CN219591340U - 一种熔体结构及激励熔断器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力控制及电动汽车领域，具体指一种熔体结构及激励熔断器，包括：沿着熔体结构长度方向设置的至少两排狭颈部，每排所述狭颈部中包括至少一个沿着所述熔体结构的宽度方向布置的狭颈，当一排所述狭颈部包括两个以上的狭颈时，同一排的所述狭颈部的狭颈相互并联之后，与其他排的所述狭颈部串联；沿着所述熔体结构宽度方向，相邻的两排所述狭颈部之间的截面面积不同；每排所述狭颈部的截面面积分别为，同一排所述狭颈部中包含的所有狭颈沿着所述熔体宽度方向的截面面积之和；当故障电流发生时，相邻各排的所述狭颈部能够有序差步断开。本发明的熔体结构可应用在激励熔断器中，实现有序差步断开，降低间跃电流，同时提高分断能力。

Description

一种熔体结构及激励熔断器

技术领域

本发明涉及电力控制和电动汽车领域，尤其是指一种熔体结构及应用该熔体结构的激励熔断器。

背景技术

现有热熔熔断器包括壳体、熔体及灭弧介质。通过熔体熔断实现电路保护。当熔体熔断时，存在临界电流值(即间跃电流)，当临界电流较小时，比较容易灭弧；当临界电流较大时，受空间和体积的影响，灭弧较为困难。

现有激励熔断器包括壳体、设置在壳体中点火装置、动力装置、穿设在壳体中的导体和与导体并联且铺设于数个腔室的熔体。其工作原理：当电池包回路中出现故障电流时，串联在回路中的激励熔断器受外部控制触发回路发送触发信号激发点火装置，其产生的高温高压气体驱动动力装置，动力装置快速依次将导体和熔体在预设位置断开，当故障电流较小时，熔体仅断开位置参与灭弧；当故障电流较大时，所有腔室熔体均参与灭弧因此存在间跃电流，小于该电流时，切断断口的熔体动作，大于该电流时，其他熔体也参与动作。当间跃电流过大时，熔体截面面积也大，切断断口电弧能量大，如果断口空间较小，可能会发生电弧难熄灭或不能熄灭，甚至发生爆炸；当间跃电流过小时，熔体截面面积也小，熔体可能在未切断时已经全部熔断，电弧电压过高，已经断开的导体附近介质未恢复，发生重新击穿，产生爆炸。目前很多激励熔断器的熔体截面属于等截面熔体设计，瞬间产生的电弧电压非常高，就会存在上述问题。

中国专利申请2022109662670一种电路保护装置用的熔体及熔体拉断装置，也为本申请人研发，该发明申请对熔体断口位置处的结构没有设计要求，同样存在上述缺陷。

发明内容

本发明的目的提供一种熔体结构及激励熔断器，通过设计熔体相邻两排狭颈部之间的截面面积不同，在故障电流时，实现熔体有序差步断开。通过有序差步断开，一方面可以降低间跃电流，电弧能量不会非常大；另一方面不同排之间的熔体参与动作的时间不同，使得电弧电压可以缓慢上升，给断开导体附近的灭弧介质赢得充分的恢复时间，最终可靠切断故障电流，提高分断能力。

针对上述目的，本发明提供的技术方案是一种熔体结构，包括：沿着熔体结构长度方向设置的至少两排狭颈部，每排所述狭颈部中包括至少一个沿着所述熔体结构的宽度方向布置的狭颈，当一排所述狭颈部包括两个以上的狭颈时，同一排的所述狭颈部的狭颈相互并联之后，与其他排的所述狭颈部串联；沿着所述熔体结构宽度方向，相邻的两排所述狭颈部之间的截面面积不同；每排所述狭颈部的截面面积分别为，同一排所述狭颈部中包含的所有狭颈沿着所述熔体宽度方向的截面面积之和；当故障电流发生时，相邻各排的所述狭颈部能够有序差步断开。

