CN106158509A - 带爆炸室的保险装置 - Google Patents

Abstract

保险装置(1)包括至少一个输电线路(5)、至少一个爆炸室(11)和至少一个分离室(9)，其中所述保险装置(1)构造为通过在至少一个爆炸室中触发爆炸能够将至少一个输电线路(5)分离为至少两个部分(16、17)，并且各所属的分离室(9)中的分离的部分被各电绝缘的分离壁(15)相互分离。一种用于运行带有至少一个输电线路(5)、一个爆炸室和一个分离室的保险装置(1)的方法，其中在爆炸室中触发爆炸，使得至少一条输电线路(5)分离为至少两个部分(16、17)，并弯曲进所述分离室中，使得至少两个分离的部分在分离室中被电绝缘的分离壁相互分离开。本发明特别能够应用在用于车辆的烟火保险装置中。本发明特别适用于高压保险装置。

Description

带爆炸室的保险装置

技术领域

本发明涉及一种包括至少一个输电线路和至少一个爆炸室(Explosionskammer)的保险装置，其中该保险装置构造为，能够通过在至少一个爆炸室中触发爆炸而将至少一条输电线路分离为至少两个部分。本发明也涉及一种操作带有至少一个输电线路和爆炸室的保险装置的方法，其中在爆炸室中触发爆炸，使得该至少一个输电线路分离为至少两个部分。本发明特别能够应用在用于车辆、尤其是机动车辆的烟火保险装置中。本发明特别适用于高压保险装置。

背景技术

特别是在高压情况下，会出现以下问题：分离输电线路后，在两个分离的部分之间可能产生电弧。通过添加起电绝缘作用的液体，例如油、凝胶或气体等能够消除电弧，但这种方式非常昂贵。

DE 10 2007 051 504 A1公开了一种用于中断电导体的带有引燃室的安全装置，该引燃室中布置有借助燃料而能够进行冲击的分离体，使得该分离体在触发时，在载流导体横断的情况下冲进接收室。此时未禁止产生电弧。

同样的问题在DE 10 2004 010 746 A1中未解决。DE 10 2004 010746 A1公开了一种烟火分离装置，该装置带有一种能够在分离处被分离刀分离的电导体汇流排，其中分离刀能够通过燃料的燃气加速。

实用新型DE 20 2006 016 171 U1公开一种借助压力波并使用由不导电的材料制成的顶料杆分离电导体的相应安全装置，其中不可移动的顶料杆和用于产生压力波的燃料布置在电导体的对置的侧。

本发明的任务在于，至少部分地克服现有技术中的缺点，特别是提供一种简单可靠、成本低廉的可行方案，以防止在保险装置中的导体的分离的带电部分之间形成电弧或者消除形成的电弧，尤其是对于高压保险装置。

根据独立权利要求的特征来解决上述任务。特别是在从属权利要求中得到优选的实施方式。

所述任务通过一种保险装置来解决，该保险装置包括至少一个输电线路，至少一个爆炸室和至少一个室(以下不限制一般性地称为“分离室”)，其中该保险装置构造为，能够通过在至少一个爆炸室中触发爆炸将至少一个输电线路分离为至少两个部分，并且分离的部分经由各电绝缘的分离壁在各自所属的分离室中相互分离。

通过在爆炸室中触发爆炸以及相应的压力增加，实现了保险装置的快速触发，这也能够提供足够高的能量以确切地机械分离高电压和/或高电流线路的较厚的导体。通过使已触发的保险装置中的分离部分通过分离壁彼此分离且穿过分离壁不能形成电弧，两个分离部分之间的最短间隔被延长，使得其太长以致于不能形成或维持电弧。这种情况下不需要添加电绝缘的液体。这种保险装置还能够紧凑且节省成本地构造。还能够保持非常低的功率损耗。

下文中提及的“一个”或“所述”输电线路、爆炸室、分离室、分离壁等时，可以理解为“至少一个”上述元件，除非例如通过“仅一个”的表述明确排除上述情况时。“至少一个”的表述包括了“仅一个”和“多个”的情况。

所述保险装置也可以称为烟火保险装置或“热熔丝”(Pyrofuse)。

一种改进方案是，至少一个输电线路是汇流排，这使得该保险装置特别适合用于高电流和/或高电压应用中。所述汇流排可以具有带状的基本形状。所述输电线路可以是金属的或由金属制成的。输电线路可以是涂层的或非涂层的。

