防老化避雷器的製作方法

2023-04-29 06:07:41

專利名稱：防老化避雷器的製作方法
技術領域：
本實用新型避雷器涉及防雷技術和自動控制技術。
現代技術的主要特徵是電子技術和電子計算機被廣泛地應用到各個領域，而電子技術和電子計算機最主要的器件是電晶體和集成電路(以下簡稱晶體電路)，這些晶體電路共同的弱點是耐受衝擊過電壓、過電流的能力弱，在一定過電壓、過電流的衝擊下，往往只有微秒甚至更短的時間就損壞。其中雷電衝擊對這些晶體電路的損壞最嚴重，雷電衝擊波往往是通過電源線進入晶體電路的，所以要保證電子計算機、自動控制系統、電視及其它電器的安全運行，必須在相應的電源線路上安裝避雷器。
目前國內外較好的電源避雷器幾乎都是採用氧化鋅材料做成。發明人獲得的實用新型專利CN92240760.6是對現有避雷器進行改進的一種氧化鋅避雷器，

圖1是CN92240760.6實用新型專利的避雷器結構示意圖，如圖所示，避雷器由氧化鋅壓敏電阻片(以下簡稱閥片)Zn1、Zn2和電感線圈L組成，其優點是使輸出殘壓比普通避雷器的輸出殘壓降低30％，從而提高防雷效果。但是現有的各種氧化鋅材料製造的電源避雷器均存在共同的致命弱點，就是當閥片衰老後無法準確地發出顯示信號。因為閥片接在電源上，必然會遇到雷電過電壓或操作過電壓的衝擊，經過若干次衝擊後，閥片性能變壞，開始時漏電流增大，溫度升高，而溫度升高又促使漏電流進一步增大，形成惡性循環，最後閥片爆炸。閥片爆炸時，可能會發出巨響和火花，使電源短路，影響生產正常進行，如果爆炸發生在易燃易爆場所則會引起更大的危險；也可能閥片在沒有雷電的情況下無聲地斷裂，使避雷器完全失效，但又沒有準確的、可靠的顯示，工作人員不知道應該更換閥片，致使到下一次雷電襲擊時，設備被損壞。
本實用新型的目的在於提供一種防老化的避雷器，對現有的避雷器進行改進，使避雷器的閥片在老化發熱而又未到爆炸斷裂之前，自動發出聲、光警報訊號，並且將閥片從電源上解裂，避免溫度繼續上升以至爆炸。這種聲、光警報訊號和將閥片從電源上解裂，一直延續到工作人員把閥片更換為止，大大提高避雷器的可靠性和安全性。
本實用新型的避雷器包括單相型防老化避雷器和三相型防老化避雷器。由閥片電路、指令電路和聲光顯示電路構成，在閥片電路的閥片上粘貼熱敏元件，熱敏元件根據閥片的溫度控制指令電路的熱敏開關，通過控制線圈向聲光顯示電路發出聲光指令和向閥片電路發出解裂指令。
構成本實用新型的電路元件包括閥片、熱敏元件、電感線圈、接觸器、聲光訊號裝置等，均可以是市售的元件。其中熱敏元件的溫度範圍選擇在40～150℃之間；閥片通流選擇在10KA～30KA之間；開通電壓選擇在470～650V之間；電感線圈的電感量選擇在20微亨～10毫亨之間。
本實用新型與現有技術相比，具有如下優點1、本實用新型利用閥片電路的兩片閥片和一個電感線圈三個元件對雷電波電壓進行三級削減，其避雷效果優於現有的避雷器；2、本實用新型避雷器在閥片老化後能自動發出聲、光警報信號，指示工作人員及時更換；並且在未更換閥片之前警報信號不會中斷，直至閥片被更換；3、本實用新型避雷器在老化時即把閥片從電源上解裂，避免閥片繼續變壞以至爆炸，而解裂閥片後供電不停止，因而不影響生產進行。
圖2是本實用新型的單相型防老化避雷器的結構示意圖。
圖3是本實用新型的三相型防老化避雷器的結構示意圖。
下面通過實施例和附圖對本實用新型作進一步說明。
實施例1如圖2所示，單相型防老化避雷器由閥片電路Z、指令電路G和聲光顯示電路F構成，A、B是電流輸入端，E、F是電流輸出端。
閥片電路Z由閥片Zn1和Zn2、熱敏元件KH1和KH2、接觸器的開關主觸頭KM1和KM2以及電感線圈L組成。閥片Zn1、Zn2上分別粘貼熱敏元件KH1、KH2並與接觸器的開關主觸頭KM1、KM2串聯。
指令電路G由控制線圈KM、自動復位開關按扭Q、開關觸頭KM3、熱敏開關KH1-1、KH2-1組成。自動復位開關按扭Q與開關觸頭KM3並聯後再依次與控制線圈KM、熱敏開關KH1-1、KH2-1串聯。
