CN220509952U - 一种温控开关与空开配合形成联动保护的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种温控开关与空开配合形成联动保护的装置，该装置基于温控开关和空开断路器，温控开关与空开断路器之间根据各自设定的动作温度实现关联动作；空开断路器正常进行断路过程中，温控开关在工作温度范围内正常使用；温控开关在空开断路器的电磁脱扣器、双金属片未失效时，不会达到温控开关的工作温度，温控开关不动作，通过电磁脱扣器、双金属片保证空开断路器的正常电线短路和过载保护功能；在双金属片失效时，温控开关动作实现线路断开；同时在电磁脱扣器失效时，瞬间产生的高温也会使温控开关动作实现线路断开，从而在电磁脱扣器、双金属片失效时仍能够实现电线短路和过载保护功能。

Description

一种温控开关与空开配合形成联动保护的装置

技术领域

本实用新型涉及温控开关，特别涉及一种温控开关与空开配合形成联动保护的装置。

背景技术

空气开关，又称断路器，对电线短路和过载具有保护功能。漏电保护器对电线短路和过载也具有保护功能，还对漏电具有保护功能。

但是，当空开或漏电保护器损坏后未跳闸，电流还处于导通状态，一旦出线短路或过载时，将会有引发火灾的安全隐患。例如：空开或漏电保护器出线触点熔接，或错误接线，或使用年限过长结构老化，或电磁线圈断路，或空开、漏电保护器与负载工作条件不匹配等情况。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种温控开关与空开配合形成联动保护的装置。

本实用新型采用的技术方案为：

一种温控开关与空开配合形成联动保护的装置，该温控开关与空开配合形成联动保护的装置包括空开断路器和温控开关；所述空开断路器包括外壳和安装于外壳内的电磁脱扣器、双金属片、灭弧装置、触点、机械锁定装置、进线端子和出线端子，所述温控开关安装于空开断路器内，电磁脱扣器、双金属片、温控开关串联连接，温控开关通过电流产生的温度控制温控开关的通断，温控开关为磁力开关、一体式干簧管或熔断导线。

进一步，所述磁力开关包括能够拆分的壳体、第一金属条、绝缘板、第一铜片、第二铜片、开关导电片、第一磁铁和第二金属条；所述壳体内形成有能够对第一金属条、第一铜片、第二铜片进行固定的隔板；所述第一金属条、绝缘板、开关导电片、第一磁铁和第二金属条在壳体内由高向低竖向同轴设置，第一金属条在壳体内位置固定，绝缘板安装于第一金属条的底部，开关导电片安装于第一磁铁上，壳体内形成有配合第一磁铁竖向移动的空间，第二金属条固定安装于第一磁铁竖向移动的空间的底部；所述第一铜片、第二铜片位于同一条水平线上，且位于绝缘板和开关导电片之间，第一铜片与第二铜片形成水平间隔。

进一步，所述壳体上还安装有能够使第一磁铁复位的楔形按钮。

进一步，所述磁力开关包括能够拆分的壳体、第一铜片、第二铜片、开关导电片、第一磁铁和第二磁铁；所述壳体内形成有能够对第一铜片、第二铜片进行固定的隔板，所述第一铜片、第二铜片位于同一条水平线上，第一铜片与第二铜片形成水平间隔；所述开关导电片、第一磁铁和第二磁铁在壳体内由高向低竖向同轴设置，且位于第一铜片与第二铜片的下方，开关导电片安装于第一磁铁上，壳体内形成有配合第一磁铁竖向移动的空间，第二磁铁固定安装于第一磁铁竖向移动的空间的底部，第一磁铁与第二磁铁之间形成有排斥力。

进一步，所述开关导电片呈凹字形，第一磁铁安装于开关导电片的凹槽内，且凹槽两侧形成有能够对第一磁铁固定的弯折板。

进一步，所述磁力开关包括能够拆分的壳体、第一铜片、第二铜片、开关导电片、第一磁铁和第二磁铁；所述第一铜片和第二铜片竖向同轴设置，且固定安装于壳体内的一侧，第一铜片与第二铜片形成竖直间隔；所述第二磁铁固定安装于壳体内的另一侧；所述第一磁铁位于第一铜片、第二铜片与第二磁铁之间，开关导电片呈P形结构，第一磁铁通过开关导电片能够摆动的安装于壳体内，其与第二磁铁之间形成有排斥力。

进一步，所述磁力开关安装于空开断路器外，磁力开关的壳体上设有进、出线接线端子；空开断路器的出线端子与磁力开关的进线接线端子连接，磁力开关的进线接线端子在壳体内部与第一铜片连接，磁力开关的出线接线端子在壳体内部与第二铜片连接。

进一步，所述一体式干簧管包括干簧管管体、第一金属簧片、第二金属簧片、进线引脚、出线引脚、金属连接片和第三磁铁；所述进线引脚、出线引脚固定安装于干簧管管体的两端，进线引脚在干簧管管体内部与水平设置的第一金属簧片固定连接，出线引脚在干簧管管体内部与倾斜设置的第二金属簧片固定连接，出线引脚在干簧管管体外部与弯折的金属连接片固定连接；所述金属连接片中间段形成有能够放置第三磁铁的槽体；所述第三磁铁安装于金属连接片上，第三磁铁与第二金属簧片竖向同轴设置。

