CN216120167U - 一种热触发装置及高速开断器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电力控制领域，并公开了一种热触发装置及包括该热触发装置的高速开断器，其中热触发装置包括由若干个跨接熔体组成的熔体组及接线端子，接线端子包括间隔设置的第一接线端子及第二接线端子；第一接线端子通过熔体组与第二接线端子连接，以传输电流；跨接熔体上设置有用于过载熔断的M效应点及用于瞬时短路熔断的狭颈，第一接线端子上设置有第一电位输出点，第二接线端子上设置有第二电位输出点；触发线束分别与第一电位输出点和第二电位输出点电连接，以在熔体组熔断时传输电弧电压。提供一种能稳定工作、成本低且在过载及短路时均能实现熔断的热触发装置及高速熔断器。

Description

一种热触发装置及高速开断器

技术领域

本申请涉及电力控制领域，尤其是涉及一种热触发装置及高速开断器。

背景技术

电动汽车发生内部线缆短路或者撞车事故时，需要迅速切断线路以避免电池包起火和人员触电；数据中心电源在某一分支发生短路时，需要在ms级时间内将该分支切除以避免整个网络崩溃；凡是采用电力电子器件实现电能转换的场合，采用高速开断器能够最大程度避免电力电子器件的损坏。

而现有的高速开断器一般采用烟火药驱动器撞断或炸断主导电体，烟火药式驱动器需要通过电压信号触发，现有技术中公开了触发信号两种获取方式。

对比文件一：授权公开号为CN 207265640 U的中国专利公开了“一种电动汽车智能熔断器用电子测控装置”，包括微控制器电路、电流采用电路和火药起爆触发电路，电流采样电路采集线路电流信号，由微控制器电路判断是否发生故障，最后由触发电路发出触发信号；

对比文件二：授权公开号为CN 212907625 U公开了“一种自触发型熔断器”，采用“电弧触发器”检测故障电流并发出触发信号，“电弧触发器”包括触发器端排、导电熔断片、绝缘连接板、脉冲变压器和电路板，导电熔断片两端通过触发器端排串联在电路中，当故障电流使得导电熔断片熔断后，所产生的电弧电压通过脉冲变压器转化为触发信号。

上述对比文件中，对比文件1的不足之处在于：(1)结构复杂，电源故障、器件失效、电磁干扰、线路损坏等原因都可能导致装置失效； (2)因需要电源模块、高速处理芯片等部件，所以整体成本较高。

方案二的不足之处在于：导电熔断片狭颈长度较短，当发生过载电流时，两侧端排提供了良好的导热途径，导致熔断片很难在过载电流下熔断，从而大大限制了“自触发型熔断器”在过载电流下的保护速度。

实用新型内容

本申请主要解决现有技术所存在的装置容易失效、成本高、适用范围单一的技术问题，提供一种能稳定工作、成本低且在过载及短路时均能实现熔断的热触发装置及高速熔断器。

为了解决上述技术问题实现上述申请目的，本申请一方面提供了一种热触发装置，其特征在于，包括由若干个跨接熔体组成的熔体组及接线端子，所述接线端子包括间隔设置的第一接线端子及第二接线端子；所述第一接线端子通过所述熔体组与所述第二接线端子连接，以传输电流；所述跨接熔体上设置有用于过载熔断的M效应点及用于瞬时短路熔断的狭颈，所述第一接线端子上设置有第一电位输出点，所述第二接线端子上设置有第二电位输出点；触发线束分别与所述第一电位输出点和所述第二电位输出点电连接，以在所述熔体组熔断时传输电弧电压。

其中，所述M效应点及所述狭颈均设置在所述第一接线端子与所述第二接线端子间的所述熔体组上。

其中，所述跨接熔体沿第一方向排列设置形成所述熔体组。

其中，所述M效应点覆盖在所述跨接熔体上。

其中，所述M效应点在所述熔体组上沿所述第一方向间隔排列设置形成M效应点组。

其中，所述狭颈由设置在所述跨接熔体两侧的缺口形成，两相邻所述跨接熔体的所述缺口左右相接组成缺口组，所述缺口组在所述熔体组上沿所述第一方向间隔排列设置。

其中，所述缺口为矩形结构和/或半圆形结构和/或U形结构。

其中，所述跨接熔体通过焊接工艺分别与所述第一接线端子及所述第二接线端子相连。

其中，所述触发线束通过锡焊工艺分别与所述第一电位输出点及所述第二电位输出点连接。

本申请另一方面提供了一种高速开断器，包括实施例一种的所述的热触发装置，其特征在于，还包括绝缘壳体及驱动器，所述绝缘壳体内设置有所述热触发装置与驱动器，触发线束与第一电位输出点及第二电位输出点相连的另一端设置有信号插头，所述热触发装置通过所述信号插头与所述驱动器点火具连接。

