CN111180281A - 一种过电流自动断路保护器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种过电流自动断路保护器，包括机盒和固定在机盒底部的断路器盒，所述机盒垂直密封连接有挡板，挡板和机盒内壁水平密封连接有金属板，所述挡板和第二挡板将机盒中分为第一液腔、第二液腔和第三液腔，所述第一液腔顶部固定连接有另一个金属板，两个所述金属板组成平行板电容器，所述第一液腔、第二液腔和第三液腔中均装有磁流变液。优点在于：可以对过电流进行检测，对于过载电流，在断开电路一段时间后恢复使用，而在短路电流发生时，将持续保持断电状态，避免伤害用电器，并可以通过按压按钮实现恢复初始状态，操作方便，可多次使用。

Description

一种过电流自动断路保护器

技术领域

本发明涉及电力装置技术领域，尤其涉及一种过电流自动断路保护器。

背景技术

过电流是指超过预期情况下通过导体的电流量，从而导致过度的发热，和火灾或损坏的风险，过电流的可能原因包括短路，负载过大，设计不正确或接地故障，通常使用熔断器，断路器，温度传感器和限流器来控制过电流的风险。

而在家庭用电器的使用来说，一般可能发生过电流的原因主要是过载电流和短路电流，而现有技术中一般采用熔断器或者断路器使得在短路电流时依靠超高温度下保险丝的熔断实现电路断开，而过载电流由于是额定电流的不多倍，温度升高速度较慢，即在过载电流下，熔断器常常会在温度达不到熔断温度前无作为，使得超过额定的温度在一定时间内依旧会造成电器元件老化，寿命减少等问题，在短路电流发生时，熔断器中的保险丝只能使用一次，需要进行定时更换，基于此，本发明设计一种过电流自动断路保护器。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中过电流时熔断器断开电路需要跟换保险丝才能继续使用，不具备自动恢复的功能，而提出的一种过电流自动断路保护器。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种过电流自动断路保护器，包括机盒和固定在机盒底部的断路器盒，其特征在于，所述机盒垂直密封连接有挡板，挡板和机盒内壁水平密封连接有金属板，所述挡板和第二挡板将机盒中分为第一液腔、第二液腔和第三液腔，所述第一液腔顶部固定连接有另一个金属板，两个所述金属板组成平行板电容器，所述第一液腔、第二液腔和第三液腔中均装有磁流变液；

所述挡板中分别开设有第一开口和第二开口，所述金属板中开设有第三开口，所述第一开口、第二开口和第三开口均密封连接有单向阀，所述金属板的底部固定连接有推杆，所述推杆贯穿机盒的内壁并与断路器盒连通，所述推杆在机盒内的部分外套接有第一弹簧，所述第一弹簧的两端分别与金属板和机盒的底部固定；

所述推杆在断路器盒内的一端固定连接有导体板，所述断路器盒的顶壁固定连接有导体层，所述导体层与外界电源电连接，所述导体板与用电器电连接，所述导体板的底部固定连接有第二弹簧，所述第二弹簧的固定端焊接在断路器盒的底壁

在上述过电流自动断路保护器中，两个所述金属板分别通过导线与导体板电连接并且共同连接有稳压器，所述导体层采用金属钠材料。

在上述过电流自动断路保护器中，所述第一开口中设有电磁阀，所述导体层与外界电源的回路中串联有分压电阻，所述第二弹簧的底部固定连接有按钮，所述按钮贯穿断路器盒并与外界连通。

与现有的技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明中，通过两个金属板作为平行电容器储存能量，并且由于介质使用介电常数较高的磁流变液，因此自身具有较高的电容，使得在正常状态下处于断路环境，而外界电压较高的环境下，会在内部热量的作用下向下挤压下层的金属板，使得导体板和导体层分离，从而断开用电器与电路的连接，从而避免了电压失稳造成用电器损伤或者安全问题；

2、而在过电流发生时，电路中电流激增，导体层与导体板的温度急速上升，引起导体层中的金属那发生气化，使得导体板受到气压的作用下向下移动，从而通过带动推杆使得下层的金属板下移，当处于过载电流状态时，用电器电路正常，则电阻保持正常，而电容器在外界电源断开后自身相当于电源给用电器供电，则此时总电阻较大，产生的电流较小，因而两金属板间电流变化幅度较小，产生的磁场较小，将无法使得磁流变液发生凝固，则在液压的作用下，金属板的位移并不会改变第一液腔和第二液腔中的液位，则在金属钠冷却为固体后，导体板与导体层重新接触，则保持电路连通，并可以继续使用；