进一步，所述熔断导线包括过流保险丝和/或温度保险丝；所述过流保险丝或温度保险丝单独安装于空开断路器内的电磁脱扣器与出线端子之间；或所述温度保险丝安装于空开断路器内的进线端子与双金属片之间，过流保险丝安装于空开断路器内的电磁脱扣器与出线端子之间；或所述过流保险丝与温度保险丝串联后安装于空开断路器内的电磁脱扣器与出线端子之间；所述过流保险丝和温度保险丝均包括连接体、第一金属导体和第二金属导体；第一金属导体和第二金属导体在连接体的内部通过温度保险丝或过流保险丝连接。

进一步，所述温控开关安装于空开断路器内，所述空开断路器安装于漏电保护器上。

本实用新型的有益效果是：

该温控开关与空开配合形成联动保护的装置包括空开断路器和温控开关；空开断路器包括外壳和安装于外壳内的电磁脱扣器、双金属片、温控开关、灭弧装置、触点、机械锁定装置、进线端子和出线端子；温控开关安装于空开断路器内，电磁脱扣器、双金属片、温控开关串联连接，温控开关通过电流产生的温度控制温控开关的通断。

该温控开关与空开配合形成联动保护的装置在空开断路器的电磁脱扣器、双金属片未失效时，不会达到温控开关的工作温度，温控开关不动作，通过电磁脱扣器、双金属片保证空开断路器的正常电线短路和过载保护功能；在双金属片失效时，温控开关动作实现线路断开；同时在电磁脱扣器失效时，瞬间产生的高温也会使温控开关动作实现线路断开，从而在电磁脱扣器、双金属片失效时仍能够实现电线短路和过载保护功能。本申请中给出了多种温控开关的具体结构，其结构简单实用，具有良好的市场前景。

附图说明

图1为磁吸结构的磁力开关安装于空开断路器内的位置示意图；

图2为磁吸结构的磁力开关的局部结构放大图；

图3为磁吸结构的磁力开关的拆分结构示意图；

图4为磁吸结构的磁力开关的刨面结构示意图；

图5为磁吸结构的磁力开关的工作原理示意图；

图6为磁吸结构的第一金属条截面为T形的结构示意图；

图7和图8为磁吸结构的磁力开关安装有楔形按钮的示意图；

图9为悬浮式结构的磁力开关安装于空开断路器内的位置示意图；

图10为悬浮式结构的磁力开关的局部结构放大图；

图11为悬浮式结构的磁力开关的开关导电片的结构示意图；

图12和图13为摆动式结构的磁力开关安装于空开断路器内的位置示意图；

图14、图15、图16、图17、图18、图19为摆动式结构的磁力开关的结构示意图；

图20、图21、图22、图23、图24为摆动式结构的磁力开关安装于空开断路器外部时的结构示意图；

图25为第一磁铁和第二磁铁的磁极示意图；

图26为隔热层的结构示意图；

图27为一体式干簧管安装于空开断路器内的位置示意图；

图28和图29为一体式干簧管的结构示意图；

图30为过流保险丝和温度保险丝安装于空开断路器内的位置示意图；

图31为过流保险丝的结构示意图；

图32为温度保险丝的结构示意图；

图33和图34为过流保险丝与温度保险丝串联后安装于空开断路器内示意图；

图35为过流保险丝单独安装于空开断路器内位置示意图；

图36为温度保险丝单独安装于空开断路器内位置示意图；

图37和图38为温控开关安装于空开断路器内，空开断路器安装于漏电保护器上的示意图；

图39为漏电保护器上加装温控开关的示意图；

图1—39中，1—空开断路器、2—外壳、3—电磁脱扣器、4—双金属片、5—灭弧装置、6—触点、7—机械锁定装置、8—进线端子、9—出线端子、10—磁力开关、11—一体式干簧管、12—壳体、13—第一金属条、14—绝缘板、15—第一铜片、16—第二铜片、17—开关导电片、18—第一磁铁、19—第二金属条、20—隔板、21—楔形按钮、22—第二磁铁、23—进线接线端子、24—出线接线端子、25—干簧管管体、26—第一金属簧片、27—第二金属簧片、28—进线引脚、29—出线引脚、30—金属连接片、31—第三磁铁、32—过流保险丝、33—温度保险丝、34—连接体、35—第一金属导体、36—第二金属导体、37—漏电保护器、38—温控开关、39—比较运算放大器、40—电磁脱扣装置、41—零序电流互感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

针对空开断路器出线触点熔接，或错误接线，或使用年限过长结构老化，或电磁线圈断路，或空开与负载工作条件不匹配等情况时，其电磁脱扣器、双金属片存在失效情况；电磁脱扣器、双金属片失效后，一旦出线短路或过载时将会有引发火灾的安全隐患问题。为解决该问题本实施例提供一种温控开关与空开配合形成联动保护的装置。

具体的，如图1所示，该温控开关与空开配合形成联动保护的装置包括空开断路器1和温控开关两部分。其中，空开断路器1包括外壳2和安装于外壳2内的电磁脱扣器3、双金属片4、灭弧装置5、触点6、机械锁定装置7、进线端子8和出线端子9等部件；进线端子8与双金属片4连接，电磁脱扣器3与出线端子9连接，空开断路器1的结构与现有市购的空开断路器结构相同，在此不作详细赘述。

