CN108376632A - 一种自触发快速的分断器及其触发方式 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自触发快速的分断器，包括依次连接的上电极、电性连接柱、金属熔片及下电极，金属熔片的下方设置有隔片；金属熔片的上方设置有环形活塞，环形活塞的外周设置有若干脱扣滑块，脱扣滑块与环形活塞经斜面接触使得环形活塞向上运动时，脱扣滑块向外侧滑动，环形活塞与金属熔片之间设置有绝缘油；脱扣滑块的外侧设置有小弹簧，隔片与脱扣滑块的下端面持平且与一支撑板的上端面接触，当脱扣滑块向外侧滑动后，脱扣滑块与支撑板分离，所述支撑板的下侧设置有为其提供向上压力的大弹簧；本发明还公开了一种自触发快速的分断器的触发方式。本发明与普通熔丝并联使用，具有保护动作速度快、可靠性高等性能优势，且制造工艺简单、成本低。

Description

一种自触发快速的分断器及其触发方式

技术领域

本发明涉及熔断器领域，尤其涉及一种自触发快速的分断器及其触发方式。

背景技术

熔断器是在电力系统中起安全保护作用的一种电器，可广泛用于各类系统中作为电网和用电设备的保护，当电网或用电设备的线路发生短路或过载故障时，熔断器可自动切断电路，以避免电器设备损坏，防止事故蔓延。

普通熔断器由金属熔体、外壳及石英砂等填充材料组成，其中熔体是控制熔断器特性的关键元件，通过不同的熔体狭颈结构尺寸设计可得到不同保护特性的熔断器。但是现有熔断器用于电动汽车高压回路保护时存在以下问题：当采用低过载特性熔断器时，熔断器在汽车加速阶段易由于承受不了加速时的过电流而引起保护误动；而当采用高过载特性熔断器时，则由于狭颈尺寸过大而导致在小短路故障时分断时间过长而无法及时对系统进行保护。

混合型限流熔断器采用爆炸桥式高速开断器和灭弧熔丝并联来解决熔断器的通流和分断速度的矛盾，并可结合电子控制器快速检测各种故障，但是爆炸桥式高速开断器采用炸药驱动，在实际应用中存在以下问题1)炸药寿命有限，会随使用时间的增长而逐渐分解失效；2)炸药等火工品的价格昂贵；3)对环境温度要求苛刻。同时电子控制系统也存在拒动和误动可能，保护可靠性不高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自触发快速的分断器及其触发方式，与普通熔丝并联使用，具有保护动作速度快、可靠性高等性能优势，且具有制造工艺简单、成本低等优点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种自触发快速的分断器，其特征在于，包括依次连接的上电极、电性连接柱、金属熔片及下电极，所述金属熔片的下方设置有隔片；所述金属熔片的上方设置有环形活塞，所述环形活塞的外周设置有若干脱扣滑块，所述脱扣滑块与环形活塞经斜面接触使得环形活塞向上运动时，脱扣滑块向外侧滑动，所述环形活塞与金属熔片之间设置有绝缘油；所述脱扣滑块的外侧设置有为其提供向内压力的小弹簧，所述隔片与脱扣滑块的下端面持平且与一支撑板的上端面接触，脱扣滑块位于支撑板的边缘，当脱扣滑块向外侧滑动后，脱扣滑块与支撑板分离，所述支撑板的下侧设置有为其提供向上压力的大弹簧。

进一步的，所述隔片处于电性连接柱与下电极之间，金属熔片的两端分别连接电性连接柱与下电极的上端面。

进一步的，还包括上壳体和下壳体用于固定上述部件，所述上壳体设置有与所述小弹簧等高的通孔，所述通孔内设置有固定销，小弹簧处于脱扣滑块与固定销之间。

进一步的，所述下壳体设置有凹槽，支撑板与大弹簧位于所述凹槽内。

进一步的，还包括若干O型圈，所述O型圈分别设置在上壳体与电性连接柱之间、上壳体与环形活塞之间、环形活塞与下电极之间、隔板与电性连接柱之间、隔板与下电极之间。

进一步的，所述金属熔片为多断口形态。

一种自触发快速的分断器的触发方式，其特征在于，包括通电状态，触发状态和分断状态；

通电状态下，上电极、电性连接柱、金属熔片及下电极依次电性连接，小弹簧向内抵住脱扣滑块使其与环形活塞接触，脱扣滑块抵住支撑板的上端面，在此状态下隔板处于金属熔片的正下方；

触发状态下，当电路短路时，金属熔片熔断后起弧形成的高温使绝缘油瞬间汽化，汽化产生的能量推动环形活塞向上运动，经斜面的导向作用，推动脱扣滑块向外侧运动使得脱扣滑块与支撑板分离，支撑板受到大弹簧的作用力向上带动隔板运动，隔板完全切断金属熔片，插入电性连接柱与下电极之间；

