CN1335635A - 小型保险丝断路开关 - Google Patents

Abstract

保险丝断路开关装置包括一个拔出型保险丝装置和一个开关外壳装置。该保险丝装置包括一个线路侧引导部分,一个负载侧引导部分,以及两者之间的保险元件。开关外壳装置包括一个用来接收该保险丝的保险丝插座,以及第一和第二接触装置,当保险丝被插入到保险丝插座时,该第一接触装置连接到保险丝的线路侧引导部分,该第二接触装置连接到保险丝的负载侧引导部分。一个断开保险丝指示装置用来与保险丝的导电部分联接,一个报警输出端子从开关装置外壳伸出,并与断开保险丝指示装置联接。当连接到外部电路时,断开保险丝指示装置提供了本地保险丝状态指示功能,报警输出端子便于远距指示保险丝状态。

Description

小型保险丝断路开关

发明领域

本申请要求美国临时申请60/215441的优先权，其公开于2000年6月30日。

本发明涉及断路开关，尤其涉及保险丝断路开关。

现有技术

作为一种过流保护装置，保险丝广泛用于防止电路损坏。保险丝端子通常用来在电源与电路元件或设置在电路中的元件组合之间形成电联接。在保险丝端子之间连接一个或更多的可熔线或元件，或保险丝元件装置，因而在经过保险丝的电流超过一个预定极限时，可熔元件熔化，断开一个或更多经过保险丝的电路，防止电路元件损坏。

在一些应用中，保险丝不仅用于提供熔断的电联接，还用于连接和断开，或转换，目的是接通或中断一个或多个电联接。这样，电路通过保险丝的导电部分接通或中断，由此接通或断开相关电路。通常，保险丝置于一个保险丝固定物中，该固定物的端子连接到指定电路。当保险丝的导电部分，如保险片，端子或金属环，与保险丝固定物端子配合时，电路就通过保险丝连通，当保险丝的导电部分与保险丝固定物端子断开时，电路通过保险丝断开。因此，通过将保险丝从保险丝固定物端子插入或取出，就实现了保险丝断路开关的功能。

然而，已知的这种类型保险丝断路开关在某些应用中存在着缺点。例如，在通信应用中，设备负载不断增加的功率需求，致使许多保险丝断路开关不合适。此外，有限的场地布线选择会阻碍普通线路输入总线的使用，并且为了连接到通信配电盘，可能要求辅助元件。进一步说，特别是当使用大量断路开关时，必须快速、准确地识别出断开保险丝，以便识别和更换断开保险丝。传统的保险丝状态识别机构对于通信应用而言没有所期望的可靠。至少由于上述原因，传统的保险丝断路开关不能完全满足某些最终应用的要求，如在通信系统中的应用。

发明概要

在一示例性实施例中，一保险丝断路开关装置包括一个拔出型保险丝装置和一个开关外壳装置。该保险丝装置包括一个线路(line)侧引导部分，一个负载侧引导部分，及两者之间的一保险丝元件。该开关外壳装置包括一个外壳，该外壳限定了一接收该保险丝的保险丝插座，一第一接触装置位于外壳中，当保险丝插入到保险丝插座时，该第一接触装置连接到保险丝的线路侧引导部分，及一个位于该外壳中的第二接触装置，当保险丝插入到保险丝插座时，该第二接触装置连接到保险丝的负载侧引导部分。一个与保险丝的线路侧引导部分和保险丝的负载侧引导部分相联的断开保险丝指示装置，一个报警输出端子，该报警输出端子从开关装置外壳伸出，并与断开保险丝指示装置相联。当连接到用户端子外部电路时，断开保险丝指示装置提供本地保险丝状态指示功能，报警输出端子便于远距指示保险丝状态。

在各种实施例中，开关外壳装置包括一插塞接触装置，一盒型接触装置，及一用于增加本领域接线方式的端子柱。在一个实施例中，设置了一个共用接触总线棒，用于连接到端子柱，从而进一步增加接线和辅助连接方式。

在一个示例性实施例中，保险丝的线路侧引导部分和负载侧引导部分都包括端子片，该端子片穿过端子开口，该端子开口延伸穿过保险丝插座的底部。端子片与开关外壳装置的端子接触装置配合。断开保险丝指示装置包括一个连接到保险丝端子片的高电阻电路，该电路包括晶体管元件和一个发光二极管(“LED”)。该LED由晶体管元件响应电路的压降而激发。开关外壳还包括内部报警端子，该内部报警端子与保险丝插座内的保险丝的报警端子配合，并进一步与报警输出端子相联。因此，断开保险丝指示装置通过照亮LED，指示本地保险丝状态，并为远距保险丝状态指示产生了一个报警信号，该报警信号经过开关外壳报警输出端子被输出。

因此为保险丝断路开关提供了多种接线方式，包括共用总线连接，而不用辅助元件。提供了可靠的本地和远距保险丝状态指示，便于很快识别和更换断开保险丝。因此提供了一种通用小型保险丝断路开关盒，该开关盒更适于这样的应用，如通信应用，其中传统保险丝断路不那么令人满意。

附图说明

图1是保险丝断路开关装置的分解透视图；

图2是图1所示保险丝装置的横截面图；

图3是图1所示开关外壳装置的装配透视图；

图4是图3所示开关外壳装置的侧部装配图；

图5是开关外壳装置第二实施例的透视图；

图6是图5所示开关外壳装置的侧部正视图；

图7是开关外壳装置第三实施例的透视图；及

图8是图7所示开关外壳装置的侧部正视图；

图9是开关外壳装置第四实施例的透视图；

图10是一开关外壳装置的第五实施例的透视装配图；

图11是图10所示开关外壳装置的侧部正视图；

图12是图2所示保险丝的透视装配图；

图13是图12所示保险丝的报警电路示意图；

图14是图12所示保险丝的报警电路。

优选实施例的详细说明

图1是一个保险丝断路开关装置10的分解透视图，它包括用于与开关外壳装置14可移动配合的保险丝12。在一个实施例中，开关外壳装置14包括一第一插塞接触装置16，其用于插入式联接到线路输入总线(图中未示)，还包括一第二插塞接触装置18，用于插入式联接到负载侧设备(图中未示)，例如配电盘。当保险丝12完全插入开关外壳装置的保险丝插座20中时，经过保险丝12的电路通过第一和第二插塞接触装置16、18就接通了。这样，在一示例性实施例中，保险丝断路开关装置10理想地适于保护通信设备免受故障电流的破坏，还便于通过从开关外壳装置14中抽出保险丝12而将负载断路。但应该理解，本发明用于许多保险丝系统都是有益的，本发明决不局限于任何特别的使用或应用中。