相对于现有技术，本申请热触发装置及高速开断器具有以下有益效果：

1.热触发装置在电路长时间过载或瞬间短路的情况下均能实现熔断，以增加热触发装置的适用范围；

2.在持续发生过载电流时，热量会在M效应点逐渐累积，当累积到的热量达到熔断温度时跨接熔体才会发生热熔断，若过载电流只是短时间的，M效应点会通过自身调节重新达到热平衡；

3.在正常工作中，电流输出稳定，热触发装置处于热平衡状态，不会出现误触发现象；

4.当电路出现短路电流时，跨接熔体可以在毫秒级别的时间范围内熔断，形成电弧电压并产生触发信号；

5.热触发装置的零件构成比较简单，不需要电源模块、高速处理芯片等昂贵零件，成本低廉；

6.仅以在过载电流及短路电流产生的热量作为触发标准，关键器件不容易失效，受外界因素的影响较小；

7.第一接线端子与第二接线端子的间隔设置，有利于建立绝缘电阻。

因此，本申请具有结构合理，适用范围广的特点。

附图说明

附图1是本申请正常工作下的一种结构示意图；

附图2是本申请过载熔断下的一种结构示意图；

附图3是本申请短路熔断下的一种结构示意图；

附图4是本申请熔体组的一种结构示意图。

图中标号说明：1、跨接熔体；2、第一接线端子；3、第二接线端子；4、M效应点；5、狭颈；6、第一电位输出点；7、第二电位输出点； 8、缺口；9、缺口组；10、触发线束；11、绝缘间隙；12、熔体组。

具体实施方式

为使本申请的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而非全部实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。

现有技术中所存在的装置容易失效、成本高、适用范围单一的问题。

为此，本申请一方面提供了一种热触发装置，包括由若干个跨接熔体1组成的熔体组12及接线端子，接线端子包括间隔设置的第一接线端子2及第二接线端子3；第一接线端子2通过熔体组12与第二接线端子3连接，以传输电流；跨接熔体1上设置有用于过载熔断的M效应点 4及用于瞬时短路熔断的狭颈5，第一接线端子2上设置有第一电位输出点6，第二接线端子3上设置有第二电位输出点7；触发线束10分别与第一电位输出点6和第二电位输出点7电连接，以在熔体组12熔断时传输触发信号。

本申请另一方面提供了一种高速开断器，包括实施例一种的热触发装置，还包括绝缘壳体及驱动器，绝缘壳体内设置有热触发装置与驱动器，触发线束10与第一电位输出点6及第二电位输出点7相连的另一端设置有信号插头，热触发装置通过信号插头与驱动器点火具连接。

实施例1：

图1至图4出示了本申请热触发装置的一种实施例。

请参考图1，在本申请的实施例中出示了一种热触发装置，包括由若干个跨接熔体1组成的熔体组12及接线端子，接线端子包括第一接线端子2及第二接线端子3；第一接线端子2通过熔体组12与第二接线端子3连接，以传输电流；跨接熔体1上设置有用于过载熔断的M效应点4及用于瞬时短路熔断的狭颈5，第一接线端子2上设置有第一电位输出点6，第二接线端子3设置有第二电位输出点7；触发线束10分别与第一电位输出点6和第二电位输出点7电连接，以在熔体组12熔断时传输电弧电压。

电流由第一接线端子2经熔体组12流至第二接线端子3形成电路，电路中的电流包括正常工作状态、过载电流状态及短路电流状态，

如图2所示，过载电流状态下，电路中持续出现过载电流，跨接熔体1在数秒内完成热量累积直至达到熔断温度，M效应点4熔断从而形成电弧电压，第一电位传输点与第二电位传输点捕捉到电压信号，并传输给触发线束10从而完成检测触发，若过载电流是短时间的，那么热量就累积不到跨接熔体1的熔断温度，且M效应点4会通过自身调节重新达到热平衡，不会出现误触发现象。

如图3所示，短路电流状态下，电路中出现短路电流，跨接熔体1 在ms级别的时间内完成热量累积，其中狭颈5处的温度最先达到跨接熔体1的熔断温度，从而熔断形成电弧电压，第一电位传输点与第二电位传输点捕捉到电压信号，并传输给触发线束10从而完成检测触发。