如图1所示，本实施例中在于空开断路器1的壳体内，位于电磁脱扣器3和出线端子9之间加装一个体积较小的温控开关，电磁脱扣器3、双金属片4、温控开关串联连接，再连接进线和出线，导通电流。

增设温控开关的目的和意义在于：温控开关通过电流产生的温度控制温控开关的通断；电磁脱扣器3的最大额定电流倍数小于温控开关的额定电流值，短路时电线及温控开关产生的温度小于电线短路温度。双金属片4的变形温度小于温控开关的工作温度小于电线过载温度。

当发生短路时，若电磁脱扣器3未失效，则电磁脱扣器3通过自身的电磁铁进行断路，实现空开断路器1的短路保护功能，此时温控开关并不动作；若电磁脱扣器3失效，则短路使电流产生的温度急剧升高，超过温控开关工作温度时，温控开关断开线路，形成短路保护功能。同理，当发生过载，若双金属片4未失效，则双金属片4变形断路实现空开断路器1的过载保护功能，此时温控开关并不动作；若双金属片4失效，则过载使电流产生的温度持续升高，超过温控开关工作温度时，温控开关断开线路，形成过载保护功能。

本实施例中给出了温控开关采用一种磁吸结构的磁力开关10，如图2和图3和图4和图5和图6所示，磁力开关10包括能够拆分的壳体12、第一金属条13、绝缘板14、第一铜片15、第二铜片16、开关导电片17、第一磁铁18和第二金属条19。其中，壳体12由可拆卸连接的两部分构成，其作为各部件安装的腔室结构，其内形成有能够对第一金属条13、第一铜片15、第二铜片16进行固定的隔板20。第一金属条13、绝缘板14、开关导电片17、第一磁铁18和第二金属条19在壳体12内由高向低竖向同轴设置，第一金属条13在壳体12内位置固定，绝缘板14安装于第一金属条13的底部，开关导电片17安装于第一磁铁18上，壳体12内形成有配合第一磁铁18竖向移动的空间，第二金属条19固定安装于第一磁铁18竖向移动的空间的底部。第一铜片15、第二铜片16位于同一条水平线上，且位于绝缘板14和开关导电片17之间，第一铜片15与第二铜片16形成水平间隔；第一铜片15通过金属导线与电磁脱扣器3连接，第二铜片16通过金属导线与出线端子9连接。该磁力开关10的第一金属条13、绝缘板14、第二金属条19与壳体12之间采用埋入注塑成型进行制作，保证各部件的位置精度及安装强度；第一铜片15、第二铜片16与金属导线之间则通过焊接、压合连接、树脂热熔结合的方式进行连接，保证连接强度。第一金属条13和第二金属条19采用与第一磁铁18相互吸合的铁磁性物质制作。如图1所示，根据需要，第二金属条19通过壳体12上的通孔延伸至灭弧装置5中，在开关导电片17与第一铜片15和第二铜片16分离时产生的电弧将会被引导至灭火装置5中灭弧；同时，壳体12也可以将电弧限制在一个较小的区域中进行灭弧；或者，增加开关导电片17与第一铜片15和第二铜片16的接触面积，降低单位面积电流量，减小或防止电弧的产生；再或者，在壳体12内增加灭弧装置5。

该磁力开关10实现短路保护功能和过载保护功能的原理如下：

空开断路器1的电磁脱扣器3和双金属片4工作时，磁力开关10只负责电流导通，当电磁脱扣器3和双金属片4失效后且发生短路或过载时，第一磁铁18消磁脱离，断开线路。如图4、图5和图6所示，第一磁铁18通过磁吸力与竖向分布的第一金属条13相互吸合，吸合后第一磁铁18表面的开关导电片17与第一铜片15和第二铜片16相互贴合，导通电流。在第一金属条13与第一铜片15、第二铜片16接触表设置绝缘板14，绝缘板14为绝缘材料制成，例如:陶瓷板或塑料绝缘板或塑料绝缘膜，防止第一铜片15、第二铜片16被第一金属条13误导通。

开关导电片17和第一铜片15和第二铜片16横截面通过的额定电流大于空开断路器1设置的额定电流的最大倍数。当发生短路时，电磁透口气脱扣所用时间范围内，电流产生的温度导致磁铁温度上升，其温度小于温控开关中磁铁的工作温度或过流保险丝和温度保险丝的熔断温度。这样，在在发生短路时，温控开关能够正常工作。在电流达到空开断路器1设定的最大额定电流时，触发机械锁定装置7，发生跳闸，断开电路。此时，空开断路器1跳闸时的额定电流小于开关导电片17和第一铜片15和第二铜片16设置的额定电流，产生的热量小于第一磁铁18的工作温度；第一磁铁18的工作温度在合理范围内，不会消磁，可以正常使用。当空气断路器发生触点6熔接故障时，无法正常断开线路；此时，短路的高温会瞬间使第一磁铁18温度急剧上升，第一磁铁18温度超过工作温度或居里点温度后，发生消磁；第一磁铁18将无法和第一金属条13进行吸附，第一磁铁18受重力作用向下掉落；此时，第一磁铁18上的开关导电片17断开与第一铜片15、第二铜片16的连接，线路形成断路状态。