优选地，相邻两排的所述狭颈部的截面面积呈阶梯式变化。

优选地，所述狭颈部沿着所熔体的长度方向的中线呈对称分布。

优选地，位于所述熔体长度方向的中间位置的所述狭颈部，沿着所述熔体宽度方向的截面面积，分别大于位于其两侧的两排的所述狭颈部的沿着所述熔体宽度方向的截面面积。

优选地，至少一排所述狭颈部为熔断狭颈部，至少一排所述狭颈部为切断狭颈部。

优选地，所述切断狭颈部的截面面积大于所述熔断狭颈部的截面面积。

优选地，当熔断狭颈部包括两个以上并联设置的狭颈时，所述熔断狭颈部的相邻两个所述狭颈的截面面积呈阶梯式变化。

本发明还提供了一种激励熔断器，包括上述任一项所述的熔体结构。

优选地，所述熔体结构与所述激励熔断器中的导体结构并联。

优选地，包括：活塞结构，所述活塞结构用于切断所述导体结构；所述熔体结构的切断狭颈部，位于所述活塞结构的位移路径上，或者，位于能够与所述活塞结构机械联动的切断结构的位移路径上。

本发明的熔体结构应用在电路保护装置中。当其应用在电路保护装置中时，可以与主回路串联，也可以与与主回路串联的导体进行并联。具体地，比如作为热熔熔断器的熔体，可与主回路串联；作为激励熔断器的并联熔体，与激励熔断器的导体并联；当熔体结构机械强度足够时，也可以作为激励熔断器的导体结构。

本发明的熔体结构，通过相邻两排狭颈部截面面积不同，在故障电流时，可以实现熔体结构有序差步断开，截面面积小的狭颈部先断开，截面面积大的后断开。使得电弧电压可以缓慢上升，给断开导体附近的灭弧介质赢得充分的恢复时间；截面面积呈阶梯性变化，使得在该熔体结构的分断过程中，相互串联的各排狭颈部之间的电弧电压呈阶梯式上升，最终使得熔体结构两端之间的电弧电压相对较低；同时降低间跃电流，提高灭弧及分断能力。

通过设置至少一排熔断狭颈部，在过载小电流时，过载小电流无法触发回路发送触发信号时，则熔体结构无法被机械断开，则需要在经过一段时间，熔体结构的熔断狭颈部逐渐升温直至熔断，实现过载小电流保护。当故障电流大时，则狭颈部全部差步断开，逐级降低消耗电弧能量，实现大电流分断。

当本发明的熔体结构应用在电路保护装置中时，有序差步断开，可降低电弧，提高电路保护装置的灭弧能力及分断能力。

附图说明

图1是本发明熔体结构示意图。

具体实施方式

本发明的熔体结构，包括沿着熔体结构长度方向设置的至少两排狭颈部，每排狭颈部中包括至少一个沿着熔体结构的宽度方向布置的狭颈，当一排狭颈部包括两个以上的狭颈时，同一排的狭颈部的狭颈相互并联之后，与其他排的狭颈部串联；沿着熔体结构宽度方向，相邻的两排狭颈部之间的截面面积不同；每排狭颈部的截面面积分别为，同一排狭颈部中包含的所有狭颈沿着熔体宽度方向的截面面积之和；当故障电流发生时，相邻各排的所述狭颈部能够有序差步断开。

为了实现有序差步断开，具体采用的相邻的两排狭颈部的截面面积不同来实现。相邻的两排狭颈部的截面面积呈阶梯式变化，可以更好的实现差步断开。

为了全电流范围内分断，在熔体结构上设置至少一排熔断狭颈部，至少一排切断狭颈部。过载小电流时，熔断狭颈部熔断实现分断，故障大电流时，熔体结构通过机械方式断开结合热熔断开两种方式断开，通过机械断开提高响应速度的同时，通过有序差步断开降低电弧能量，提高分断能力。

每排狭颈部包括至少一根狭颈；当为两根以上的狭颈时，每排狭颈部的截面面积为该排所有狭颈的截面面积之和。每排狭颈部中的截面面积通过狭颈的宽度、厚度、截面面积中一种或两种以上结合进行调节，每排狭颈部中的所有狭颈形状根据要求设计，形状可以相同，也可以不同。

