CN106451335B - 基于电磁差动的spd后备保护器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于电磁差动的SPD后备保护器，涉及雷电过电压压保护装置。本发明包括SPD（20）和螺钉压接线端子（30）；设置有保护单元（10）；保护单元（10）、螺钉压接线端子（30）和SPD（20）依次连接；所述的保护单元（10）包括触点开关（11）、电磁差动工频过流检测器（12）、过流脱扣机构（13）、手动合闸柄（14）和故障指示（15）。本发明采用常规小型短路器的螺钉压接线端子，接线方便；采用电磁差动工频过流检测器，具有小于1A工频电流的脱扣、在高幅值雷电电闪浪涌的作用下不脱扣的性能；在雷电电闪浪涌作用下，呈现低残压；优异的雷电防护性能，保障了系统的使用安全，适用于各类SPD的后备保护。

Description

基于电磁差动的SPD后备保护器

技术领域

本发明涉及雷电过电压压保护装置，尤其涉及一种基于电磁差动的SPD后备保护器，在SPD短路故障时，将故障SPD从电路中切除。

背景技术

电涌保护器与断路器或熔断路等过电流保护装置一同使用已为人们所知，其作用为当电涌保护器出现短路故障时，过电流保护装置将其从系统中断开，以防止系统持续故障的存在。

在一定范围内，现有断路器的雷电电闪浪涌耐受能力与动作（脱扣）电流呈正向性关系；简单地说，断路器的动作（脱扣）电流越小，电涌耐受能力也越小，而电涌耐受能力高的断路器，其动作（脱扣）电流也较大。

根据相关标准和实际使用情况，用于雷电电闪浪涌保护器的后备保护装置要满足三个基本要求：

第一，这种保护装置仅仅是用来保护电涌保护器的，是一种终端设备保护装置，其动作应优先于前级线路保护装置，否则，将影响线路其它设备的供电，同时，动作整定值应与被保护的SPD工作时故障泄漏电流匹配，应小于1A（工频交流）；

第二，这种保护装置的电涌承受能力不应低于被保护的电涌保护器的最大放电电流，否则，在电涌保护器正常泄放电涌电流范围内可能引起被保护设备的损坏；

第三，这种保护装置与被保护的雷电电闪浪涌保护器的残压（保护电压）不应超过被保护线路或设备的绝缘耐受水平，否则，电涌保护器失去保护效果。

由于常规小型断路器用于雷电电闪浪涌保护器的后备保护，因其保护技术是基于工频电流的保护特性，没有考虑电涌特性下短路器的动作要求，所以很难同时满足上述三条基本要求。

例如，动作电流低的保护装置可能满足优先动作的要求，但其雷电电闪浪涌承受能力往往非常低，而且残压也非常高；动作电流高的保护装置，电涌承受能力和残压能满足要求，但其优先动作的要求不一定能满足。

发明内容

本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种基于电磁差动的SPD后备保护器；此保护器具有能承受高雷电流冲击，较小工频整定动作电流和雷电流冲击作用下的低残压的性能特点。