聲光顯示電路F由開關觸頭KM4、KM5、綠燈M1、紅燈M2、陶磁喇叭T組成。綠燈M1與開關觸頭KM4串聯；開關觸頭KM5與紅燈M2和陶磁喇叭T的並聯電路串聯；這兩個串聯電路再並聯。
接觸器是一種電磁開關，它由接受控制電流的控制線圈KM和被控制的開關觸頭KM1、KM2、KM3、KM4、KM5組成，其中KM1、KM2將會通過雷電的大電流，稱為開關主觸頭；其它開關觸頭是作為控制電流和報警的信號電流的通道，其電流較小，稱為輔助觸頭。而且KM1、KM2、KM3、KM4在未有電流通過控制線圈KM時處於斷路狀態，當有電流通過時處於接通狀態，又稱為常開觸頭；而KM5在沒有電流通過時控制線圈KM時處於接通狀態，當有電流通過時處於斷路狀態，稱為常閉觸頭。
單相型防老化避雷器的工作原理如下避雷器接通電源後，用手按自動復位按扭Q，KM1、KM2、KM3、KM4接通，KM5斷開，KH1、KH2在常溫F使KH1-1、KH2-1接通，綠燈M1亮，紅燈M2不亮，報警器T無聲，表示正常。當雷電波從A端進入電感線圈L線圈對尖銳的雷電波的傳輸起阻擋和延時作用，Zn1在雷電波高電壓的作用下，約50ns後進入導通狀態，把大部分雷電流引入大地，剩下殘餘的雷電流經過E端，使Zn2閥片接通，把殘餘的雷電流進一步引入地，雷電流經過Zn1、L、Zn2三級削弱，從幾萬伏乃至十幾萬伏下降到1千伏以下，這對閥片Zn1、Zn2的溫度比環境溫度只升高几攝氏度，熱敏開關KH1-1、KH2-1保持導通狀態，當閥片Zn1、Zn2經多次雷電衝擊或其它原因性能老化時，其特徵表現在漏電流從幾微安培增加到幾百微安培或更大，當閥片溫度升高到設定值如55℃以上時，KH1、KH2受熱，令KH1-1、KH2-1斷開，這時控制線圈KM斷電，KM1、KM2、KM3、KM4斷開，KM5閉合，使Zn1、Zn2撤離電源，不致引起炸裂和電路發生短路，這時綠燈M1熄滅，紅燈M2亮，T發出聲音報警，表示閥片已接近損壞，除非工作人員更換閥片，否則閥片不會重新自動接上電源，這功能由KM3與Q組成自鎖完成。由於電路只將閥片撤除，而不影響主電路供電，因而不會影響生產正常進行。
實施例2三相型防老化避雷器由閥片電路Z′、指令電路G′和聲光顯示電路F′組成，其結構類似於三個單相型防老化避雷器的機械組合。
閥片電路Z′的結構是在三相交流電源的三條相線A、B、C分別串聯上電感線圈L1、L2、L3，在A、B、C相線上L1、L2、L3的左側與地線之間分別並聯由閥片ZnA1、ZnA2、ZnA3與接觸器的控制線圈KMA的主觸頭KMA1、KMA2、KMA3對應串聯的支路，組成第一組銷散雷電流的支路。在A、B、C相線上L1、L2、L3的右側與地線之間分別並聯另一組閥片ZnB1、ZnB2、ZnB3與接觸器的控制線圈KMB的主觸頭KMB1、KMB2、KMB3對應串聯的支路，組成第二組銷散雷流的支路。上述六塊閥片ZnA1、ZnA2、ZnA3、ZnB1、ZnB2、ZnB3上分別粘貼熱敏元件KH1、KH2、KH3、2KH1、2KH2、2KH3，這些熱敏元件分別控制熱敏開關KH1-1、KH1-2、KH1-3、2KH1-1、2KH1-2、2KH1-3，熱敏開關在常溫下處於導通狀態，當閥片溫度高於設定值如55℃時，熱敏開關斷開。
指令電路G′由兩個電路串聯組成，一個是輔助觸頭KMA4與KMB4串聯後再與自動復位開關按扭Q並聯組成的電路，稱為自鎖電路；另一個是接觸器的控制線圈KMA和熱敏開關KH1-1、 KH1-2、KH1-3組成的串聯支路與接觸器的控制線圈KMB和熱敏開關2KH1-1、2KH1-2、2KH1-3組成的串聯支路相併聯組成的電路，稱為熱敏控制電路。
聲光顯示電路F′由正常顯示電路和事故報警電路組成，其中正常顯示電路由常開觸頭KMA5與綠色指示燈LMA1串聯組成，事故報警電路由常閉觸頭KMA6與紅色指示燈LMA2和陶磁喇叭T並聯後的電路進行串聯組成。