截面面积指的是熔体狭颈处垂直熔体长度方向的截面面积。熔断狭颈部的断开方式为热熔断开，切断狭颈部的断开方式为机械断开。

当熔断狭颈部的狭颈为两根以上时，相邻的狭颈截面面积可以设置为不同，同一排狭颈部中的狭颈差步断开，先断开处的电弧小，灭弧介质参与灭弧后能够快速得到恢复，当最后的狭颈断开时，该排狭颈部所在的灭弧介质均可参与到灭弧中，可以更好使断开处的灭弧介质参与灭弧。

下面举较佳的实施例进行具体说明。

参看图1，熔体结构，间隔设置有数排狭颈部。沿着熔体结构的长度方向，从熔体结构的两端向熔体结构的中心位置处，依次设置有S1、S2、S3、S4、S5共9排狭颈部。其中，S1、S2、S3排为熔断狭颈部，S4、S5排狭颈部为切断狭颈部。在熔体结构的两端为熔体连接端。S1、S2、S3排的熔断狭颈部相连，熔断狭颈部S3与切断狭颈部S4相连。狭颈部沿着熔体的长度方向的中线呈对称分布。

相邻两熔断狭颈部的截面面积不同，呈阶梯式变化。在本实施例中，S1、S2、S3排的熔断狭颈部的截面面积依次呈阶梯式变化，逐渐减小。相邻的熔断狭颈部S3和切断狭颈部S4的截面面积不同，优先设计为切断狭颈部的截面面积大于熔断狭颈部的截面面积。其目的是在过载小电流时，点火装置未被触发信号触发，无法释放驱动力切断狭颈部时，此时，熔断狭颈部在一定时间内，首先从截面面积最小的熔断狭颈部熔断，实现过载小电流保护。S4、S5排的切断狭颈部的截面面积相同，也可以不同。

在本实施例中，每排熔断狭颈部和每排切断狭颈部均包含数根并联设置的狭颈，其中，每排熔断狭颈部包含8个并联设置的狭颈101，每排切断狭颈部包含12个并联设置的狭颈101。每排狭颈部的狭颈数量可以相同也可以不同，每排狭颈部的所有狭颈的截面面积之和为该狭颈部的截面面积。

相邻两熔断狭颈部、相邻的熔断狭颈部与切断狭颈部的截面面积不同，使熔体结构上的狭颈部先后断开，实现有序差步断开。一方面可以降低间跃电流，电弧能量不会非常大；另一方面不同排之间的熔体依据电流大小参与动作的时间不同，使得电弧电压可以缓慢上升，给断开导体附近的灭弧介质赢得充分的恢复时间，最终彻底切断故障电流。

每排狭颈部中的狭颈的宽度、厚度及根数可以相同或不同，具体根据熔体结构的设计需要决定。每排熔断狭颈部中的所有狭颈可以同时熔断，也可以差步熔断。当每排熔断狭颈部中的相邻两狭颈的截面面积也按照阶梯式设置时，在熔断时，截面面积最小的先熔断，截面面积最大的后熔断，实现狭颈部内相邻的两狭颈的差步熔断。

在熔体结构上，在切断狭颈部(S4、S5)之间设置有夹持部102，用于设置断开熔体的切断结构。切断结构夹持熔体夹持部102，可以从切断狭颈部(S4、S5)位置处断开熔体结构。由于机械断开熔体结构的响应时间比热熔熔断的响应时间快很多，通过设置切断狭颈部，在故障大电流时，可以以最快的响应时间切断熔体结构，实现对电路中设备仪器的保护，随之，则熔断狭颈部依次熔断，逐渐降低电弧能量，彻底使断开处绝缘，提高灭弧能力和分断能力。当设置有切断狭颈部的熔体结构应用在激励熔断器中时，当激励熔断器的点火装置释放的驱动力驱动活塞结构动作，断开导体结构后，通过活塞结构驱动切断结构动作，切断结构从切断狭颈部断开熔体结构；也可以在熔体结构上不设置切断结构，通过活塞结构断开导体结构后，活塞结构再断开熔体结构；或者，当活塞结构断开导体结构后，通过激励熔断器中与熔体结构对应的其他活塞结构断开熔体结构。总之，熔体结构应用在激励熔断器中时，熔体结构的切断狭颈部位于活塞结构的位移路径上，或与活塞结构联动的切断结构的位移路径上。

