專利名稱：防老化避雷器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型避雷器涉及防雷技術(shù)和自動(dòng)控制技術(shù)。
現(xiàn)代技術(shù)的主要特征是電子技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)被廣泛地應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，而電子技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)最主要的器件是晶體管和集成電路(以下簡(jiǎn)稱晶體電路)，這些晶體電路共同的弱點(diǎn)是耐受沖擊過(guò)電壓、過(guò)電流的能力弱，在一定過(guò)電壓、過(guò)電流的沖擊下，往往只有微秒甚至更短的時(shí)間就損壞。其中雷電沖擊對(duì)這些晶體電路的損壞最嚴(yán)重，雷電沖擊波往往是通過(guò)電源線進(jìn)入晶體電路的，所以要保證電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制系統(tǒng)、電視及其它電器的安全運(yùn)行，必須在相應(yīng)的電源線路上安裝避雷器。
目前國(guó)內(nèi)外較好的電源避雷器幾乎都是采用氧化鋅材料做成。發(fā)明人獲得的實(shí)用新型專利CN92240760.6是對(duì)現(xiàn)有避雷器進(jìn)行改進(jìn)的一種氧化鋅避雷器，

圖1是CN92240760.6實(shí)用新型專利的避雷器結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，避雷器由氧化鋅壓敏電阻片(以下簡(jiǎn)稱閥片)Zn1、Zn2和電感線圈L組成，其優(yōu)點(diǎn)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(xiàn)有的各種氧化鋅材料制造的電源避雷器均存在共同的致命弱點(diǎn)，就是當(dāng)閥片衰老后無(wú)法準(zhǔn)確地發(fā)出顯示信號(hào)。因?yàn)殚y片接在電源上，必然會(huì)遇到雷電過(guò)電壓或操作過(guò)電壓的沖擊，經(jīng)過(guò)若干次沖擊后，閥片性能變壞，開始時(shí)漏電流增大，溫度升高，而溫度升高又促使漏電流進(jìn)一步增大，形成惡性循環(huán)，最后閥片爆炸。閥片爆炸時(shí)，可能會(huì)發(fā)出巨響和火花，使電源短路，影響生產(chǎn)正常進(jìn)行，如果爆炸發(fā)生在易燃易爆場(chǎng)所則會(huì)引起更大的危險(xiǎn)；也可能閥片在沒有雷電的情況下無(wú)聲地?cái)嗔?，使避雷器完全失效，但又沒有準(zhǔn)確的、可靠的顯示，工作人員不知道應(yīng)該更換閥片，致使到下一次雷電襲擊時(shí)，設(shè)備被損壞。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種防老化的避雷器，對(duì)現(xiàn)有的避雷器進(jìn)行改進(jìn)，使避雷器的閥片在老化發(fā)熱而又未到爆炸斷裂之前，自動(dòng)發(fā)出聲、光警報(bào)訊號(hào)，并且將閥片從電源上解裂，避免溫度繼續(xù)上升以至爆炸。這種聲、光警報(bào)訊號(hào)和將閥片從電源上解裂，一直延續(xù)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(shí)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(gòu)成，在閥片電路的閥片上粘貼熱敏元件，熱敏元件根據(jù)閥片的溫度控制指令電路的熱敏開關(guān)，通過(guò)控制線圈向聲光顯示電路發(fā)出聲光指令和向閥片電路發(fā)出解裂指令。
構(gòu)成本實(shí)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(hào)裝置等，均可以是市售的元件。其中熱敏元件的溫度范圍選擇在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(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型利用閥片電路的兩片閥片和一個(gè)電感線圈三個(gè)元件對(duì)雷電波電壓進(jìn)行三級(jí)削減，其避雷效果優(yōu)于現(xiàn)有的避雷器；2、本實(shí)用新型避雷器在閥片老化后能自動(dòng)發(fā)出聲、光警報(bào)信號(hào)，指示工作人員及時(shí)更換；并且在未更換閥片之前警報(bào)信號(hào)不會(huì)中斷，直至閥片被更換；3、本實(shí)用新型避雷器在老化時(shí)即把閥片從電源上解裂，避免閥片繼續(xù)變壞以至爆炸，而解裂閥片后供電不停止，因而不影響生產(chǎn)進(jìn)行。
圖2是本實(shí)用新型的單相型防老化避雷器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型的三相型防老化避雷器的結(jié)構(gòu)示意圖。
下面通過(guò)實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)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(gòu)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(guān)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并與接觸器的開關(guān)主觸頭KM1、KM2串聯(lián)。
