本发明专利技术揭示了一种过电压保护装置的放电模块，包括：耐压金属件形成的壳体；位于耐压金属件内的容纳空间；相互独立且绝缘设置的第一电极和第二电极，设置在容纳空间内。第一电极和第二电极通过容纳空间内的放电通道相连，放电通道的路径顺着第一电极和第二电极在放电通道内端面所形成的弧形电场线设置。本发明专利技术的过电压保护装置的放电模块提供了一种具有高的续流遮断能力的放电通道的方案，简单、易于实现。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及用于过电压保护的电气设备，更具体地说，涉及一种过电压保护装置的放电模块，特别适用于低压配电系统。
技术介绍
根据现有认识可知，由雷电引起电力系统或信号系统的过电压有两种途径，一种是通过地电位反击、雷击线路等途径直接作用于电气系统并损坏电力设备和其他电器；另一种是云闪、雷击大地或雷击其他建筑物通过耦合途径，间接作用于电气系统并损坏电力设备和其他电器。针对这些不同的侵入途径，IEC标准IEC62305-1与标准IEC62305-4通 过规定雷电保护区域LPZ(Lighting Protection Zone)的划分建立防雷系统,该方法经过多年的实际应用已经成为了常规依据。根据LPZ 的划分，安装在 LPZO 与 LPZl 区域的 SF1D (Surge ProtectiveDevices)应具有通过I级试验能力，即能够对部分直接雷进行泄放，为了达到这种能力，早期的技术是采用两个隔离设置(绝缘)的电极应用于被保护系统中，这种构造的产品被称之为“开关型电涌保护器”，其原理是利用雷电或其他瞬时过电压的高幅值特性击穿被隔离设置(尤其是空气介质)的电极，形成泄放雷电流所需的“通道”以达到防雷目的。由于时代的局限性，早期的“开关型电涌保护器”产品保护性能较差，主要缺点有两个，一个是产品的保护性能——在泄放雷电流时仍然存在几千伏的电位差，这种高的电位差直接作用在被保护设备上以致形成巨大的绝缘击穿压力；其二是产品在泄放雷电流后会导致工频续流——出于降低放电时电极两端的电压差达到最小的要求，用于泄放雷电流隔离设置的电极距离极小，这就很容易使得两电极之间的工频电压具有一直维持在泄放雷电流时形成的“电弧”通道的能力，一方面，这种设置方式降低了遮断工频电压下的续流能力，另一方面，无论是相线与中性线之间、还是相线与地线之间所产生的工频电压下的续流也对被保护系统造成影响。中国专利CN1044952C揭示了一种“羊角形”的放电腔结构，主要对放电腔的电极特别是电极上的形状特征，设置位置与方式，起弧辅助件的形状与位置作为其专利技术特征。这样的结构属于被动的触发放电间隙，是早期的保护装置形式，初步形成触发装置与放电腔放电结合的雏形，拉长电弧，产生高的电弧电压以利于熄弧。目前，市场上的开关型sro大多采用的是与冲击变压器触发配合的方式，通过工艺设计，设置一个小间隙作为主体放电间隙的产品。随着技术的不断发展，科研人员不断对此类产品进行研究，并创造性地提出了“触发技术”这一辅助措施，该措施是通过增加第三电极(一般称触发电极)对原有的放电间隙施加影响，以利于形成泄放雷电流的通道。触发技术的实施打破了 “保护性能”与“工频续流遮断能力”不能同时提高的矛盾局面，为“开关型SPD”更好地为系统和设备提供保护提供了有力支持。在现有的技术中，将第三电极置于承担泄放大部分雷电流的第一和第二电极之间，在一定条件下，第三电极与其中的第一或第二电极之间、先产生能够持续存在的电弧一触发电弧，进而利用该触发电弧影响第一和第二电极的放电条件，这种技术称之为触发技术，该技术有助于第一和第二电极之间的空间距离设置的更大。上述的触发技术的出现，极大地方便了对承担泄放大部分雷电流的第一和第二电极的设计，也使得设计人员在考虑如何防止工频电压下形成有害的续流有了更多的选择。现在的问题在于，首先，第一和第二电极之间的空间距离的大小会对产生触发电弧以及相应的触发电路产生影响，受产品体积的限制，这种影响会扩散到整个电涌保护器产品的性能和功能。例如增加第一和第二电极之间的空间距离会延长承担大部分雷电流通道的形成，即提高触发电路的承载负担，同时也会相应地增大残压值，降低了产品的保护十生倉泛;其次，由于电力系统存在多个电压等级，这种不同电压等级的系统也需要不同的保护等级，如此就对产品提出了不同的要求，需要考虑的是，如何使得产品具有系列特征的设计并满足不同电压等级的要求。
技术实现思路
