本公開的各種實(shí)施例涉及過電壓保護(hù)裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)前市場上的大量過電壓保護(hù)裝置僅僅具有瞬態(tài)電壓保護(hù)功能，而不具備工頻過電壓保護(hù)功能。因此，為了在實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)電壓保護(hù)功能的同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)工頻過電壓保護(hù)功能，往往需要提供一個(gè)單獨(dú)的附加模塊。然而，這一附加模塊不可避免地增加了過電壓保護(hù)裝置的整體尺寸，因此會占用配電箱的空間并耗費(fèi)更多的成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開的第一方面提供了一種過電壓保護(hù)裝置，包括：基體；瞬態(tài)過電壓保護(hù)模塊，用于箝制瞬態(tài)過電壓，瞬態(tài)過電壓保護(hù)模塊包括氣體放電管和壓敏電阻，氣體放電管設(shè)置在基體內(nèi)，壓敏電阻設(shè)置在基體上；以及工頻過電壓保護(hù)模塊，被構(gòu)造為響應(yīng)于檢測到工頻過電壓而對與工頻過電壓保護(hù)模塊連接的斷路器執(zhí)行分閘操作，工頻過電壓保護(hù)模塊可移除地固定到基體上并與壓敏電阻電耦合。

根據(jù)本公開的實(shí)施例的過電壓保護(hù)裝置集成了瞬態(tài)電壓保護(hù)功能以及工頻過電壓保護(hù)功能兩者。此外，通過將氣體放電管移至基體內(nèi)，使得節(jié)省出了用于容納工頻過電壓保護(hù)模塊的空間。以此方式，與現(xiàn)有的同時(shí)具備了瞬態(tài)電壓保護(hù)功能與工頻過電壓保護(hù)功能的電壓保護(hù)裝置相比，根據(jù)本公開實(shí)施例的電壓保護(hù)裝置具有減小的體積，從而降低了配電箱的空間占用以及所需的成本。

在某些實(shí)施例中，工頻過電壓保護(hù)模塊還被構(gòu)造為響應(yīng)于檢測到工頻過電壓，斷開與壓敏電阻的電耦合。這種構(gòu)造方式是有利的，因?yàn)樵诒Ｗo(hù)了主電路的同時(shí)也保護(hù)了瞬態(tài)過電壓保護(hù)模塊免受工頻過電壓的影響，進(jìn)而延長了瞬態(tài)過電壓保護(hù)模塊的使用壽命。

在某些實(shí)施例中，基體包括：底座；以及殼體，安裝到底座，并與底座一同限定內(nèi)部空間以容納氣體放電管。

在某些實(shí)施例中，底座上設(shè)置有下連接器，用于電連接到工頻供電線路；并且殼體上設(shè)置有開口，以供下連接器從開口伸出。

在某些實(shí)施例中，工頻過電壓保護(hù)模塊包括：上連接器，被配置為與下連接器連接，以向工頻過電壓保護(hù)模塊供電；檢測電路裝置，被配置為檢測工頻過電壓；脫扣機(jī)構(gòu)，與檢測電路裝置耦合，以響應(yīng)于檢測到的工頻過電壓而執(zhí)行對斷路器的分閘操作。

在某些實(shí)施例中，脫扣機(jī)構(gòu)包括：電磁線圈，包括可伸縮的動(dòng)芯，動(dòng)芯被配置為在正常狀態(tài)下伸出，并且響應(yīng)于檢測到的工頻過電壓而縮回；以及旋轉(zhuǎn)脫離桿，其一端耦合到動(dòng)芯，其另一端上設(shè)置有用以聯(lián)接到斷路器的針軸，并且旋轉(zhuǎn)脫離桿通過旋轉(zhuǎn)軸可旋轉(zhuǎn)地固定到工頻過電壓保護(hù)模塊的內(nèi)壁上以跟隨動(dòng)芯的伸縮而轉(zhuǎn)動(dòng)。該旋轉(zhuǎn)脫離桿通過針軸而直接機(jī)械地連接在電磁線圈與斷路器之間，從而提高了斷路器操作的快速性以及可靠性。

