CN220934004U - 用于智能熔断器的灭弧结构及具有其的智能熔断器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于智能熔断器的灭弧结构及具有其的智能熔断器。该智能熔断器包括绝缘外壳，其内部设有安装腔；开断电极，其横穿该绝缘外壳并且其延伸出该绝缘外壳的两端能电连接至被保护电路，该开断电极位于该安装腔内的部段设有易断部；开断部件，其可移动地安装至该绝缘外壳内侧并且在该开断电极的一侧与该易断部相对布置；该灭弧结构固定安装至该绝缘外壳内侧并且在该开断电极的另一侧与该易断部相对布置；其中，该灭弧结构构造成能够在该开断部件受迫移向该易断部并切断该易断部时燃烧，从而避免在该易断部的断口处形成导通该被保护电路的电弧。

Description

用于智能熔断器的灭弧结构及具有其的智能熔断器

技术领域

本实用新型涉及电力或电动汽车的电路保护器件技术领域、尤其涉及用于智能熔断器的灭弧结构及具有其的智能熔断器。

背景技术

智能熔断器作为短路电流和过电流保护器被广泛应用于各类配电系统和控制系统用电设备，特别是用于新能源交通领域或半导体领域，以在小电流情况下快速分断电流，比如毫秒级分断。现有的智能熔断器通常可包括绝缘外壳和位于绝缘外壳内的开断部件和开断电极，当被保护电路发生故障时，开断部件可响应于外部分断信号而将开断电极切断，从而使被保护电路断开以进行保护。然而，现有技术中的智能熔断器的开断电极在被分断时会因通过其的电流的热效应而在断口处形成电弧，电弧的存在依然会导通被保护电路而使被保护电路无法正常开断，这显然会造成智能熔断器不够可靠的问题。

因此，在本领域内对可靠性较高的智能熔断器存在需求。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种至少能够解决上述部分问题的灭弧结构。

本实用新型还旨在提供一种能够应用上述改进的灭弧结构的智能熔断器。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于智能熔断器的灭弧结构，该智能熔断器包括：绝缘外壳，其内部设有安装腔；开断电极，其横穿所述绝缘外壳并且其延伸出该绝缘外壳的两端能电连接至被保护电路，该开断电极位于该安装腔内的部段设有易断部；开断部件，其可移动地安装至该绝缘外壳内侧并且在该开断电极的一侧与该易断部相对布置；所述灭弧结构固定安装至所述绝缘外壳内侧并且在所述开断电极的另一侧与所述易断部相对布置；其中，所述灭弧结构构造成能够在所述开断部件受迫移向所述易断部并切断所述易断部时燃烧，从而避免在所述易断部的断口处形成导通所述被保护电路的电弧。

与现有技术相比，本实用新型中的灭弧结构可布置在智能熔断器的开断电极的易断部的相对处并且在开断电极的易断部被切断时燃烧，从而可吸收使开断电极的易断部的断口处产生电弧的能量，由此避免被保护电路因不期望的电弧导通而无法快速分断，并且提高了本实用新型中的灭弧结构所应用的智能熔断器的可靠性，尤其适用于小电流情况下的分断。

优选地，所述灭弧结构构造为挤压成型的钢丝网。

优选地，所述智能熔断器还包括安装至所述绝缘外壳内且与所述易断部相对布置的绝缘安装件，所述灭弧结构与所述绝缘安装件位于所述开断电极同一侧并且由所述绝缘安装件沿横向于所述开断电极的延伸方向的方向分隔为两个半部。

优选地，所述灭弧结构构造为具有分别位于易断部的两侧的两个狭缝的钢丝网。

优选地，所述灭弧结构构造为并联至所述开断电极位于所述易断部的两侧的部段以与所述被保护电路形成回路的灭弧熔丝。

优选地，所述灭弧结构还包括位于所述绝缘外壳内且覆盖所述灭弧熔丝的灭弧填料。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种智能熔断器，所述智能熔断器具有前述的灭弧结构；并且所述绝缘外壳包括由所述开断电极穿过其中的第一壳体部分和在垂直于所述开断电极的延伸方向的方向上分置于所述第一壳体部分两侧的第二壳体部分和第三壳体部分，所述第一壳体部分、所述第二壳体部分和所述第三壳体部分的内部在垂直于所述开断电极的延伸方向的方向上连通形成所述安装腔。

