一种过电压保护元件的制作方法

1.本发明属于过电压保护技术领域，具体的说是一种过电压保护元件。


背景技术：

2.过电压指峰值大于正常运行下最大稳态电压的相应峰值的任何电压；在工程上，它指一切可能对设备造成损害的危险电压；因此在工程中，一些虽然大于设备正常运行电压峰值但不足以危及设备正常工作的过电压被排除在外；过电压包括：瞬态过电压，持续时间为毫秒级或更短，是避雷器的主要防护对象；暂态过电压或短时过电压，持续时间相对较长，一般介于0.1s和1s之间；瞬态过电压的来源主要有：雷击、开关操作、静电放电和核爆炸。在通信局站，主要是雷电过电压或雷击过电压；暂态过电压主要有：转移过电压、断零过电压、断线谐振过电压和中性线漂移形成的过电压。此外，空载线路的电容效应、不对称接地故障和突然甩负荷也可能产生危险的过电压。
3.现有技术中过电压限制元件其中之一就为压敏电阻，压敏电阻的最大特点是当加在它上面的电压低于它的阈值"un"时，流过它的电流极小，相当于一只关死的阀门，当电压超过un时，它的阻值变小，这样就使得流过它的电流激增而对其他电路的影响变化不大从而减小过电压对后续敏感电路的影响；利用这一功能，可以抑制电路中经常出现的异常过电压，保护电路免受过电压的损害；然而无论在所施加的工作电压情况下还是每次出现放电过程时，压敏电阻均会“老化”并最终失效，当压敏电阻失效后，此时压敏电阻相当于通路，故需要将压敏电阻从电路中断开并及时更换，然而现有技术中过电压限制元件失效后并不能很好的及时得到断开与更换，使得存在安全隐患。
4.鉴于此，本发明通过提出一种过电压保护元件，以解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.为了弥补现有技术的不足，解决过电压元件失效后，能够及时从电路中断开的问题，本发明提供一种过电压保护元件。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种过电压保护元件，包括壳体、过电压限制元件、断路机构以及切断机构；
7.所述过电压限制元件固定安装于壳体的左侧且底部固定连接有第一连接触头，所述过电压限制元件的右侧靠近顶部的部位固定连接有第二连接触头，所述第二连接触头的右侧设置有外接头，所述外接头固定安装于壳体侧壁并与第二连接触头隔有缝隙；
8.所述断路机构包括固定绳，一号块，塑料件以及弹性件，所述塑料件靠近顶部的部位固定设置有金属件，所述塑料件靠近底部的部位固定设置有一号块，所述一号块的下方并位于塑料件上嵌套有弹性件，所述固定绳固定连接于一号块与壳体底部之间；
9.所述切断机构由金属a和金属b构成，所述金属a紧贴过电压限制元件固定设置，其中所述金属a与金属b固定在一起且金属a的热膨胀系数大于金属b的热膨胀系数，且所述金属b的顶端固定设置有切刀。
10.工作时，过电压限制元件其中之一就为压敏电阻，压敏电阻的最大特点是当加在它上面的电压低于它的阈值"un"时，流过它的电流极小，相当于一只关死的阀门，当电压超过un时，它的阻值变小，这样就使得流过它的电流激增而对其他电路的影响变化不大从而减小过电压对后续敏感电路的影响。利用这一功能，可以抑制电路中经常出现的异常过电压，保护电路免受过电压的损害；然而无论在所施加的工作电压情况下还是每次出现放电过程时，压敏电阻均会“老化”并最终失效，当压敏电阻失效后，此时压敏电阻相当于通路，故需要将压敏电阻从电路中断开并及时更换；压敏电阻渐进退化主要会使得变阻器在“非导通”状态下的电阻减小，所出现的漏电流将会增大，从而导致变阻器发热；基于此，当过电压限制元件失效后，过电压限制元件会发热，由于金属a紧贴过电压限制元件，过电压限制元件发热会引起金属a与金属b的膨胀，由于金属a与金属b的热膨胀系数不同，且金属a的热膨胀系数大于金属b的热膨胀系数，故金属a的膨胀量大于