一种浪涌保护装置和浪涌保护器

摘要

本实用新型涉及防雷领域，提供了一种浪涌保护装置，包括：开关控制模块(102)、第一防雷元件(103)和第二防雷元件(104)，所述开关控制模块(102)，连接第一线路(101)和所述第一防雷元件(103)，用于根据所述第一防雷元件(103)的漏电流控制所述第一防雷元件(103)从所述第一线路(101)断开，并且，控制所述第二防雷元件(104)接入所述第一线路(101)；所述第一防雷元件(103)和所述第二防雷元件(104)分别与接地线(106)连接，用于泄放所述第一线路(101)中的浪涌电流。该浪涌保护装置能够延长SPD防雷作用的时间从而提高SPD防雷的可靠性。

说明书

技术领域

本实用新型涉及防雷领域，尤其涉及一种浪涌保护装置和浪涌保护器。

背景技术

众所周知，雷电灾害是最严重的自然灾害之一，全球每年因雷电灾害造成的人员伤亡、财产损失不计其数。例如，雷电过电压和雷击电磁脉冲会造成电力系统以及电子设备等的严重损坏。因此，安装浪涌保护器(Surge Protection Device,SPD)以抑制线路上的浪涌和瞬时过电压以及泄放线路上的过电流尤为重要。

SPD在工作过程中由于雷击电涌冲击会使得漏电流不断增大、温度不断升高而发生劣化，此时，内部脱离机构便会使SPD脱扣，以使得SPD从线路中脱离，以避免后续可能发生的起火自燃事故。但是，当SPD从线路中脱离后，被保护设备便失去了防雷保护，使得其暴露在雷击风险之中，直到维护人员更换新的SPD才可以使其重新获得防雷保护。因此，如何延长SPD防雷作用的时间以提高SPD防雷的可靠性是当前亟需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种浪涌保护装置和浪涌保护器，该浪涌保护装置能够延长SPD防雷作用的时间以提高SPD防雷的可靠性。

第一方面，提供了一种浪涌保护装置，包括：开关控制模块、第一防雷元件和第二防雷元件，所述开关控制模块，连接第一线路和所述第一防雷元件，用于根据所述第一防雷元件(103)的漏电流控制所述第一防雷元件从所述第一线路断开，并且，控制所述第二防雷元件接入所述第一线路；所述第一防雷元件和所述第二防雷元件分别与接地线(106)连接，用于泄放所述第一线路中的浪涌电流。

本实用新型提供的浪涌保护装置是浪涌保护器(SPD)的核心部分，它是一种能够为各种电力电子设备提供雷电安全防护的装置。例如，当第一线路因雷击而产生浪涌电流时，该浪涌电流顺着第一线路先经过开关控制模块再经过第一防雷元件最后流向大地(即沿着接地线流向大地)，从而避免了被保护设备遭受雷击的破坏。由于第一防雷元件在经过雷击电涌或者长期使用后，可能发生劣化，因此，开关控制模块需要时刻检测该第一防雷元件的防雷有效性。当开关控制模块检测到第一防雷元件的漏电流为零或者超过预设阈值时，可以确定该第一防雷元件失效或者劣化，并控制该第一防雷元件从第一线路中断开，同时控制第二防雷元件接入第一线路，以使得被保护设备的防雷保护始终持续不间断。上述第一防雷元件从第一线路中断开，以及第二防雷元件接入第一线路的这一过程均由开关控制模块自动切换，全程无需人工参与。由此可见，本实用新型提供的浪涌保护装置能够将失效或者劣化的防雷元件自动切换为新的防雷元件，以使得被保护设备始终处于防雷保护中，从而延长了SPD防雷作用的时间同时提高了SPD防雷的可靠性。

可选地，所述开关控制模块包括检测控制单元和开关单元，所述检测控制单元，套接在接地线上，用于检测所述第一防雷元件的漏电流以及向所述开关单元发送切换信号；所述开关单元，连接所述第一防雷元件的相线端，用于根据所述检测控制单元发送的所述切换信号将自身与所述第一防雷元件的连接切换到所述第二防雷元件；所述开关控制模块具体用于：当所述检测控制单元检测到所述第一防雷元件的漏电流为零时，或者，当所述检测控制单元检测到所述第一防雷元件的漏电流超过预设阈值时，向所述开关单元发送所述切换信号；当所述开关单元接收到所述切换信号之后，所述开关单元将断开自身与所述第一防雷元件的连接并切换到自身与所述第二防雷元件的连接。