当发生过载时，该磁力开关10中的第一铜片15、第二铜片16、开关导电片的横截面设置的平方数较大，不会导致温度快速上升。但是空开断路器1内其余部分的电线，在过载时温度会升高，温度升高至双金属片4变形温度后，双金属片4触发机械锁定装置7，发生跳闸，断开电路；此时空气断路器跳闸时的额定电流产生的温度小于第一磁铁18的工作温度，所以在双金属片4跳闸时，第一磁铁18不会消磁，可以正常使用。但是，当空气断路器发生接线错误或空气断路器额定功率远大于电线平方数锁对应的额定功率时，会造成过载不跳闸的问题。此时电线的温度会持续的升高，当温度超过第一磁铁18工作温度时，第一磁铁18会发生退磁，直至第一磁铁18与第一金属条13之间的磁吸力小于第一磁铁18的重力时，第一磁铁18受重力作用向下掉落；此时，第一磁铁18上的开关导电片17断开与第一铜片15、第二铜片16的连接，线路形成断路状态。

如图2至图6所示，本实施例中在第一磁铁18竖向移动的空间的底部固定安装有第二金属条19，第一磁铁18与第一金属条13之间的磁吸力大于其与第二金属条19之间的磁吸力。当温度超过第一磁铁18工作温度，但是未达到第一磁铁18的居里点温度时，磁铁开始线性消磁，磁力减弱，但未完全进行消磁。未完全消磁的第一磁铁18掉落后，直接与底部的第二金属条19吸合，防止断开的开关导电片17再次与第一铜片15、第二铜片16连接。其适合在过载时防止第一磁铁18退磁后，开关导电片17再次与第一铜片15和第二铜片16连通，发生误导通电路的情况。

进一步的，如图6所示，由于本实施例中为增加第一磁铁18与第一金属条13之间的磁吸力，还可将第一金属条13设计为截面呈T形，同时将绝缘板14安装于第一金属条13的底部两侧；从而增加第一磁铁18与第一金属条13之间的磁吸力。

更进一步的，在过载时，未完全消磁的第一磁铁18掉落后与底部的第二金属条19吸合，由于第一磁铁18自身的温度降低后，其自身的磁吸力会有所增加；为了该磁力开关10能够再次使用，如图6、图7和图8所示，本实施例中在壳体12上还安装有能够使第一磁铁18复位的楔形按钮21，楔形按钮21的端部露于空开断路器1的外部，通过按压楔形按钮21使得冷却恢复磁性的第一磁铁18复位与第一金属条13相互吸合，该磁力开关10通过手动恢复，可以反复使用。

此外，为了防止温控开关的温度快速上升；首先，第一磁铁18可选择工作温度较高的磁铁；其次，可加大第一铜片15、第二铜片16、开关导电片17和金属连接片30的横截面平方数，其横截面积大于电线横截面积，在短路时升温速度低于电线升温温度。与第一铜片15、第二铜片16连接的金属导线横截面积较大，在短路时，电磁脱扣器3脱扣所用时间范围内，电线中电流产生的温度小于温控开关磁铁工作温度或热熔断温度，在短路时，温控开关在工作温度范围内正常工作。

实施例2

在实施例1的基础上，本实施例中给出了另一种悬浮式结构的磁力开关10。如图9和图10所示；磁力开关10包括能够拆分的壳体12、第一铜片15、第二铜片16、开关导电片17、第一磁铁18和第二磁铁22。壳体12内形成有能够对第一铜片15、第二铜片16进行固定的隔板20；第一铜片15、第二铜片16位于同一条水平线上，第一铜片15与第二铜片16形成水平间隔，壳体12上设有配合第一铜片15、第二铜片16延伸至壳体12外的通孔，第一铜片15通过金属导线与电磁脱扣器3连接，第二铜片16通过金属导线与出线端子9连接；开关导电片17、第一磁铁18和第二磁铁22在壳体12内由高向低竖向同轴设置，且位于第一铜片15与第二铜片16的下方，开关导电片17安装于第一磁铁18上，壳体12内形成有配合第一磁铁18竖向移动的空间，第二磁铁22固定安装于第一磁铁18竖向移动的空间的底部，第一磁铁18与第二磁铁22之间形成有排斥力。本实施例中也可通过空开断路器的外壳2作为第一铜片15、第二铜片16、开关导电片17、第一磁铁18和第二磁铁22等部件的安装载体。

该磁力开关10实现短路保护功能和过载保护功能的原理与实施例1相似，具体如下：

空开断路器1的电磁脱扣器3和双金属片4工作时，磁力开关10只负责电流导通，当电磁脱扣器3和双金属片4失效后且发生短路或过载时，第一磁铁18消磁脱离，断开线路。如图9和图10中所示，第一磁铁18通过与第二磁铁22之间形成有的大于自身重力的排斥力，使开关导电片17与第一铜片15和第二铜片16相互贴合，导通电流。

当空气断路器发生触点6熔接故障时，无法正常断开线路；此时，电线温度高于第一磁铁18的工作温度或居里温度，第一磁铁18消磁；第一磁铁18受热消磁后变为顺磁体，第一磁铁18与第二磁铁22之间排斥力消失，且第一磁铁18通过重力和受到第二磁铁22的磁吸力与第二磁铁22吸合连接，第一磁铁18上的开关导电片17断开与第一铜片15、第二铜片16的连接，线路形成断路状态。