分断状态下，隔板完全插入电性连接柱与下电极之间，对电性连接柱与下电极进行电隔离，起到绝缘效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明与普通熔断器相比，其额定电流大、功耗低、动作速度快速；

2、本发明与爆炸桥式混合型限流熔断器相比，其工艺简单、成本低、可靠性高。

附图说明

图1为本发明的剖视图。

图2为本发明的三维结构示意图。

图3为本发明与普通熔丝并联示意图。

图4为图3所示实施例的分断过程电路图。

图中：1-上电极；2-电性连接柱；3-上壳体；4-环形活塞；5-O型圈；6-下电极；7-隔片；8-下壳体；9-大弹簧；10-支撑板；11-金属熔片；12-绝缘油；13-脱扣滑块；14-固定销；15-小弹簧；16-分断器；17-普通熔丝。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，本发明提供一种自触发快速的分断器，其特征在于，包括依次电性连接的上电极1、电性连接柱2、金属熔片11及下电极6，所述金属熔片11的下方设置有隔片7，优选的，上电极1、电性连接柱2及下电极6的材质选用导电性能良好的铜，所述隔片7处于电性连接柱2与下电极6之间，金属熔片11的两端分别连接电性连接柱2与下电极6的上端面，使得隔片7向上运动时，可将金属熔片11彻底切断，插入电性连接柱2与下电极6之间，完成分断。所述隔板7的宽度足够宽使得能完全断开金属熔片，优选的，所述隔板7为围成一周的环形结构。

为了实现隔片的触发，所述金属熔片11的上方设置有环形活塞4，所述环形活塞4的外周设置有若干脱扣滑块13，所述脱扣滑块13与环形活塞4经斜面接触使得环形活塞4向上运动时，脱扣滑块13向外侧滑动，优选的，所述斜面呈水平30°至60°。所述环形活塞4与金属熔片11之间设置有绝缘油12，当金属熔片11熔断后起弧产生的高温会使绝缘油12瞬间汽化，产生的能量推动环形活塞向上运动，从而进一步推动脱扣滑块向外侧运动；所述脱扣滑块13的外侧设置有为其提供向内压力的小弹簧15，在正常状态下，小弹簧15将脱扣滑块13压向环形活塞4。所述隔片7与脱扣滑块13的下端面持平且与一支撑板10的上端面接触，脱扣滑块13位于支撑板10的边缘，当脱扣滑块13向外侧滑动后，脱扣滑块13与支撑板10分离，所述支撑板10的下侧设置有为其提供向上压力的大弹簧9，当脱扣滑块13与支撑板10分离后，支撑板10收到大弹簧9的作用带动隔板7向上运动切断金属熔片11。

于本实施例中，还包括上壳体3和下壳体8用于固定上述部件，将分断器封装成一个整体，具体的，所述上壳体3设置有与所述小弹簧15等高的通孔，所述通孔内设置有固定销14，小弹簧15处于脱扣滑块13与固定销14之间，这一结构使得小弹簧的安装方便，只需在通孔内依次放入小弹簧15和固定销14，再将固定销14固定牢即可。值得注意的是，上壳体3与脱扣滑块13间设置有足够的间隙用于脱扣滑块13的滑动，具体的，该间隙的宽度大于脱扣滑块13与支撑板10接触部分的宽度。所述下壳体8设置有凹槽，支撑板10与大弹簧9位于所述凹槽内，优选的，所述大弹簧为碟簧，具备负荷大，行程短，所需空间小，组合使用方便，维修换装容易，经济安全性高的优点。为了进一步加强隔片7与支撑板10的相对稳定性。所述隔片7的下表面设置有平板，增大了与支撑板10的接触面积，整体呈无盖的杯型。

于本实施例中，所述金属熔片11为多断口形态，且采用导电性能好的导电金属材质，如纯银或纯铜。常态时，金属熔片11可承受较大的额定电流；短路电流时，金属熔片11断口熔断，熔断后起弧形成的高温能使绝缘油12瞬间汽化。

于本实施例中，还包括若干O型圈5，具体的，所述O型圈5分别设置在上壳体与电性连接柱之间、上壳体与环形活塞之间、环形活塞与下电极之间、隔板与电性连接柱之间、隔板与下电极之间。所述O型圈采用橡胶材质，对分断器起到密封的作用。

本发明还提供一种自触发快速的分断器的触发方式，其特征在于，包括通电状态，触发状态和分断状态；

通电状态下，上电极、电性连接柱、金属熔片及下电极依次电性连接，小弹簧向内抵住脱扣滑块使其与环形活塞接触，脱扣滑块抵住支撑板的上端面，在此状态下隔板处于金属熔片的正下方；

