[发明专利]电路保护装置

说明书

技术领域

本发明总的涉及电路保护装置，更具体地说，涉及一种元件，其抑制瞬时电流/电压突波。

背景技术

许多现今的高敏感电子元件，如被使用在商用与住宅应用的计算机与计算机相关的设备，其含有电压突波抑制元件(TVSS)。这些元件保护敏感及/或昂贵的电子电路与元件，使其免于过量电压故障状况所造成的损害。这种瞬时电压突波抑制系统通常是针对在正常使用中可预期的温和故障而设计。在这方面，这些系统旨在抑制相对较小的故障情况，而非防止重大的过量电压情况。重大的过量电压情况的例子包括那些失去该系统的中性或接地端子，或由雷击造成的重复电流脉冲所造成的情况。这些重大的过量电压情况对敏感的电子电路和元件将有灾难性的影响。为了防止这样的故障情况下到达并损坏电子电路、元件及设备，已知可以利用较大的电压突波抑制装置。这些设备通常被部署在建筑物的引入电力服务电源线或在建筑物内的电力配电网中，以控制发生在进入建筑物，或到建筑物的特定楼层的电力线上的突波。这样的电压突波抑制元件通常包括多个金属氧化物压敏电阻(MOV)，其并联在一服务电源线和一接地线或一中性线之间，或在一中性线和一接地线之间。

MOV是非线性的电子元件，其由含有氧化锌颗粒和复合非晶系的内粒状物质的类陶瓷材料所制成。在宽的电流范围，电压维持在一个窄带通常称为压敏电阻电压。在以伏特为单位的瞬时电压与以安培为单位的瞬时电流的对数-对数(log-log)图中，产生一个接近水平的线。正是这种独特的电流-电压特性，使得MOV是用于保护电压敏感电路，防止电力突波、过量电压、故障或短路的理想元件。

当暴露于电压超过其电压值，MOV成为高导电性的元件，其可吸收并耗散相关于过量电压的能量，并同时限制电流倾到至中性线或接地平面。如果没有中断过量压情况，MOV将继续过热并且最终将导致灾难性的故障，即破裂或爆炸。这种灾难性的失败可能会破坏在MOV附近的敏感的电子设备与元件。在配电系统中的电气设备或元件的破坏可能会长时间地中断建筑物或楼层的，直至该元件被更换或修理。此外，在突波抑制系统中MOV的故障可使其故障情况到达敏感电子设备系统所设计保护的条件。

在Martenson等人所申请，专利号为6,040,971的美国专利，题目为电路保护装置(CIRCUIT PROTECTION DEVICE)中，公开了一种电压抑制装置，其用于保护在一突波抑制系统中的金属氧化物压敏电阻阵列。该元件可被操作卸下以脱机一整个MOV阵列，当遇到一电压突波达到某一位准时，阵列中一个或多个MOV可能会有灾难性故障的事件时。在公开的元件和系统中，设计一个触发MOV，其比任何阵列中的任一MOV有较低的标称电压。因此，整个阵将列卸下而脱机，当遇到一突波情怳超出时该触发MOV的电压额定值的事件时。但是在某些情况下，希望可以保持MOV阵列的有效性，且仅卸下以脱机那些感测到一电压突波且超过其电压额定值的特定MOV。

在Mosesian等人所申请，专利号为6,256,183的美国专利中，公开一电路保护装置，当该元件内的一MOV感应一电压突波超过该MOV的标称电压时，该元件做卸下脱机的动作。上述的两个电路保护装置被设计连接在一个电力服务线与一接地线或中性线之间，或在一中性线与一接地线之间。

本发明提供了一种电路保护装置与一结合在一管状套管内的瞬时电压突波抑制系统，其用以保护一电力系统，使其免于由于过度的过量电压情况，或沿着电力线路的重复性故障情况所造成的灾难性故障。

发明内容