指令電路G由控制線圈KM、自動(dòng)復(fù)位開關(guān)按扭Q、開關(guān)觸頭KM3、熱敏開關(guān)KH1-1、KH2-1組成。自動(dòng)復(fù)位開關(guān)按扭Q與開關(guān)觸頭KM3并聯(lián)后再依次與控制線圈KM、熱敏開關(guān)KH1-1、KH2-1串聯(lián)。
聲光顯示電路F由開關(guān)觸頭KM4、KM5、綠燈M1、紅燈M2、陶磁喇叭T組成。綠燈M1與開關(guān)觸頭KM4串聯(lián)；開關(guān)觸頭KM5與紅燈M2和陶磁喇叭T的并聯(lián)電路串聯(lián)；這兩個(gè)串聯(lián)電路再并聯(lián)。
接觸器是一種電磁開關(guān)，它由接受控制電流的控制線圈KM和被控制的開關(guān)觸頭KM1、KM2、KM3、KM4、KM5組成，其中KM1、KM2將會(huì)通過(guò)雷電的大電流，稱為開關(guān)主觸頭；其它開關(guān)觸頭是作為控制電流和報(bào)警的信號(hào)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(guò)控制線圈KM時(shí)處于斷路狀態(tài)，當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)處于接通狀態(tài)，又稱為常開觸頭；而KM5在沒有電流通過(guò)時(shí)控制線圈KM時(shí)處于接通狀態(tài)，當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)處于斷路狀態(tài)，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后，用手按自動(dòng)復(fù)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(bào)警器T無(wú)聲，表示正常。當(dāng)雷電波從A端進(jìn)入電感線圈L線圈對(duì)尖銳的雷電波的傳輸起阻擋和延時(shí)作用，Zn1在雷電波高電壓的作用下，約50ns后進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，把大部分雷電流引入大地，剩下殘余的雷電流經(jīng)過(guò)E端，使Zn2閥片接通，把殘余的雷電流進(jìn)一步引入地，雷電流經(jīng)過(guò)Zn1、L、Zn2三級(jí)削弱，從幾萬(wàn)伏乃至十幾萬(wàn)伏下降到1千伏以下，這對(duì)閥片Zn1、Zn2的溫度比環(huán)境溫度只升高幾攝氏度，熱敏開關(guān)KH1-1、KH2-1保持導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)閥片Zn1、Zn2經(jīng)多次雷電沖擊或其它原因性能老化時(shí)，其特征表現(xiàn)在漏電流從幾微安培增加到幾百微安培或更大，當(dāng)閥片溫度升高到設(shè)定值如55℃以上時(shí)，KH1、KH2受熱，令KH1-1、KH2-1斷開，這時(shí)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(fā)生短路，這時(shí)綠燈M1熄滅，紅燈M2亮，T發(fā)出聲音報(bào)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(huì)重新自動(dòng)接上電源，這功能由KM3與Q組成自鎖完成。由于電路只將閥片撤除，而不影響主電路供電，因而不會(huì)影響生產(chǎn)正常進(jìn)行。
實(shí)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(jié)構(gòu)類似于三個(gè)單相型防老化避雷器的機(jī)械組合。
閥片電路Z′的結(jié)構(gòu)是在三相交流電源的三條相線A、B、C分別串聯(lián)上電感線圈L1、L2、L3，在A、B、C相線上L1、L2、L3的左側(cè)與地線之間分別并聯(lián)由閥片ZnA1、ZnA2、ZnA3與接觸器的控制線圈KMA的主觸頭KMA1、KMA2、KMA3對(duì)應(yīng)串聯(lián)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(cè)與地線之間分別并聯(lián)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(duì)應(yīng)串聯(lián)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(guān)KH1-1、KH1-2、KH1-3、2KH1-1、2KH1-2、2KH1-3，熱敏開關(guān)在常溫下處于導(dǎo)通狀態(tài)，當(dāng)閥片溫度高于設(shè)定值如55℃時(shí)，熱敏開關(guān)斷開。