当发生过载时，空气断路器发生接线错误或空气断路器额定功率远大于电线平方数所对应的额定功率时，会造成过载不跳闸的问题。此时，电线温度高于第一磁铁18的工作温度或居里温度时，第一磁铁18消磁；第一磁铁18受热消磁后变为顺磁体，第一磁铁18与第二磁铁22之间排斥力消失，且第一磁铁18通过重力和受到第二磁铁22的磁吸力与第二磁铁22吸合连接，第一磁铁18上的开关导电片17断开与第一铜片15、第二铜片16的连接，线路形成断路状态。

进一步的，为了防止第一磁铁18在壳体12内的第一磁铁18竖向移动空间中发生翻转，导致磁极错误问题。如图11所示，本实施例中将开关导电片17设计呈凹字形，第一磁铁18安装于开关导电片17的凹槽内，且凹槽两侧形成有能够对第一磁铁18固定的弯折板；开关导电片17的宽度尺寸与第一磁铁18竖向移动空间的宽度尺寸相近，通过开关导电片17两侧的板体能够对第一磁铁18的竖向移动形成导向，通过凹槽两侧的弯折板对第一磁铁18进行固定，从而防止第一磁铁18翻转，导致磁极错误问题。

实施例3

在实施例2的基础上，本实施例中给出了另一种摆动式结构的磁力开关10。如图12至图19所示，磁力开关10嵌入空开断路器1表面，可直观观测磁力开关10的工作状态；如图12至19所示，磁力开关10包括能够拆分的壳体12、第一铜片15、第二铜片16、开关导电片17、第一磁铁18和第二磁铁22。第一铜片15和第二铜片16竖向同轴设置，且固定安装于壳体12内的一侧，壳体12的后侧设有配合第一铜片15、第二铜片16延伸至壳体12外的通孔，第一铜片15与第二铜片16形成竖直间隔。壳体12内的另一侧形成独立空间，第二磁铁22固定安装于壳体12内另一侧的独立空间内。第一磁铁18则位于第一铜片15、第二铜片16与第二磁铁22之间；开关导电片17弯折成P形结构，开关导电片17将第一磁铁18进行包裹，第一磁铁18通过开关导电片17能够摆动的安装于壳体12内，其与第二磁铁22之间形成有排斥力。

该磁力开关10实现短路保护功能和过载保护功能的原理如下；

空开断路器1的电磁脱扣器3和双金属片4工作时，磁力开关10只负责电流导通，当电磁脱扣器3和双金属片4失效后且发生短路或过载时，第一磁铁18消磁脱离，断开线路。如图13所示，正常使用时，第二磁铁22与第一磁铁18相互间隔且同极相斥，第一磁铁18通过开关导电片17摆动至竖直状态，开关导电片17一侧与第一铜片15、第二铜片16接触，导通电流。

当空气断路器发生触点6熔接故障时，无法正常断开线路；此时，电线温度高于第一磁铁18的工作温度或居里温度，第一磁铁18消磁；第一磁铁18受热消磁后变为顺磁体，第一磁铁18与第二磁铁22之间排斥力消失，如图16所示，第一磁铁18消磁后，由于开关导电片17弯折成P形结构，第一磁铁18偏移的重心作用，以及第二磁铁22对其的磁吸力作用，从而向第二磁铁22一侧进行摆动；此时开关导电片17与第一铜片15、第二铜片16分离断开，线路形成断路状态。

当发生过载时，空气断路器发生接线错误或空气断路器额定功率远大于电线平方数时，会造成过载不跳闸的问题。此时，电线温度高于第一磁铁18的工作温度或居里温度时，第一磁铁18消磁；第一磁铁18受热消磁后变为顺磁体，第一磁铁18与第二磁铁22之间排斥力消失，且第一磁铁18通过重力和受到第一磁铁18的磁吸力与第一磁力吸合连接，第一磁铁18上的开关导电片17断开与第一铜片15、第二铜片16的连接，线路形成断路状态。

实施例4

在实施例3的基础上，本实施例中也可将摆动式结构的磁力开关10安装于空开断路器1外部，如图20至图25所示，当摆动式结构的磁力开关10安装于空开断路器1外部单独使用时，需在磁力开关10的壳体12上设置进线接线端子23和出线接线端子24；空开断路器1的出线端子9与磁力开关10的进线接线端子23金属导线连接，磁力开关10的进线接线端子23在壳体12内部与第一铜片15连接，磁力开关10的出线接线端子24在壳体12内部与第二铜片16连接。此时，该磁力开关10的短路保护功能和过载保护功能与实施例3相同。

需要说明的是，如图24所示，本实施例中与实施例2、实施例3均采用通过第一磁铁18与第二磁铁22之间同极相斥的原理，在第二磁铁22位置固定的基础将，将第一磁铁18设计成可活动的，从而使开关导电片17与第一铜片15、第二铜片16接触导通电流；第一磁铁18消磁后变为顺磁体，第二磁铁22的磁吸力吸引消磁后的第一磁铁18移动贴合，形成断路状态。本实施例与实施例2、实施例3中的第一磁铁18、第二磁铁22均为永磁体。