可选地，所述检测控制单元包括感应线圈，所述感应线圈，套接在接地线上，用于检测所述第一防雷元件的漏电流。

可选地，所述检测控制单元还包括微型控制器，所述微型控制器用于对所述感应线圈检测到的所述第一防雷元件的漏电流进行分析，其中，当所述微型控制器判断所述漏电流为零或者所述漏电流超过预设阈值时，所述微型控制器向所述开关单元发送所述切换信号。

可选地，所述开关单元包括切换开关，其中，所述切换开关，连接所述第一防雷元件的相线端，用于根据所述检测控制单元发送的所述切换信号将自身与所述第一防雷元件的连接断开并切换到自身与所述第二防雷元件的连接。

可选地，所述第一防雷元件和所述第二防雷元件是相同类型的防雷元件。

可选地，所述第一防雷元件包括压敏电阻，所述压敏电阻，连接所述开关控制模块和接地线，用于泄放所述第一线路的浪涌电流。

可选地，所述第二防雷元件包括压敏电阻，所述压敏电阻，连接所述开关控制模块和接地线，用于泄放所述第一线路的浪涌电流。

第二方面，提供了一种浪涌保护器，应用于包括第一方面中任一项所述的浪涌保护装置。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中浪涌保护器的应用场景；

图2为本实用新型实施例中浪涌保护装置的功能模块示意图；

图3为本实用新型实施例中浪涌保护装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中浪涌保护装置的又一结构示意图；

图5为本实用新型实施例中一种浪涌保护器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。应理解，本实用新型的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而并不作为对本实用新型的限定。此外，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构，特此说明，本实用新型的所有附图中两条交叉线上有实心黑点表示交叉相连，而两条交叉线上无实心黑点则表示交叉不相连。

应当理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

另外，在本实用新型说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本实用新型的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。因此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

众所周知，浪涌(surge)，又称电涌，是指瞬间出现超出稳定值的峰值，包括浪涌电压和浪涌电流。浪涌保护器(Surge Protective Device，SPD)是一种能为各种电力电子设备提供浪涌安全防护的设备，主要作用是限制过电压和泄放浪涌电流。通常情况下，浪涌保护器是与被保护设备并联，如图1所示，SPD一端连接线路L而另一端接地。当线路L因外部干扰(比如，雷击)而产生浪涌电流和过电压时，SPD可以起到分流和限压的作用，从而避免了被保护设备遭受雷击的破坏，从而确保了被保护设备工作的安全性。

而现有的SPD防雷可靠性较低，比如，当SPD发生劣化时，内部脱离机构便会脱扣，使SPD从线路中脱离，以避免进一步可能发生的起火自燃事故。但是，当SPD从线路中脱离后，电力电子设备便失去了防雷保护，以使得电力电子设备暴露在雷击风险之中，直到维护人员更换新的SPD才可以使其重新获得防雷保护。因此，如何延长SPD防雷作用的时间以提高SPD防雷的可靠性是当前亟需解决的问题。

图2是本实用新型实施例提供的一种浪涌保护装置的功能模块示意图，该浪涌保护装置100包括：

开关控制模块102、第一防雷元件103和第二防雷元件104，开关控制模块102，连接第一线路101和第一防雷元件103，用于根据第一防雷元件103的漏电流控制第一防雷元件103从第一线路101断开，并且，控制第二防雷元件104接入第一线路101；第一防雷元件103和第二防雷元件104分别与所述接地线106连接，用于泄放所述第一线路101中的浪涌电流。