3、而当发生短路电流时，此时用电器发生短路现象，则在平行板电容器作为电源供电下的外电路总电阻较小，因此电流变化幅度较大，平行板电容器之间的磁场较大，因而使得磁流变液由液态转化为固体，此时在下侧的金属板向下位移时，带动第三液腔的磁流变液转移到第一液腔，而第一液腔中的磁流变液由于自身变为固体将无法流入第二液腔，使得两腔室内液位发生变化，第一液腔中的液位高于第二液腔的液位；

4、通过在第一开口处设置电磁阀，使得当电路断开后，第一开口关闭，则在短路电流发生后，平行板电容器中的电流放电完成后，第一液腔内的磁流变液在转化为液体可以留出第一开口前，第一开口关闭，使得第一液腔中的磁流变液质量较大，将对金属板施加较大的压力，则在金属钠材料的导体层恢复常温后，导体板压缩第二弹簧，使得导体板与导体层分离，则此时将保持断路状态，无法连接；

5、在第二弹簧底部设置按钮，通过按压按钮，使得导体板和导体层接触，则外接电源开始对平行板电容器充电，则此时产生磁场，会使得第一液腔中的固体磁流变液重新液化，则可以通过第一开口进入第三液腔，则松开按钮后，两侧高度相同，与初始状态相同，则电路可恢复使用，操作简单，并且可以多次使用。

附图说明

图1为本发明提出的一种过电流自动断路保护器的结构示意图；

图2为本发明提出的一种过电流自动断路保护器中A部分的放大示意图。

图中：1机盒、101第一液腔、102第二液腔、103第三液腔、2挡板、3金属板、4第一弹簧、5推杆、6导体板、7导体层、8第二弹簧、9断路器盒、10第一开口、11第二开口、12第三开口。

具体实施方式

以下实施例仅处于说明性目的，而不是想要限制本发明的范围。

实施例

参照图1-2，一种过电流自动断路保护器，包括机盒1和固定在机盒1底部的断路器盒9，机盒1垂直密封连接有挡板2，挡板2和机盒1内壁水平密封连接有金属板3，挡板2和金属板3将机盒1中分为第一液腔101、第二液腔102和第三液腔103，第一液腔101顶部固定连接有另一个金属板3，两个金属板3组成平行板电容器，第一液腔101、第二液腔102和第三液腔103中均装有磁流变液；

挡板2中分别开设有第一开口10和第二开口11，金属板3中开设有第三开口12，第一开口10、第二开口11和第三开口12均密封连接有单向阀，使得磁流变液的流向以一个回路形式，从第三液腔103到第一液腔101再到第二液腔102，金属板3的底部固定连接有推杆5，推杆5的外表面使用绝缘材料，内侧嵌设有导线，而上侧的金属板3通过另一个导线使得共同构成平行板电容器与导体板6并联，推杆5贯穿机盒1的内壁并与断路器盒9连通，推杆5在机盒1内的部分外套接有第一弹簧4，第一弹簧4的两端分别与金属板3和机盒1的底部固定。

推杆5在断路器盒9内的一端固定连接有导体板6，断路器盒的顶壁固定连接有导体层7，导体层7与外界电源电连接，导体板6与用电器电连接，导体板6的底部固定连接有第二弹簧8，第二弹簧8的固定端焊接在断路器盒9的底壁，第二弹簧8将导体板6和导体层7充分接触，实现对用电器的供电，两个金属板3分别通过导线与导体板6电连接并且共同连接有稳压器，导体层7采用金属钠材料，第一开口10中设有电磁阀，导体层与外界电源的回路中串联有分压电阻，起到分压作用，使得在外界电源对电容器充电时减小电流，从而使得平行板电容器中产生的磁场较小，第二弹簧8的底部固定连接有按钮13，按钮13贯穿断路器盒9并与外界连通。