在某些實(shí)施例中，工頻過電壓保護(hù)模塊還包括指示/復(fù)位按鈕，指示/復(fù)位按鈕被構(gòu)造為：響應(yīng)于檢測到的工頻過電壓而自動(dòng)彈出，以指示工頻過電壓故障；以及響應(yīng)于指示/復(fù)位按鈕被手動(dòng)按下而使工頻過電壓保護(hù)模塊復(fù)位。該指示/復(fù)位按鈕兼具指示和復(fù)位的功能，使得工頻過電壓保護(hù)模塊的設(shè)計(jì)被進(jìn)一步優(yōu)化，并使得過壓保護(hù)裝置的尺寸可以更加緊湊。

在某些實(shí)施例中，在工頻過電壓保護(hù)模塊復(fù)位之后，斷路器才能夠被合閘。

在某些實(shí)施例中，指示/復(fù)位按鈕具有位于工頻過電壓保護(hù)模塊內(nèi)的延伸部，延伸部上設(shè)置有通孔；并且旋轉(zhuǎn)脫離桿具有銷狀部，銷狀部被構(gòu)造為：能夠在指示/復(fù)位按鈕被按下的情況下隨著動(dòng)芯的伸出而穿過通孔，并且隨著動(dòng)芯的縮回而從通孔中脫離。銷狀部連同通孔一起可以有效并穩(wěn)固地將指示/復(fù)位按鈕保持在穩(wěn)定狀態(tài)，而不會由于例如受到人員的無意碰觸而導(dǎo)致指示/復(fù)位按鈕意外彈出或被按下。

本公開的第二方面提供了一種過電壓保護(hù)系統(tǒng)，包括斷路器以及聯(lián)接到斷路器的根據(jù)本公開的第一方面的過電壓保護(hù)裝置。

應(yīng)當(dāng)理解，實(shí)用新型內(nèi)容部分并非旨在標(biāo)識本公開的實(shí)施例的關(guān)鍵或重要特征，亦非旨在用于限制本公開的范圍。本公開的其它特征將通過以下的描述變得容易理解。

附圖說明

通過對附圖中的示例實(shí)施例的描述，本公開的特征和優(yōu)點(diǎn)將易于理解，在附圖中：

圖1示出根據(jù)本公開實(shí)施例的電壓保護(hù)裝置的立體示意圖；

圖2示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的電壓保護(hù)裝置的電路圖；

圖3示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的電壓保護(hù)裝置的基體的立體分解圖；

圖4和圖5示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的電壓保護(hù)裝置的工頻過電壓保護(hù)模塊的內(nèi)部側(cè)視圖；以及

圖6示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的電壓保護(hù)裝置的檢測電路裝置的示意性框圖。

在所有附圖中，相同或相似參考數(shù)字表示相同或相似元素。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參考一些示例實(shí)施例描述本公開的原理?？梢岳斫?，這些實(shí)施例僅出于說明并且?guī)椭绢I(lǐng)域的技術(shù)人員理解和實(shí)施例本公開的目的而描述，而非建議對本公開的范圍的任何限制。在此描述的本公開的內(nèi)容可以以下文描述的方式之外的各種方式實(shí)施。

如本文中，術(shù)語“包括”及其各種變體可以被理解為開放式術(shù)語，其意味著“包括但不限于”。術(shù)語“基于”可以被理解為“至少部分地基于”。術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”可以被理解為“至少一個(gè)實(shí)施例”。術(shù)語“另一實(shí)施例”可以被理解為“至少一個(gè)其它實(shí)施例”。

圖1示出根據(jù)本公開實(shí)施例的電壓保護(hù)裝置100的立體示意圖。如圖1所示，電壓保護(hù)裝置100總體上包括基體1、瞬態(tài)過電壓保護(hù)模塊2(將在圖2中詳細(xì)示出)以及工頻過電壓保護(hù)模塊3。瞬態(tài)過電壓保護(hù)模塊2用于箝制瞬態(tài)過電壓并進(jìn)一步包括氣體放電管201(將在圖3中詳細(xì)示出)和壓敏電阻202。氣體放電管201設(shè)置在基體1內(nèi)，而壓敏電阻202設(shè)置在基體1上。工頻過電壓保護(hù)模塊3被構(gòu)造為響應(yīng)于檢測到工頻過電壓而對與工頻過電壓保護(hù)模塊3連接的斷路器4執(zhí)行分閘操作。工頻過電壓保護(hù)模塊3能夠可移除地固定到基體1上并與壓敏電阻202電耦合。

