《電涌保護器的後備保護單元》是上海電器科學研究所（集團）有限公司於2007年11月30日申請的發明專利，該專利的申請號為2007101714047，公布號為CN101170257，公布日為2008年4月30日，發明人是尹天文、劉明東、王碧雲、許年生、蔣容興。
《電涌保護器的後備保護單元》連線於電涌保護器，該後備保護單元包括：故障驅動器、脫扣機構、觸頭開關、操作柄以及指示器，故障驅動器的兩端並聯一個電涌旁路器。或者，後備保護單元包括故障保護器和指示器，該故障保護器串聯一個電涌阻擋器，在所串聯的故障保護器和電涌阻擋器組成的串聯電路的兩端並聯電涌旁路器。該發明提供的所述的電涌旁路器實現了電涌與故障電流的有效分離，轉移了故障驅動器本應承受的電涌能量，從而提高了電涌的衝擊能力。
2014年11月6日，《電涌保護器的後備保護單元》獲得第十六屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《電涌保護器的後備保護單元》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：電涌保護器的後備保護單元
- 公布號：CN101170257
- 公布日：2008年4月30日
- 申請號：2007101714047
- 申請日：2007年11月30日
- 申請人：上海電器科學研究所（集團）有限公司
- 地址：上海市武寧路505號
- 發明人：尹天文、劉明東、王碧雲、許年生、蔣容興
- 分類號：H02H9/00（2006.01）、H02H9/04（2006.01）
- 代理機構：上海專利商標事務所有限公司
- 類別：發明專利
- 代理人：陸嘉
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
電涌保護器在運行過程中，因過大的電涌能量或系統電壓波動等原因導致其功能性損壞或系統故障，如保護性能的下降、系統的短路等，而2007年11月前已有產品又不具備短路故障電流分斷能力，最終可能造成供電的中斷或火災等事故。為此，IEC、GB等套用標準規定了電涌保護器短路失效時的過流保護措施，如安裝熔斷器或斷路器等過流保護裝置。而熔斷器或斷路器產品技術是以工頻特性為基礎的，沒有與電涌相關的技術性能指標，這往往造成了二者在性能上的配合問題，如過流保護裝置能否承受與電涌保護器相匹配的電涌衝擊；兩者的整體殘壓是否超出被保護設備耐受電壓；該過流保護裝置能否與前級實現配合。
儘管選用額定電流高的斷路器可滿足一定範圍的要求，這樣會增加用戶的使用成本，更重要的是與前級過流保護裝置難以實現選擇性配合（對強雷區小負載系統的電涌保護尤為突出）。這些問題嚴重製約著電享兆員涌保護器去滲的後備過流保護裝置的工程套用。
發明內容
專利目的
《電涌保護器的後備保護單元》的目的在於提供用於保護電涌保護器的後備保護單元，克服2007年11月前已有電涌保護器後備保護工程套用上的缺陷，能提高電涌衝擊能力，改善保護性能，同時也易於實現與前級過流保護裝置的配合，確保對設備供電的連續。
技術方案
《電涌保護器的後備保護單元》的第一方面的電涌保護器的後備保護單元，該後備保護單元連線於電涌保護器，該後備保護單元包括互相連線的電涌保護器單元後備保護器單元，該後備保護器單元包括：故障驅動器、脫扣機構、觸頭開關、操作柄以及指示器，其中所述故障驅動器的兩端並聯一個電涌旁路器，所述的電涌旁路器用於電涌能量的泄放，所述的故障驅動器用於電涌保護器的短路故障保護。
