CN103460541B - 两级断路装置 - Google Patents

Abstract

本发明的主题是用于压敏电阻(1)的两级断路装置，它包括：适于在故障情况下接通的第一开关装置(2)，其中，第一开关装置(2)是与压敏电阻(1)串联布置的断路触点；与第一开关装置(2)并联布置的正温度系数热敏电阻(3)，正温度系数热敏电阻(3)在冷态下的电阻低于开关电弧情况下在第一开关装置(2)上形成的可比较的电阻；第二开关装置(4)，其中，第二开关装置(4)是与压敏电阻(1)串联布置的断路触点，其中，该第二开关装置通过正温度系数热敏电阻(3)来控制。

Description

两级断路装置

技术领域

本发明涉及两级断路装置。

背景技术

断路装置应用于很多领域。

这些断路装置通常具有压敏电阻作为开关元件。

老化的压敏电阻因此出现渐进的，有时是突然的合金化(Durchlegieren)。

这种合金化通常导致压敏电阻的升温，并且还可能导致压敏电阻的连接电极之间的电弧。

在这种情况下将不再保证断开，断路装置也不再具有断开能力。

光伏领域的公知解决方案是尝试如下来避开这个缺陷，即转换到在压敏电阻旁的并联路径上，该并联路径具有可熄灭直流电压的保险装置。

这种特殊构造的可熄灭直流电压的保险装置一方面过于复杂，另一方面过于昂贵。

另外，转换到并联路径在技术上也很困难，因为即使在这种接通情况下也可能产生电弧，这对直流电压应用来说一般来说是常见问题。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提供消除现有技术中公知的一种或多种缺陷的断路装置。

根据本发明，所述任务的解决通过用于压敏电阻的两级断路装置来实现，所述两级短路装置包括：

·适于在故障情况下被切换状态的第一开关装置，其中，第一开关装置是与压敏电阻串联布置的断路触点，其中在故障情况下压敏电阻的外壳中压力升高使得第一开关装置切换状态，因此使第一开关装置断开；

·与第一开关装置并联布置的正温度系数热敏电阻，其中，该正温度系数热敏电阻在冷态下的电阻低于在开关电弧情况下在第一开关装置上形成的可比较的电阻；

·第二开关装置，其中，第二开关装置是与压敏电阻串联布置的断路触点，其中，该第二开关装置通过正温度系数热敏电阻来控制。

根据本发明的一个有利的实施方案，两级断路装置中的正温度系数热敏电阻的电阻与温度基本上线性相关。

根据本发明的另一个有利的实施方案，两级断路装置中的正温度系数热敏电阻的电阻与温度基本上非线性地相关。

根据本发明的另一个有利的实施方案，两级断路装置中的正温度系数热敏电阻上的电压升高和/或正温度系数热敏电阻的升温使得第二开关装置切换状态，因此使第二开关装置断开。

根据本发明的另一个有利的实施方案，两级断路装置中的第二开关装置是在热的作用下断开电流的电焊连接。

附图说明

下面依据优选的实施形式参考附图进一步说明本发明。

其中：

图1示出本发明的第一示例性实施形式的示意图。

具体实施方式

图1示出两级断路装置。

该两级断路装置适合与压敏电阻1一起使用。

为此，两级断路装置5具有第一开关装置2，它适合在故障情况下关闭。

第一开关装置2可以例如设计为与压敏电阻1串联布置的断路触点。

断路触点2可以是常规性的，并且对于直流电压应用来说也必须没有特殊的设计，也就是说不得对直流电压可熄灭性有进一步的要求。

另外，两级断路装置5具有与第一开关装置2并联布置的正温度系数热敏电阻3。

在此这样确定正温度系数热敏电阻3的尺寸，使得正温度系数热敏电阻3在冷态下的电阻(无关紧要地)低于在开关电弧情况下在第一开关装置(2)上形成的可比较的电阻。

另外，两级断路装置5具有第二开关装置4。

第二开关装置4可以例如设计成也是与压敏电阻1串联布置的断路触点。

第二开关装置4是通过正温度系数热敏电阻3来控制的。

断路触点4可以是常规性的，并且对于直流电压应用来说也必须没有特殊的设计，也就是说不得对直流电压可熄灭性有进一步的要求。

通过这种布置可以实现，在压敏电阻1升温T或者在压敏电阻1的外壳中压力升高P的情况下，与例如在电弧时出现的一样，操作第一开关装置2。为此，第一开关装置2可以具有相应的有效连接。

第一开关装置2例如可以具有压力敏感的第一开关，它经由空腔型连接装置可以与压敏电阻1的外壳耦合。

第一开关装置2例如可以具有第一热学开关，它可以与压敏电阻1热接触。

不同的开关类型当然还可以在第一开关装置2中集合成串联电路，因此存在不同可能性来确定合金化和以相应方式引起断开。

在第一开关装置2分离(打开)时，在第一开关装置2上可能出现电弧。

但是，与第一开关装置2并联有正温度系数热敏电阻3。

在正常运行下电流是不穿流该正温度系数热敏电阻的，因为电流通过第一开关装置2以短路形式从正温度系数热敏电阻3旁流过。

正温度系数热敏电阻3因此在开关事件开始时是低欧姆的。

因为这样确定正温度系数热敏电阻3的尺寸，使得正温度系数热敏电阻3在负载下，例如用压敏电阻1的额定电流负载的情况下，在冷态下的电阻(无关紧要地)低于开关电弧情况下在第一开关装置2上形成的可比较的电阻，所以电流现在从电弧经由第一开关装置2转换到正温度系数热敏电阻3上，并且第一开关装置2上的电弧消除。

