CN111223731A - 一种液态金属自恢复熔断器 - Google Patents

一种液态金属自恢复熔断器 Download PDF

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CN111223731A CN202010039914.4A CN202010039914A CN111223731A CN 111223731 A CN111223731 A CN 111223731A CN 202010039914 A CN202010039914 A CN 202010039914A CN 111223731 A CN111223731 A CN 111223731A
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段雨廷
彭晶
王科
谭向宇
邓云坤
耿英三
闫静
刘志远
马仪
赵现平
李�昊
刘红文
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Electric Power Research Institute of Yunnan Power Grid Co Ltd
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H87/00—Protective devices in which a current flowing through a liquid or solid is interrupted by the evaporation of the liquid or by the melting and evaporation of the solid when the current becomes excessive, the circuit continuity being reestablished on cooling

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Abstract

本申请公开了一种液态金属自恢复熔断器，包括液态金属，消弧管，耐热绝缘管，瓷套管，两个密封盖和两个电极；所述液态金属设于所述消弧管内；所述耐热绝缘管套设于所述消弧管的外侧，所述瓷套管套设在所述耐热绝缘管的外侧；所述电极固定在所述密封盖上，两个所述密封盖分别封堵在所述瓷套管的两端；两个所述电极通过所述液态金属连接。通过当短路发生时，液态金属迅速气化，变成不导电的金属蒸气，断开电流，当短路结束后，液态金属恢复液态，恢复正常工作。本申请提供的自恢复熔断器可以有效提高熔断器的开断能力，避免频繁更换，可多次重复使用。