在該電涌保護器發生短路故障時，所述的電涌旁路器不會導通，所出現的短路故障電流驅動背拜駝所述的故障驅動器動作，該故障驅動器帶動觸頭開關斷開，分離故障的電涌保護器；在宙府贈陵該電涌保護器遇到電涌時，在電涌作用下，所述的電涌旁路器迅速導通，分流所述的故障保護器的電涌能量。
該電涌旁路器具備至少下述之一的電氣特性：具有電壓幅值開關特徵，進一步，幅值開關特徵具有平坦的衝擊特性曲線，以利於電涌能量泄放；具有頻敏開關特徵以利於電涌能量泄放。該電涌旁路器由下述結構的其中之一所構成：一個微感的電容器、多個微感的電容器並聯、充惰性氣體的放電間隙、一個金屬氧化物壓敏電阻以及多個金屬氧化物壓敏電阻並聯。該故障驅動器具有工頻特徵以利於工頻短路電流通過，該故障驅動器由電感式電磁線圈構成。
在發生短路故障的情況下，該電涌保護器中的故障驅動器兩端的電壓U1與所述的電涌旁路器的擊穿電壓U2滿足下式關係：U1＜U2；在發生電涌的情況下，故障驅動器兩端的櫃寒戒囑電壓U1與所述的電涌旁路器的擊穿電壓U2滿足下式關係：U1＞U2。
該發明的第二方面的電涌保護器的後備保護單元，該後備保護單元連線於電涌保護器，該後備保護單元包括故障保護器和指示器，該故障保護器串聯一個電涌阻擋器，在所串聯的故障保護器、電涌阻擋器組成的串聯電路的兩端並聯電涌旁路器，所述的電涌旁路器用於電涌能量泄放，所述的故障保護器用於電涌保護器的短路故障保護，所述的電涌阻擋器用於限制電涌流過。
在電涌保護器發生短路故障時，所述的電涌旁路器不會導通，所出現的短路故障電流驅動所述的故障保護器斷開；在該電涌保護器遇到電涌時，在電涌作用下，所述電涌旁路器迅速導通，分流所述的故障保護器的電涌能量。
該故障保護器由下述結構的其中之一所構成：金屬熔絲、熔體；而所述電涌阻擋器由下述結構的其中之一所構成：電感器、電阻器。與上述第一方面的發明同樣，該電涌旁路器具備至少下述之一的電氣特性：具有電壓幅值開關特徵，進一步，幅值開關特徵具有平坦的衝擊特性曲線，以利於電涌能量泄放；具有頻敏開關特徵以利於電涌能量泄放。該電涌旁路器由下述結構的其中之一所構成：一個微感的電容器、多個微感的電容器並聯、充惰性氣體的放電間隙、一個金屬氧化物壓敏電阻以及多個金屬氧化物壓敏電阻並聯。該故障驅動器具有工頻特徵以利於工頻短路電流通過。
改善效果
該發明提供的所述的電涌旁路器實現了電涌與故障電流的有效分離，轉移了故障驅動器本應承受立估應的電涌能量，從而提高了電涌的衝擊能力。所述的電涌旁路器擊穿（導通）後殘壓極低，與電涌保護器相比，附加的殘壓是非常低的。由於分流的電涌能量非常小，棵拘屑所以故障驅動器或者故障保護器可選用額定值更低的器件，這樣，更易於與上級過流保護裝置實現配合，改善了對設備供電的連續性。
附圖說明
圖1為該發明的電涌保護器的後備保護單元的第一實施例的結構圖；
圖2為圖1所示的第一實施例對電涌的回響；
圖3為圖1所示的第一實施例對短路故障的回響；
圖4為該發明的電涌保護器的後備保護電路的第二實施例的結構圖。
權利要求
1.《電涌保護器的後備保護單元》所述後備保護單元（1）連線於電涌保護器（2），該後備保護單元（1）包括：故障驅動器（13）、脫扣機構（14）、觸頭開關（11）、操作柄（15）以及指示器（16），其特徵在於：所述故障驅動器（13）的兩端並聯一個電涌旁路器（12），所述的電涌旁路器（12）用於電涌能量的泄放，所述的故障驅動器（13）用於電涌保護器的短路故障保護。