金属b的膨胀量，即金属a的伸长度大于金属b的伸长量，由于金属a与金属b相互固定，故其内部会产生应力而发生弯曲，且温度越高，弯曲度越大；金属a与金属b弯曲带动切刀弯曲，当切刀接触到固定绳时，固定绳被切断，塑料件在弹性件的作用下向上复位，由于一开始第二连接触头与外接头之间有金属件接通，故塑料件复位时，金属件被向上推开，第二连接触头与外接头之间被塑料件隔断，从而将过电压限制元件从电路中隔开；特别地，可以通过预定实验或事先计算，来估算当过电压限制元件失效时，所产生的温度使金属a与金属b达到多少弯曲度；从而来设置金属a与金属b的长度以及金属a、金属b和固定绳的距离，从而使过电压限制元件失效时，切刀恰好接触到固定绳。
11.优选的，所述金属a为铜金属b为锌；或者金属a为铁，金属b为铝。
12.工作时，金属a为铜金属b为锌；或者金属a为铁，金属b为铝，铜与锌的热膨胀系数相差较大，故温度变化时，铜与锌结合能够发生弯曲；同理，铁与铝结合也能达到相同的效果。
13.优选的，所述弹性件为金属弹簧、空气弹簧或者橡胶弹簧。
14.工作时，弹性件为金属弹簧、空气弹簧或者橡胶弹簧，弹性件为压缩时能够复位的装置，以使得塑料件的金属件能够被推开；故金属弹簧、空气弹簧或者橡胶弹簧均符合要求。
15.优选的，所述塑料件的顶部固定设置有指示条，且所述壳体顶部对应指示条的部位开设有通槽。
16.工作时，塑料件的顶部固定设置有指示条，且壳体顶部对应指示条的部位开设有通槽，此设置使得当过电压限制元件从电路中断开时，指示条能够从壳体中弹出，从而便于提示工作人员，以对过电压限制元件得到及时的更换。
17.优选的，所述塑料件的侧壁且位于金属件的下方嵌套设置有滚珠。
18.工作时，塑料件的侧壁且位于金属件的下方嵌套设置有滚珠，此设置使得塑料件在上移的过程中，塑料件与第二连接触头与外接头之间的摩擦为滑动摩擦，从而使得塑料件更易在第二连接触头与外接头之间移动，进而使得金属件更易被弹开，更易达到断路的效果。
19.优选的，所述滚珠为塑料材质且滚珠关于塑料件的两侧间隔排布。
20.工作时，滚珠为塑料材质且滚珠关于塑料件的两侧间隔排布，由于第二连接触头
与外接头在断开的过程中，会产生电弧，故当塑料件位于金属件下方的部位进入到第二连接触头与外接头之间时，塑料材质的滚珠，不影响灭弧，且滚珠关于塑料件的两侧间隔排布，与滚珠不间隔排布相比，使得塑料件上滚珠对应的孔在塑料件上分布减少，进而对塑料件的影响减小，不影响灭弧。
21.优选的，所述一号块的上方固定设置有隔板。
22.工作时，一号块的上方固定设置有隔板，由于热量在传播的过程中会散失，故此设置使得壳体的右下方区域构成封闭区域，进而使得热量在传播的过程中散失减少，使得金属a与金属b的弯曲度所对应的温度更易接近过电压限制元件的真实温度。
23.优选的，所述切刀对应固定绳部位开设有刀槽。
24.工作时，切刀对应固定绳部位开设有刀槽，刀槽的侧壁也进行开刃，由于切刀接触固定绳可能不一定会切断固定绳，故此设置使得金属a与金属b在弯曲时，固定绳卡入到刀槽，刀槽侧壁与固定绳接触，由于刀槽的侧壁也进行开刃，故相当于两个切刀对固定绳进行切割，使固定绳更易被切断。
25.优选的，所述刀槽为v字形，且所述刀槽的宽度与刀槽到固定绳之间的距离呈反比。
26.工作时，刀槽为v字形，且刀槽的宽度与刀槽到固定绳之间的距离呈反比，若刀槽接触到固定绳，固定绳并没有被切断，此设置使得金属a与金属b在继续弯曲时，固定绳继续卡入到刀槽内，由于刀槽远离固定绳的方向间距越来越小，故金属a与金属b在继续弯曲时，切刀的刀槽对固定绳的切割度增加，更加加大了固定绳被切断的概率。
27.优选的，所述刀槽的侧壁固定设置有弧形凸起。
28.工作时，刀槽的侧壁固定设置有弧形凸起，弧形凸起也开刃，此设置使得固定绳卡入到刀槽时，随着金属a与金属b的弯曲度增加，弧形凸起与固定绳接触加强了切刀对固定绳的切割作用，使得金属a与金属b在弯曲时，切刀更易将固定绳切断。