另一种改进方案是，所述爆炸室包括至少一个烟火爆破装药，该爆破装药能够电触发和/或热触发并引发爆炸。爆破装药可以包括点火器或者是点火器。所述爆破装药可以被电引燃。所述爆破装药可以由外部触发装置产生。可选的或额外的，所述爆破装药可以由作为保险装置的部件的或一体化地形成在保险装置中的触发装置产生。

所述分离壁可以例如由不可燃的合成材料或陶瓷制成。。

一种设计方案是，通过触发爆炸，能够将至少一个用于分离输电线路的分离元件挤压到输电线路上。由于分离元件的压力，使得通常为金属的输电线路首先弯曲。随着分离元件的继续移动，汇流排的弯曲度增加，直至特别是在与分离元件的接触区域中达到或超过其屈服极限，并且在此处分离为两个部分，特别是在这里断裂。

另一种设计方案是，将分离元件构造为电绝缘的分离壁。这种方案能够特别简单地实施。此时可以利用以下情况，即在输电线路分离之后随着分离元件的继续移动，该分离元件移动至两个分离的部分之间，并用作分离壁。

另一种设计方案是分离元件包括密封板，该密封板用作或构成为爆炸室的可移动壁，分离板在朝向输电线路的方向上从密封板突出，并且分离室布置在远离分离元件的一侧上，并且其深度使得分离板能够布置在分离的部分之间。设置密封板具有以下优点，即爆炸室中的爆炸的能量能够直接转化为密封板和相继的分离板的移动，实现特别快速地触发的和紧凑的保险装置。分离室足够深，使得分离板能够确切地挤入两个分离的部分的分离的端部之间，由此可靠地防止或消除电弧。

分离板可以在其朝向输电线路的边缘或边界(分离边缘)构造为尖锐的或钝的。

为了避免密封板在爆炸时扭转或倾斜，可以把密封板引导为可直线移动的。例如，保险装置的壳体可以包括一个或多个导轨和/或纵向槽，该导轨和/或纵向槽可以与密封板的相应凹口或凸起接合。从而能够引导密封板在壳体中直线移动，特别是在垂直于输电线路的方向上。

根据本发明，输电线路包括至少一个预定断裂点，因为这样能够特别精确地确定两个分离的部分的分离处。

另外，输电线路构成爆炸室的壁，分离室则包括朝着输电线路方向的电绝缘的分离壁。由此可以省略可直线移动的分离元件，实现简化并特别坚固的结构。在这种设计方案中，通过使汇流排在爆炸后严重拉伸至断裂，使得汇流排单独就能够分离为两个部分。分离的部分因爆炸的冲击而确切地在分离室中变形到分离壁的不同侧，这同样起到抑制电弧的作用。

一种设计方案是，输电线路包括预定断裂点，并且分离室在该预定断裂点的下方具有朝着输电线路方向的电绝缘的分离壁。换言之，预定断裂点优选地位于分离壁的上方。在这种设计方案中，特别地保障了分离的部分在分离壁上方断裂，从而在保险装置的触发状态中能够位于分离壁旁。

根据本发明，分离壁从输电线路隔开。由此实现了导体的特别可靠的分离，因为汇流排能够在它达到分离壁的高度前经受用于分离的足够大的拉伸。如果导体在分离前就撞到分离壁上，那么可能在必要情况时妨碍或者甚至完全阻止其变形和相继的分离。

另外一种设计方案是，每个输电线路能够精确地分离为正好两个部分，并且保险装置对于每个输电线路包括仅一个分离壁。这种保险装置能够特别快速和安全地分离。

另一设计方案是，保险装置对于每条输电线路包括仅一个分离壁。

保险装置可以包括多个可相互独立操作的，必要情况下甚至可以相互独立触发的单个保险装置(例如，各包括仅一条输电线路，仅一个分离元件或一个分离壁)，例如以保险装置组或保险装置包的形式。

还有一种设计方案是，保险装置包括至少一个消弧磁体(也被称为“灭弧磁体”)。消弧磁体特别理解为一种磁体，设置和布置该磁体的目的是在保险装置的可能形成电弧的区域提供磁场。通过该磁场弯曲电弧的路径，从而延长分离的输电线路的两个部分之间的最短距离。因此，该消弧磁体可以用于支持电弧的防止或抑制。可以例如在尚未弯曲的输电线路的部位和/或分离室中形成具有显著强度的的由消弧磁体产生的磁场。