通过熔体结构设置切断狭颈部和熔断狭颈部，实现全电流范围内分断。当过载电流小时，不足以触发回路给电路保护装置的点火装置发送触发信号时，则需要熔体结构在过载一定时间内熔断，实现过载小电流分断保护；当故障电流较大时，点火装置动作，驱动动力装置从切断狭颈部处断开熔体结构，同时，熔体结构从截面面积最小的熔断狭颈部熔断，熔体熔断和熔体机械断开在实际中并非同步动作，实现差步断开，实现故障较大电流的分断保护；当故障电流很大时，由于最先断开处存在电弧形成高阻抗状态，使其他狭颈部依次差步断开，所有排的熔断狭颈部熔断，切断狭颈部也被切断，彻底断开电路，实现电路保护。

本发明的熔体结构，通过相邻的狭颈部的截面面积不同，实现有序差步断开，使熔体结构断开附近的灭弧介质有一定的恢复期，提高分断能力，使灭弧和分断更可靠。

上述熔体结构可以应用在激励熔断器中。一般作为激励熔断器的并联熔体使用，即在导体结构上并联至少一根熔体结构，在导体结构被激励熔断器的活塞结构断开时，并联熔体可以熔断，也可以被活塞结构或与活塞结构联动的切断结构断开。当熔体结构的机械强度足够时，熔体结构也可以作为激励熔断器的导体直接使用。在激励熔断器中使用本发明的熔体结构，可以提高激励熔断器的灭弧能力和分断能力。

Claims (10)

1.一种熔体结构，其特征在于，包括：沿着熔体结构长度方向设置的至少两排狭颈部，每排所述狭颈部中包括至少一个沿着所述熔体结构的宽度方向布置的狭颈，当一排所述狭颈部包括两个以上的狭颈时，同一排的所述狭颈部的狭颈相互并联之后，与其他排的所述狭颈部串联；沿着所述熔体结构宽度方向，相邻的两排所述狭颈部之间的截面面积不同；每排所述狭颈部的截面面积分别为，同一排所述狭颈部中包含的所有狭颈沿着所述熔体宽度方向的截面面积之和；当故障电流发生时，相邻各排的所述狭颈部能够有序差步断开。

2.根据权利要求1所述的熔体结构，其特征在于，相邻两排的所述狭颈部的截面面积呈阶梯式变化。

3.根据权利要求1所述的熔体结构，其特征在于，所述狭颈部沿着所熔体的长度方向的中线呈对称分布。

4.根据权利要求2所述的熔体结构，其特征在于，位于所述熔体长度方向的中间位置的所述狭颈部，沿着所述熔体宽度方向的截面面积，分别大于位于其两侧的两排的所述狭颈部的沿着所述熔体宽度方向的截面面积。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的熔体结构，其特征在于，至少一排所述狭颈部为熔断狭颈部，至少一排所述狭颈部为切断狭颈部。

6.根据权利要求5所述的熔体结构，其特征在于，所述切断狭颈部的截面面积大于所述熔断狭颈部的截面面积。

7.根据权利要求5所述的熔体结构，其特征在于，当熔断狭颈部包括两个以上并联设置的狭颈时，所述熔断狭颈部的相邻两个所述狭颈的截面面积呈阶梯式变化。

8.一种激励熔断器，其特征在于，包括根据权利要求1至7中任一项所述的熔体结构。

9.根据权利要求8所述的激励熔断器，其特征在于，所述熔体结构与所述激励熔断器中的导体结构并联。

10.根据权利要求9所述的激励熔断器，其特征在于，包括：活塞结构，所述活塞结构用于切断所述导体结构；所述熔体结构的切断狭颈部，位于所述活塞结构的位移路径上，或者，位于能够与所述活塞结构机械联动的切断结构的位移路径上。