三相型防老化避雷器的工作原理如下當避雷器接通電源後，按下自動復位開關按扭Q使KMA、KMB通電，KMA1、KMA2、KMA3和KMB1、KMB2、KMB3接通，從而使兩組閥片ZnA1、ZnA2、ZnA3和ZnB1、ZnB2、ZnB3全部接上電源。輔助觸頭KMA4接通，使KMA、KMB保持導通，KMA5也接通，綠燈LMA1亮，常閉觸頭KMA6斷開，紅燈LMA2不亮，陶磁喇叭T無聲，工作正常。
當六個閥片中任何一個老化發熱使溫度超過設定值時，粘在閥片上的熱敏元件溫度也隨之升高，令熱敏開關KH1-1、KH1-2、KH1-3和2KH1-1、2KH1-2、2KH1-3中相應的一個斷開，使接觸器的控制線圈KMA、KMB斷電，開關主觸頭KMA1、KMA2、KMA3和KMB1、KMB2、KMB3斷開，閥片撤離電源，KMA5斷開，綠燈LMA1熄滅，KMA6通，紅燈LMA2亮，陶磁喇叭T響，發出警報，由於Q與KMA4、KMB4聯鎖，故警報訊號會延續到更換了閥片為止。
權利要求1.一種防老化避雷器，其特徵在於由閥片電路、指令電路和聲光顯示電路構成，在閥片電路的閥片上粘貼熱敏元件，熱敏元件根據閥片的溫度控制指令電路的熱敏開關，通過控制線圈向聲光顯示電路發出聲光指令和向閥片電路發出解裂指令。
2.按照權利要求1的防老化避雷器，其特徵在於單相型防老化避雷器的閥片電路(Z)的閥片(Zn1、Zn2)上分別粘貼熱敏元件(KH1、KH2)並與開關主觸頭(KM1、KM2)串聯；指令電路(G)的自動復位開關按扭(Q)與開關觸頭(KM3)並聯後再依次與控制線圈(KM)、熱敏開關(KH1-1、KH2-1)串聯；聲光顯示電路(F)的綠燈(M1)與開關觸頭(KM4)串聯，開關觸頭(KM5)與紅燈(M2)和陶磁喇叭(T)的並聯電路串聯，這兩個串聯電路再並聯。
3.按照權利要求1的防老化避雷器，其特徵在於三相型防老化避雷器的閥片電路(Z′)是在三相交流電源的三條相線(A、B、C)分別串聯上電感線圈(L1、L2、L3)，在(A、B、C)相線上(L1、L2、L3)的左側與地線之間分別並聯由閥片(ZnA1、ZnA2、ZnA3)與開關主觸頭(KMA1、KMA2、KMA3)對應串聯的支路，組成第一組銷散雷流的支路；在(A、B、C)相線上(L1、L2、L3)的右側與地線之間分別並聯另一組閥片(ZnB1、ZnB2、ZnB3)與開關主觸頭(KMB1、KMB2、KMB3)對應串聯的支路，組成第二組銷散雷流的支路；上述六塊閥片(ZnA1、ZnA2、ZnA3、ZnB1、ZnB2、ZnB3)上分別粘貼熱敏元件(KH1、KH2、KH3、2KH1、2KH2、2KH3)，這些熱敏元件分別控制熱敏開關(KH1-1、KH1-2、KH1-3、2KH1-1、2KH1-2、2KH1-3)；指令電路(G′)由兩個電路串聯組成，一個是輔助觸頭(KMA4)與(KMB4)串聯後再與自動復位開關按扭(Q)並聯組成的自鎖電路；另一個是接觸器的控制線圈(KMA)和熱敏開關(KH1-1、KH1-2、KH1-3)組成的串聯支路與接觸器的控制線圈(KMB)和熱敏開關(2KH1-1、2KH1-2、2KH1-3)組成的串聯支路相併聯組成的熱敏控制電路；聲光顯示電路(F′)由正常顯示電路和事故報警電路組成，其中正常顯示電路由常開觸頭(KMA5)與綠色指示燈(LMA1)組成，事故報警電路由常閉觸頭(KMA6)與紅色指示燈(LMA2)和陶磁喇叭(T)並聯後的電路進行串聯組成。
專利摘要一種防老化避雷器,由閥片電路、指令電路和聲光顯示電路構成,在閥片電路的閥片上粘貼熱敏元件,熱敏元件根據閥片的溫度控制指令電路的熱敏開關,通過控制線圈向聲光顯示電路發出聲光指令和向閥片電路發出解裂指令;避雷器在閥片老化後能自動發出聲、光警報信號,指示工作人員及時更換閥片;同時在老化時即把閥片從電源上解裂,避免閥片繼續變壞以至爆炸,而解裂閥片後供電不停止,因而不影響生產進行。
文檔編號H02H9/04GK2315695SQ9724562
公開日1999年4月21日 申請日期1997年9月19日 優先權日1997年9月19日
發明者蘇邦禮 申請人:蘇邦禮