[发明专利]包括整体式热隔离开关机构的电涌保护装置模块和方法

说明书

一种电涌保护装置(SPD)模块包括模块壳体、安装在模块壳体中的第一和第二模块电端子、电连接在第一和第二模块电端子之间的过电压箝位元件和热隔离开关机构。热隔离开关机构就位成预备构型，其中过电压箝位元件与第二模块电端子电连接。热隔离开关机构可以重新就位成使过电压箝位元件与第二模块电端子电分离。热隔离开关机构包括：电连接到过电压箝位元件的电极；分离弹簧，在预备构型中弹性偏置和电连接到电极；焊合物，在预备构型中将分离弹簧固定成与电极电连接；和散热构件，热地插入电极和焊合物之间，具有热容量。焊合物可以响应于过电压箝位元件的过热而熔化。分离弹簧构造成在焊合物熔化时，使过电压箝位元件与第二模块电端子电分离。

技术领域

本发明涉及电涌保护装置，更具体地涉及包括热隔离开关和报警机构的电涌保护装置。

背景技术

过大的电压或电流经常施加在将电能输送到住宅和工商业设施的供电线上。这种过电压或过电流尖峰(暂态过电压和浪涌电流)例如可能由雷击引起。在电信分配中心、医院和其它设施中，上述事件可能特别地关系重大，在这些地方，由过电压和/或电流浪涌引起的设备损坏是不可接受的，并且导致的停电时间的成本可能很高。

典型地，可以使用电涌保护装置(SPD)保护敏感的电子设备免于暂态过电压和浪涌电流。例如，过电压保护装置可以安装在所要保护的设备的电源输入处，以典型地在其故障时保护设备免于过电流。SPD的典型故障模式是短路。典型使用的过电流保护是内部的热隔离开关(thermal disconnector)和外部的熔断器的组合，该热隔离开关用于保护装置免于由于增大的泄漏电流而过热，该熔断器用于保护装置免于更高的故障电流。不同的SPD技术可以避免使用内部的热隔离开关，因为在故障的情况下，它们将其工作模式变为低欧姆电阻。

在线路L(例如三相电源电路的电压线)中的浪涌电流的情况下，电力系统负载装置的保护可能需要为浪涌电流的过电流提供到地的电流通路。浪涌电流可能在线路L和中性线N(中性线N可以导电地耦合到接地PE)之间产生暂态过电压。由于暂态过电压显著超过SPD的工作电压，SPD将变得导电，允许过电流从线路L经过SPD流到中性线N。当浪涌电流已经传导到中性线N时，过电压条件结束，SPD可以再变得不导电。然而，在一些情况下，即使在比SPD的工作电压更低的电压下，一种或多种SPD也可能开始允许传导泄漏电流。这些条件可能在SPD老化的情况下发生。

发明内容

根据本发明的实施例，电涌保护装置(SPD)模块包括模块壳体、安装在模块壳体中的第一和第二模块电端子、电连接在第一和第二模块电端子之间的过电压箝位元件和热隔离开关机构。热隔离开关机构就位成预备构型，其中，过电压箝位元件与第二模块电端子电连接。热隔离开关机构能够重新就位成使过电压箝位元件与第二模块电端子电分离。热隔离开关机构包括：电连接到过电压箝位元件的电极；分离弹簧，该分离弹簧在预备构型中弹性偏置和电连接到电极；焊合物，该焊合物在预备构型中将分离弹簧固定成与电极电连接；和散热构件，该散热构件热地插入电极和焊合物之间，散热构件具有热容量。焊合物可以响应于过电压箝位元件的过热而熔化。分离弹簧构造成在焊合物熔化时，使过电压箝位元件与第二模块电端子电分离。散热构件的热容量缓冲和消散来自于过电压箝位元件的热量，以防止焊合物响应于至少一些通过SPD模块的浪涌电流而熔化。

在一些实施例中，散热构件的热容量在约0.2J/K至约2.0J/K的范围内。

在一些实施例中，散热构件的热容量至少是电极的热容量的约0.15倍。在一些实施例中，过电压箝位元件是变阻器。

根据一些实施例，散热构件贴附到电极，焊合物直接接合散热构件。在一些实施例中，散热构件通过铆钉贴附到电极。

根据一些实施例，电极包括接合过电压箝位元件的基部部分，和将基部部分连接到散热构件的整体式直立终端突片。

根据一些实施例，SPD模块包括支承框架，支承框架包括整体式支承结构，该整体式支承结构构造成抵抗散热构件相对于分离弹簧的位移。