CN207303028U - 轨道交通用直流高压大电流熔断器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种轨道交通用直流高压大电流熔断器，包括熔管和设于熔管两端的刀座，熔管沿径向设有一个贯穿的散热孔和至少三个通孔，所有通孔分布在所有散热孔外周，每个通孔内穿过有熔片，每个熔片的两端分别连接在两个刀座上。该熔管从现有的单孔改为多个通孔和至少一个贯通的散热孔结构，其中每个通孔内均可以穿过有熔片，从而实现多个熔片来承担短路电流，能够大大提高熔断器的短路电流分断能力，实现小尺寸大电流的实际需要，可靠性高；同时熔管内贯通的至少一个散热孔，能够有效对熔体进行有效的散热，从而提高了熔断器的工作寿命；另外由于熔管填充的灭弧材料减少了，从而减少了单元长度熔管管体的重量，大大提高了管体的强度。

Description

轨道交通用直流高压大电流熔断器

技术领域

本实用新型涉及一种轨道交通设备安全技术领域，特别是一种轨道交通用直流高压大电流熔断器。

背景技术

在电力轨道交通系统上,许多地方需要熔断器保护 ,以切断直接故障电流，包括涉及主回路、再生直流变频器、交流变频器、辅助回路(空调、照明等回路、撬棒系统）等，由于轨道交通一般采用直流回路，那么高性能直流熔断器，是轨道交通系统必不可少的保护设备，它确保了整个系统设备的安全运行。

熔断器的原理是当电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔丝熔断，断开电路的一种电器。现有的熔断器一般包括熔管，熔管为空心结构，熔管空心腔体内穿过有熔体，熔管两端的接触板(触刀)，熔管内以石英砂填充作为灭弧。在正常情况下熔断器则相当于一段导线，不会对电路的正常运行产生任何影响；当因为电流过大或产生故障电流时，会因为电流热效应，熔体被迅速加热，局部温度迅速升高直至熔体完成固体-液体-气体的转化，至直熔断以切断故障电路，从而起到保护线路和电气设备的作用。

但是现有轨道交通所采用的直流熔断器所应对的时间常数和过电流范围很大，采用现有的熔断器，由于一般熔管只有一个空心腔体，熔体设置在空心腔体内，当熔体在熔管空心腔体内融化是，其对熔管中心部位产生的大量气体，在高温高压下，非常容易导致熔管管体破裂；额定电流较大的熔断器，分断电流降低，管体更容易破裂，导致不安全事故发生；同时熔管由于单孔结构，管体越长，强度越低；填充的石英砂等灭弧材料导致自重太大；管体长意味着熔体太长，生产次品率高，电压也无法提高。以目前轨道交通实际使用的电压有750VDC、900VDC、1200VDC、1500VDC、2400VDC、3600VDC、4200VDC等，可清楚的看到新设计对适应不同电压的优势。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有技术存在的现有熔断器，由于熔管一般只有一个空心，生产成品自重太大；同时该熔断器的电流因温升无法做的更大，远远无法满足轨道交通要求和电池组安全要求的问题。提供一种中空散热的轨道交通用直流高压大电流熔断器，可满足上述需要。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种轨道交通用直流高压大电流熔断器，包括熔管和设于所述熔管两端的刀座，所述熔管沿径向设有至少一个贯穿的散热孔和至少四个通孔，所有所述通孔分布在所有所述散热孔外周，每个所述通孔内穿过有熔片，每个所述熔片的两端分别连接在两个所述刀座上。

该轨道交通用直流高压大电流熔断器，其熔管从现有的单孔改为多个通孔和至少一个贯通的散热孔结构，其中每个通孔内均可以穿过有熔片，从而实现多个熔片来承担短路电流，能够大大提高熔断器的短路电流分断能力，可靠性高；同时，熔管内贯通的至少一个散热孔，能够有效对熔体（尤其位于熔体中间位置部分的灭弧介质）进行有效的散热，从而提高了熔断器的工作寿命；另外，由于熔管管体中增加了通孔和散热孔的数量，其填充的灭弧材料减少了，从而减少了单元长度熔管管体的重量，大大提高了管体的强度，当管体强度增加时，熔管的长度可以做得更长，以提高电压。

特别的，针对现有的轨道交通用熔断器，可以将额定电压提升到5000VDC以上；电流提升到1000A以上，分断电流达到100KA以上。

优选地，所述熔管内包括一个散热孔，所有所述通孔均匀分布在所述散热孔外周。

优选地，所述熔管内包括四个散热孔，四个所述散热孔均匀分布在所述熔管中心区域，所有所述通孔均匀分布在所有所述散热孔外周，通过设置若干个散热孔，通孔也均匀分布在散热孔外周，能够实现有效散热的情况下，使熔管的灭弧介质在熔管内的最小厚度不至于太小，提高连接强度，减少瓷管在过高电流情况下的破裂几率。