在本发明的示例性实施例中，当保险丝12插入开关外壳装置14中时，至少有一部分从保险丝插座20中突出或伸出，因而通过对可操作地连接到开关外壳装置14上的保险丝12外观的视觉检查，可以完成保险丝的局部状态表示，下面将作详细描述。此外，在一实施例中，由于保险丝12的一部分从保险丝插座中伸出，保险丝12可以很容易地用手插入开关外壳装置14和取出，也就是说，不需要工具，只需简单地抓住保险丝部分的顶部，并操纵位于保险丝插座20中的保险丝12，就可完成下面描述的开关功能。

图2是保险丝12(也示于图1)的剖视图，其包括第一和第二保险丝端子30，上述保险丝端子30从保险丝外壳32中伸出，并与主保险丝34电联接，上述主保险丝34装配在保险丝外壳32中并在第一和第二端子30之间延伸。当电路通过保险丝端子30接通时，电流流经主保险丝34，当流经主保险丝34的电流达到一个预定阀值时，也就是说，发生故障电流时，主保险丝34熔化、蒸发或以别的方式断开，以防止电流流过。这样，在保险丝端子30与负载侧电气元件之间产生了断开电路，电路被保险丝12隔断，因此防止电路遭受故障电流的损坏。一种电弧淬熄材料，如硅石沙，围绕外壳32中的主保险丝34，这样当主保险丝34断开时，可防止和/或抑制保险丝端子30之间的电弧现象。

在一个实施例中，主保险丝34制作成使保险丝12有25-125安培的额定范围，以及在80V直流电时有100KA的安全中断。在可替换实施例中，不同的保险丝额定值可通过制作保险丝外壳32内的不同主保险丝34而获得，因而不同额定值的保险丝基本上具有同样的尺寸、形状或底脚，进一步说，各种不同的保险丝可用于同一开关外壳装置，如在本领域中用于多种功能的开关外壳装置14(如图1所示)。然而可以想到的是，本发明用于具有不同额定值、形状或尺寸的各种保险丝系统都是有益的。因此，在此描述和举例说明的具体保险丝实施例的目的只是为了阐明的目的，并不是在任何方面对本发明进行限制。

保险丝12还包括一个本地和远距保险丝断开指示装置36，用来显示保险丝12的工作状态。保险丝断开指示装置36包括一个高电阻电路(下面进一步描述)，该高电阻电路与一通过保险丝外壳32的顶面40可以看到的发光二极管或LED38联接。如下面要详细描述的一样，当主保险丝34断开时，LED38会发光。

可以想到的是，在可替换实施例中，可使用机电保险丝状态显示机构。例如在一个示例性实施例中，电路场所中的保险丝断开指示装置36包括一第二保险丝(图2中未示)，其连接在保险丝端子30之间，并与主保险丝34平行。第二保险丝的电阻比主保险丝34大得多，因而当保险丝12工作时，也就是说，当主保险丝34没有断开时，基本上所有流经保险丝12的电流都流过主保险丝34。然而，当主保险丝34断开，流经主保险丝34的电路中断时，电流就流经第二保险丝，触发一电子或机械指示器，该指示器用于断开保险丝的本地和远距显示。

在另外的可替换实施例中，也可用其它已知的电动、机械或机电装置，来可视地显示保险丝12的工作状态。

断开保险丝指示装置36还包括一个导电报警端子42，该端子42从保险丝外壳32的开口44中突出。当保险丝端子报警器42连接到一电阻式负载，如通常在现有通信设备中找到的继电器线圈(图中未示)时，当主保险丝34断开时，就有一个信号传送到继电器线圈，因此对断开保险丝所处的特定位置引起注意。本地保险丝状态指示识别出位于特定位置的一个或多个断开保险丝。这样，即使使用位于多种位置的许多保险丝，也可以高效地给断开保险丝定位。

图3和图4显示了保险丝断路开关装置10(图1所示)的开关外壳装置14。开关外壳装置14包括一个由绝缘材料制成的外壳52，该外壳在保险丝插座20的底部56具有保险丝端子开口54，用于接纳保险丝端子片30(图2所示)。导电弹性夹58和相应的加强预紧金属线弹簧件59被设置在每一个保险丝端子开口54的下面，并位于保险丝插座20下的孔60中。一桥部62从各夹58向下伸到导电插塞接触装置16、18，用于联接到线路输入总线(图中未示)或负载总线(图中未示)。当保险丝端子30插入保险丝端子开口54中时，保险丝端子30被夹在弹性夹58中，因而与突出于外壳52的底部64的插塞接触装置16、18电联接。

由于开关外壳装置14的内传导部分位于保险丝插座底面56的端子开口54的下方，所以基本上防止了其与开关外壳装置14的导电部分的偶然接触，因此为保险丝12提供了一个安全断路功能。然而在可替换实施例中，应该理解，可通过将开关外壳装置14的传导部分伸到用于连接保险丝导电部分的保险丝插座20中，而使开关外壳装置14的导电部分暴露在插座20中。这样，其它类型的保险丝，如具有主保险丝的金属环或保险丝管，都可适用于具有端子片30的保险丝12(如图1和2所示以及上文上述)。可以相信，对于本领域技术人员来讲，可以对开关外壳装置14作一些必要的修改，来适应这些并不进一步描述的各种保险丝。