保险装置能够特别是在450至1500伏直流电压(VDC)下的至少7500A的间隔电流的情况下保证通电，而不对周围环境产生影响。保险装置可以是高压保险装置或“高压-热熔丝”。

保险装置可以包括壳体，各输电线路的端部区域作为电接头从壳体突出。壳体可以例如由电绝缘的，优选的不可燃的合成材料或由陶瓷制成。该壳体可以具有立方体的基本形状。如果有消弧磁体，消弧磁体可以置入壳体中。

所述任务也可以通过一种运行带有至少一个输电线路、至少一个爆炸室和至少一个分离室的保险装置的方法来解决，其中在爆炸室中触发爆炸，使得该至少一个输电线路分离为至少两个部分，并向分离室弯曲，使得至少两个分离的部分在分离室中通过电绝缘的分离壁相互分离。所述方法得到与所述保险装置同样的优点，并且可以类似地构造。

另外，在爆炸室中触发爆炸，使得用作爆炸室的壁的输电线路因用以分离的增压在预定断裂点处变形(特别是延展)，并且汇流排的在预定断裂点处分离的部分朝着分离室中的分离壁的不同侧弯曲。

还有一种设计方案是，在爆炸室触发爆炸，使得分离元件因增压移动，该分离元件挤压输电线路以分离输电线路，并且该分离元件在输电线路分离后继续向分离室移动，直至其布置于输电线路的分离部分之间。

附图说明

以下结合实施例的示意性附图对实施例进一步详细说明，使本发明的上述特征、优点及其实现方式更加清楚明白。

图1示出一种根据第一或第二实施例的烟火保险装置的斜视图；

图2示出根据第一实施例的处于未触发状态中的烟火保险装置的侧视图的截面图示；

图3示出根据第一实施例的处于未触发状态中的烟火保险装置的部分的斜视图；

图4示出根据第一实施例的处于触发状态中的烟火保险装置的侧视图的截面图示；

图5示出根据第一实施例的处于触发状态中的烟火保险装置的斜视图的截面图示；

图6示出根据第一实施例的处于触发状态的烟火保险装置的由图3示出的部分的斜视图；

图7示出根据第二实施例的处于未触发状态的烟火保险装置的部分的斜视图的截面图示；

图8示出根据第二实施例的处于未触发状态的烟火保险装置的侧视图的截面图示；

图9示出根据第二实施例的处于触发状态的烟火保险装置的部分的斜视图的截面图示。

附图标记列表

1 保险装置

2 第一壳体部件

3 第二壳体部件

4 孔

5 汇流排

6 电接头

7 内部空间

8 上分区

9 分离室

10 分离元件

11 爆炸室

12 密封板

13 导轨

14 凹口

15 分离板

16 汇流排的第一部分

17 汇流排的第二部分

18 分离边缘

21 保险装置

22 第一壳体部件

23 爆炸室

24 分离壁

25 分离室

26 第二壳体部件

27 预定断裂点

28 消弧磁体

具体实施方式

图1示出一种包括第一“上”壳体部件2和第二“下”壳体部件3的烟火保险装置1的斜视图。所述两个壳体部件2、3包括对齐的孔4，两个壳体部件2、3能够经由该孔4相互固定连接，例如螺栓连接。由两个壳体部件2、3组成的壳体2、3能够例如由电绝缘的合成材料制成。金属汇流排5的形式的输电线路的端部作为电接头6从壳体2、3突出。

保险装置1能够特别是在450伏直流电压(VDC)至1500伏直流电压下的至少7500A的间隔电流的情况下保证通电，而不对周围环境产生影响。保险装置1可以是高压保险装置或“高压-热熔丝”。

壳体2、3可以具有立方体的基本形状。如果有消弧磁体(未示出)，消弧磁铁可以置入壳体2、3中。

正如图2示出的那样，壳体2、3具有封闭的内部空间7，该内部空间7被汇流排5分为上分区8和用作“分离室”9的下分区。分离元件10位于上分区8中，使得在上分区8中形成有爆炸室11。分离元件10例如由不可燃的电绝缘合成材料或由电绝缘的陶瓷制成。