本发明所采用的技术方案是：

包括保护对象SPD和连接件螺钉压接线端子；

设置有保护单元；

保护单元、螺钉压接线端子和SPD依次连接。

所述的保护单元包括触点开关、电磁差动工频过流检测器、过流脱扣机构、手动合闸柄和故障指示；

其位置和连接关系是：

触点开关和电磁差动工频过流检测器串联在主电路中；

过流脱扣机构通过电磁铁芯与电磁差动工频过流检测器机械联动，对触点开关断开；

手动合闸柄设置于过流脱扣机构的外部，对触点开关闭合。

与现有SPD后备保护器技术相比，本发明专利具有以下优点和积极效果：

①采用常规小型短路器的螺钉压接线端子，接线方便；

②采用电磁差动工频过流检测器，具有小于1A工频电流的脱扣、在高幅值

雷电电闪浪涌的作用下不脱扣的性能；

③在雷电电闪浪涌作用下，呈现低残压；

总之，优异的雷电防护性能，保障了系统的使用安全，适用于各类SPD的后

备保护。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是电磁差动工频过流检测器12的结构示意图。

图中：

10—保护单元10，

11—触点开关，

12—电磁差动工频过流检测器，

121—工频过流检测线圈，122—电磁差动线圈，

123—非线性雷电电闪浪涌开关，124—电磁铁芯；

13—过流脱扣机构，

14—手动合闸柄，

15—故障指示；

20—SPD，

21—氧化锌压敏电阻；

30—螺钉压接线端子。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明：

1、总体

如图1，本发明包括保护对象SPD20和连接件螺钉压接线端子30；

设置有保护单元10；

保护单元10、螺钉压接线端子30和SPD20依次连接。

2、功能部件

1）保护单元10

如图1，保护单元10包括触点开关11、电磁差动工频过流检测器12、过流脱扣机构13、手动合闸柄14和故障指示15；

其位置和连接关系是：

触点开关11和电磁差动工频过流检测器12串联在主电路中；

过流脱扣机构13通过电磁铁芯124与电磁差动工频过流检测器12机械联动，对触点开关11断开；

手动合闸柄14设置于过流脱扣机构13的外部，对触点开关11闭合。

（1）触点开关11

触点开关11是一种通用器件；

其功能是断开和闭合电路。

（2）电磁差动工频过流检测器12

如图2，电磁差动工频过流检测器12包括工频过流检测线圈121、电磁差动线圈122、非线性雷电电闪浪涌开关123和电磁铁芯124；

绕向相反的工频过流检测线圈121和电磁差动线圈122分别绕制在电磁铁芯124的外面，工频过流检测线圈121的底端和电磁差动线圈122的底端连接于螺钉压接线端子30；工频过流检测线圈121的顶端接于触点开关11的底端，电磁差动线圈122的顶端通过非线性雷电电闪浪涌开关123再接触点开关11的底端。

（3）过流脱扣机构13

过流脱扣机构13是一种通用机构，即一种小型空气断路器；

其功能是：当出现过流时，在电磁铁芯124的推动下，将触点开关11断开。

（4）手动合闸柄14

手动合闸柄14是一种手动合闸开关；

其功能是：将断开的触点开关11闭合。

（5）故障指示15

故障指示15是一种印制在手动合闸柄14上的标识，显示触点开关11闭合或断开的状态。

2）SPD20

SPD20是一种雷电浪涌保护器，其核心部件是氧化锌压敏电阻21。

3）螺钉压接线端子30

螺钉压接线端子30是一种通用件。

3、工作原理

采用电磁差动原理。

本发明的核心器件是电磁差动工频过流检测器12，由1个工频电流检测线圈121，同轴并绕1个绕向相反的电磁差动线圈122，和非线性雷电电闪浪涌开关123组成；电磁差动线圈122与1个非线性雷电电闪浪涌开关元件123串联后并入工频电流检测线圈121。

当工频电流检测线圈121流过小于整定工频电流值时，过流脱扣机构13不动作，触点开关11保持闭合；

当工频电流检测线圈121流过大于整定工频电流值时，过流脱扣机构13动作，触点开关11断开；

当出现雷电电闪浪涌时，非线性雷电电闪浪涌开关123自动闭合，电磁差动线圈122与工频电流检测线圈121并联流过幅值相同的浪涌电流，因2个线圈的绕向相反，其轴向磁通差产生的电磁力为零或小于工频电流检测线圈121的整定值，过流脱扣机构13不动作，触点开关11保持闭合。

Claims (1)

1.一种基于电磁差动的SPD后备保护器，包括SPD(20)和螺钉压接线端子(30)；

设置有保护单元(10)；

保护单元(10)、螺钉压接线端子(30)和SPD(20)依次连接；

所述的保护单元(10)包括触点开关(11)、电磁差动工频过流检测器(12)、过流脱扣机构(13)、手动合闸柄(14)和故障指示(15)；

其位置和连接关系是：

触点开关(11)和电磁差动工频过流检测器(12)串联在主电路中；

过流脱扣机构(13)通过电磁铁芯(124)与电磁差动工频过流检测器(12)机械联动，对触点开关(11)断开；

手动合闸柄(14)设置于过流脱扣机构(13)的外部，对触点开关(11)闭合；

其特征在于：

所述的电磁差动工频过流检测器(12)包括工频过流检测线圈(121)、电磁差动线圈(122)、非线性雷电电闪浪涌开关(123)和电磁铁芯(124)；

绕向相反的工频过流检测线圈(121)和电磁差动线圈(122)分别绕制在电磁铁芯(124)的外面，工频过流检测线圈(121)的底端和电磁差动线圈(122)的底端连接于螺钉压接线端子(30)；工频过流检测线圈(121)的顶端接于触点开关(11)的底端，电磁差动线圈(122)的顶端通过非线性雷电电闪浪涌开关(123)再接触点开关(11)的底端。