优选地，所述熔管内的所有通孔大小一致，也可以将通孔做的大小不一，以满足不同的实际需要。

优选地，所述熔管内的所有通孔为圆形孔或方形孔或矩形孔。

优选地，所有所述通孔的大小不同，形状不同，每个通孔的截面积可根据设计实际调整。

优选地，所述熔管截面为方形结构，所述熔管内均匀分布有4n个所述通孔，其中n≥1。

优选地，所有所述熔片并联连接在所述刀座上，可以采用点焊方式连接。

优选地，每个所述熔片的横截面为环形状结构，且每个所述熔片的直径大小均小于通孔的直径，使熔片两端连接牢固后，位于每个通孔内部，且熔片的侧面并不会与通孔内壁接触，避免熔片熔断时由于电流效应对通孔内壁加热不均匀，从而实现熔管管体加热均匀，提高熔管管体抗破裂能力。

优选地，每个所述熔片的两端设有片状接触头，每个所述熔片的两端的片状接触头焊接在所述刀座上。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型所述轨道交通用直流高压大电流熔断器，其熔管从现有的单孔改为多个通孔和至少一个贯通的散热孔结构，其中每个通孔内均可以穿过有熔片，从而实现多个熔片来承担短路电流，能够大大提高熔断器的短路电流分断能力，可以实现小尺寸大电流的实际需要，可靠性高；同时，熔管内贯通的至少一个散热孔，能够有效对熔体（尤其位于熔体中间位置部分的灭弧介质）进行有效的散热，从而提高了熔断器的工作寿命；另外，由于熔管管体中增加了通孔和散热孔的数量，其填充的灭弧材料减少了，从而减少了单元长度熔管管体的重量，大大提高了管体的强度，当管体强度增加时，熔管的长度可以做得更长，以提高电压；

2、本实用新型所述轨道交通用直流高压大电流熔断器，所有通孔均匀分布在所有散热孔外周，通过设置若干个散热孔，通孔也均匀分布在散热孔外周，能够实现有效散热的情况下，使熔管的灭弧介质在熔管内的最小厚度不至于太小，提高连接强度，减少瓷管在过高电流情况下的破裂几率；

3、本实用新型所述轨道交通用直流高压大电流熔断器，其中每个熔片的横截面为环形状结构，且每个熔片的直径大小均小于通孔的直径，使熔片两端连接牢固后，位于每个通孔内部，且熔片的侧面并不会与通孔内壁接触，避免熔片熔断时由于电流效应对通孔内壁加热不均匀，从而实现熔管管体加热均匀，提高熔管管体抗破裂能力。

附图说明

图1是本实用新型所述轨道交通用直流高压大电流熔断器的结构示意图；

图2为本实用新型所述轨道交通用直流高压大电流熔断器的爆炸视图；

图3为图2中熔片的结构示意图；

图4为图2中熔管的一种结构侧视图；

图5为图2中熔管的另一种结构侧视图。

图中标记：

1、熔管，2、通孔，3、散热孔，4、熔片，5、接触头，6、灭弧介质，7、指示件，8、刀座。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1-3所示，一种轨道交通用直流高压大电流熔断器，包括熔管1和设于所述熔管1两端的刀座8，熔管1上设有指示件7，所述熔管1沿径向设有至少一个贯穿的散热孔3和至少三个通孔2，所有所述通孔2分布在所有所述散热孔3外周，每个所述通孔2内穿过有熔片4，每个所述熔片4的两端分别连接在两个所述刀座8上。该指示件7可以采用远程监控开关装置，以监控该熔管1内每个通孔2内的熔片4熔断的实时情况。

上述述熔管1内可以是包括一个散热孔3，如图4所示，当包括一个散热孔3时，散热孔3的直径大于通孔2的直径，所有通孔2均匀分布在散热孔3外周。该熔管1也可以包括若干个散热孔3，如四个散热孔3，如图5所示，那么四个散热孔3均匀分布在熔管1中心区域，所有通孔2均匀分布在所有所述散热孔3外周，通过设置若干个散热孔3，通孔2也均匀分布在散热孔3外周，能够实现有效散热的情况下，使熔管1的灭弧介质6在熔管1内的最小厚度不至于太小，提高连接强度，减少熔体在过高电流情况下的破裂几率。

另外，该熔管1内的所有通孔2可以设计为大小一致，也可以将通孔2做的大小不一，以满足不同的实际需要。熔管1截面可以设计为方形结构，该熔管1内的所有通孔2也可以设计为圆形或方形或矩形结构，为了使通孔2均匀分布在方形状熔管1上，可以考虑将通孔2选择有4n个，其中n≥1，即熔管1的每一次侧面内对应设有一个或多个通孔2，每个通孔2的直径为2-5mm。