作为一种示例，当第一线路101因外界干扰(比如，雷击或者电源切换)而产生浪涌电流时，该浪涌电流顺着第一线路101先经过开关控制模块102再经过第一防雷元件103(即当前接入第一线路101中的防雷元件)最后流向大地(即沿着接地线106流向大地))，从而避免了被保护设备遭受浪涌的破坏。由于第一防雷元件103在经过雷击破坏或者长期使用后，容易发生劣化，因此，开关控制模块102需要时刻检测该第一防雷元件103的防雷有效性。当开关控制模块102检测到第一防雷元件103的漏电流为零时，或者，当开关控制模块102检测到第一防雷元件103的漏电流超过预设阈值时，可以确定该第一防雷元件103失效或者劣化，并控制该第一防雷元件103从第一线路101中断开，同时控制第二防雷元件104(即在第一防雷元件103失效或者劣化后下一次要接入第一线路101中的防雷元件)接入第一线路101，以使得被保护设备的防雷保护始终持续而不间断。上述第一防雷元件103从第一线路101中断开，以及第二防雷元件104接入第一线路101的这一过程均由开关控制模块102自动切换，并且全程无需人工参与。由此可见，本实用新型提供的浪涌保护装置能够将失效或者劣化的防雷元件自动切换为新的防雷元件，以使得被保护设备始终处于防雷保护中，从而延长了SPD防雷作用的时间同时提高了SPD防雷的可靠性。

作为一种可选的示例，图3示出了本实用新型实施例提供的另一种浪涌保护装置，第一线路101是电力线；开关控制模块102包括检测控制单元1021和开关单元1022，其中，检测控制单元1021套接在接地线106上，用于检测第一防雷元件103的漏电流以及向开关单元1022发送切换信号，其中，切换信号用于指示开关单元1022从当前防雷元件断开并切换至下一个防雷元件。

比如，当上述检测控制单元1021检测到第一防雷元件103的漏电流为零时(此时检测控制单元1021判断第一防雷元件103失效)，或者，当上述检测控制单元1021检测到第一防雷元件103的漏电流超过预设阈值时(此时检测控制单元1021判断第一防雷元件103劣化)，检测控制单元1021向开关单元1022发送切换信号；当开关单元1022接收到切换信号之后，开关单元1022将断开自身(即开关单元1022)与第一防雷元件103的连接并切换到自身(即开关单元1022)与第二防雷元件(104)的连接，即开关单元1022根据检测控制单元1021发送的切换信号将第一防雷元件103从第一线路101断开并将第二防雷元件104接入第一线路101，以使得被保护设备始终处于防雷保护中。

上述检测控制单元1021包括感应线圈，该感应线圈套接在接地线106上，用于检测第一防雷元件103的漏电流；如图3所示，图3中的空心圆圈用来表示感应线圈套接在接地线106上；检测控制单元1021还包括微型控制器(在图3未示出)，该微型控制器用于对感应线圈检测到的第一防雷元件103的漏电流进行分析，其中，当微型控制器判断漏电流为零或者漏电流超过预设阈值时，微型控制器向开关单元1022发送切换信号。上述开关单元1022包括切换开关，其中，该切换开关连接第一防雷元件103的相线端，并用于根据检测控制单元1021发送的切换信号将自身(即切换开关)与第一防雷元件103的连接切换到自身与第二防雷元件104的连接。

例如，以检测控制单元1021包括：感应线圈和微型控制器，开关单元1022包括切换开关为例，当微型控制器判断感应线圈检测到的第一防雷元件103的漏电流为零时，或者，当微型控制器判断感应线圈检测到的第一防雷元件103的漏电流超过预设阈值时，说明第一防雷元件103发生失效或者劣化，此时，微型控制器将向切换开关发送切换信号；切换开关接收到该切换信号后，将自身(即切换开关)与第一防雷元件103的连接断开并切换到自身(即切换开关)与第二防雷元件104的连接，从而使得被保护设备始终处于防雷保护中。

可选地，第一防雷元件103和第二防雷元件104是相同类型的防雷元件，其中，第一防雷元件103和第二防雷元件104均包括压敏电阻，该压敏电阻用于泄放第一线路101的浪涌电流。此处对防雷元件的具体类型不作任何限制，只要具有漏电流的防雷元件均在本申请的保护范围内。