2.如權利要求1所述的電涌保護器的後備保護單元，其特徵在於，在該電涌保護器發生短路故障時，所述的電涌旁路器（12）不會導通，所出現的短路故障電流驅動所述的故障驅動器（13）動作，該故障驅動器（13）帶動觸頭開關斷開，分離故障的電涌保護器；在該電涌保護器遇到電涌時，在電涌作用下，所述的電涌旁路器（12）迅速導通，分流所述的故障保護器（13）的電涌能量。
3.如權利要求2所述的電涌保護器的後備保護單元，其特徵在於，所述的電涌旁路器（12）具備至少下述之一的電氣特性：具有電壓幅值開關特徵，進一步，幅值開關特徵具有平坦的衝擊特性曲線，以利於電涌能量泄放；以及具有頻敏開關特徵，以利於電涌能量泄放；而所述故障驅動器（13）具有工頻特徵，以利於工頻短路電流通過。
4.如權利要求3所述的電涌保護器的後備保護單元，其特徵在於，所述的電涌旁路器（12）由下述結構的其中之一所構成：一個微感的電容器；多個微感的電容器並聯；充惰性氣體的放電間隙；一個金屬氧化物壓敏電阻；以及多個金屬氧化物壓敏電阻並聯；而所述故障驅動器（13）由電感式電磁線圈構成。
5.如權利要求1-4中任一項所述的電涌保護器的後備保護單元，其特徵在於，在發生短路故障的情況下，故障驅動器（13）兩端的電壓U1與所述的電涌旁路器（12）的擊穿電壓U2滿足下式關係：U1＜U2；在發生電涌的情況下，故障驅動器（13）兩端的電壓U1與所述的電涌旁路器（12）的擊穿電壓U2滿足下式關係：U1＞U2。
6.一種電涌保護器的後備保護單元，該後備保護單元（1）連線於電涌保護器（2），該後備保護單元（1）包括故障保護器（17）和指示器（16），其特徵在於：所述的故障保護器（17）串聯一個電涌阻擋器（18），在所串聯的故障保護器（17）、電涌阻擋器（18）組成的串聯電路的兩端並聯電涌旁路器（12），所述的電涌旁路器（12）用於電涌能量泄放，所述的故障保護器（17）用於電涌保護器的短路故障保護，所述的電涌阻擋器（18）用於限制電涌流過。
7.如權利要求6所述的電涌保護器的後備保護單元，其特徵在於，在電涌保護器發生短路故障時，所述的電涌旁路器（12）不會導通，所出現的短路故障電流驅動所述的故障保護器（17）斷開；在該電涌保護器遇到電涌時，在電涌作用下，所述電涌旁路器（12）迅速導通，分流所述的故障保護器（17）的電涌能量。
8.如權利要求7所述的電涌保護器的後備保護單元，其特徵在於，所述的故障保護器（17）由下述結構的其中之一所構成：金屬熔絲；以及金屬熔體；而所述電涌阻擋器（18）由下述結構的其中之一所構成：電感器；以及電阻器。
9.如權利要求7所述的電涌保護器的後備保護單元，其特徵在於，所述的電涌旁路器（12）具備至少下述之一的電氣特性：具有電壓幅值開關特徵，進一步，幅值開關特徵具有平坦的衝擊特性曲線，以利於電涌能量泄放；以及具有頻敏開關特徵，以利於電涌能量泄放。
10.如權利要求9所述的電涌保護器的後備保護單元，其特徵在於，所述的電涌旁路器（12）由下述結構的其中之一所構成：一個微感的電容器；多個微感的電容器並聯；充惰性氣體的放電間隙；一個金屬氧化物壓敏電阻；以及多個金屬氧化物壓敏電阻並聯。
實施方式