触发状态下，当电路短路时，金属熔片熔断后起弧形成的高温使绝缘油瞬间汽化，汽化产生的能量推动环形活塞向上运动，经斜面的导向作用，推动脱扣滑块向外侧运动使得脱扣滑块与支撑板分离，支撑板收到大弹簧的作用力向上带动隔板运动，隔板完全切断金属熔片，插入电性连接柱与下电极之间；

分断状态下，隔板完全插入电性连接柱与下电极之间，对电性连接柱与下电极进行电隔离，起到绝缘效果。

请参照图3，具体使用过程中，本发明所述的分断器16与普通熔丝17并联，具体工作原理为：常态时，通过分断器16通流，分断器16电阻低，功耗小；短路电流时，分断器16内金属熔片11熔断，电流换至普通熔丝17上；在普通熔丝17未分断前，分断器16内杯型隔片7切断金属熔片11，对上铜极1和下铜极6进行电隔离，并达到较高的绝缘能力；最后普通熔丝17熔断，整个分断过程完成。

上述实施例的分断过程电路图请参照图4，正常工作时，分断器16电阻远小于普通熔丝17电阻，额定电流I_e几乎全部由分断器16承担；当系统短路故障时(图4中t₁时刻)，电流迅速上升，当故障电流的I²t值达到分断器16的弧前I²t值时(图4中t₂时刻)，分断器16内的金属熔片11熔断起弧，故障电流在电弧电压作用下向普通熔丝17转移，转移完成后(图4中t₃时刻)分断器16内金属熔片11的电弧熄灭，经过一段时间后普通熔丝17熔断起弧(图4中t₄时刻)，产生高于系统电压的弧压，故障电流到达最大值I_max并开始下降，直到电路完全分断。

本实施例具有以下有益效果：1、与普通熔断器相比，其额定电流大、功耗低、动作速度快速；2、与爆炸桥式混合型限流熔断器相比，其工艺简单、成本低、可靠性高。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (7)

1.一种自触发快速的分断器，其特征在于，包括依次连接的上电极、电性连接柱、金属熔片及下电极，所述金属熔片的下方设置有隔片；所述金属熔片的上方设置有环形活塞，所述环形活塞的外周设置有若干脱扣滑块，所述脱扣滑块与环形活塞经斜面接触使得环形活塞向上运动时，脱扣滑块向外侧滑动，所述环形活塞与金属熔片之间设置有绝缘油；所述脱扣滑块的外侧设置有为其提供向内压力的小弹簧，所述隔片与脱扣滑块的下端面持平且与一支撑板的上端面接触，脱扣滑块位于支撑板的边缘，当脱扣滑块向外侧滑动后，脱扣滑块与支撑板分离，所述支撑板的下侧设置有为其提供向上压力的大弹簧。

2.根据权利要求1所述的自触发快速的分断器，其特征在于，所述隔片处于电性连接柱与下电极之间，金属熔片的两端分别连接电性连接柱与下电极的上端面。

3.根据权利要求1所述的自触发快速的分断器，其特征在于，还包括上壳体和下壳体用于固定上述部件，所述上壳体设置有与所述小弹簧等高的通孔，所述通孔内设置有固定销，小弹簧处于脱扣滑块与固定销之间。

4.根据权利要求3所述的自触发快速的分断器，其特征在于，所述下壳体设置有凹槽，支撑板与大弹簧位于所述凹槽内。

5.根据权利要求3所述的自触发快速的分断器，其特征在于，还包括若干O型圈，所述O型圈分别设置在上壳体与电性连接柱之间、上壳体与环形活塞之间、环形活塞与下电极之间、隔板与电性连接柱之间、隔板与下电极之间。

6.根据权利要求1所述的自触发快速的分断器，其特征在于，所述金属熔片为多断口形态。

7.一种基于权利要求1至6任一项所述的自触发快速的分断器的触发方式，其特征在于，包括通电状态，触发状态和分断状态；

通电状态下，上电极、电性连接柱、金属熔片及下电极依次电性连接，小弹簧向内抵住脱扣滑块使其与环形活塞接触，脱扣滑块抵住支撑板的上端面，在此状态下隔板处于金属熔片的正下方；

触发状态下，当电路短路时，金属熔片熔断后起弧形成的高温使绝缘油瞬间汽化，汽化产生的能量推动环形活塞向上运动，经斜面的导向作用，推动脱扣滑块向外侧运动使得脱扣滑块与支撑板分离，支撑板受到大弹簧的作用力向上带动隔板运动，隔板完全切断金属熔片，插入电性连接柱与下电极之间；

分断状态下，隔板完全插入电性连接柱与下电极之间，对电性连接柱与下电极进行电隔离，起到绝缘效果。