靠近相邻孔68中的保险丝夹58设置一开关外壳内部报警端子66，该端子66包括位于顶端72的突出边70，上述顶端72从保险丝插座20的侧壁76中的一个开口74中突出。这样，当保险丝12完全插入保险丝插座20时，报警端子突出边70就与穿过外壳开口44(示于图2)的保险丝报警端子42(示于图2)接触。内部报警端子66还与从开关外壳52底部64中伸出的远距输出报警端子78联接，由此在保险丝断开状态下，提供了一个用于将保险丝断开报警信号传送到最终用途设备的电路(图中未示)。

在一个示例性实施例中，输出报警端子78位于一个中间孔84中，该中间孔84形成于临近外壳底端64的外壳52底部中，并且大约位于插塞接触装置16、18的中间。在可替换实施例中，输出报警端子容纳于相邻孔86、88中，该相邻孔86、88形成于孔78两边的外壳52底部。这样，输出报警端子可根据实际应用，有选择地定位在孔84、86、88之间的最理想位置。

装配插入底脚80容纳于保险丝插座20两侧的插座82中，因而开关外壳装置14可固定在最终用途应用中的位置。每个装配底脚80包括一个安装一紧固件(未示出)的螺纹孔，上述加强件插入位于保险丝20两侧的装配口84。这样，当插入底脚80与紧固件配合时，插入底脚80牢固地将开关外壳装置14定位在理想位置。

一绝缘盖86固定到外壳52上，为开关外壳装置14的上述元件形成了一个安全的保护罩，并形成完整的插座20。在一个实施例中，外壳52和盖86是由绝缘材料制成的，如能承受保险丝断路开关装置10的工作环境以及保险丝12断开的工作条件的塑料和热塑性材料。在一示例性实施例中，根据已知方法和设备，如超声粘接技术的盖86永久地粘接到外壳52上。

因此，提供了一种保险丝断路开关装置10，便于安装到现有设备上，不需要辅助元件或者用手布线联接。通过将拨出型保险丝，如保险丝12从开关外壳保险丝插座20中插入或抽出，而实现开关功能，本地和远距保险丝断开指示器能迅速指示出要替换的已断开的保险丝。由于开关外壳装置20要接纳各种不同等级的保险丝，所以提供了一种适于广泛应用的通用的保险丝断路开关装置10。

图5和图6显示了开关外壳装置100的第二实施例，它用于保险丝如保险丝12(示于图2)，以形成与前述保险丝断路开关装置10(示于图2)类似的保险丝断路开关装置，只不过在开关外壳装置14的位置(示于图1)上用的是开关外壳装置100。

开关外壳装置100包括一个外壳102，外壳具有位于保险丝插座108底部106的保险丝端子开口104，用来接受保险丝端子片30(示于图2)。导电弹性夹109及相应的加强预紧金属线弹簧件111位于每个保险丝端子开口104的下面，并位于保险丝插座108下面的孔110中。桥部112从各个夹109向外伸到位于接线腔室116中的盒型接触装置114，用于连接到线路输入总线(图中未示)或负载总线(图中未示)。剥离电线穿过接线腔室116中的电线输入部118，并穿到位于每个接线腔室116中的每个盒型插座114中的电线插座120中。通过接线腔室116中的顶部开口124接近螺钉形连接件122，以确保将线路输入总线和负载线连接到各自的盒型接触装置114。盒型接触装置114接线后，当保险丝端子30(示于图2)插入保险丝端子开口104并由夹109夹住时，就通过保险丝12接通了一个电路。

正如前面针对开关外壳装置14(示于图3和图4)所描述的，开关外壳装置100的内部导电部分位于保险丝插座底面106的端子开口104的下方，因而通过基本上消除其与开关外壳装置100的导电部分的偶然接触而为保险丝12提供了一个安全断路功能。然而在可替换实施例中，应该理解，开关外壳装置100的导电部分可以通过将开关外壳装置100的导电部分伸到用于连接保险丝导电部分的保险丝插座108上而保持暴露在插座108中。这样，其它类型的保险丝，如具有主保险丝的金属环或保险丝管，都可适用于具有端子片30的保险丝12(如图1和2所示以及上文上述)。可以相信，对于本领域技术人员来讲，可以对开关外壳装置100作一些必要的修改，来适应这些并不进一步描述的各种保险丝。

靠近相邻腔68中的保险丝夹109设置一开关外壳内部报警端子126，该端子126包括位于顶端72的突出边70，上述顶端72从保险丝插座108的侧壁136中的一个开口134中突出。这样，当保险丝12完全插入保险丝插座108时，报警端子突出边130就与穿过外壳开口44(示于图2)的保险丝报警端子42(示于图2)接触。内部报警端子126还与从开关外壳102侧壁140伸出的远距输出报警端子138联接，由此在保险丝断开状态下，提供了一个用于将保险丝断开报警信号传送到最终用途设备的电路(图中未示)。

DIN轨道销142插入沟槽144中，上述沟槽144形成于与报警端子138相对的开关外壳102的底侧。沟槽144包括上下定位槽146，用来接受DIN轨道销142的各个定位肋板147，并确保销142相对于开关外壳102的正确定位。销142使开关外壳装置100能够卡紧式联接，并从或向35mm的DIN轨道(图中未示)移动，该DIN轨道位于销内部突出部148与互补的突出部149之间，上述互补的突出部形成了开关外壳102的对角。突出部148、149一起在开关外壳102的中间低位部分形成了DIN轨道沟槽150。

一绝缘盖152固定到外壳102上，为开关外壳装置100的上述元件形成了一个安全的保护罩，并形成完整的电阻丝插座108。在一个实施例中，外壳102和盖150是由绝缘材料制成的，如能承受保险丝断路开关装置的工作环境以及相应保险丝，如电阻丝12(图1和2中所示和如上上述)断开的工作条件的塑料和热塑性材料。在一示例性实施例中，根据已知方法和设备，如超声粘接技术的盖150永久地粘接到外壳102上。