圖1示出了該發明的電涌保護器的後備保護單元的第一實施例。該後備保護單元1包括故障驅動器13、脫扣機構14、觸頭開關11、操作柄15及指示器16，並且在故障驅動器13的兩端並聯一個電涌旁路器12。如此所構成的後備保護單元1與電涌保護器2通過機械的連線，實現對電涌保護器2的故障保護。該電涌旁路器12具有顯著的電壓幅值開關特徵，當電壓達到其擊穿（導通）電壓時，其阻抗迅速下降，有利於電涌能量泄放。該電涌旁路器12或者具有顯著的頻敏開關特徵，對電涌所呈現的高頻具有低的阻擋作用，而對工頻所呈現的低頻具有高的阻擋作用。該電涌旁路器12還具有平坦的衝擊特性曲線。該電涌旁路器12可由一個充氣體的尤其是充有惰性氣體的放電間隙組成，或由一個金屬氧化物壓敏電阻組成或多個金屬氧化物壓敏電阻並聯組成。該電涌旁路器12的頻敏開關特徵利用電容的特徵，可由一個微感的電容器或多個微感的電容器並聯組成。該故障驅動器13具有顯著的工頻特徵，在電涌狀態下，具有高的阻抗，而在工頻狀態下，具有小的阻抗，有利於工頻電流通過。該故障驅動器13可由電感式電磁線圈組成。
圖2示出了該發明的後備保護單元1的第一實施例對電涌的回響。電涌作用時，首先，故障驅動器13兩端殘壓迅速升高，當其幅值達到電涌旁路器12的擊穿（導通）電壓時，電涌旁路器12阻抗迅速下降，將會迫使更多的電涌能量從電涌旁路器12（支路a）流過，從而實現了電涌能量的轉移，減輕了電涌對故障驅動器13的影響，提高了電涌的衝擊能力。即在發生電涌的情況下，故障驅動器兩端的電壓U1與電涌旁路器的擊穿電壓U2滿足下式關係：U1＞U2。電涌旁路器12擊穿（導通）後殘壓極低，與電涌保護器2相比，附加的殘壓是非常低的。由於故障驅動器13分流的電涌能量非常小，所以故障驅動器13可選用額定值更低的器件，從而易於實現與系統前級過流保護裝置的配合，改善對設備供電的連續性。
圖3示出了該發明的後備保護單元1的第一實施例對短路故障的回響。相對電湧來說，電涌保護器2出現的故障短路電流具有頻率低的特性。故障驅動器13在該電流下的殘壓幅值達不到電涌旁路器12的擊穿（導通）電壓，電涌旁路器12不會擊穿（導通），依然呈現高的阻抗，工頻電流只能持續通過故障驅動器13（支路b）。即在發生短路故障的情況下，該電涌保護器中的故障驅動器兩端的電壓U1與所述的電涌旁路器的擊穿電壓U2滿足下式關係：U1＜U2。故障驅動器13在該故障短路電流的電磁力作用下推動與其相連的所述的脫扣機構14，脫扣機構14再帶動所述的觸頭開關11斷開，最後使故障的電涌保護器2與系統分離，保護了系統安全。同時，脫扣機構14還帶動指示器16，並給出故障指示信號。
圖2示出了該發明的後備保護單元的第二實施例。該後備保護單元1本由故障保護器17及指示器16構成，並且，故障保護器17串聯一個電涌阻擋器18，在由故障保護器17和電涌阻擋器18構成的串聯電路的兩端並聯一個電涌旁路器12。上述方式所構成的後備保護單元1與電涌保護器2通過機械的連線，實現對電涌保護器2的故障保護。該電涌旁路器12具有顯著的電壓幅值開關特徵，當電壓達到其擊穿（導通）電壓時，其阻抗迅速下降，有利於電涌能量泄放。該電涌旁路器12或者具有顯著的頻敏開關特徵，對電涌所呈現的高頻具有低的阻擋作用，而對工頻所呈現的低頻具有高的阻擋作用。該電涌旁路器12具有平坦的衝擊特性曲線，可由一個充氣體的尤其是充有惰性氣體的放電間隙組成，或由一個金屬氧化物壓敏電阻組成或多個金屬氧化物壓敏電阻並聯組成。該電涌旁路器12的頻敏開關特徵利用電容的特徵，可由一個微感的電容器或多個微感的電容器並聯組成。故障保護器17可由金屬熔絲或熔體組成。電涌阻擋器18可由電感或電阻組成。
參考第一實施例的附圖2和3，類似的，在第二實施例中，在電涌保護器2發生短路故障時，電涌旁路器12不會導通，所出現的短路故障電流驅動故障保護器17斷開；而在電涌作用下，電涌旁路器12迅速導通，分流電涌能量。