本专利技术旨在提出一种能够解决上述结构缺点且具有高的续流遮断能力的放电通道的方案。在电弧理论中，电弧是依赖于输入功率而存在的。在低压电器领域，利用或创造输入功率为零的状态是熄灭电弧的常规手段之一。例如，在交流系统中，利用交流电源有过零的瞬间来熄灭电弧，或者利用限流手段来达到输入功率为零的状态来熄灭电弧已成为常识。另外，根据公知的电场强度与电场线的分布原理，在不规则电场中，不同电位的电极上最短距离所形成的电场强度最大，两侧面的电场强度随着与中心线的距离增大而逐步降低。本专利技术的实施结构的特征在于，是通过将容纳电弧的放电通道顺着放电通道两端电极所形成的相对较弱的外围弧形电场线设置，如此形成两个有利于提高产品断续工频续流的能力一方面可避免由于不规则电场中最强电场造成的不利于断开续流条件，从而有利于提高产品相对较高的断续能力；另一方面，通过电极上的放电回路形成的磁场，会作用于弧形放电通道内的电弧本体上，并在洛伦茨力作用下迫使电弧的径向扩张，使得电弧压缩在弧形放电通道的最大半径侧，如此既保证了电弧长度的最大化，也控制了电弧的弧柱直径，有利于增加电弧压降，达到提高产品断开续流的能力。此外，弧形放电通道的设计可以最大限度地提高空间利用率，通过增大弧形角度或弧长，即可得到不同的电弧压降，如此可适应于不同系统的电压等级需要，扩大产品的系列性和使用范围。根据本专利技术的一实施例，提出一种过电压保护装置的放电模块，该放电模块包括耐压金属件形成的壳体；位于耐压金属件内的容纳空间；相互独立且绝缘设置的第一电极和第二电极，设置在容纳空间内。第一电极和第二电极通过容纳空间内的放电通道相连，放电通道的路径顺着第一电极和第二电极在放电通道内端面所形成的弧形电场线设置。在一个实施例中，耐压金属件由第一金属外壳和第二金属外壳构成，容纳空间由第一结构件和第二结构件组合后构成，触发电极和触发元件，设置在容纳空间内。第一电极、触发电极与触发元件之间形成电气连接的结构，第一电极与触发电极之间击穿产生点火电弧时，点火电弧受磁场的洛伦茨力的作用而被拉入放电通道产生连接第一电极与第二电极的间隙电弧。在一个实施例中，放电通道是弧形、触发电极至少有一个端面是帽形、触发元件是帽形、第一电极是不规则形、第二电极的一侧端面具有半圆环凸台，另一侧端面具有半圆凹槽。在一个实施例中，第一结构件具有帽形凹槽和不规则形凹槽，触发电极嵌入在帽形凹槽中，触发电极的帽形的端面上叠放触发元件，第一电极嵌入第一结构件的不规则形凹槽中，该不规则形凹槽的形状与第一电极匹配。第二结构件具有两个不同半径的半圆形的组合孔，第二电极的半圆环凸台插入组合孔内，第二电极的另一侧端面上的半圆凹槽向外放置。 在一个实施例中，触发电极的一个端面上设有圆形凸台，圆形凸台通过第一结构件上的小孔延伸到外部，形成过电压保护装置的放电模块外的触发回路外部连接端。优选的，触发电极具有第二结构特征，根据本专利技术设计的第二个实施例。触发电极的一个端面上设有带通孔的圆形凸台，通孔中有内螺纹，该内螺纹与外部导电杆的外螺纹通过第一结构件上的小孔互相旋拧，形成过电压保护装置的放电模块外的触发回路。在一个实施例中，第一电极具有一圆轴，该圆轴插入第一结构件的大孔中，触发电极、触发元件以及第一电极导电接触。在一个实施例中，第二金属外壳本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种过电压保护装置的放电模块，其特征在于，该放电模块(101)包括：耐压金属件(116)形成的壳体；容纳空间(117)，位于所述耐压金属件(116)内；相互独立且绝缘设置的第一电极(103)和第二电极(104)，设置在所述容纳空间(117)内；所述第一电极(103)和第二电极(104)通过容纳空间(117)内的放电通道(102)相连，放电通道(102)的路径顺着第一电极(103)和第二电极(104)在放电通道(102)内端面所形成的弧形电场线设置。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：许年生，尹天文，王碧云，颜沧苇，曹阳，许龙，李人杰，
申请(专利权)人：上海电科电器科技有限公司，浙江正泰电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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