因此，提供了一种保险丝断路开关装置，便于安装到现有设备上，不需要辅助元件或者用手布线联接。通过将拨出型保险丝，如保险丝12从开关外壳保险丝插座108中插入或抽出，而实现开关功能，本地和远距保险丝断开指示器能迅速指示出要替换的已断开的保险丝。由于开关外壳装置108要接纳各种不同等级的保险丝，所以提供了一种适于广泛应用的通用的保险丝断路开关系统。

图7和图8显示了开关外壳装置160的第三实施例，它结合了开关外壳装置14和100的特征(如上面分别相对于图3-6所描述的)。

开关外壳装置160可用于保险丝，如保险丝12(示于图2)，以形成一个与前述保险丝断路开关装置10(示于图2)类似的保险丝断路开关装置，只是保险外壳装置14由保险外壳装置160替代而已(图1、3和4中示出)。

开关外壳装置160包括一个外壳162，外壳162具有位于保险丝插座168底部166的保险丝端子开口164，用来接受保险丝端子片30(示于图2)。导电弹性夹170、171及相应的加强预紧金属线弹簧件173位于每个保险丝端子开口164的下面，并位于保险丝插座168下面的孔172中。桥部174从夹170向下伸到导电插塞接触装置176，用于连接到线路输入总线(图中未示)或负载总线(图中未示)。桥部168从夹171向外伸到位于接线腔182中的盒型接触装置180，用于连接到线路输入总线(图中未示)或负载总线(图中未示)。一剥离电线穿过接线腔室182中的电线输入部184，并穿到位于盒型插座180中的插座186中。通过接线腔室182中的顶部开口190接近螺钉形连接件188，以牢固地将线路输入总线和负载线连接到盒型接触装置180。盒型接触装置180接线且插塞接触装置176插入总线棒后，当保险丝端子30(示于图2)插入保险丝端子开口164并由夹170、171夹住时，就通过保险丝接通了一个电路。

正如前面针对开关外壳装置100(示于图5和图6)所描述的，开关外壳装置160的内部导电部分位于保险丝插座底面166的端子开口164的下方，因而通过基本上消除其与开关外壳装置160的导电部分的偶然接触而为保险丝12提供了一个安全断路功能。然而在可替换实施例中，应该理解，开关外壳装置160的导电部分可以通过将开关外壳装置160的导电部分伸到用于连接保险丝导电部分的保险丝插座168上而保持暴露在插座168中。这样，其它类型的保险丝，如具有主保险丝的金属环或保险丝管，都可适用于具有端子片30的保险丝12(如图1和2所示以及上文上述)。可以相信，对于本领域技术人员来讲，可以对开关外壳装置160作一些必要的修改，来适应这些并不进一步描述的各种保险丝。

靠近相邻腔194中的保险丝夹170设置一开关外壳内部报警端子192，该端子192包括位于顶端198的突出边196，上述顶端198从保险丝插座168的侧壁102中的一个开口200中突出。这样，当保险丝12完全插入保险丝插座168中时，报警端子突出边196就与穿过电阻丝外壳开口44(示于图2)的保险丝报警端子42(示于图2)接触。内部报警端子192还与从开关外壳160底部206或侧部伸出的远距输出报警端子204联接，由此在保险丝断开状态下，提供了一个用于将保险丝断开报警信号传送到最终用途设备的电路(图中未示)。在一个示例性实施例中，导线在内部报警端子192与远距输出报警端子204之间延伸，在其间建立了一个电连接。

装配突出部206从开关外壳160的两边伸出，将开关外壳装置160固定在最终用途设备中。

一绝缘盖208固定到外壳162上，为开关外壳装置160的上述元件形成了一个安全的保护罩，并形成完整的电阻丝插座168。在一个实施例中，外壳162和盖208是由绝缘材料制成的，如能承受保险丝断路开关装置的工作环境以及相应保险丝，如电阻丝12(图1和2中所示和如上上述)断开的工作条件的塑料和热塑性材料。在一示例性实施例中，根据已知方法和设备，如超声粘接技术的盖208永久地粘接到外壳162上。

因此，提供了一种保险丝断路开关装置，不论在线路和负载设放备之间的不同电接触面的情况如何，便于安装到现有设备上，而不需要辅助元件。通过将拨出型保险丝，如保险丝12从开关外壳保险丝插座168中插入或抽出，而实现开关功能，本地和远距保险丝断开指示器能迅速指示出要替换的已断开的保险丝。由于开关外壳装置168要接纳各种不同等级的保险丝，所以提供了一种适于广泛应用的通用的保险丝断路开关系统。

图9是开关外壳装置220第四实施例的透视图，显示了如下上述的另一个连接选择。

开关外壳装置220可用于保险丝，如保险丝12(示于图2)，以形成一个与前述保险丝断路开关装置10(示于图1)类似的保险丝断路开关装置，只是保险外壳装置14由保险外壳装置220替代而已(图1、3和4中示出)。

开关外壳装置220包括一个外壳222，外壳222具有位于保险丝插座228底部226的保险丝端子开口224，用来接受保险丝端子片30(示于图2)。导电弹性夹230、232位于每个保险丝端子开口224的下面，并位于保险丝插座228下面的孔234中。一桥部236从夹230向下伸到导电插塞接触装置238，用于连接到线路输入总线(图中未示)或负载总线(图中未示)。一桥部240从夹232向外伸到位于端子柱242，用于连接到根据已知原理和技术的输入侧或负载侧电路。当建立起与端子柱242的电联接且插塞接触装置238插入总线棒后，当保险丝端子30(示于图2)插入保险丝端子开口224并由夹230、232夹住时，就通过保险丝12接通了一个电路。