为了防止第二磁铁22消磁，第二磁铁22的工作温度大于第一磁铁18的工作温度；同时，如图24和图26所示，第二磁铁22面对第一磁铁18的一侧或整体包裹有隔热层；此外，也可如本实施例中所述，在壳体12内设置第二磁铁22的独立安装空间，进行热量阻隔；因此，可以保证第一磁铁18高温消磁后，第二磁铁22通过隔热结构不会消磁。

实施例5

在实施例1的基础上，本实施例中温控开关采用一体式干簧管11。如图27、图28和图29所示，一体式干簧管11安装于电磁脱扣器3与出线端子9之间；一体式干簧管11包括干簧管管体25、第一金属簧片26、第二金属簧片27、进线引脚28、出线引脚29、金属连接片30和第三磁铁31。进线引脚28、出线引脚29固定安装于干簧管管体25的两端；进线引脚28在干簧管管体25内部与水平设置的第一金属簧片26固定连接，在干簧管管体25外部通过金属导线与空气断路器的电磁脱扣器3连接；出线引脚29在干簧管管体25内部与倾斜设置的第二金属簧片27固定连接，出线引脚29在干簧管管体25外部与弯折的金属连接片30固定连接，金属连接片30的端头通过金属导线与空气断路器的出线端子9连接；金属连接片30的中间段通过冲压形成的凹槽或经过弯折形成有能够放置第三磁铁31的槽体结构，第三磁铁31安装于金属连接片30上，第三磁铁31与第二金属簧片27竖向同轴设置，其工作温度高于第一金属簧片26、第二金属簧片27变形温度。

该一体式干簧管11实现短路保护功能和过载保护功能的原理如下：

两片端点处重叠的可磁化的第一金属簧片26、第二金属簧片27密封于玻璃制的干簧管管体25中，第一金属簧片26、第二金属簧片27端头分隔的距离仅约几个微米，干簧管管体25中装填有高纯度的惰性气体。空开断路器1的电磁脱扣器3和双金属片4工作时，第三磁铁31对干簧管管体25内的第一金属簧片26、第二金属簧片27端头进行磁化，使第一金属簧片26、第二金属簧片27端头互相吸引并闭合，实现常闭连接，完成电流导通。

当空气断路器发生触点6熔接故障时，无法正常断开线路；此时，电线温度高于第三磁铁31的工作温度或居里温度，第三磁铁31消磁；第三磁铁31磁力消失后，第一金属簧片26、第二金属簧片27端头失去磁化作用，当磁力减小到一定程度时，第一金属簧片26、第二金属簧片27端头通过回弹力恢复至分隔状态，此时线路为断路状态，进行短路保护。

同理，当发生过载时，空气断路器发生接线错误或空气断路器额定功率远大于电线平方数时，会造成过载不跳闸的问题。此时，电线温度高于第三磁铁31的工作温度或居里温度时，第三磁铁31消磁；第三磁铁31磁力消失后，第一金属簧片26、第二金属簧片27端头失去磁化作用，当磁力减小到一定程度时，第一金属簧片26、第二金属簧片27端头通过回弹力恢复至分隔状态，此时线路为断路状态，进行过载保护。

实施例6

在实施例1的基础上，本实施例中温控开关采用熔断导线，并给出多种熔断导丝的安装方式，具体如下：

方式一，如图30、图31、图32所示，熔断导线包括过流保险丝32和温度保险丝33，其中温度保险丝33安装于空开断路器1内的进线端子8与双金属片4之间，过流保险丝32安装于空开断路器1内的电磁脱扣器3与出线端子9之间。

过流保险丝32和温度保险丝33均包括连接体34、第一金属导体35和第二金属导体36；第一金属导体35和第二金属导体36在连接体34的内部通过温度保险丝33或过流保险丝32连接。温度保险丝33两侧的第一金属导体35和第二金属导体36分别通过金属导线与空开断路器1的双金属片4和进线端子8连接；过流保险丝32两侧的第一金属导体35和第二金属导体36分别通过金属导线与空开断路器1的电磁脱扣器3和出线端子9连接。连接体34使用透明材料制成，过流保险丝32和温度保险丝33的第一金属导体35和第二金属导体36通过注入或套管或盒体封装形式与连接体34制成保险导线，从而提高温度保险丝33或过流保险丝32的机械强度，保证设备的连接和电流的导通。

温度保险丝33的热熔断温度高于空开断路器1的双金属片4的变形温度，温度保险丝33配合双金属片4进行过载保护；过流保险丝32的最大额定电流热熔断温度高于空开断路器1的电磁脱扣器3的最大过流倍数和在完成脱扣动作时间内产生的温度，过流保险丝32配合电磁脱扣器3进行断路保护；温度保险丝33和过流保险丝32均为一次性断路保护。

方式二，如图33和图34所示，在方式一的基础上，将过流保险丝32与温度保险丝33串联后安装于空开断路器1内的电磁脱扣器3与出线端子9之间。

方式三，如图31和图35所示，方式一中的过流保险丝32单独安装于空开断路器1内的电磁脱扣器3与出线端子9之间。

方式四，如图35和图36所示，方式一中的温度保险丝33单独安装于空开断路器1内的电磁脱扣器3与出线端子9之间。

配合双金属片4，对过载进行一次性断路保护：

方式一、方式二、方式四中，温度保险丝33的熔断温度大于空开断路器1的双金属片4受热变形的温度；当发生过载的温度高于双金属片4变形的温度，但双金属片4未发生形变，空开断路器1未进行跳闸断路操作，温度保险丝33默认空开断路器1功能失效，温度继续上升；温度保险丝33到达工作温度后进行一次性永久熔断，空开断路器1处于断路状态。其主要针对空开断路器1的线路接错、额定电流远大于电线额定电流、双金属片4故障而发生作用。