例如，如图3所示，以检测控制单元1021包括感应线圈和微型控制器(图3未示出)，开关单元1022包括切换开关，第一防雷元件103为第一压敏电阻，第二防雷元件104为第二压敏电阻为例，切换开关连接第一压敏电阻(即当前第一压敏电阻接入第一线路101)的相线端，感应线圈套接在接地线106上，用于检测第一压敏电阻的漏电流；当微型控制器判断感应线圈检测到第一压敏电阻的漏电流为零或者超过预设阈值时，说明第一压敏电阻发生失效或者劣化；此时，微型控制器向切换开关发送切换信号；切换开关根据该切换信号控制自身(即切换开关)将第一压敏电阻从第一线路101断开，并控制自身(即切换开关)将第二压敏电阻(即在第一压敏电阻发生失效或者劣化后下一次要接入第一线路101中的压敏电阻)接入第一线路101。比如，当第一压敏电阻因雷击破坏或者长期使用而导致其失效或者劣化时，由于检测控制单元1021会自动控制开关单元1022将第二压敏电阻接入第一线路101中，因此，第一线路101产生的浪涌电流顺着该第一线路101先经过开关单元1022再经过第二压敏电阻最后泄放至大地，从而保护了电力电子设备免遭雷击的破坏。

可选地，如图4所示，该浪涌保护装置100包括开关控制模块102、第一防雷元件103、第二防雷元件104和第三防雷元件105，其中，开关控制模块102，连接第一线路101和第一防雷元件103的相线端，用于根据第一防雷元件103的漏电流控制第一防雷元件103从第一线路101断开，并且，控制第二防雷元件104或第三防雷元件105接入第一线路101；上述第一防雷元件103、第二防雷元件104和第三防雷元件105分别与接地线106连接，用于泄放第一线路101中的浪涌电流。上述第一防雷元件103、第二防雷元件104和第三防雷元件105是相同类型的防雷元件，其中，第一防雷元件103、第二防雷元件104和第三防雷元件105均包括压敏电阻。

例如，如图4所示的浪涌保护装置100，开关控制模块102包括检测控制单元1021和开关单元1022，其中，检测控制单元1021包括感应线圈和微型控制器(图4未示出)，开关单元1022包括切换开关，第一防雷元件103为第一压敏电阻(即当前接入第一线路101中的压敏电阻)、第二防雷元件104为第二压敏电阻(即在第一压敏电阻失效或者劣化后要接入第一线路101中的压敏电阻)，第三防雷元件105为第三压敏电阻(即在第二压敏电阻失效或者劣化后要接入第一线路101中的压敏电阻)。当检测控制单元1021中微型控制器判断第一压敏电阻失效或者劣化(即上述感应线圈检测到第一压敏电阻的漏电流为零或者漏电流超过预设阈值)时，微型控制器向切换开关发送切换信号，切换开关根据接收的切换信号将第一压敏电阻从第一线路101中断开，并将第二压敏电阻接入第一线路101中；当微型控制器检测到第二压敏电阻失效或者劣化(即上述感应线圈检测到第二压敏电阻的漏电流为零或者漏电流超过预设阈值)时，微型控制器向切换开关发送切换信号，切换开关根据接收到的切换信号将第二压敏电阻从第一线路101中断开，并将第三敏电阻接入第一线路101中，以使得被保护设备始终处于防雷保护中。

上述浪涌保护装置中，每次只在第一线路101中接入一个防雷元件，只有第一线路101中当前防雷元件(比如，第一防雷元件)发生失效或者劣化后，才会接入下一个防雷元件(比如，第二防雷元件)。

本实用新型提供的浪涌保护装置可以包括多个相同类型的防雷元件，实际应用中，浪涌保护装置包含防雷元件的数量由应用场景所需的防雷等级来决定，防雷等级越高，该浪涌保护装置应该包含的防雷元件数量越多。本实用新型仅仅以浪涌保护装置包含两个防雷元件和三个防雷元件为例(参见图3和图4)对浪涌保护装置进行了说明，当该浪涌保护装置包含三个以上防雷元件时，其工作原理同图3和图4所示的浪涌保护装置的工作原理，此处不再赘述。

此外，如图5所示，本实施例还提供了一种浪涌保护器500，该浪涌保护器500包括上述的浪涌保护装置100。上述已经对所述浪涌保护装置100进行了详细说明，在此不再赘述。

以上所述实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。