[发明专利]过电压保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电路保护装置，更具体地，涉及一种过电压保护装置。

背景技术

随着国家标准GB18802.1-2002、GB50057、GA173等一系列标准的颁布和实施推广，各地防雷法规的日益完善，过电压保护装置，又称作浪涌保护器(SPD)的应用越来越普及。过电压保护装置可以对电路中的负载起到保护作用，使其能够经受瞬间过电压或者雷电流的冲击。更具体地讲，过电压保护装置一般与负载并联，并安装在负载上游，当电路正常运行时，过电压保护装置呈高阻态，其并不影响负载的正常工作；当电路出现瞬时过电压或雷电流冲击时，过电压保护装置将呈现非常低的阻态，瞬间导通，分流入地，从而保证下游并联负载两端的残余电压水平在负载能够承受的一定安全范围内。

过电压保护装置的核心功能元件为金属氧化物变阻器(MOV)。MOV可以是例如氧化锌(ZnO)压敏电阻，它在电路的正常工作电压下呈现高阻态，而在瞬间过电压例如雷击时呈现瞬时低阻态，从而实现SPD的高电压下具有瞬时低阻态而低电压下保持高阻态的功能。

SPD具有与MOV相连的静电极以及与静电极相连的动电极。动电极通常通过低温焊料与静电极焊接在一起。在经受过电压或雷电流冲击时，要求动电极与静电极的焊接部具有良好的耐受性，即该焊接部须保持良好的超低电阻特性，从而使得高电流能够通过SPD导入大地，从而可靠地保护并联的下级负载。另一方面，随着时间推移或经受多次冲击后，MOV不可避免地会老化，MOV的泄漏电流会逐渐增大，从而使得MOV本体温度会逐渐升高，MOV通过将自身产生的热量传导给焊料并将其熔化，从而在SPD的弹簧的作用力下SPD的切断器将动静电极分离，并通知用户更换新的SPD模块。

MOV多为片状形状，具有两个相对的面积相对较大的主体面以及四个面积相对较小的侧面。如上面提及的，MOV由于老化会在内部产生泄漏电流，因此，即使正常工作时，MOV也会产生一定的热量，而MOV的热量主要从主体面上散发出来。传统地，静电极贴附在MOV主体面上。这样的设计至少存在以下缺点：正常使用期间，由于静电极距离MOV主体面较近，MOV的主体面上产生的热量会比较容易地传导或者辐射到静电极上，进而传导到静电极与动电极之间的低温焊料上，从而影响焊料的连接强度。另一方面，在SPD经受过电压或雷电流冲击时，MOV瞬时发热效应的热冲击使得MOV主体面产生的热量可能不适当地将焊料熔化，从而SPD的耐受冲击能力尚未低于名义能力而无需退出电路时，脱扣器就由于动静电极之间的分离而脱扣，进而指示用户更换SPD。该误动作降低了SPD的使用寿命，进而增大了成本。

另一方面，传统地，动电极和静电极通过面对面的形式进行焊接连接。应当注意到，由于需要经受瞬间高电压/电流的原因，动静电极的焊接对焊料用量控制和焊接质量的要求非常之高。而面对面焊接不仅焊接不便，并且容易造成气孔和虚焊。气孔和/或虚焊会增加焊接部电动力和电弧的风险，进而会造成上面提及的影响SPD的可靠性、安全性以及使用寿命等缺点。

再者，在MOV达到使用寿命后，必须保证切断器有效地切断动电极和静电极之间的连接，同时还必须保证动电极和静电极断开之后具有足够的爬电距离。设计出一种结构简单、性能可靠的能满足上述要求的SPD装置将是非常期望的。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够克服现有技术的SPD的上述缺点的高性能的SPD。