指令電路G′由兩個(gè)電路串聯(lián)組成，一個(gè)是輔助觸頭KMA4與KMB4串聯(lián)后再與自動(dòng)復(fù)位開關(guān)按扭Q并聯(lián)組成的電路，稱為自鎖電路；另一個(gè)是接觸器的控制線圈KMA和熱敏開關(guān)KH1-1、 KH1-2、KH1-3組成的串聯(lián)支路與接觸器的控制線圈KMB和熱敏開關(guān)2KH1-1、2KH1-2、2KH1-3組成的串聯(lián)支路相并聯(lián)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(bào)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(lián)組成，事故報(bào)警電路由常閉觸頭KMA6與紅色指示燈LMA2和陶磁喇叭T并聯(lián)后的電路進(jìn)行串聯(lián)組成。
三相型防老化避雷器的工作原理如下當(dāng)避雷器接通電源后，按下自動(dòng)復(fù)位開關(guān)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(dǎo)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(wú)聲，工作正常。
當(dāng)六個(gè)閥片中任何一個(gè)老化發(fā)熱使溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，粘在閥片上的熱敏元件溫度也隨之升高，令熱敏開關(guān)KH1-1、KH1-2、KH1-3和2KH1-1、2KH1-2、2KH1-3中相應(yīng)的一個(gè)斷開，使接觸器的控制線圈KMA、KMB斷電，開關(guān)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(fā)出警報(bào)，由于Q與KMA4、KMB4聯(lián)鎖，故警報(bào)訊號(hào)會(huì)延續(xù)到更換了閥片為止。
權(quán)利要求1.一種防老化避雷器，其特征在于由閥片電路、指令電路和聲光顯示電路構(gòu)成，在閥片電路的閥片上粘貼熱敏元件，熱敏元件根據(jù)閥片的溫度控制指令電路的熱敏開關(guān)，通過(guò)控制線圈向聲光顯示電路發(fā)出聲光指令和向閥片電路發(fā)出解裂指令。
2.按照權(quán)利要求1的防老化避雷器，其特征在于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)并與開關(guān)主觸頭(KM1、KM2)串聯(lián)；指令電路(G)的自動(dòng)復(fù)位開關(guān)按扭(Q)與開關(guān)觸頭(KM3)并聯(lián)后再依次與控制線圈(KM)、熱敏開關(guān)(KH1-1、KH2-1)串聯(lián)；聲光顯示電路(F)的綠燈(M1)與開關(guān)觸頭(KM4)串聯(lián)，開關(guān)觸頭(KM5)與紅燈(M2)和陶磁喇叭(T)的并聯(lián)電路串聯(lián)，這兩個(gè)串聯(lián)電路再并聯(lián)。
3.按照權(quán)利要求1的防老化避雷器，其特征在于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(lián)上電感線圈(L1、L2、L3)，在(A、B、C)相線上(L1、L2、L3)的左側(cè)與地線之間分別并聯(lián)由閥片(ZnA1、ZnA2、ZnA3)與開關(guān)主觸頭(KMA1、KMA2、KMA3)對(duì)應(yīng)串聯(lián)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(cè)與地線之間分別并聯(lián)另一組閥片(ZnB1、ZnB2、ZnB3)與開關(guān)主觸頭(KMB1、KMB2、KMB3)對(duì)應(yīng)串聯(lián)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(guān)(KH1-1、KH1-2、KH1-3、2KH1-1、2KH1-2、2KH1-3)；指令電路(G′)由兩個(gè)電路串聯(lián)組成，一個(gè)是輔助觸頭(KMA4)與(KMB4)串聯(lián)后再與自動(dòng)復(fù)位開關(guān)按扭(Q)并聯(lián)組成的自鎖電路；另一個(gè)是接觸器的控制線圈(KMA)和熱敏開關(guān)(KH1-1、KH1-2、KH1-3)組成的串聯(lián)支路與接觸器的控制線圈(KMB)和熱敏開關(guān)(2KH1-1、2KH1-2、2KH1-3)組成的串聯(lián)支路相并聯(lián)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(bào)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(bào)警電路由常閉觸頭(KMA6)與紅色指示燈(LMA2)和陶磁喇叭(T)并聯(lián)后的電路進(jìn)行串聯(lián)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(gòu)成,在閥片電路的閥片上粘貼熱敏元件,熱敏元件根據(jù)閥片的溫度控制指令電路的熱敏開關(guān),通過(guò)控制線圈向聲光顯示電路發(fā)出聲光指令和向閥片電路發(fā)出解裂指令;避雷器在閥片老化后能自動(dòng)發(fā)出聲、光警報(bào)信號(hào),指示工作人員及時(shí)更換閥片;同時(shí)在老化時(shí)即把閥片從電源上解裂,避免閥片繼續(xù)變壞以至爆炸,而解裂閥片后供電不停止,因而不影響生產(chǎn)進(jìn)行。
文檔編號(hào)H02H9/04GK2315695SQ9724562
公開日1999年4月21日 申請(qǐng)日期1997年9月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月19日
發(fā)明者蘇邦禮 申請(qǐng)人:蘇邦禮