榮譽表彰
2014年11月6日，《電涌保護器的後備保護單元》獲得第十六屆中國專利優秀獎。
該電涌旁路器具備至少下述之一的電氣特性：具有電壓幅值開關特徵，進一步，幅值開關特徵具有平坦的衝擊特性曲線，以利於電涌能量泄放；具有頻敏開關特徵以利於電涌能量泄放。該電涌旁路器由下述結構的其中之一所構成：一個微感的電容器、多個微感的電容器並聯、充惰性氣體的放電間隙、一個金屬氧化物壓敏電阻以及多個金屬氧化物壓敏電阻並聯。該故障驅動器具有工頻特徵以利於工頻短路電流通過，該故障驅動器由電感式電磁線圈構成。
在發生短路故障的情況下，該電涌保護器中的故障驅動器兩端的電壓U1與所述的電涌旁路器的擊穿電壓U2滿足下式關係：U1＜U2；在發生電涌的情況下，故障驅動器兩端的電壓U1與所述的電涌旁路器的擊穿電壓U2滿足下式關係：U1＞U2。
該發明的第二方面的電涌保護器的後備保護單元，該後備保護單元連線於電涌保護器，該後備保護單元包括故障保護器和指示器，該故障保護器串聯一個電涌阻擋器，在所串聯的故障保護器、電涌阻擋器組成的串聯電路的兩端並聯電涌旁路器，所述的電涌旁路器用於電涌能量泄放，所述的故障保護器用於電涌保護器的短路故障保護，所述的電涌阻擋器用於限制電涌流過。
在電涌保護器發生短路故障時，所述的電涌旁路器不會導通，所出現的短路故障電流驅動所述的故障保護器斷開；在該電涌保護器遇到電涌時，在電涌作用下，所述電涌旁路器迅速導通，分流所述的故障保護器的電涌能量。
該故障保護器由下述結構的其中之一所構成：金屬熔絲、熔體；而所述電涌阻擋器由下述結構的其中之一所構成：電感器、電阻器。與上述第一方面的發明同樣，該電涌旁路器具備至少下述之一的電氣特性：具有電壓幅值開關特徵，進一步，幅值開關特徵具有平坦的衝擊特性曲線，以利於電涌能量泄放；具有頻敏開關特徵以利於電涌能量泄放。該電涌旁路器由下述結構的其中之一所構成：一個微感的電容器、多個微感的電容器並聯、充惰性氣體的放電間隙、一個金屬氧化物壓敏電阻以及多個金屬氧化物壓敏電阻並聯。該故障驅動器具有工頻特徵以利於工頻短路電流通過。
改善效果
該發明提供的所述的電涌旁路器實現了電涌與故障電流的有效分離，轉移了故障驅動器本應承受的電涌能量，從而提高了電涌的衝擊能力。所述的電涌旁路器擊穿（導通）後殘壓極低，與電涌保護器相比，附加的殘壓是非常低的。由於分流的電涌能量非常小，所以故障驅動器或者故障保護器可選用額定值更低的器件，這樣，更易於與上級過流保護裝置實現配合，改善了對設備供電的連續性。
附圖說明
圖1為該發明的電涌保護器的後備保護單元的第一實施例的結構圖；
圖2為圖1所示的第一實施例對電涌的回響；
圖3為圖1所示的第一實施例對短路故障的回響；
圖4為該發明的電涌保護器的後備保護電路的第二實施例的結構圖。
權利要求
1.《電涌保護器的後備保護單元》所述後備保護單元（1）連線於電涌保護器（2），該後備保護單元（1）包括：故障驅動器（13）、脫扣機構（14）、觸頭開關（11）、操作柄（15）以及指示器（16），其特徵在於：所述故障驅動器（13）的兩端並聯一個電涌旁路器（12），所述的電涌旁路器（12）用於電涌能量的泄放，所述的故障驅動器（13）用於電涌保護器的短路故障保護。
