瞬态电压浪涌抑制装置，包括：变阻器组件，包括：绝缘基板；变阻器元件，所述变阻器元件具有第一主侧和与所述第一主侧相对的第二主侧，所述变阻器元件构造成成响应于所施加的电压而在高阻抗模式和低阻抗模式中操作，并且所述绝缘基板安装到所述变阻器元件的所述第一主侧；第一导电端子，所述第一导电端子安装在所述变阻器元件的第一主侧上；接触元件，所述接触元件延伸通过所述绝缘基板；以及第二导电端子，所述第二导电端子与所述接触元件电气连接。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述绝缘基板包括开口，并且所述接触元件延伸通过开口。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述接触元件包括焊料嵌块。4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接触元件包括板触件，所述板触件具有突出部分，所述突出部分延伸穿过所述绝缘基板的第一和第二相对侧并且在相对侧之间延伸。5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括可分接触桥，所述可分接触桥互连所述第二导电端子和所述接触元件。6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括热切断元件，所述热切断元件连接到所述接触元件和所述可分接触桥。7.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·S·道格拉斯，H·P·卡马斯，P·K·萨克希纳，W·C·詹科拉，K·A·斯波尔丁，
申请(专利权)人：库柏技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US