[实用新型]一种小型机械脱扣式热保护压敏电阻

说明书

本实用新型涉及压敏电阻技术领域，提供一种小型机械脱扣式热保护压敏电阻，包括底座、顶盖、压敏阀片组件及可动电极，底座正面具有第一容纳腔，顶盖盖设于第一容纳腔上，底座背面设有第二容纳腔，压敏阀片组件包括设于第二容纳腔内的压敏阀片以及分别夹持于压敏阀片正面与背面且伸出第二容纳腔外第一、第二电极，第一容纳腔内设有可供第一电极部分裸露的窗口，可动电极具有弹性，可动电极的内端伸入第一容纳腔内且弯折后置于窗口处与第一电极裸露的部分焊接固定，可动电极的外端伸出第一容纳腔外。本实用新型解决现有技术中机械脱扣式热保护装置体积大、结构复杂、应用场合受限的技术问题。

技术领域

本实用新型涉及压敏电阻技术领域，尤其提供一种小型机械脱扣式热保护压敏电阻。

背景技术

压敏电阻作为最常用的防雷元件，被广泛地应用在各种设备的电源端口，用于吸收从供电线缆侵入到设备端口的雷击浪涌电压，为设备提供雷击保护。受自身热容量的限制，压敏电阻只能吸收一定能量的瞬态雷击过压或者暂态工频过压，而不能耐受长时间的连续过压，否则其吸收的能量过大将导致压敏电阻阀片因高温而短路失效，严重的将点燃其外层包封的环氧树脂绝缘层，产生火焰甚至爆燃。压敏电阻在其服役早期受到外部过能量冲击(如TOV暂态过电压冲击)会产生早期短路失效，在其服役后期，受到长期的电网电压应力作用，压敏电阻也会逐步劣化而短路失效，具体表现为压敏电压下降缓慢，漏电流逐渐爬升，压敏阀片温度单向升高，最终达到压敏阀片的烧穿温度而产生短路燃烧。可见压敏电阻不管是其早期失效还是后期失效，它都以高温冒烟甚至爆燃的剧烈形式表现出来，其失效所产生的高温高热甚至火焰都严重威胁到设备的整体安全。因此各种安规标准针对压敏电阻的失效安全性提出了严格要求，如UL1449_3rd，IEC61643-2012等，均有相应的测试项目来测试压敏电阻在连续工频过电压作用下的失效安全性。

为了满足安全标准对压敏电阻失效安全性的要求，业内厂商推出了各种压敏电阻热保护设计，以防范压敏电阻的各种不安全失效现象。主流的热保护设计有两种，一种是针对大尺寸压敏阀片(如34mm方片型阀片)的机械脱扣式热保护装置，另一种是针对小尺寸压敏阀片(如14-25mm圆片型阀片)的低温合金热收缩分断型热保护装置。

现有的机械脱扣式热保护装置一般包含采用低温焊锡焊接的可动电极片以及弹簧拉脱机构。为了解决弹簧拉脱机构的支撑固定以及可动电极片的移动空间问题，整个脱扣机构需要借助设计复杂的外部壳体进行固定与安装，因此结构复杂、体积庞大，而且安装难、成本高，仅适合于大尺寸的压敏电阻防雷模块应用(如标准的工业级34mm导轨式SPD防雷模块)。

低温合金热收缩分断型热保护装置不存在上述机械脱扣式装置那样复杂的弹簧拉脱机构及可动电极片，因此体积可以做得很小，物料及工艺成本都比较低，适合于直径为14-20-25mm的圆片型压敏电阻，但是这种脱扣设计却存在以下几个固有的缺陷：

一、温度保险丝热脱扣所依赖的条状低温合金体被密封在狭小的空间中，即使锡条全部熔化了，由于锡液表面张力较弱，依赖毛细作用分断锡液而形成的锡球断面间距也不大，有时锡球在重力的作用下随机滚动一下，断面又被重新粘连起来，因此分断脱扣的可靠性不高；

二、依赖锡液毛细作用的分断速度较慢，在分断过程总是伴随着较大能量的空气拉弧，电弧能量使断面周围的空气被快速加热而形成空气冲击波(体现为分断爆响)，使熔化的锡液向随机方向飞溅，溅落的锡珠可能重新桥接并连通本已分断的锡球，或者溅落在断面中间，严重削弱断面的绝缘耐压强度，如果热脱扣之后有后续雷击过电压冲击，在断面之处将发生剧烈的空气闪络以及强烈暴震，使压敏电阻阀体被炸裂，飞溅的阀片碎片可能使周边元件与电路板发生短路，引发新的火灾安全隐患；

三、将条状低温合金体焊接在热容量很大的压敏阀片表面还不可避免地存在一定程度的“焊接热损伤”(指圆柱形低温合金体的直径因吸收过高的焊接热量而收缩变小的现象)，使加工后的温度保险丝的雷击通流水平发生很大的离散性，较大地影响整个热保护压敏电阻的核心电性能指标的一致性与稳定性。