通过现在实现的流过正温度系数热敏电阻3的电流，使得正温度系数热敏电阻3升温和导致正温度系数热敏电阻3的电阻升高。

正温度系数热敏电阻3上电阻的升高导致在正温度系数热敏电阻3上的电压降。

由于正温度系数热敏电阻3上电压降的增加，所以在正温度系数热敏电阻3和压敏电阻1构成的串联电路中的压敏电压1上的电压降低。

在此，低于用于维持压敏电阻1上电弧的点燃电压或保持电流，并消除压敏电阻1上还存在的电弧。

因为电流由于正温度系数热敏电阻3的不断升温而进一步减小，所以现在第二开关装置4可以禁止电流流动，而不会对第二开关装置的直流电压可熄灭性有特殊的要求。

由此可以得出例如用于正温度系数热敏电阻2的其他设计标准。

为了实现第二开关装置中电弧的抑制，必须将在升温状态下还流过正温度系数热敏电阻3的电流降低，以便可以保证第二开关装置的接通。也就是说，正温度系数热敏电阻3的电阻在接通第二开关装置4的时间点必须这样大，以便在流过热敏电阻1的额定电流下也可以打开开关装置。

一方面可以在接通第一开关装置2之后的时间延迟t接通第二开关装置4，或者通过达到正温度系数热敏电阻3的接通温度T来控制该第二开关装置，或者可以通过在正温度系数热敏电阻3上产生的电压降U来影响接通。

如果例如设置第二开关装置4的热控制，则可以将第二开关装置4设计成电焊连接，其在热的作用下将电流流动断开。为此该焊接与正温度系数热敏电阻4热接触。

只要操作第二开关装置4，就达到了完全的分离。

很明显，以相同的方式如之前对第一开关装置2所描述的，也可以将第二开关装置4构建成不同开关的串联电路。

由于前述的发明因此可以以简单的方式和方法提供成本低廉的断路装置，它可以可靠地实现断开。

断路装置5主要证实了，在正常操作情况下，由于使用开关装置2和4使得电阻极低，并且可以应用常用的构件。

压敏电阻1的故障情况可以以不同的方式来识别。

因此，例如可以在故障情况下利用压力上升和/或升温，来接通第一开关装置2。

但是还可以设置其他工作原理来引起断开。

就前面提到的正温度系数热敏电阻3而言，包括任何类型的正温度系数热敏电阻。

也就是说，既可以使用电阻与温度基本线性相关的正温度系数热敏电阻，例如厚膜PTC，或者还可以使用电阻与温度基本非线性相关的正温度系数热敏电阻，例如陶瓷基或聚合物基的PTC。

两级断路装置5可以设计成成型为现有压敏电阻的改型件的结构单元。

为此，组件5可以包括对应的输入端和输出端，以便与压敏电阻和待保护的设备相连接。

另外，两级断路开关5和压敏电阻1还可以设计成组件B。

在适当地实施情况下，由此可以将组件B用作压敏电阻的替代物。

此外，两级断路装置5还可以配备有其他设备，以便在本地用声音和/或光学或借助远程信号设备来通报两级断路装置5的状态。

在没有进一步提及的情况下，前面的工作原理也同样可以应用于交流电压。

在这种情况下，使用两个反并联接通的压敏电阻1。

附图标记：

压敏电阻1

第一开关装置2

正温度系数热敏电阻3

第二开关装置4

断路装置5

组件B

Claims (5)

1.用于压敏电阻(1)的两级断路装置，它包括：

·适于在故障情况下被切换状态的第一开关装置(2)，其中，第一开关装置(2)是与压敏电阻(1)串联布置的断路触点，其中在故障情况下压敏电阻(1)的外壳中压力升高使得第一开关装置(2)切换状态，因此使第一开关装置(2)断开；

·与第一开关装置(2)并联布置的正温度系数热敏电阻(3)，其中，该正温度系数热敏电阻在冷态下的电阻低于在开关电弧情况下在第一开关装置(2)上形成的可比较的电阻；

·第二开关装置(4)，其中，第二开关装置(4)是与压敏电阻(1)串联布置的断路触点，其中，该第二开关装置通过正温度系数热敏电阻(3)来控制。

2.根据权利要求1所述的两级断路装置，其特征在于，正温度系数热敏电阻(3)的电阻与温度基本上线性相关。

3.根据权利要求1所述的两级断路装置，其特征在于，正温度系数热敏电阻(3)的电阻与温度基本上非线性地相关。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的两级断路装置，其特征在于，正温度系数热敏电阻(3)上的电压升高和/或正温度系数热敏电阻(3)的升温使得第二开关装置(4)切换状态，因此使第二开关装置(4)断开。

5.根据权利要求4所述的两级断路装置，其特征在于，第二开关装置(4)是在热的作用下断开电流的电焊连接。