如图3中的在拆离第一壳体部件2的情况下所示出的那样，分离元件10具有用作爆炸室11的可移动壁的密封板12。密封板12能够线性移动地布置在第一壳体部件2中的垂直于汇流排5的纵向延伸的方向上。为此，第一壳体部件2在上分区的对置侧上具有垂直于汇流排5(此处：从上往下)地延伸的导轨13。导轨13接合入密封板12的相应凹口14中。

另外，分离元件10具有在垂直于汇流排5的方向上从密封板12前突或突出的分离板15。密封板12、分离板15及分离元件10一起具有T-形状。分离板15能够支承于汇流排5上。爆炸室11以上壳体2和密封板12为界限或由上壳体2和密封板12构成，并且位于密封板12的远离分离板15的一侧上。

爆炸室11被分配了特定的，特别是受控的可触发的爆破装药(未示出)，其爆炸时爆炸室11中在短时间内形成高超压。爆破装药可以例如是可通过电点火线(未示出)点燃的点火器。为此，保险装置1可以包括相应的接头(未示出)。能够从外部触发装置(未示出)生成合适的点火脉冲。不过，也可以通过作为保险装置1的部分的触发装置(未示出)生成合适的点火脉冲。

因爆炸时的超压，在朝汇流排5的方向上向密封板12施加压力或脉冲。由此，分离板15又被挤压到汇流排5上，该汇流排5由于分离板15的压力通过变形而向分离室9中塌陷。如图4、图5和图6所示，分离板15进一步将汇流排5挤压进分离室9，直至汇流排5(通常在其与分离板15的接触面上)断裂，并接着被分为(左侧示出的)第一部分16和(右侧示出的)第二部分17。

分离元件10借助仍然存在于爆炸室11中的超压和/或其脉冲，还在汇流排5分离后进一步朝着分离室9的方向移动，特别是直至分离板15撞到分离室9的底部和/或密封板12撞到汇流排15而停止，由此达到保险装置1的终点位置。从而分离板15挤过汇流排5的两个分离的部分16、17之间的间隙，并布置在两个分离的部分16、17之间。于是，分离板15被用作两个部分16、17之间的分离壁。特别地，分离室9在分离元件10的移动方向上的深度使得分离板15能够确切地定位在两个部分16、17之间的终点位置，并且优选的，还能够越过两个部分16、17的分离边缘18移动。所以，在终点位置中，汇流排5的分离部分16、17在分离室9中通过分离板15形式的各个电绝缘分离壁而彼此分离。

在汇流排5分离为两个部分16、17的时刻，特别是当汇流排的接头处连接有高电压时，两个部分之间能够形成电弧。当两个分离边缘18之间的最短间隔大于预定的最大间隔时，电弧熄灭。分离板15挤入两个分离边缘18之间并且分离板15电绝缘，使得保证两个分离边缘18之间的(经过分离板15的)间隔大于维持电弧的最大间隔。由此，保证熄灭电弧并使其保持熄灭状态。由于分离板15是不可燃的，所以分离板15在这种情况下不会受到损害。此外，通过爆炸使得能够特别快地触发保险装置1并分离汇流排5。

图7示出根据第二实施例的不含第一壳体部件的处于未触发状态的烟火保险装置21的斜视图的截面图示。保险装置21外表上可以与保险装置1一致，因此也在图1中示出。图8示出了保险装置21的侧视图的截面图示。

保险装置21的第一壳体部件22可以形成为与保险装置1的第一壳体部件2相似。然而，因为在完全用作爆炸室23的上分区中不存在可直线移动的分离元件，所以第一壳体部件22不具有导轨。

在保险装置21中使用的分离元件在此构成为从分离室25的底部朝汇流排5的方向突出并垂直于汇流排5的分离壁24。在这种情况下，分离壁24从汇流排5隔开。分离壁24例如由不可燃且电绝缘的合成材料或电绝缘的陶瓷制成。这种情况下爆炸室23仅通过汇流排5与分离室25分离。分离室25因此由第二壳体部件26和汇流排5界定，而爆炸室23则由第一壳体部件和汇流排5界定。