正如前面针对开关外壳装置160(示于图7和图8)所描述的，开关外壳装置220的内部导电部分位于保险丝插座底面226的端子开口224的下方，因而通过基本上消除其与开关外壳装置220的导电部分的偶然接触而为保险丝12提供了一个安全断路功能。然而在可替换实施例中，应该理解，开关外壳装置220的导电部分可以通过将开关外壳装置220的导电部分伸到用于连接保险丝导电部分的保险丝插座228上而保持暴露在插座228中。这样，其它类型的保险丝，如具有主保险丝的金属环或保险丝管，都可适用于具有端子片30的保险丝12(如图1和2所示以及上文上述)。可以相信，对于本领域技术人员来讲，可以对开关外壳装置220作一些必要的修改，来适应这些并不进一步描述的各种保险丝。

靠近相邻腔246中的保险丝夹230设置一开关外壳内部报警端子244，该端子244包括位于顶端250的突出边248，上述顶端250从保险丝插座228的侧壁254中的一个开口252中突出。这样，当保险丝12完全插入保险丝插座228中时，报警端子突出边248就与穿过电阻丝外壳开口44(示于图2)的保险丝报警端子42(示于图2)接触。内部报警端子244还与从开关外壳222底部258伸出的远距输出报警端子256联接，由此在保险丝断开状态下，提供了一个用于将保险丝断开报警信号传送到最终用途设备的电路径。如上面相对于图4上述，输出报警端子256可以选择性地定位在形成于靠近外壳底部258的外壳222下部中的三个腔中。

装配插入底脚258接收在电阻丝插座228两侧的插座260中，因而开关外壳装置220可固定在最终用途的位置中。每个安装底脚258包括一用于接收一紧固件(未示出)的螺纹孔，该紧固件插入位于电阻丝插座20两侧的安装孔261中。这样，当由一紧固件配合时，插入底脚258将开关外壳装置220牢固地定位在所需位置。

一绝缘盖262固定到外壳222上，为开关外壳装置220的上述元件形成了一个安全的保护罩，并形成完整的电阻丝插座228。在一个实施例中，外壳222和盖262是由绝缘材料制成的，如能承受保险丝断路开关装置的工作环境以及相应保险丝，如电阻丝12(图1和2中所示和如上上述)断开的工作条件的塑料和热塑性材料。在一示例性实施例中，根据已知方法和设备，如超声粘接技术的盖262永久地粘接到外壳222上。

因此，提供了一种保险丝断路开关装置，不论在线路和负载设放备之间的不同电接触面的情况如何，便于安装到现有设备上，而不需要辅助元件。通过将拨出型保险丝，如保险丝12从开关外壳保险丝插座228中插入或抽出，而实现开关功能，本地和远距保险丝断开指示器能迅速指示出要替换的已断开的保险丝。由于开关外壳装置228要接纳各种不同等级的保险丝，所以提供了一种适于广泛应用的通用的保险丝断路开关系统。

图10和图11显示了与开关外壳装置220(示于图9)相似的开关外壳装置280的第五实施例，其中，同样的元件用同样的参数表示。

与开关外壳装置220(示于图9)不同，开关外壳装置280进一步包括一个共用的接线棒282，用来连接到端子柱242上。接线棒282包括一个反旋转凸缘284，一个扁平连接部286，以及一个基本上垂直于连接部286延伸的总线部288。连接部286包括一个贯穿的开口290，用来插入端子柱242，总线部包括两个端子柱292，用来建立根据现有设备和技术的电连接。反旋转凸缘284压靠端子桥部240，并包含在形成于外壳222中的狭槽294中，以确保总线棒282相对于外壳222的正确定位。总线棒282用螺母296和垫圈298、300紧固到端子柱242上。

可以想到的是，在可替换实施例中，在不脱离本发明范围的前提下，可使用具有更多或更少局部的其它结构的接线棒282。此外，在可替换实施例中，总线部288可包括多于或少于图10所示的两个端子柱292，在端子柱292的位置也可使用其它接触机构。例如，在不脱离本发明范围的前提下，除其它已知的接触形式外，前述的接触装置，即插塞接触装置或盒型装置，都可用在总线棒282中。

另外，与开关外壳装置220(示于图9)不同，在插塞接触装置238(如图9所示)的位置，第二端子柱302从端子桥部236伸出。这样，根据已知方法和设备建立与柱302的电联接，从而当保险丝12插入保险丝插座228中时通过保险丝12(示于图1和图2)形成了一个完整的电联接。

可以想到的是，还可以用其它与端子柱302连接的共用总线棒如总线棒288来代替或附加到与图示的端子柱242连接的接线棒288。这样，就可将共用接线棒用于所示的输入侧和/或负载侧电连接和辅助连接。

一绝缘盖262固定到外壳222上，为开关外壳装置100的上述元件形成了一个安全的保护罩，并形成一完整的插座228。在一个实施例中，外壳222和盖262是由绝缘材料制成的，如能承受保险丝断路开关装置的工作环境以及相应保险丝，如电阻丝12(图1和2中所示和如上上述)断开的工作条件的塑料和热塑性材料。在一示例性实施例中，根据已知方法和设备，如超声粘接技术的盖永久地粘接到外壳222上。

因此，提供了一种保险丝断路开关装置，该开关装置有助于使用共用总线棒安装。通过将拨出型保险丝，如保险丝12从保险丝插座228中插入或抽出，而实现开关功能，本地和远距保险丝断开指示器能迅速指示出要替换的已断开的保险丝。由于开关外壳装置280要接纳各种不同等级的保险丝，所以提供了一种适于广泛应用的通用的保险丝断路开关系统。

图12是一示例性拔出型保险丝装置12的透视装配图，使用了前述开关外壳装置14(示于图3和图4)、100(示于图5和图6)、160(示于图7和图8)、220(示于图9)和280(示于图10和图11)。虽然可以想到，其它类型的保险丝也可类似地用于开关外壳装置14、100、160、220和280中。