Description

一种液态金属自恢复熔断器
技术领域
本申请涉及电路安全技术领域，特别涉及一种液态金属自恢复熔断器。
背景技术
熔断器是一种结构简单、使用方便、价格低廉的保护电器，广泛应用于低压配电系统和控制电路中，主要作为短路保护元件，也常作为单台电气设备的过载保护元件。随着人们对电网经济性与安全性的要求越来越高，针对变压器等配电设备的保护变得更加必不可少了。现有的大部分熔断器故障熔断后必须更换熔断体，且由于采用的是全裸露式结构，因此受外界环境因素的影响较大。比如，消弧管易老化，外露触头容易被锈蚀，防风、防污及耐盐性能较差等。
发明内容
本申请的目的在于提供一种液态金属自恢复熔断器，以解决现有熔断器故障熔断后必须更换熔断体的问题。
根据本申请的实施例，提供了一种液态金属自恢复熔断器，包括液态金属，消弧管，耐热绝缘管，瓷套管，两个密封盖和两个电极；
所述液态金属设于所述消弧管内；
所述耐热绝缘管套设于所述消弧管的外侧，所述瓷套管套设在所述耐热绝缘管的外侧；
所述电极固定在所述密封盖上，两个所述密封盖分别封堵在所述瓷套管的两端；
两个所述电极通过所述液态金属连接。
进一步地，所述液态金属包括铜和锡，所述液态金属的熔点低于铜的熔点。
进一步地，所述瓷套管的外壁截面为锯齿状。
进一步地，所述消弧管的材料为石英。
进一步地，所述耐热绝缘管的材料为耐热云母。
进一步地，所述密封盖为一体成型的橡胶密封盖。
由以上技术方案可知，本申请实施例提供了一种液态金属自恢复熔断器，包括液态金属，消弧管，耐热绝缘管，瓷套管，两个密封盖和两个电极；所述液态金属设于所述消弧管内；所述耐热绝缘管套设于所述消弧管的外侧，所述瓷套管套设在所述耐热绝缘管的外侧；所述电极固定在所述密封盖上，两个所述密封盖分别封堵在所述瓷套管的两端；两个所述电极通过所述液态金属连接。当发生短路时，短路电流达到数千安，使液态金属发热而汽化成金属气体，形成高温高压高电阻的等离子状态，限制短路电流增加，同时，液态金属汽化产生的气体向内部空间上方运动。这时，装有金属气体的管内电路分断，电流消失。短路电流被断开后，液态金属的温度下降，于是气体金属恢复到液体状态，熔断器恢复使用。本申请提供的自恢复熔断器可以有效提高熔断器的开断能力，避免频繁更换，可多次重复使用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为根据本申请实施例示出的一种液态金属自恢复熔断器的结构示意图。
图示说明：
其中，1-液态金属，2-消弧管，3-耐热绝缘管，4-瓷套管，5-密封盖，6-电极。
具体实施方式
参阅图1，本申请实施例提供一种液态金属自恢复熔断器，包括液态金属1，消弧管2，耐热绝缘管3，瓷套管4，两个密封盖5和两个电极6；
所述液态金属1设于所述消弧管2内；
液态金属1可升华为气态，也可还原成液态，可重复使用。
当熔断器燃烧时，消弧管2会起灭弧作用。它会吸收能量然后使线路同负载绝缘，消除电击的危险。
所述耐热绝缘管3套设于所述消弧管2的外侧，所述瓷套管4套设在所述耐热绝缘管3的外侧；
如果电路出现短路，则会导致电流很大，液态金属1汽化，温度升高，熔断体的工作温度越高，其寿命越短。耐热绝缘管3是为了熔断器自恢复循坏使用下延长熔断体的寿命。
瓷套管4和密封盖5构成一个全封闭、全绝缘化腔体，改善绝缘性能，保证长期的稳定性。消弧管2、耐热绝缘管3与瓷套管4在断开了短路电流的同时改善了熔断器的灭弧能力。
所述电极6固定在所述密封盖5上，两个所述密封盖5分别封堵在所述瓷套管4的两端；熔断器是全封闭绝缘式的。
两个所述电极6通过所述液态金属1连接。
液态金属1两端电极6与密封盖5连接，正常运行时，电流从熔断器的一个电极6流入，经过液态金属1从另一电极6流出。当发生短路时，短路电流达到数千安使液态金属1发热而汽化成金属气体，形成高温高压高电阻的等离子状态，限制短路电流增加，同时，液态金属1汽化产生的气体向内部空间上方运动。这时，装有金属气体的管内电路分断，电流消失。短路电流被断开后，液态金属1的温度下降，于是气体金属恢复到液体状态，熔断器恢复使用。
进一步地，所述液态金属1包括铜和锡，所述液态金属1的熔点低于铜的熔点。液态金属1可实现液态气态转换，也可实现固态气态转换，可重复使用。
进一步地，所述瓷套管4的外壁截面为锯齿状。本申请的瓷套管4可以提高污闪性能，机械强度高。
进一步地，所述消弧管2的材料为石英。石英起灭弧作用，吸收使线路同负载绝缘，消除电击的危险。
进一步地，所述耐热绝缘管3的材料为耐热云母。耐热云母具有良好的电气绝缘性能和较高的机械强度，相对于传统的陶瓷管，云母管具有壁厚与椭圆度容易控制、放电均匀、不易破碎等特点。
进一步地，所述密封盖5为一体成型的橡胶密封盖。橡胶一体成型结构可有效防止粉尘和盐污染等，增强绝缘安全性，确保其长期的稳定性能。
由以上技术方案可知，本申请实施例提供一种液态金属自恢复熔断器，包括液态金属1，消弧管2，耐热绝缘管3，瓷套管4，两个密封盖5和两个电极6；所述液态金属1设于所述消弧管2内；所述耐热绝缘管3套设于所述消弧管2的外侧，所述瓷套管4套设在所述耐热绝缘管3的外侧；所述电极6固定在所述密封盖5上，两个所述密封盖5分别封堵在所述瓷套管4的两端；两个所述电极6通过所述液态金属1连接。当发生短路时，短路电流达到数千安，使液态金属1发热而汽化成金属气体，形成高温高压高电阻的等离子状态，限制短路电流增加，同时，液态金属1汽化产生的气体向内部空间上方运动。这时，装有金属气体的管内电路分断，电流消失。短路电流被断开后，液态金属1的温度下降，于是气体金属恢复到液体状态，熔断器恢复使用。本申请提供的自恢复熔断器可以有效提高熔断器的开断能力，避免频繁更换，可多次重复使用。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的申请后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本申请的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种液态金属自恢复熔断器，其特征在于，包括液态金属(1)，消弧管(2)，耐热绝缘管(3)，瓷套管(4)，两个密封盖(5)和两个电极(6)；
所述液态金属(1)设于所述消弧管(2)内；
所述耐热绝缘管(3)套设于所述消弧管(2)的外侧，所述瓷套管(4)套设在所述耐热绝缘管(3)的外侧；
所述电极(6)固定在所述密封盖(5)上，两个所述密封盖(5)分别封堵在所述瓷套管(4)的两端；
两个所述电极(6)通过所述液态金属(1)连接。
2.根据权利要求1所述的液态金属自恢复熔断器，其特征在于，所述液态金属(1)包括铜和锡，所述液态金属(1)的熔点低于铜的熔点。
3.根据权利要求1所述的液态金属自恢复熔断器，其特征在于，所述瓷套管(4)的外壁截面为锯齿状。
4.根据权利要求1所述的液态金属自恢复熔断器，其特征在于，所述消弧管(2)的材料为石英。
5.根据权利要求1所述的液态金属自恢复熔断器，其特征在于，所述耐热绝缘管(3)的材料为耐热云母。
6.根据权利要求1所述的液态金属自恢复熔断器，其特征在于，所述密封盖(5)为一体成型的橡胶密封盖。
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