正常工作状态下，电流输出稳定，热触发装置处于热平衡状态，不会出现误触发现象。

综上，热触发装置在电路长时间过载或瞬间短路的情况下均能实现熔断，以增加热触发装置的适用范围。

在本申请实施例中的热触发装置仅通过跨接熔体1及设置在跨接熔体1上的M效应点4及狭颈5便能实现热触发，器件不容易失效，受到外界干扰的因素小，只要能保证工作环境的温度相对稳定，就不存在误触发的情形，且不需要电源模块、高速处理芯片等，所以整体成本就会降低。

在本申请的实施例中，包括两左右设置的熔体组12，第一电位输出点6及第二电位输出点7设置在两熔体组12间。

在本申请的实施例中，第一接线端子2与第二接线端子3的间隔设置形成了长条形的绝缘间隙11，该绝缘间隙11设置在第一接线端子2 及第二接线端子3间，跨接熔体1沿第一方向排列设置形成熔体组12，第一方向为绝缘间隙11的长度方向，第一接线端子2与第二接线端子3 的间隔设置，有利于建立绝缘电阻。

其中，跨接熔体1由银或铜等优良导体材料制成，跨接熔体1为长条形结构，第一接线端子2与第二接线端子3均包括绝缘塑料及设置在绝缘塑料内的导电金属，通过导电金属实现电连接，而第一电位输出点 6与第二电位输出点7均为圆柱形结构的金属导电柱，该金属导电柱为阶梯轴，其中阶梯轴的小轴一端与第一接线端子2和第二接线端子3电连接，而阶梯轴的大轴端与触发线束10电连接。

在本申请的实施例中，M效应点4及狭颈5均设置在第一接线端子 2及第二接线端子3间的熔体组12上，使得M效应点4及狭颈5在发生熔断时不会与第一接线端子2及第二接线端子3接触，不容易受第一接线端子2及第二接线端子3的影响。

在本申请的实施例中，M效应点4为圆柱形结构，M效应点4覆盖在跨接熔体1上，M效应点4设置在跨接熔体1的中心位置，使得M 效应点4在达到熔断温度时更容熔断跨接熔体1。

其中，M效应点4有合金材料制成，优选状态下合金材料包括锡银合金材料和/或锡铜合金材料。

在本申请的实施例中，M效应点4在熔体组12上沿第一方向间隔排列设置形成M效应点组，从而在M效应点4达到熔断温度时熔体组 12会沿第一方向整体形成熔断。

如图4所示，在本申请的实施例中，熔体组12中两相邻跨接熔体1 间隔设置，狭颈5由设置在跨接熔体1两侧的缺口8形成，两相邻跨接熔体1的缺口8左右相接组成缺口组9，缺口组9在熔体组12上沿第一方向间隔排列设置。

优选方案中，缺口8为半圆形结构或矩形结构或U形结构，当缺口 8为半圆形结构时，同组缺口组9中两缺口8同轴设置形成一个整圆孔；当缺口8为矩形结构时，同组缺口组9中两缺口8的开口对齐设置形成一个矩形孔；当缺口8为U形结构时，同组缺口组9中两缺口8对齐设置形成一个腰子孔。

在本申请的实施例中，在跨接熔体1上M效应点4及狭颈5沿第二方向间隔设置，其中第一方向与第二方向垂直设置，第二方向为绝缘间隙11的宽度方向。

在本申请的实施例中，跨接熔体1通过焊接工艺分别与第一接线端子2及第二接线端子3相连，其中连接方式不仅限于焊接也可以是夹紧、内嵌等其他工艺。

在本申请的实施例中，触发线束10通过锡焊工艺与第一电位输出点6及第二电位输出点7相连，其中连接方式不仅限于锡焊也可以是夹紧、内嵌等其他工艺。

实施例2：

在本申请的实施例中出示了一种高速开断器，包括热触发装置、绝缘壳体及驱动器，绝缘壳体内设置有热触发装置与驱动器，触发线束与第一电位输出点及第二电位输出点相连的另一端设置有信号插头，热触发器通过信号插头与驱动器点火具连接。

当出现过载电流，热触发装置的平衡被打破，热量积累导致温度上升，当达到M效应点4的熔点时跨接熔体从该处熔断，形成电弧电压，并在触发线束及信号插头的传输下触发开断器中的点火具，使得开断器分断。

当出现短路电流时，跨接熔体的温度迅速上升，首先在狭颈的位置最先达到熔点，跨接熔体从该处熔断，形成电弧电压，并在触发线束及信号插头的传输下触发开断器中的点火具，使得开断器分断。