电阻丝12包括相对的前后盖280、282，它们通过已知紧固件相互连接，上述紧固件包括铆钉284和螺钉(未示)，但不仅限于此。设置在前后盖280、282之间的是保险丝286，包括保险丝外壳32，从外壳32伸出的保险丝端子30，以及电连接到保险丝端子30的主保险丝34，上述保险丝端子30位于形成在保险丝外壳32中的保险丝隔间288中。正如图12所示，保险丝34是基本上平的且大致直线状的导电条，其包括一个截面减小的区域，或者其中的弱区。一旦发生预定的故障电流时，根据保险丝34的尺寸和特性，弱区达到一个足以熔化、碎裂、蒸发、分解或断开保险丝34的工作温度，从而断开经过保险丝34的电连接。但可以理解的是，在可替换实施例中，在不脱离本发明范围的前提下，可以选择性地在所示保险丝34处使用各种保险丝元件。除了与现有技术中相似的其它保险丝元件以外，本发明中还可以使用例如非直线状(如弯曲可弧形)保险丝元件，包括很多弱区的保险元件，以及没有弱区的金属丝保险元件。

端子柱290延伸穿过保险丝隔间288的一个顶面292，形成一个与断开指示装置36的电联接。报警端子42装配在隔间294中，并与断开指示装置36建立起电联接。

断开保险丝指示装置36包括一个印刷电路板296，该电路板296包括开口298，用于与端子柱290电联接，该端子柱290又连接到保险丝端子30，该保险丝端子30与外部电路(未示)建立了总线和负载电联接。印刷电路板296包括高电阻电路，如下上述，当主保险丝34熔化、碎裂、蒸发、或以其它方式断开或中断保险丝端子30之间由保险丝34连接的电路时，其响应端子柱290的压降，控制LED38，这样在保险丝34工作时LED38发光，从而提供了局部保险丝状态指示。印刷电路板上的电路还通过开关外壳装置，如装置14、100、220和280的报警端子42和相关报警端子，发信号给外部设备，如通信系统中的继电器。

当保险丝装配好时，在前后盖282、280的顶面302、304上分别贴上标签300。在一个实施例中，标签300包括保险丝参数和等级的标记，还有一个贯穿的开口，用于容纳断路指示装置LED38，以便于通过对LED38的视觉观察很容易确认保险丝的工作状态。如果LED38没有发光，保险丝12正常，也就是说，保险丝34没有因故障电流状态而断开。另一方面，如果LED38发光，则保险丝12不正常，应该用具有正常功能的保险丝更换。

保险丝286还包括一个开口304，该开口304从保险丝外壳32的底部穿过，方便将电弧淬熄介质如硅石沙导入，并包围隔间38中的端子30和保险丝34，这样当主保险丝34断开时，可防止和/或抑制保险丝端子30之间的电弧现象。当保险丝隔间288中填充电弧淬熄介质之后，将一插塞插入开口304，从而当保险丝12装配时密封保险丝隔间288。在一个示例性实施例中，插销306是一个根据现有技术用在开口304上的金属球。

此外，一个极化突出部308从保险丝外壳32的一侧伸出，该保险丝外壳32在开关外壳(如图1所示)的保险丝插座一侧容纳在补充狭槽中。突出部308阻止保险丝12插入保险丝插座，除非在突出部308插入狭槽中这一指定方向时。这样，相对于与可适用开关外壳装置的总线和负载联接确保了保险丝端子的正确极化。

图13示意性地表示出使用中的保险丝12(示于图1、2和12)的报警电路310。保险丝端子30(示于图1、2和12)在312、314点处，通过上述开关外壳装置的可适用端子接触部，连接到终端用户应用的总线和负载电路。因此形成了一个通过保险丝34(示于图2和12)并通过电子监视电路316的电路，该电子监视电路316形成在断开保险丝指示装置36(示于图12)的印刷电路板296(示于图12)上。电子监视电路316具有足够的电阻，因而在保险丝12正常工作状态下基本上全部流经保险丝12的电流都流过保险丝34。

当保险丝34在电流过载或短路的条件下断开时，电子监视电路316检测出端子30之间的压降并照亮LED(示于图12)，并通过报警端子42(示于图2和12)将报警信号输出到开关外壳装置，如上述装置14、100、160、220和280的远距输出报警端子318。报警端子输出318连接到终端用户电路320，在一示例性实施例中，该终端用户电路320包括一个继电器，该继电器可用于识别使用大量位于不同位置的保险丝的系统中工作或断开保险丝的位置。在一个实施例中，LED38的负载侧连接到输出报警端子318，从而向继电器322提供20mA的电流，用于远距保险丝状态指示。这样，当激活LED28时，一远距报警信号同样经过输出报警端子318传送。

图14显示用于报警电路310(示于图13)的一示例性电子监视电路316。端子J1连接到保险丝的总线或输入侧，更具体地，连接到保险丝端子柱290(示于图12)，该端子柱290与保险丝的线路侧电路相联。端子J2连接到保险丝的负载或输出侧，更具体地，连接到保险丝端子柱290(示于图12)，该端子柱290与保险丝的负载侧电路相联。端子J3通过适当的阻抗电联接到保险丝电路的回程或共用接地。一对匹配的晶体管，即NPN晶体管Q1和PNP晶体管Q2，与二极管D3、D4一起使用，防止经过各晶体管Q1、Q2漏电(在一个实施例中大约有1.2mA)。因此，二极管D3、D4防止由晶体管Q1和Q2的低基发射器电压导致故障保险丝状态指示，并进一步在保险丝工作期间为电子监视电路316的弧压提供短暂的抗干扰性。一双级LED38(在图14中由D5所示，也示于图12中)连接到晶体管Q1、Q2和端子J3。

在正常工作条件下，电子监视电路316是一个被动元件，也就是说，电子监视电路的主动元件是绝缘的，端子J1和J2之间的压降可以忽略。因此，LED38没有发光，电路元件上的应力主要是热。然而，当保险丝电路的过载或短路导致保险丝12，或具体说是保险丝34工作之后，所产生的端子J1和J2之间的压降，根据系统电压的极性，使晶体管Q1或Q2饱和，并主动激发LED38。