29.本发明的有益效果如下：
30.1.本发明所述的一种过电压保护元件，通过设置金属a的膨胀系数大于金属b的膨胀系数，即温度升高时，金属a的伸长度大于金属b的伸长量，由于金属a与金属b相互固定，故其内部会产生应力而发生弯曲，且温度越高，弯曲度越大；金属a与金属b弯曲带动切刀弯曲，当切刀接触到固定绳时，固定绳被切断，塑料件在弹性件的作用下向上复位，从而将过电压限制元件从电路中隔开。
31.2.本发明所述的一种过电压保护元件，通过在塑料件的顶部固定设置有指示条，且壳体顶部对应指示条的部位开设有通槽，此设置使得当过电压限制元件从电路中断开时，指示条能够从壳体中弹出，从而便于提示工作人员，以对过电压限制元件得到及时的更换。
附图说明
32.下面结合附图对本发明作进一步说明。
33.图1是本发明的立体图；
34.图2是本发明的剖视图；
35.图3是图2的a处的局部放大图；
36.图4是本发明切刀的侧视图；
37.图中：壳体1、第一连接触头11、第二连接触头12、外接头13、通槽14、隔板15、过电压限制元件2、断路机构3、固定绳31、一号块32、塑料件33、金属件331、指示条332、滚珠333、弹性件34、切断机构4、金属a41、金属b42、切刀43、刀槽431、弧形凸起432。
具体实施方式
38.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
39.如图1至图4所示，本发明所述的一种过电压保护元件，包括壳体1、过电压限制元件2、断路机构3以及切断机构4；
40.所述过电压限制元件2固定安装于壳体1的左侧且底部固定连接有第一连接触头11，所述过电压限制元件2的右侧靠近顶部的部位固定连接有第二连接触头12，所述第二连接触头12的右侧设置有外接头13，所述外接头13固定安装于壳体1侧壁并与第二连接触头12隔有缝隙；
41.所述断路机构3包括固定绳31，一号块32，塑料件33以及弹性件34，所述塑料件33靠近顶部的部位固定设置有金属件331，所述塑料件33靠近底部的部位固定设置有一号块32，所述一号块32的下方并位于塑料件33上嵌套有弹性件34，所述固定绳31固定连接于一号块32与壳体1底部之间；
42.所述切断机构4由金属a41和金属b42构成，所述金属a41紧贴过电压限制元件2固定设置，其中所述金属a41与金属b42固定在一起且金属a41的热膨胀系数大于金属b42的热膨胀系数，且所述金属b42的顶端固定设置有切刀43。
43.工作时，过电压限制元件2其中之一就为压敏电阻，压敏电阻的最大特点是当加在它上面的电压低于它的阈值"un"时，流过它的电流极小，相当于一只关死的阀门，当电压超过un时，它的阻值变小，这样就使得流过它的电流激增而对其他电路的影响变化不大从而减小过电压对后续敏感电路的影响。利用这一功能，可以抑制电路中经常出现的异常过电压，保护电路免受过电压的损害；然而无论在所施加的工作电压情况下还是每次出现放电过程时，压敏电阻均会“老化”并最终失效，当压敏电阻失效后，此时压敏电阻相当于通路，故需要将压敏电阻从电路中断开并及时更换；压敏电阻渐进退化主要会使得变阻器在“非导通”状态下的电阻减小，所出现的漏电流将会增大，从而导致变阻器发热；基于此，当过电压限制元件2失效后，过电压限制元件2会发热，由于金属a41紧贴过电压限制元件2，过电压限制元件2发热会引起金属a41与金属b42的膨胀，由于金属a41与金属b42的热膨胀系数不同，且金属a41的热膨胀系数大于金属b42的热膨胀系数，故金属a41的膨胀量大于金属b42的膨胀量，即金属a41的伸长度大于金属b42的伸长量，由于金属a41与金属b42相互固定，故其内部会产生应力而发生弯曲，且温度越高，弯曲度越大；金属a41与金属b42弯曲带动切刀43弯曲，当切刀43接触到固定绳31时，固定绳31被切断，塑料件33在弹性件34的作用下向上复位，由于一开始第二连接触头12与外接头13之间有金属件331接通，故塑料件33复位时，金属件331被向上推开，第二连接触头12与外接头13之间被塑料件33隔断，从而将过电压限制元件2从电路中隔开；特别地，由于金属a41与金属b42热膨胀系数已知，且金属a41与金属b42随温度升高产生的伸长量有规律可循，即金属a41与金属b42随温度升高的弯曲量遵循