配合电磁脱扣器3，对短路进行一次性断路保护：

方式一、方式二、方式三中，过流保险丝32的热熔断温度高于空开断路器1的电磁脱扣器3的最大过流倍数产生的温度；当发生短路，超过空开断路器1设置的最大额定电流，空开断路器1未进行跳闸断路操作，过流保险丝32默认空开断路器1功能失效，温度继续上升；过流保险丝32到达工作温度后进行一次性永久熔断，空开断路器1处于断路状态。其主要针对空开断路器1的触点6熔接故障而发生作用。

由于温度保险丝33的热熔断温度高于空开断路器1的双金属片4的变形温度，过流保险丝32的热熔断温度高于空开断路器1的电磁脱扣器3的最大过流倍数产生的温度；正常状态下，空气断路器发生断路或过载时，温度不会超过温度保险丝33和过流保险丝32的熔断温度，即发生跳闸断路操作；温度保险丝33和过流保险丝32在空气断路器功能正常情况下，不会发生熔断；当空气断路器功能失效后，发生短路或过载时，温度保险丝33和过流保险丝32才会发生熔断，且熔断后的断路器需要进行更换才能继续使用。

本实施例中，为了防止温控开关的温度快速上升；可加大第一金属导体35、第二金属导体36的横截面平方数，其横截面积大于电线横截面积，在短路时升温速度低于电线升温温度。与第一金属导体35和第二金属导体36连接的金属导线横截面积较大，在短路时，电磁脱扣器3脱扣所用时间范围内，电线中电流产生的温度小于温控开关磁铁工作温度或热熔断温度，在短路时，温控开关在工作温度范围内正常工作。

综上所述，结合实施例1至实施例6能够看出空开断路器的电磁脱扣器3、双金属片4与温控开关三者串联后，电磁脱扣器3和双金属片4工作时，温控开关只负责电流导通；温控开关的断路分离方式包括：消磁脱离和热熔断。

电磁脱扣器3和双金属片4工作时，分别实现短路和过载保护功能；将温控开关工作温度控制在电线短路温度和过载温度范围内，温控开关的工作温度不低于电线过载温度，不高于电线短路温度，温控开关正常使用。电磁脱扣器3或双金属片4失效后，发生短路或过载时，电线温度高于温控开关工作温度，温控开关消磁脱离或热熔断。

温控开关主要与双金属片4相互配合，实现过载断路。过载时，首先由双金属片4先执行断路操作，双金属片4执行断路操作后，温控开关不执行断路操作。同理，短路时，电磁脱扣器3执行断路操作后温控开关不执行断路操作。同时，要保证电磁脱扣器3、双金属片4通过机械锁定装置7断路后，温控开关未超过工作温度，不会发生消磁或热熔断。

过载时，电线达到双金属片4变形温度时，双金属片4或机械锁定装置7未执行断路操作，温控开关默认双金属片4结构失效；电线温度继续升高，超过温控开关工作温度或居里温度后，温控开关断开线路。同理，短路时，电磁脱扣器3或机械锁定装置7未执行断路操作，温控开关默认电磁脱扣器3结构失效；电线温度急剧上升，超过温控开关工作温度或居里温度后，温控开关断开线路。

过载断路时，双金属片4通过触发机械锁定装置7实现机械触点6进行断路，温控开关通过消磁脱离或热熔断实现断路，二者均可实现过载断路；但是，二者断路原理和设置的断路所需温度不同，不会同时失效。

此外，由于现有市购的部分漏电保护器除自身的漏电保护功能外，其通过安装有空开断路器使漏电保护器实现短路和过载保护功能；如果漏电保护器37中的空开断路器1触点6熔接或机械锁定装置7失效，发生漏电时，漏电保护器37还是会导致人员触电事故的发生。因此，将温控开关安装于空开断路器1内，再将空开断路器1安装于漏电保护器37上，通过温控开关保证空开断路器的电磁脱扣器3和机械锁定装置7正常工作，就能间接保证漏电保护器37的正常断路操作，从而有效执行漏电保护器断路操作，实现防触电的功能。含有空开断路器的漏电保护器，还具有短路或过载的保护效果。如图37、图38仅代表温控开关的一种具体结构方式，当然在实际应用中，温控开关也可采用以上实施中的其他结构方式。

基于温度开关在空开断路器中的使用的原理，如图39所示，还可在漏电保护器37中再增加一个温控开关38，漏电保护器37中的温控开关38和比较运算放大器39和电磁脱扣装置40通过主连接线缆串联连接。通电的过程为：漏电保护器37中的零序电流互感器41检测到漏电，比较运算放大器39通电，电磁脱扣装置40接通电流并开始断路动作；空开断路器不脱扣，温控开关38在固定时间以内进行消磁、热熔断。温控开关38根据漏电保护器37中电磁脱扣装置40的通电温度设置对应工作温度，即消磁温度或热熔断温度，从而形成多重联动保护效果。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种温控开关与空开配合形成联动保护的装置，其特征在于：该温控开关与空开配合形成联动保护的装置包括空开断路器和温控开关；所述空开断路器包括外壳和安装于外壳内的电磁脱扣器、双金属片、灭弧装置、触点、机械锁定装置、进线端子和出线端子，所述温控开关安装于空开断路器内，电磁脱扣器、双金属片、温控开关串联连接，温控开关通过电流产生的温度控制温控开关的通断，温控开关为磁力开关、一体式干簧管或熔断导线。