更具体地，在系统正电压的情况下，当保险丝34断开时，全部系统电压加到端子J1和J2之间，从而通过电阻器R1将PNP晶体管Q2的基极发射极向前偏压。在这种情况下，由于基极发射极电压大于相应的最小向前偏压电压，所以PNP晶体管Q2的集电极-发射极饱和，系统电压施加在LED38上，从而照亮了LED。

在系统负电压的情况下，当保险丝34断开时，全部系统电压就加到端子J1和J2之间，从而通过电阻器R1将NPN晶体管Q1的基极发射极向前偏压。在这种情况下，由于基极发射极电压大于相应的最小向前偏压电压，所以NPN晶体管Q1的集电极-发射极饱和，系统电压施加到LED38上，从而照亮了LED。

电阻器R1的适当选择确保了晶体管Q1、Q2在正和负电压条件下的饱和。晶体管Q1、Q2的饱和，在与报警输出端子J3串联的端子J1处，电子地开闭保险丝的线路或输入侧，由此照亮双级LED38，从而显示本地断开保险丝的状态。对于远距断开保险丝报警指示，端子J3通过图13所示的设备如继电器，连接到保险丝电路的回程或共用接地。当保险丝断开时，电子监视电路316将使继电器改变状态，并能够远距识别断开保险丝的状态。

在一特定实施例中，晶体管Q1和Q2具有至少为200VDC的额定电压，以确保在80VDC的系统电压下电子监视电路的正常工作。此外，在一个实施例中，晶体管Q1和Q2需要至少约100uA的基极电流来正常工作。另外，在一个实施例中，使用最小开启电压18VDC，电阻器R1的值大约有59千欧，由此产生了大约300uA的基极电流。

虽然本发明中描述了各种特定实施例，但是本领域技术人员应该认识到，本发明也可经过进行一定的修改来实现，这并不脱离权利要求书的精神和范围。

Claims (39)

1.一种保险丝断路开关装置，包括：

一个保险丝，包括一个线路侧引导部分，一个负载侧引导部分，以及位于两者之间的一保险元件；

一个开关外壳装置，包括一外壳、一第一接触装置和一第二接触装置，该外壳包括一用于接收上述保险丝的保险丝插座，该第一接触装置位于上述外壳中且当上述保险丝插入上述插座中时连接到上述保险丝的上述线路侧引导部分，该第二接触装置位于上述外壳中且当上述保险丝插入上述插座中时连接到上述保险丝的上述负载侧引导部分。

一保险丝断开指示装置，该指示装置与上述保险丝的上述线路侧引导部分以及上述保险丝的上述负载侧引导部分相联；

上述开关外壳装置还包括一与上述保险丝断开指示装置相联的报警端子输出端。

2.根据权利要求1所述的保险丝断路开关装置，其中上述第一和第二接触装置中之一包括一个插塞接触装置。

3.根据权利要求1所述的保险丝断路开关装置，其中上述第一和第二接触装置中之一包括一个盒型接触装置。

4.根据权利要求1所述的保险丝断路开关装置，其中上述第一和第二接触装置之一包括一个端子柱。

5.根据权利要求4所述的保险丝断路开关装置，还包括一个与上述端子柱相联的共用总线棒。

6.根据权利要求1所述的保险丝断路开关装置，其中上述保险丝线路侧引导部分和上述保险丝负载侧引导部分都包括一端子片。

7.根据权利要求6所述的保险丝断路开关装置，其中上述保险丝插座包括一个底部和端子开口，该端子开口延伸穿过上述底部，当上述保险丝插入上述插座时，上述线路侧和上述负载侧端子片插过上述端子开口中。

8.根据权利要求7所述的保险丝断路开关装置，其中上述第一和笫二接触装置包括保险丝夹，当上述保险丝插入上述插座时，上述保险丝端子插入上述保险丝夹中。

9.根据权利要求1所述的保险丝断路开关装置，其中上述保险丝断开指示装置包括一个高电阻电路。

10.根据权利要求9所述的保险丝断路开关装置，其中上述电路包括至少一个晶体管元件和一个LED，上述LED由上述至少一个晶体管元件响应上述电路的压降而激发。

11.根据权利要求9所述的保险丝断路开关装置，其中上述保险丝包括一个外壳，上述保险丝断开指示装置设置于上述外壳内，并与上述线路侧引导部分和上述负载侧引导部分相联。

12.根据权利要求1所述的保险丝断路开关装置，其中上述保险丝还包括一个与上述保险丝断开指示装置相联的报警端子，上述开关外壳还包括一个与上述保险丝插座和上述报警输出端子相联的内部报警端子，当上述保险丝插入上述插座时，上述保险丝报警端子与上述内部报警端子配合。

13.一种保险丝断路开关装置，包括：

一拔出型保险丝装置；及

一开关外壳装置，用来接收上述拔出型保险丝装置，上述开关外壳装置包括：

一个外壳，包括一保险丝插座，一与上述保险丝插座相联的第一端子腔室，一与上述保险丝插座相联的第二端子腔室；

一设置于上述第一端子腔室中的第一端子接触装置，当上述保险丝装置插入上述插座时，上述第一端子接触装置建立了一个经过上述保险丝装置的线路侧电联接；

一设置于上述第二端子腔室中的第二端子接触装置，当上述保险丝装置插入上述插座时，上述第一端子接触装置建立了一个经过上述保险丝装置的负载侧电联接，当上述保险丝装置连接到上述保险丝插座时所述保险丝装置的至少部分从上述保险丝插座伸出，以利于本地保险丝的视觉指示；及