这时，汇流排5是爆炸室23的壁，用以将爆炸室23与分离室25分开。汇流排5在分离壁24的上方具有预定断裂点27。

图9以与图7类似的视图示出处于触发状态的保险装置21。通过在爆炸室23中引发爆炸达到该触发状态。在爆炸室23中如此产生的压力使汇流排5在分离室25的方向上严重弯曲，使得汇流排在预定断裂点27处严重拉伸并在此断裂。在到达分离壁24之前发生分为部分16和17的分离。在分离之后，汇流排还通过两个部分16、17的脉冲进一步向分离室25中弯曲，使得它们的分离边缘18被分离壁24分离开。由此能够与保险装置1类似地快速熄灭电弧或防止电弧的形成。

另外，保险装置21具有至少一个灭弧或消弧磁体28，其在汇流排5侧置入保险装置21的壳体22、26中。

当然，本发明并不限于示出的实施例。

保险装置1的汇流排5也可以具有预定断裂点27，特别是在与分离板15的接触区域。

另外，保险装置1也可以具有至少一个灭弧或消弧磁体28，特别是在汇流排5侧，特别是置入壳体2、3中。在运行时，电弧可以例如关于汇流排5侧向地转移，从而明显增加其弧长，促进电弧的熄灭并/或抑制其发生。

通常地，只要未明确排除多个的情况，例如表达为“仅一个”等，“一个”可理解为单个或多个。

只要未明确排除，提供的数据也包括该提供的数据及通常的误差。

Claims (8)

1.一种保险装置(1、21)，包括：

至少一个输电线路(5)；

至少一个爆炸室(11、23)；和

至少一个分离室(9、25)；其中

所述保险装置(1、21)构造为：

通过在所述至少一个爆炸室(11、23)中触发爆炸而能够将所述至少一个输电线路(5)分离为至少两个部分(16、17)，所述至少一个输电线路(5)包括至少一个预定断裂点(27)；

其中所述输电线路(5)是所述爆炸室(23)的壁，并且所述分离室(25)在所述预定断裂点(27)的下方具有朝着所述输电线路(5)的电绝缘的分离壁(24)；

其中所述分离壁(24)从所述输电线路(5)隔开；并且

分离的部分(16、17)在所属的分离室(9、25)中由各个电绝缘的分离壁(10、15；24)相互分离。

2.根据权利要求1所述的保险装置(1)，其中通过触发爆炸能够将用于分离的分离元件(10、12、15)挤压到所述输电线路(5)上。

3.根据权利要求2所述的保险装置(1)，其中所述分离元件(10、12、15)构成为电绝缘的分离壁(15)。

4.根据权利要求3所述的保险装置(1)，其中

所述分离元件(10、12、15)包括用作所述爆炸室(11)的能够移动的壁部的密封板(12)，分离板(15)在输电线路(5)的方向上从所述密封板突出，并且

所述分离室(9)布置于所述输电线路(5)的远离所述分离元件(10、12、15)的一侧，而且所述分离室的深度使得所述分离板(15)能够布置于两个分离的部分(16、17)之间。

5.根据前述权利要求之一所述的保险装置(1、21)，其中每个输电线路(5)都能够被分离为确切的两个部分(16、17)，并且所述保险装置(1、21)对于每个输电线路(5)包括确切的一个分离壁(15、24)。

6.根据前述权利要求之一所述的保险装置(1、21)，其中所述保险装置(1、21)包括至少一个消弧磁体(28)。

7.一种用于运行带有至少一个输电线路(5)、一个爆炸室(11、23)和一个分离室(9、25)的保险装置(1、21)的方法，其中，

在所述爆炸室(11、23)中触发爆炸，使得：

用作所述爆炸室(23)的壁的所述输电线路(5)通过增压而变形，该增压用以在预定断裂点(27)处分离所述输电线路(5)；

所述至少一个输电线路(5)分离为至少两个部分(16、17)，并弯曲进所述分离室(9、25)中，使得

在预定断裂点(27)处分离的部分(16、17)向位于所述分离室(25)中的分离壁(24)的不同侧弯曲，并且通过电绝缘的并从所述输电线路(5)隔开的分离壁(15、24)相互分离。

8.根据权利要求7所述的方法，其中

在所述爆炸室(11)中触发爆炸，使得：

分离元件(10、12、15)因增压移动，所述分离元件挤压所述输电线路(5)以分离所述输电线路(5)；

所述分离元件(10、12、15)在分离所述输电线路(5)之后继续在所述分离室(9)中移动，直至所述分离元件布置于所述输电线路(5)的分离的部分(16、17)之间。