2.如權利要求1所述的電涌保護器的後備保護單元，其特徵在於，在該電涌保護器發生短路故障時，所述的電涌旁路器（12）不會導通，所出現的短路故障電流驅動所述的故障驅動器（13）動作，該故障驅動器（13）帶動觸頭開關斷開，分離故障的電涌保護器；在該電涌保護器遇到電涌時，在電涌作用下，所述的電涌旁路器（12）迅速導通，分流所述的故障保護器（13）的電涌能量。
3.如權利要求2所述的電涌保護器的後備保護單元，其特徵在於，所述的電涌旁路器（12）具備至少下述之一的電氣特性：具有電壓幅值開關特徵，進一步，幅值開關特徵具有平坦的衝擊特性曲線，以利於電涌能量泄放；以及具有頻敏開關特徵，以利於電涌能量泄放；而所述故障驅動器（13）具有工頻特徵，以利於工頻短路電流通過。
4.如權利要求3所述的電涌保護器的後備保護單元，其特徵在於，所述的電涌旁路器（12）由下述結構的其中之一所構成：一個微感的電容器；多個微感的電容器並聯；充惰性氣體的放電間隙；一個金屬氧化物壓敏電阻；以及多個金屬氧化物壓敏電阻並聯；而所述故障驅動器（13）由電感式電磁線圈構成。
5.如權利要求1-4中任一項所述的電涌保護器的後備保護單元，其特徵在於，在發生短路故障的情況下，故障驅動器（13）兩端的電壓U1與所述的電涌旁路器（12）的擊穿電壓U2滿足下式關係：U1＜U2；在發生電涌的情況下，故障驅動器（13）兩端的電壓U1與所述的電涌旁路器（12）的擊穿電壓U2滿足下式關係：U1＞U2。
6.一種電涌保護器的後備保護單元，該後備保護單元（1）連線於電涌保護器（2），該後備保護單元（1）包括故障保護器（17）和指示器（16），其特徵在於：所述的故障保護器（17）串聯一個電涌阻擋器（18），在所串聯的故障保護器（17）、電涌阻擋器（18）組成的串聯電路的兩端並聯電涌旁路器（12），所述的電涌旁路器（12）用於電涌能量泄放，所述的故障保護器（17）用於電涌保護器的短路故障保護，所述的電涌阻擋器（18）用於限制電涌流過。
7.如權利要求6所述的電涌保護器的後備保護單元，其特徵在於，在電涌保護器發生短路故障時，所述的電涌旁路器（12）不會導通，所出現的短路故障電流驅動所述的故障保護器（17）斷開；在該電涌保護器遇到電涌時，在電涌作用下，所述電涌旁路器（12）迅速導通，分流所述的故障保護器（17）的電涌能量。
8.如權利要求7所述的電涌保護器的後備保護單元，其特徵在於，所述的故障保護器（17）由下述結構的其中之一所構成：金屬熔絲；以及金屬熔體；而所述電涌阻擋器（18）由下述結構的其中之一所構成：電感器；以及電阻器。
9.如權利要求7所述的電涌保護器的後備保護單元，其特徵在於，所述的電涌旁路器（12）具備至少下述之一的電氣特性：具有電壓幅值開關特徵，進一步，幅值開關特徵具有平坦的衝擊特性曲線，以利於電涌能量泄放；以及具有頻敏開關特徵，以利於電涌能量泄放。
10.如權利要求9所述的電涌保護器的後備保護單元，其特徵在於，所述的電涌旁路器（12）由下述結構的其中之一所構成：一個微感的電容器；多個微感的電容器並聯；充惰性氣體的放電間隙；一個金屬氧化物壓敏電阻；以及多個金屬氧化物壓敏電阻並聯。
實施方式