一定的规律，故可以通过预定实验或事先计算，来估算当过电压限制元件2失效时，所产生的温度使金属a41与金属b42达到多少弯曲度；从而来设置金属a41与金属b42的长度以及金属a41、金属b42和固定绳31的距离，从而使过电压限制元件2失效时，切刀43恰好接触到固定绳31。
44.作为本发明的一种具体实施方式，所述金属a41为铜金属b42为锌；或者金属a41为铁，金属b42为铝。
45.工作时，金属a41为铜金属b42为锌；或者金属a41为铁，金属b42为铝，铜与锌的热膨胀系数相差较大，故温度变化时，铜与锌结合能够发生弯曲；同理，铁与铝结合也能达到相同的效果。
46.作为本发明的一种具体实施方式，所述弹性件34为金属弹簧、空气弹簧或者橡胶弹簧。
47.工作时，弹性件34为金属弹簧、空气弹簧或者橡胶弹簧，弹性件34为压缩时能够复位的装置，以使得塑料件33的金属件331能够被推开；故金属弹簧、空气弹簧或者橡胶弹簧均符合要求。
48.作为本发明的一种具体实施方式，所述塑料件33的顶部固定设置有指示条332，且所述壳体1顶部对应指示条332的部位开设有通槽14。
49.工作时，塑料件33的顶部固定设置有指示条332，且壳体1顶部对应指示条332的部位开设有通槽14，此设置使得当过电压限制元件2从电路中断开时，指示条332能够从壳体1中弹出，从而便于提示工作人员，以对过电压限制元件2得到及时的更换。
50.作为本发明的一种具体实施方式，所述塑料件33的侧壁且位于金属件331的下方嵌套设置有滚珠333。
51.工作时，塑料件33的侧壁且位于金属件331的下方嵌套设置有滚珠333，此设置使得塑料件33在上移的过程中，塑料件33与第二连接触头12与外接头13之间的摩擦为滑动摩擦，从而使得塑料件33更易在第二连接触头12与外接头13之间移动，进而使得金属件331更易被弹开，更易达到断路的效果。
52.作为本发明的一种具体实施方式，所述滚珠333为塑料材质且滚珠333关于塑料件33的两侧间隔排布。
53.工作时，滚珠333为塑料材质且滚珠333关于塑料件33的两侧间隔排布，由于第二连接触头12与外接头13在断开的过程中，会产生电弧，故当塑料件33位于金属件331下方的部位进入到第二连接触头12与外接头13之间时，塑料材质的滚珠333，不影响灭弧，且滚珠333关于塑料件33的两侧间隔排布，与滚珠333不间隔排布相比，使得塑料件33上滚珠333对应的孔在塑料件33上分布减少，进而对塑料件33的影响减小，不影响灭弧。
54.作为本发明的一种具体实施方式，所述一号块32的上方固定设置有隔板15。
55.工作时，一号块32的上方固定设置有隔板15，由于热量在传播的过程中会散失，故此设置使得壳体1的右下方区域构成封闭区域，进而使得热量在传播的过程中散失减少，使得金属a41与金属b42的弯曲度所对应的温度更易接近过电压限制元件2的真实温度。
56.作为本发明的一种具体实施方式，所述切刀43对应固定绳31部位开设有刀槽431。
57.工作时，切刀43对应固定绳31部位开设有刀槽431，刀槽431的侧壁也进行开刃，由于切刀43接触固定绳31可能不一定会切断固定绳31，故此设置使得金属a41与金属b42在弯