如图1所示，在本申请的实施例中，热触发装置包括由若干个跨接熔体1组成的熔体组12及接线端子，接线端子包括间隔设置的第一接线端子2及第二接线端子3；第一接线端子2通过熔体组12与第二接线端子3连接，以传输电流；跨接熔体1上设置有用于过载熔断的M效应点4及用于瞬时短路熔断的狭颈5，第一接线端子2上设置有第一电位输出点6，第二接线端子3上设置有第二电位输出点7；触发线束10分别与第一电位输出点6和第二电位输出点7电连接，以在熔体组12熔断时传输电弧电压。

电流由第一接线端子2经熔体组12流至第二接线端子3形成电路，电路中的电流包括正常工作状态、过载电流状态及短路电流状态，

如图2所示，过载电流状态下，电路中持续出现过载电流，跨接熔体1在数秒内完成热量累积直至达到熔断温度，M效应点4熔断从而形成电弧电压，第一电位传输点与第二电位传输点捕捉到电压信号，并传输给触发线束10从而完成检测触发，若过载电流是短时间的，那么热量就累积不到跨接熔体1的熔断温度，且M效应点4会通过自身调节重新达到热平衡，不会出现误触发现象。

如图3所示，短路电流状态下，电路中出现短路电流，跨接熔体1 在ms级别的时间内完成热量累积，其中狭颈5处的温度最先达到跨接熔体1的熔断温度，从而熔断形成电弧电压，第一电位传输点与第二电位传输点捕捉到电压信号，并传输给触发线束10从而完成检测触发。

正常工作状态下，电流输出稳定，热触发装置处于热平衡状态，不会出现误触发现象。

综上，带有热触发装置的高速开断器在电路长时间过载或瞬间短路的情况下均能实现熔断，以增加高速开断器的适用范围。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种热触发装置，其特征在于，包括由若干个跨接熔体(1)组成的熔体组(12)及接线端子，所述接线端子包括间隔设置的第一接线端子(2)及第二接线端子(3)；所述第一接线端子(2)通过所述熔体组(12)与所述第二接线端子(3)连接，以传输电流；所述跨接熔体(1)上设置有用于过载熔断的M效应点(4)及用于瞬时短路熔断的狭颈(5)，所述第一接线端子(2)上设置有第一电位输出点(6)，所述第二接线端子(3)上设置有第二电位输出点(7)；触发线束(10)分别与所述第一电位输出点(6)和所述第二电位输出点(7)电连接，以在所述熔体组(12)熔断时传输电弧电压。

2.根据权利要求1所述的热触发装置，其特征在于，所述M效应点(4)及所述狭颈(5)均设置在所述第一接线端子(2)与所述第二接线端子(3)间的所述熔体组(12)上。

3.根据权利要求2所述的热触发装置，其特征在于，所述跨接熔体(1)沿第一方向排列设置形成所述熔体组(12)。

4.根据权利要求3所述的热触发装置，其特征在于，所述M效应点(4)覆盖在所述跨接熔体(1)上。

5.根据权利要求4所述的热触发装置，其特征在于，所述M效应点(4)在所述熔体组(12)上沿所述第一方向间隔排列设置形成M效应点(4)组。

6.根据权利要求3所述的热触发装置，其特征在于，所述狭颈(5)由设置在所述跨接熔体(1)两侧的缺口(8)形成，两相邻所述跨接熔体(1)的所述缺口(8)左右相接组成缺口组(9)，所述缺口组(9)在所述熔体组(12)上沿所述第一方向间隔排列设置。

7.根据权利要求6所述的热触发装置，其特征在于，所述缺口(8)为矩形结构和/或半圆形结构和/或U形结构。

8.根据权利要求1所述的热触发装置，其特征在于，所述跨接熔体(1)通过焊接工艺分别与所述第一接线端子(2)及所述第二接线端子(3)相连。

9.根据权利要求1所述的热触发装置，其特征在于，所述触发线束(10)通过锡焊工艺分别与所述第一电位输出点(6)及所述第二电位输出点(7)连接。

10.一种高速开断器，包括如权利要求1-9中任一所述的热触发装置，其特征在于，还包括绝缘壳体及驱动器，所述绝缘壳体内设置有所述热触发装置与驱动器，触发线束(10)与第一电位输出点(6)及第二电位输出点(7)相连的另一端设置有信号插头，所述热触发装置通过所述信号插头与所述驱动器点火具连接。

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