以上每个通孔2均穿过有熔片4，所有的熔片4的两端设有片状接触头5，如图3所示，每个熔片4的两端的片状接触头5并联焊接在刀座8上，可以采用点焊方式连接。当通孔2为圆孔时，为了使熔片4能够适配圆孔，将每个熔片4的横截面为环形状结构，且每个熔片4的直径大小均小于通孔2的直径，使熔片4两端连接牢固后，位于每个通孔2内部，且熔片4的侧面并不会与通孔2内壁接触，避免熔片4熔断时由于电流效应对通孔2内壁加热不均匀，从而实现熔管1管体加热均匀，提高熔管1管体抗破裂能力。当然，当通孔2是矩形状时，熔片4可以采用现有常用的片状结构。每个熔片4的两端设有片状接触头5，每个熔片4的两端的片状接触头5焊接在所述刀座8上。

上述熔管1包括外管和内管，该外管和内管之间填充有三聚氰胺粉末灭弧介质6；外管和内管外管和内管均采用陶瓷管或三聚氰胺管或其他绝缘材料制作的管体，均采用模具一次性烧制成型，该灭弧介质6即三聚氰胺粉末层分别与外管和内管通过绝缘胶粘合在一起；每个通孔2内壁通过绝缘胶连接有环氧管，熔片4位于环氧管内，该环氧管还能够替换为三聚氰胺管。

该轨道交通用直流高压大电流熔断器，其熔管1从现有的单孔改为多个通孔2和至少一个贯通的散热孔3结构，其中每个通孔2内均可以穿过有熔片4，从而实现多个熔片4来承担短路电流，能够大大提高熔断器的短路电流分断能力，可以实现小尺寸大电流的实际需要，可靠性高；同时，熔管1内贯通的至少一个散热孔3，能够有效对熔体（尤其位于熔体中间位置部分的灭弧介质6）进行有效的散热，从而提高了熔断器的工作寿命；另外，由于熔管1管体中增加了通孔2和散热孔3的数量，其填充的灭弧材料减少了，从而减少了单元长度熔管1管体的重量，大大提高了管体的强度，当管体强度增加时，熔管1的长度可以做得更长，以提高电压。

特别的，针对现有的轨道交通用熔断器，可以将额定电压提升到5000VDC以上；电流提升到1000A以上，分断电流达到100KA以上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轨道交通用直流高压大电流熔断器，包括熔管(1)和设于所述熔管(1)两端的刀座(8)，其特征在于，所述熔管(1)沿径向设有至少一个贯穿的散热孔(3)和至少四个通孔(2)，所有所述通孔(2)分布在所有所述散热孔(3)外周，每个所述通孔(2)内穿过有熔片(4)，每个所述熔片(4)的两端分别连接在两个所述刀座(8)上。

2.根据权利要求1所述的轨道交通用直流高压大电流熔断器，其特征在于，所述熔管(1)内包括一个散热孔(3)，所有所述通孔(2)均匀分布在所述散热孔(3)外周。

3.根据权利要求1所述的轨道交通用直流高压大电流熔断器，其特征在于，所述熔管(1)内包括四个散热孔(3)，四个所述散热孔(3)均匀分布在所述熔管(1)中心区域，所有所述通孔(2)均匀分布在所有所述散热孔(3)外周。

4.根据权利要求1所述的轨道交通用直流高压大电流熔断器，其特征在于，所述熔管(1)内的所有通孔(2)大小一致。

5.根据权利要求1所述的轨道交通用直流高压大电流熔断器，其特征在于，所述熔管(1)内的所有通孔(2)为圆形孔或方形孔或矩形孔。

6.根据权利要求1所述的轨道交通用直流高压大电流熔断器，其特征在于，所有所述通孔(2)的大小不同，形状不同。

7.根据权利要求1-6任一所述的轨道交通用直流高压大电流熔断器，其特征在于，所述熔管(1)截面为方形结构，所述熔管(1)内均匀分布有4n个所述通孔(2)，其中n≥1。

8.根据权利要求7所述的轨道交通用直流高压大电流熔断器，其特征在于，所有所述熔片(4)并联连接在所述刀座(8)上。

9.根据权利要求8所述的轨道交通用直流高压大电流熔断器，其特征在于，每个所述熔片(4)的横截面为片状结构，且每个所述熔片(4)的直径大小均小于通孔(2)的直径。

10.根据权利要求9所述的轨道交通用直流高压大电流熔断器，其特征在于，每个所述熔片(4)的两端设有片状接触头(5)，每个所述熔片(4)的两端的片状接触头(5)焊接在所述刀座(8)上。