一个远距输出报警端子，该报警端子从上述外壳中伸出，并从上述保险丝装置传送一信号，以便于远距指示保险丝断开状态。

14.根据权利要求13所述的保险丝断路开关装置，其中上述第一和第二端子接触装置中的至少一个包括一个插塞接触装置。

15.根据权利要求13所述的保险丝断路开关装置，其中上述第一和第二端子接触装置中的至少一个包括一个盒型接触装置。

16.根据权利要求13所述的保险丝断路开关装置，其中上述第一和第二端子接触装置中的至少一个包括一个端子柱。

17.根据权利要求13所述的保险丝断路开关装置，其中上述外壳还包括一个DIN轨道销。

18.根据权利要求13所述的保险丝断路开关装置，还包括一个从上述第一和第二端子接触装置中的一个伸出的共用总线棒。

19.根据权利要求18所述的保险丝断路开关装置，其中上述外壳包括一个用于接收上述共用总线棒的反旋转槽。

20.根据权利要求13所述的保险丝断路开关装置，上述开关外壳装置还包括一个与上述保险丝插座相联的内部报警端子，上述内部报警端子与用于传达报警信号的上述报警端子输出联接。

21.根据权利要求13所述的保险丝断路开关装置，还包括一个与上述保险丝插座相联的保险丝断开指示装置。

22.根据权利要求14所述的保险丝断路开关装置，其中上述保险丝断开指示装置与上述拔出型保险丝装置联接。

23.根据权利要求22所述的保险丝断路开关装置，其中上述保险丝断开指示装置包括一个高电阻电路。

24.根据权利要求23所述的保险丝断路开关装置，其中上述电路包括至少一个晶体管元件和一个LED，上述LED由至少一个晶体管元件响应电路的压降而激发。

25.一种保险丝断路开关装置，包括：

一拔出型保险丝，包括一个外壳，一个位于上述外壳内的保险丝元件，以及一个配置用来视觉显示上述保险丝元件状态的保险丝断开指示装置；

一开关外壳装置，包括一个限定了一保险丝插座的外壳，该插座用来接收上述拔出型保险丝，至少一个第一端子接触装置，该第一端子接触装置包括一个连接到外部电路的插塞接触装置，以及一个报警端子输出端，该输出端从上述外壳中伸出，配置成连接到远距保险丝状态指示电路。

26.根据权利要求25所述的保险丝断路开关装置，上述开关外壳装置还包括一个第二端子接触装置，上述报警端子输出端位于上述第一端子接触装置和上述第二端子接触装置之间。

27.根据权利要求25所述的保险丝断路开关装置，其中上述第二端子接触装置包括一个盒型接触装置。

28.根据权利要求25所述的保险丝断路开关装置，其中上述断开保险丝指示装置包括一个高电阻电路。

29.根据权利要求28所述的保险丝断路开关装置，其中上述拔出型保险丝装置还包括从上述外壳中伸出的第一和第二端子。

30.根据权利要求29所述的保险丝断路开关装置，其中上述保险丝插座包括一个底部和从中延伸穿过的端子开口，当上述拔出型保险丝装置连接到上述开关外壳装置时，上述拔出型保险丝装置的上述第一和第二端子插入上述端子开口。

31.一种保险丝断路开关装置，包括：

一拔出型保险丝装置，包括一个保险丝外壳，从上述外壳内伸出的第一和第二保险丝端子，以及一个高电阻电路的保险丝断开指示装置，该高电阻电路包括一个用于显示本地保险丝状态的LED；

一开关外壳装置，包括：

一外壳，该外壳包括一用于接收上述拨出型保险丝装置的保险丝插座，上述保险丝插座包括一个底部及从中贯穿的第一和第二端子开口；

靠近上述保险丝插座设置的第一和第二端子接触装置，上述第一和第二端子接触装置包括弹性弹簧夹，当上述第一和第二保险丝端子插入上述保险丝插座的上述端子开口时，上述弹簧夹接收上述第一和第二保险丝端子；

一内部报警端子，当上述保险丝装置位于上述保险丝插座中时，该内部报警端子与上述断开保险丝指示装置的上述保险丝断开指示相联；及

一报警端子输出端，该报警端子输出端与上述内部报警端子相联，并从上述开关外壳装置的上述外壳中伸出。

32.根据权利要求31所述的保险丝断路开关装置，其中上述保险丝装置包括一个报警端子，该报警端子从上述断开保险丝指示装置伸到上述外壳中的一开口。

33.根据权利要求31所述的保险丝断路开关装置，其中上述第一和第二端子接触装置中的一个包括一盒型接触装置。

34.根据权利要求31所述的保险丝断路开关装置，其中上述第一和第二端子接触装置中的一个包括一插塞接触装置。

35.根据权利要求31所述的保险丝断路开关装置，其中上述第一和第二端子接触装置中的一个包括一端子柱。

36.根据权利要求35所述的保险丝断路开关装置，还包括连接到上述端子柱的共用接触总线棒。

37.根据权利要求31所述的保险丝断路开关装置，其中上述电路还包括至少一个晶体管元件，上述LED由上述至少一个晶体管元件响应上述电路的压降而激发。

38.一种保险丝断路开关装置，包括：

一拔出型保险丝，包括一个保险丝外壳，从上述外壳伸出的第一和第二保险丝端子，及一个包括一高电阻电路的保险丝断开指示装置，该高电阻电路包括至少一个晶体管元件和一个LED，上述LED由上述至少一个晶体管元件响应电路的压降而激发；及

一开关外壳装置，包括一构造成用于接收上述拔出型保险丝装置的外壳，设置在上述外壳中的第一和第二端子接触装置，当上述保险丝连接到上述开关外壳时，上述第一和第二端子接触装置通过上述拔出型保险丝形成一线路侧电联接和一负载侧电联接。

39.一种保险丝断路开关装置，包括：

一拔出型保险丝装置，包括一对保险丝端子及一个其间延伸的保险丝元件；

一开关外壳装置，包括一构造成用于接收上述保险丝装置的外壳，及一对位于其中的可开关的端子接触器，用于接收该对保险丝端子，上述端子接触器中的至少之一包括一插塞接触装置。

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