曲时，固定绳31卡入到刀槽431，刀槽431侧壁与固定绳31接触，由于刀槽431的侧壁也进行开刃，故相当于两个切刀43对固定绳31进行切割，使固定绳31更易被切断。
58.作为本发明的一种具体实施方式，所述刀槽431为v字形，且所述刀槽431的宽度与刀槽431到固定绳31之间的距离呈反比。
59.工作时，刀槽431为v字形，且刀槽431的宽度与刀槽431到固定绳31之间的距离呈反比，若刀槽431接触到固定绳31，固定绳31并没有被切断，此设置使得金属a41与金属b42在继续弯曲时，固定绳31继续卡入到刀槽431内，由于刀槽431远离固定绳31的方向的间距越来越小，故金属a41与金属b42在继续弯曲时，切刀43的刀槽431对固定绳31的切割度增加，更加加大了固定绳31被切断的概率。
60.作为本发明的一种具体实施方式，所述刀槽431的侧壁固定设置有弧形凸起432。
61.工作时，刀槽431的侧壁固定设置有弧形凸起432，弧形凸起432也开刃，此设置使得固定绳31卡入到刀槽431时，随着金属a41与金属b42的弯曲度增加，弧形凸起432与固定绳31接触加强了切刀43对固定绳31的切割作用，使得金属a41与金属b42在弯曲时，切刀43更易将固定绳31切断。
62.具体工作流程如下：
63.过电压限制元件2其中之一就为压敏电阻，压敏电阻的最大特点是当加在它上面的电压低于它的阈值"un"时，流过它的电流极小，相当于一只关死的阀门，当电压超过un时，它的阻值变小，这样就使得流过它的电流激增而对其他电路的影响变化不大从而减小过电压对后续敏感电路的影响。利用这一功能，可以抑制电路中经常出现的异常过电压，保护电路免受过电压的损害；然而无论在所施加的工作电压情况下还是每次出现放电过程时，压敏电阻均会“老化”并最终失效，当压敏电阻失效后，此时压敏电阻相当于通路，故需要将压敏电阻从电路中断开并及时更换；压敏电阻渐进退化主要会使得变阻器在“非导通”状态下的电阻减小，所出现的漏电流将会增大，从而导致变阻器发热；基于此，当过电压限制元件2失效后，过电压限制元件2会发热，由于金属a41紧贴过电压限制元件2，过电压限制元件2发热会引起金属a41与金属b42的膨胀，由于金属a41与金属b42的热膨胀系数不同，且金属a41的热膨胀系数大于金属b42的热膨胀系数，故金属a41的膨胀量大于金属b42的膨胀量，即金属a41的伸长度大于金属b42的伸长量，由于金属a41与金属b42相互固定，故其内部会产生应力而发生弯曲，且温度越高，弯曲度越大；金属a41与金属b42弯曲带动切刀43弯曲，当切刀43接触到固定绳31时，固定绳31被切断，塑料件33在弹性件34的作用下向上复位，由于一开始第二连接触头12与外接头13之间有金属件331接通，故塑料件33复位时，金属件331被向上推开，第二连接触头12与外接头13之间被塑料件33隔断，从而将过电压限制元件2从电路中隔开；特别地，可以通过预定实验或事先计算，来估算当过电压限制元件2失效时，所产生的温度使金属a41与金属b42达到多少弯曲度；从而来设置金属a41与金属b42的长度以及金属a41、金属b42和固定绳31的距离，从而使过电压限制元件2失效时，切刀43恰好接触到固定绳31；此外，塑料件33的顶部固定设置有指示条332，且壳体1顶部对应指示条332的部位开设有通槽14，此设置使得当过电压限制元件2从电路中断开时，指示条332能够从壳体1中弹出，从而便于提示工作人员，以对过电压限制元件2得到及时的更换。
64.上述前、后、左、右、上、下均以说明书附图中的图1为基准，按照人物观察视角为标准，装置面对观察者的一面定义为前，观察者左侧定义为左，依次类推。
65.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
66.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。