根據(jù)本公開的實(shí)施例的過電壓保護(hù)裝置100集成了瞬態(tài)電壓保護(hù)功能以及工頻過電壓保護(hù)功能兩者。此外，通過將氣體放電管201移至基體1內(nèi)，使得節(jié)省出了用于容納工頻過電壓保護(hù)模塊3的空間。以此方式，與現(xiàn)有的同時(shí)具備了瞬態(tài)電壓保護(hù)功能與工頻過電壓保護(hù)功能的電壓保護(hù)裝置相比，根據(jù)本公開實(shí)施例的電壓保護(hù)裝置100具有縮小的體積或者與現(xiàn)有的僅具有瞬態(tài)電壓保護(hù)功能的電壓保護(hù)裝置的尺寸相一致，從而降低了配電箱的空間占用以及所需的成本。此外，由于工頻過電壓保護(hù)模塊3能夠可移除地固定到基體1上，因此實(shí)現(xiàn)了該電壓保護(hù)裝置100的模塊化設(shè)計(jì)。

圖2示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的電壓保護(hù)裝置100的電路圖200。如圖2所示，電壓保護(hù)裝置100(由虛線框指示)包含了瞬態(tài)過電壓保護(hù)模塊2和工頻過電壓保護(hù)模塊3兩者。工頻過電壓保護(hù)模塊3通過工頻供電線路L、N而被提供功率并且工頻過電壓保護(hù)模塊3電聯(lián)接至壓敏電阻202的兩端，其中L指示火線(對于三相系統(tǒng)L可以包括L1、L2、L3三根火線)、N指示零線并且PE指示接地線。

在某些實(shí)施例中，工頻過電壓保護(hù)模塊3還被構(gòu)造為響應(yīng)于檢測到工頻過電壓而在對與其連接的斷路器4執(zhí)行分閘操作同時(shí)，還斷開與壓敏電阻202的電耦合。這種構(gòu)造方式是有利的，這是因?yàn)?，以此方式，在保護(hù)了主電路的同時(shí)，也保護(hù)了瞬態(tài)過電壓保護(hù)模塊2免受工頻過電壓的影響，進(jìn)而延長了瞬態(tài)過電壓保護(hù)模塊的使用壽命。例如，壓敏電阻202可能能夠承受高于工頻過電壓的電壓，但即便如此，當(dāng)工頻過電壓長期加載在壓敏電阻202兩端時(shí)，也會降低壓敏電阻202的使用壽命，并進(jìn)而降低整個(gè)瞬態(tài)過電壓保護(hù)模塊2的使用壽命，甚至在壓敏電阻202承受工頻過電壓達(dá)到一定時(shí)間后還會有失效燃燒的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在檢測到工頻過電壓的情況下能夠同時(shí)斷開瞬態(tài)過電壓保護(hù)模塊2以及連接到頻供電線路L、N下游的用電設(shè)備是十分有利的。

圖3示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的電壓保護(hù)裝置100的基體1的立體分解圖。如圖3所示，基體1總體上包括底座101和殼體102。殼體102安裝到底座101上，并與底座101一同限定內(nèi)部空間以容納氣體放電管201。需要指出，圖3中所示的氣體放電管201的位置及定向僅為示例性的，本公開并不意圖限定氣體放電管201的安裝位置和定向，能夠?qū)崿F(xiàn)上述對氣體放電管201容置從而節(jié)約整個(gè)電壓保護(hù)裝置100體積的任意安裝位置和定向均應(yīng)落入本公開的保護(hù)范圍內(nèi)。

如圖3所示，底座101上設(shè)置有下連接器103，其用于電連接到如圖2所示的工頻供電線路L、N，并且殼體102上設(shè)置有與下連接器103對應(yīng)的開口104，以供下連接器103在殼體102安裝到底座101上時(shí)從開口104中伸出。