2.根据权利要求1所述的温控开关与空开配合形成联动保护的装置，其特征在于：所述磁力开关包括能够拆分的壳体、第一金属条、绝缘板、第一铜片、第二铜片、开关导电片、第一磁铁和第二金属条；所述壳体内形成有能够对第一金属条、第一铜片、第二铜片进行固定的隔板；所述第一金属条、绝缘板、开关导电片、第一磁铁和第二金属条在壳体内由高向低竖向同轴设置，第一金属条在壳体内位置固定，绝缘板安装于第一金属条的底部，开关导电片安装于第一磁铁上，壳体内形成有配合第一磁铁竖向移动的空间，第二金属条固定安装于第一磁铁竖向移动的空间的底部；所述第一铜片、第二铜片位于同一条水平线上，且位于绝缘板和开关导电片之间，第一铜片与第二铜片形成水平间隔。

3.根据权利要求2所述的温控开关与空开配合形成联动保护的装置，其特征在于：所述壳体上还安装有能够使第一磁铁复位的楔形按钮。

4.根据权利要求1所述的温控开关与空开配合形成联动保护的装置，其特征在于：所述磁力开关包括能够拆分的壳体、第一铜片、第二铜片、开关导电片、第一磁铁和第二磁铁；所述壳体内形成有能够对第一铜片、第二铜片进行固定的隔板，所述第一铜片、第二铜片位于同一条水平线上，第一铜片与第二铜片形成水平间隔；所述开关导电片、第一磁铁和第二磁铁在壳体内由高向低竖向同轴设置，且位于第一铜片与第二铜片的下方，开关导电片安装于第一磁铁上，壳体内形成有配合第一磁铁竖向移动的空间，第二磁铁固定安装于第一磁铁竖向移动的空间的底部，第一磁铁与第二磁铁之间形成有排斥力。

5.根据权利要求4所述的温控开关与空开配合形成联动保护的装置，其特征在于：所述开关导电片呈凹字形，第一磁铁安装于开关导电片的凹槽内，且凹槽两侧形成有能够对第一磁铁固定的弯折板。

6.根据权利要求1所述的温控开关与空开配合形成联动保护的装置，其特征在于：所述磁力开关包括能够拆分的壳体、第一铜片、第二铜片、开关导电片、第一磁铁和第二磁铁；所述第一铜片和第二铜片竖向同轴设置，且固定安装于壳体内的一侧，第一铜片与第二铜片形成竖直间隔；所述第二磁铁固定安装于壳体内的另一侧；所述第一磁铁位于第一铜片、第二铜片与第二磁铁之间，开关导电片呈P形结构，第一磁铁通过开关导电片能够摆动的安装于壳体内，其与第二磁铁之间形成有排斥力。

7.根据权利要求6所述的温控开关与空开配合形成联动保护的装置，其特征在于：所述磁力开关安装于空开断路器外，磁力开关的壳体上设有进、出线接线端子；空开断路器的出线端子与磁力开关的进线接线端子连接，磁力开关的进线接线端子在壳体内部与第一铜片连接，磁力开关的出线接线端子在壳体内部与第二铜片连接。

8.根据权利要求1所述的温控开关与空开配合形成联动保护的装置，其特征在于：所述一体式干簧管包括干簧管管体、第一金属簧片、第二金属簧片、进线引脚、出线引脚、金属连接片和第三磁铁；所述进线引脚、出线引脚固定安装于干簧管管体的两端，进线引脚在干簧管管体内部与水平设置的第一金属簧片固定连接，出线引脚在干簧管管体内部与倾斜设置的第二金属簧片固定连接，出线引脚在干簧管管体外部与弯折的金属连接片固定连接；所述金属连接片中间段形成有能够放置第三磁铁的槽体；所述第三磁铁安装于金属连接片上，第三磁铁与第二金属簧片竖向同轴设置。

9.根据权利要求1所述的温控开关与空开配合形成联动保护的装置，其特征在于：所述熔断导线包括过流保险丝和/或温度保险丝；所述过流保险丝或温度保险丝单独安装于空开断路器内的电磁脱扣器与出线端子之间；或所述温度保险丝安装于空开断路器内的进线端子与双金属片之间，过流保险丝安装于空开断路器内的电磁脱扣器与出线端子之间；或所述过流保险丝与温度保险丝串联后安装于空开断路器内的电磁脱扣器与出线端子之间；所述过流保险丝和温度保险丝均包括连接体、第一金属导体和第二金属导体；第一金属导体和第二金属导体在连接体的内部通过温度保险丝或过流保险丝连接。

10.根据权利要求1所述的温控开关与空开配合形成联动保护的装置，其特征在于：所述温控开关安装于空开断路器内，所述空开断路器安装于漏电保护器上。