本发明在使用时，当发生过电流时，流经导体板6和导体层7的电流迅速提高，将使得导体层7中的金属钠受热分解，使得钠蒸汽向外膨胀，从而推动导体板6下移，而导体板6带动推杆5下移，而下侧的金属板3被向下拉动，使得第三液腔103中的磁流变液通过第三开口12进入第一液腔101，当过电流是过载电流时，此时用电器电路本身没有出现问题，则用电器电阻正常，因而在外界电源断电的状态下，平行板电容器的放电电流较小，因此衰减幅度较小，从而产生的磁场力较小，则在这种状态下，第一液腔101中的磁流变液无法完全变成固体，将在液压的作用下，部分向第一开口10流至第二液腔102中，从而满足第一液腔101和第二液腔102类似U型管高度相同，满足压差关系；

则在金属钠恢复常温复原为固体后，金属板3向上回复原位时，第一液腔101和第二液腔102等高并与初始状态完全相同，此时将继续对导体板6施加小于第二弹簧8弹性势能的压力，从而使得导体板6和导体层7恢复接触，从而继续对用电器供电，而当用电器发生短路时，总电阻减小，则瞬间平行板电容器输出的电流较大，因而在放电过程中，电流衰减较大，则产生的磁场较大，使得磁流变液完全变成固体结构，则在金属板3下移时，下侧的液体流至上侧，则继续变成固体，并且无法通过第一开口10进入第三液腔，则在电磁阀关闭前，第一液腔101的高度大于第二液腔102的高度，则在电容器放电完成后，电磁阀关闭，则在较大的重力下，克服第二弹簧8的弹性势能，使得导体板6脱离与导体层7的接触，则在金属钠恢复后无法连通电路，避免短路电流伤害用电器内元件。

第二弹簧8底部设有按钮13，当对用电器修整完成后，通过按压按钮13，使得导体板6和导体层7接触，则外接电源开始对平行板电容器充电，则此时产生磁场，会使得第一液腔101中的固体磁流变液重新液化，则可以通过第一开口10进入第三液腔103，则松开按钮13后，两侧高度相同，与初始状态相同，则电路可恢复使用，操作简单，并且可以多次使用。

尽管本文较多地使用了机盒1、第一液腔101、第二液腔102、第三液腔103、挡板2、金属板3、第一弹簧4、推杆5、导体板6、导体层7、第二弹簧8、断路器盒9、第一开口10、第二开口11、第三开口12、按钮13等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (3)

1.一种过电流自动断路保护器，包括机盒(1)和固定在机盒(1)底部的断路器盒(9)，其特征在于，所述机盒(1)垂直密封连接有挡板(2)，挡板(2)和机盒(1)内壁水平密封连接有金属板(3)，所述挡板(2)和金属板(3)将机盒(1)中分为第一液腔(101)、第二液腔(102)和第三液腔(103)，所述第一液腔(101)顶部固定连接有另一个金属板(3)，两个所述金属板(3)组成平行板电容器，所述第一液腔(101)、第二液腔(102)和第三液腔(103)中均装有磁流变液；

所述挡板(2)中分别开设有第一开口(10)和第二开口(11)，所述金属板(3)中开设有第三开口(12)，所述第一开口(10)、第二开口(11)和第三开口(12)均密封连接有单向阀，所述金属板(3)的底部固定连接有推杆(5)，所述推杆(5)贯穿机盒(1)的内壁并与断路器盒(9)连通，所述推杆(5)在机盒(1)内的部分外套接有第一弹簧(4)，所述第一弹簧(4)的两端分别与金属板(3)和机盒(1)的底部固定；

所述推杆(5)在断路器盒(9)内的一端固定连接有导体板(6)，所述断路器盒的顶壁固定连接有导体层(7)，所述导体层(7)与外界电源电连接，所述导体板(6)与用电器电连接，所述导体板(6)的底部固定连接有第二弹簧(8)，所述第二弹簧(8)的固定端焊接在断路器盒(9)的底壁。

2.根据权利要求1所述的一种过电流自动断路保护器，其特征在于，两个所述金属板(3)分别通过导线与导体板(6)电连接并且共同连接有稳压器，所述导体层(7)采用金属钠材料。

3.根据权利要求1所述的一种过电流自动断路保护器，其特征在于，所述第一开口(10)中设有电磁阀，所述导体层与外界电源的回路中串联有分压电阻,所述第二弹簧(8)的底部固定连接有按钮(13)，所述按钮(13)贯穿断路器盒(9)并与外界连通。

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