圖4示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的電壓保護(hù)裝置100的工頻過電壓保護(hù)模塊3的內(nèi)部側(cè)視圖。如圖4所示，工頻過電壓保護(hù)模塊3包括上連接器301、檢測電路裝置302、以及脫扣機(jī)構(gòu)303。上連接器301被配置為與圖3中所示的下連接器103連接，以將功率提供至工頻過電壓保護(hù)模塊3。檢測電路裝置302被配置為檢測工頻過電壓的發(fā)生。脫扣機(jī)構(gòu)303與檢測電路裝置302耦合，以響應(yīng)于由檢測電路裝置302檢測到的工頻過電壓而執(zhí)行對斷路器4的分閘操作。

圖6進(jìn)一步示出了根據(jù)本公開實(shí)施例的電壓保護(hù)裝置100的檢測電路裝置302的示意性框圖。如圖6所示，檢測電路裝置302可以包括整流裝置602，其可以被配置為全橋整流電路，該整流裝置602經(jīng)由電阻器601耦合到供電線路L并將交流電(AC)轉(zhuǎn)換為直流電(DC)。如圖6所示的實(shí)施例，檢測電路裝置302還包括降壓裝置603，其耦合到整流裝置602的DC輸出，并被配置為對經(jīng)整流的較大的DC輸出電壓進(jìn)行降壓操作以對過電壓檢測電路604提供適當(dāng)?shù)墓β?。過電壓檢測電路604被配置為通過由檢測裝置606檢測到的工頻過電壓而對與其相連的電子開關(guān)器件605輸出控制信號(例如，二進(jìn)制1或0)，電子開關(guān)器件605則根據(jù)該控制信號控制脫扣機(jī)構(gòu)303的動(dòng)作，進(jìn)而控制與脫扣機(jī)構(gòu)303相連的斷路器4的操作。電子開關(guān)器件605可以包括晶閘管、晶體管、場效應(yīng)管、可控硅等各種電子開關(guān)器件。過電壓檢測電路604可以被配置為專用集成電路(ASIC)，檢測裝置606可以被配置為如圖6中所示的由電阻器607和608構(gòu)成的電阻網(wǎng)絡(luò)。如圖6所示的檢測裝置606僅由若干電阻器(也即，電阻網(wǎng)絡(luò))組成而不含有任何其他非線性元件，因此使得該電路裝置整體上成本較低并且電路結(jié)構(gòu)易于設(shè)計(jì)。此外，電阻元件相對于其他諸如電容器的非線性元件具有更高的可靠性。

返回圖4，脫扣機(jī)構(gòu)303包括電磁線圈(Bobbin)304以及旋轉(zhuǎn)脫離桿307。電磁線圈304包括可伸縮的動(dòng)芯305，動(dòng)芯305被配置為在正常狀態(tài)(也即，非工頻過電壓狀態(tài))下伸出，并且響應(yīng)于檢測到的工頻過電壓而縮回。旋轉(zhuǎn)脫離桿307的一端(由A指示)耦合到動(dòng)芯305的端部(例如，通過設(shè)置在旋轉(zhuǎn)脫離桿307的一端A上的長孔與動(dòng)芯305的端部靈活地接合)，并且其另一端(由B指示)上設(shè)置有用以聯(lián)接到斷路器4的針軸311，如圖4所示的針軸311被定向?yàn)榇怪庇诩埫娴姆较?。旋轉(zhuǎn)脫離桿307通過位于C點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)軸310可旋轉(zhuǎn)地固定到工頻過電壓保護(hù)模塊3的內(nèi)壁上(內(nèi)壁的延展方向與檢測電路裝置302所處平面基本平行)以跟隨動(dòng)芯305的伸縮而轉(zhuǎn)動(dòng)。雖然如圖4所示的旋轉(zhuǎn)脫離桿307為類似字母“L”的形狀，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇或設(shè)計(jì)其他任何形狀的旋轉(zhuǎn)脫離桿307以實(shí)現(xiàn)電磁線圈304與斷路器4之間的機(jī)械連接。

