[发明专利]温度保险丝及防雷元件

说明书

本发明涉及保险丝技术领域，提供一种温度保险丝及防雷元件，温度保险丝包括壳体、第一电极件以及第二电极件。第一电极件和第二电极件间隔地由壳体的同一端部插设入壳体内。第一电极件具有弹性，第一电极件受压朝向第二电极件弯曲且抵接于其上，二者的抵接处通过合金焊锡焊接连接，壳体内具有容置空间，第一电极件在合金焊锡熔化后回弹至初始位置且与第二电极件之间形成断面距离L。由于第一电极件与第二电极件的抵接处仅用少量合金焊锡焊接，不易出现熔融锡液飞溅的现象。第一电极件具有弹性，在焊锡熔化后沿背离第二电极件的方向迅速回弹，大大缩短二者的分断时间，从而降低拉弧能量。断面间距L可预先设定以保障了断面的电气绝缘强度。

技术领域

本发明涉及保险丝技术领域，尤其提供一种温度保险丝以及具有该温度保险丝的防雷元件。

背景技术

温度保险丝是一种应用相当广泛的过热保护元件，常用于带有加热功能或者高温热源的电器当中作为最后一道温度保护防线，在电子温控系统失效导致高温部件温度失控时及时切断电器的供电，防止火灾情况的发生。常见的温度保险丝包括有机物型温度保险丝与易熔合金型温度保险丝，其中易熔合金型温度保险丝又可分为轴向管状温度保险丝和径向方块温度保险丝。易熔合金型温度保险丝在合金锡条熔化之后依赖锡液的毛细作用使锡条收缩为两个圆形锡球而达到电气分断作用，由于其雷击通流能力较强，被普遍应用在防雷元件中作为压敏元件的过热防护装置，尤其是体积较小的径向方块温度保险丝普遍被应用在小尺寸的压敏电阻中。

近几年因防雷元件或者防雷模块的失效而引发的不安全起火现象受到业内用户的普遍重视，防雷产品的行业标准也对防雷产品的失效安全性提出了更明确的要求，如“异常过电压热稳定测试”就是测试防雷元件在承受工频过电压过能量冲击下其失效模式是否满足安全要求(如要求被测对象不能产生火焰喷射、金属熔化、燃烧微粒、结构破裂等不安全现象)。为了满足行业标准对压敏元件的安全失效要求，业内厂家设计了各种过热保护装置，对于较小尺寸(如直径在25mm以下)的压敏电阻产品，受到元件尺寸的限制，大多采用了易熔合金熔化分断的热保护方式，易熔合金熔化分断的热保护原理与易熔合金型温度保险丝相同。即将温度保险丝焊接在压敏电阻银面上，目的是在压敏电阻失效后阀片温度过高时切断压敏电阻与电网的通路，避免压敏电阻持续发热产生高温而点燃压敏电阻外层包封的环氧树脂材料。压敏电阻的失效分为两种情形，一种是长期服役后的缓慢失效，另一种是突发性的暂态过电压冲击失效。其中，暂态过电压冲击失效是由于暂态过电压的电压幅度高、电流幅度大、发热功率高，即使是几秒钟的时间也足可使温度急剧上升到阀片材料的融化温度而使压敏阀片烧穿短路，而热量从压敏阀片传递到保险丝内部的易熔合金体需要一定的时间，保险丝易熔合金体的温度变化滞后于压敏阀片的温度变化，在大多数工频过电压冲击情况下，压敏阀片已经因高温而烧穿短路了，温度保险丝还没有达到熔断温度，等到保险丝熔断之时压敏阀片的最高温度已经远高于保险丝的熔断温度，因此在保险丝分断之后，阀片储存的热量还会继续往保险丝内部传导，最终可能导致保险丝内部的最大温度超过其极限耐受温度，容易使保险丝内部的松香助熔剂气化膨胀而发生壳体密封破裂与高温气体喷射等不安全情形，同时锡液受到气体震荡而飞溅，可能重新连通已经分断的锡条。

作为防雷元件热保护用的温度保险丝，受限于压敏元件的尺寸多采用小型化的方块型易熔合金温度保险丝，为了达到与压敏阀片相称的雷击通流水平(对应于Φ20mm的压敏电阻其最大雷击通流水平为10KA@8/20μS波形)，保险丝合金锡条的直径都做得比较粗大，合金锡条被密封在狭小的保险丝内腔里面，当锡条受热熔化的时候，内腔没有足够的空间容纳收缩的锡球与熔化的锡液，断开的锡条之间的断面间距有时只有1～2mm，断面的绝缘抗电强度应付三、五百伏的电网工频电压还行，但是面对几千伏的雷击高压，这么小的断面极易产生跳火并伴随强烈的空气暴震，不仅使温度保险丝的壳体被炸裂，就连压敏阀片也会被炸碎。可见，将传统的小型易熔合金温度保险丝应用到压敏电阻的热保护上，存在着分断时间过长、拉弧能量过高、断面抗电强度不足的明显缺陷。

发明内容