圖1示出了該發明的電涌保護器的後備保護單元的第一實施例。該後備保護單元1包括故障驅動器13、脫扣機構14、觸頭開關11、操作柄15及指示器16，並且在故障驅動器13的兩端並聯一個電涌旁路器12。如此所構成的後備保護單元1與電涌保護器2通過機械的連線，實現對電涌保護器2的故障保護。該電涌旁路器12具有顯著的電壓幅值開關特徵，當電壓達到其擊穿（導通）電壓時，其阻抗迅速下降，有利於電涌能量泄放。該電涌旁路器12或者具有顯著的頻敏開關特徵，對電涌所呈現的高頻具有低的阻擋作用，而對工頻所呈現的低頻具有高的阻擋作用。該電涌旁路器12還具有平坦的衝擊特性曲線。該電涌旁路器12可由一個充氣體的尤其是充有惰性氣體的放電間隙組成，或由一個金屬氧化物壓敏電阻組成或多個金屬氧化物壓敏電阻並聯組成。該電涌旁路器12的頻敏開關特徵利用電容的特徵，可由一個微感的電容器或多個微感的電容器並聯組成。該故障驅動器13具有顯著的工頻特徵，在電涌狀態下，具有高的阻抗，而在工頻狀態下，具有小的阻抗，有利於工頻電流通過。該故障驅動器13可由電感式電磁線圈組成。
圖2示出了該發明的後備保護單元1的第一實施例對電涌的回響。電涌作用時，首先，故障驅動器13兩端殘壓迅速升高，當其幅值達到電涌旁路器12的擊穿（導通）電壓時，電涌旁路器12阻抗迅速下降，將會迫使更多的電涌能量從電涌旁路器12（支路a）流過，從而實現了電涌能量的轉移，減輕了電涌對故障驅動器13的影響，提高了電涌的衝擊能力。即在發生電涌的情況下，故障驅動器兩端的電壓U1與電涌旁路器的擊穿電壓U2滿足下式關係：U1＞U2。電涌旁路器12擊穿（導通）後殘壓極低，與電涌保護器2相比，附加的殘壓是非常低的。由於故障驅動器13分流的電涌能量非常小，所以故障驅動器13可選用額定值更低的器件，從而易於實現與系統前級過流保護裝置的配合，改善對設備供電的連續性。
圖3示出了該發明的後備保護單元1的第一實施例對短路故障的回響。相對電湧來說，電涌保護器2出現的故障短路電流具有頻率低的特性。故障驅動器13在該電流下的殘壓幅值達不到電涌旁路器12的擊穿（導通）電壓，電涌旁路器12不會擊穿（導通），依然呈現高的阻抗，工頻電流只能持續通過故障驅動器13（支路b）。即在發生短路故障的情況下，該電涌保護器中的故障驅動器兩端的電壓U1與所述的電涌旁路器的擊穿電壓U2滿足下式關係：U1＜U2。故障驅動器13在該故障短路電流的電磁力作用下推動與其相連的所述的脫扣機構14，脫扣機構14再帶動所述的觸頭開關11斷開，最後使故障的電涌保護器2與系統分離，保護了系統安全。同時，脫扣機構14還帶動指示器16，並給出故障指示信號。
圖2示出了該發明的後備保護單元的第二實施例。該後備保護單元1本由故障保護器17及指示器16構成，並且，故障保護器17串聯一個電涌阻擋器18，在由故障保護器17和電涌阻擋器18構成的串聯電路的兩端並聯一個電涌旁路器12。上述方式所構成的後備保護單元1與電涌保護器2通過機械的連線，實現對電涌保護器2的故障保護。該電涌旁路器12具有顯著的電壓幅值開關特徵，當電壓達到其擊穿（導通）電壓時，其阻抗迅速下降，有利於電涌能量泄放。該電涌旁路器12或者具有顯著的頻敏開關特徵，對電涌所呈現的高頻具有低的阻擋作用，而對工頻所呈現的低頻具有高的阻擋作用。該電涌旁路器12具有平坦的衝擊特性曲線，可由一個充氣體的尤其是充有惰性氣體的放電間隙組成，或由一個金屬氧化物壓敏電阻組成或多個金屬氧化物壓敏電阻並聯組成。該電涌旁路器12的頻敏開關特徵利用電容的特徵，可由一個微感的電容器或多個微感的電容器並聯組成。故障保護器17可由金屬熔絲或熔體組成。電涌阻擋器18可由電感或電阻組成。
參考第一實施例的附圖2和3，類似的，在第二實施例中，在電涌保護器2發生短路故障時，電涌旁路器12不會導通，所出現的短路故障電流驅動故障保護器17斷開；而在電涌作用下，電涌旁路器12迅速導通，分流電涌能量。
榮譽表彰
2014年11月6日，《電涌保護器的後備保護單元》獲得第十六屆中國專利優秀獎。