如圖4所示，工頻過電壓保護(hù)模塊3還包括指示/復(fù)位按鈕308，指示/復(fù)位按鈕308被構(gòu)造為響應(yīng)于檢測到的工頻過電壓而自動(dòng)彈出，以指示斷路器4的分閘。可選地或附加地，在指示/復(fù)位按鈕308彈出的同時(shí)在其周邊可以露出例如紅色標(biāo)識或記號以示警告。指示/復(fù)位按鈕308還被構(gòu)造為響應(yīng)于指示/復(fù)位按鈕308被手動(dòng)按下而使工頻過電壓保護(hù)模塊3復(fù)位，以等待下次動(dòng)作。該指示/復(fù)位按鈕兼具指示和復(fù)位的功能，使得工頻過電壓保護(hù)模塊的設(shè)計(jì)被進(jìn)一步優(yōu)化。

在某些實(shí)施例中，在工頻過電壓保護(hù)模塊3復(fù)位之后，也即，指示/復(fù)位按鈕308被手動(dòng)按下之后，斷路器4才能夠被合閘，否則斷路器4無法被合閘。這是由工頻過電壓保護(hù)模塊3的內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)所限定的?，F(xiàn)通過圖4和圖5來對工頻過電壓保護(hù)模塊3的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步說明。

如圖5所示，指示/復(fù)位按鈕308具有位于工頻過電壓保護(hù)模塊3內(nèi)的延伸部306，延伸部306上設(shè)置有通孔312。旋轉(zhuǎn)脫離桿307具有銷狀部309，銷狀部309被構(gòu)造為能夠在指示/復(fù)位按鈕308被按下的情況下隨著動(dòng)芯305的伸出而恰好穿過通孔312(如圖4所示)，以及隨著動(dòng)芯305的縮回而從通孔312中脫離(如圖5所示)。

從圖4中可以看出，在沒有檢測到工頻過電壓的情況下(也即，正常情況下)，銷狀部309連同延伸部306中的通孔312一起可以有效并穩(wěn)固地將指示/復(fù)位按鈕308保持在按下狀態(tài)，而不會由于例如受到外界的干擾(諸如，人員的無意碰觸)而導(dǎo)致指示/復(fù)位按鈕308意外彈出。從圖5中可以看出，在檢測到工頻過電壓的情況下，隨著動(dòng)芯305的縮回，銷狀部309從通孔312中脫離以解除如圖4中所示的對指示/復(fù)位按鈕308的按下狀態(tài)的保持，由此，指示/復(fù)位按鈕308可以自動(dòng)彈出。在這種情況下，如果不將指示/復(fù)位按鈕308按下以與銷狀部309對準(zhǔn)來提供使得銷狀部309運(yùn)動(dòng)的路徑，斷路器4是無法被合閘的，這是因?yàn)殇N狀部309運(yùn)動(dòng)的路徑將被延伸部306的通孔312之外的區(qū)域阻擋。

如上所述的過電壓保護(hù)裝置100還可以與斷路器4方便地連接以形成過電壓保護(hù)系統(tǒng)。例如，過電壓保護(hù)裝置100的側(cè)面可以具有卡勾，以用于實(shí)現(xiàn)與斷路器4的固定，由此實(shí)現(xiàn)了上述電壓保護(hù)裝置100與斷路器4的直接拼接，而無需其他附件。

總體而言，雖然若干具體實(shí)現(xiàn)方式的細(xì)節(jié)在上面的討論中被包含，但是這些不應(yīng)被解釋為對本公開的范圍的任何限制，而是特征的描述僅是針對具體實(shí)施例。在分離的一些實(shí)施例中描述的某些特征也可以在單個(gè)實(shí)施例中組合地執(zhí)行。相反，在單個(gè)實(shí)施例中描述的各種特征也可以在多個(gè)實(shí)施例中分離地實(shí)施或是以任何合適的子組合的方式實(shí)施。例如，本公開并不旨在對上述氣體放電管201的安裝位置和定向，或者旋轉(zhuǎn)脫離桿307的形狀、以及尺寸做出任何限定，也不對各個(gè)部件的各種可能的組合或集成做出任何限定。雖然本公開以具體結(jié)構(gòu)特征來描述，但是可以理解，在所附權(quán)利要求書中限定的技術(shù)方案的范圍并不必然限于上述具體特征。換言之，以上描述的僅僅是本公開的可選實(shí)施例。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本公開的實(shí)施例可以存在各種更改和變化。凡在本公開的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等效替換、改進(jìn)等，均包含在本公開的保護(hù)范圍之內(nèi)。