优选地，所述第一壳体部分和所述开断电极一体成型。

优选地，所述开断部件包括：支撑套，其固定至所述第二壳体部分的内侧；破断头，其可移动地安装至所述支撑套邻近所述开断电极的一侧并与所述易断部相对布置；驱动件，其相对于所述破断头固定至所述支撑套的另一侧，以响应于外部分断信号而驱动所述破断头相对于所述支撑套朝向所述易断部移动，并且切断所述易断部。

优选地，所述支撑套和所述第二壳体部分一体成型

本实用新型的其它特征和优点的一部分将会是本领域技术人员在阅读本申请后显见的，另一部分将在下文的具体实施方式中结合附图描述。

附图说明

以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施例，其中：

图1是根据本实用新型的具有灭弧结构的智能熔断器的第一实施例的分解视图；

图2是根据本实用新型的具有灭弧结构的智能熔断器的灭弧结构的第一实施例的俯视图；

图3a是根据本实用新型的具有灭弧结构的智能熔断器的灭弧结构的第二实施例的侧视图；

图3b是图3a中的灭弧结构的俯视图；

图4是根据本实用新型的具有灭弧结构的智能熔断器的第三实施例的分解视图。

100-智能熔断器；10-绝缘外壳；11-第一壳体部分；12-第二壳体部分；13-第三壳体部分；20-开断电极；21-易断部；30-开断部件；31-支撑套；32-破断头；33-驱动件；40-钢丝网；41-半部；42-凹部；43-狭缝；51-灭弧熔丝；52-导电柱；53-灭弧填料；60-绝缘安装件。

具体实施方式

现参考附图，详细说明本实用新型所公开的灭弧结构及具有该灭弧结构的智能熔断器的示意性方案。尽管提供附图是为了呈现本实用新型的一些实施方式，但附图不必按具体实施方案的尺寸绘制，并且某些特征可被放大、移除或局剖以更好地示出和解释本实用新型的公开内容。附图中的部分构件可在不影响技术效果的前提下根据实际需求进行位置调整。在说明书中出现的短语“在附图中”或类似用语不必参考所有附图或示例。

在下文中被用于描述附图的某些方向性术语，例如“内”、“外”、“上方”、“下方”和其它方向性术语，将被理解为具有其正常含义并且指正常看附图时所涉及的那些方向。除另有指明，本说明书所述方向性术语基本按照本领域技术人员所理解的常规方向。

本实用新型中所使用的术语“第一”、“第一个”、“第二”、“第二个”及其类似术语，在本实用新型中并不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个部件与其它部件进行区分。

本实用新型中所使用的术语“接合”、“连接”及其类似术语，在本实用新型中既包括两个部件借助中间层例如粘合剂、焊接剂等或中间件例如连接件、过渡件等间接地连接在一起，也包括两个部件不借助任何中间层例如粘合剂、焊接剂等或中间件例如连接件、过渡件等直接地连接在一起。

图1至图4以举例的方式示出了本实用新型的智能熔断器100，该示例中的智能熔断器100可响应于外部分断信号而将被保护电路完全断开，避免了被保护电路由不期望的电弧导通，由此来提高智能熔断器100的可靠性。如图所示，智能熔断器100可包括绝缘外壳10、开断电极20、开断部件30和灭弧结构。

在图1和图2所示的第一实施例中，绝缘外壳10可由绝缘材料如聚苯硫醚或其它本领域技术人员所熟知的绝缘材料制成。绝缘外壳10的内部可形成有安装腔，以安装将在下文详细描述的各种功能部件。开断电极20如铜排可延伸穿过尤其沿横向方向延伸穿过绝缘外壳10，如图所示，本实施例中所述的横向方向为如图所示的附图所在页面的左右方向。开断电极20位于绝缘外壳10外部的两端可串联至被保护电路，从而与被保护电路电连接。本领域技术人员可理解的是，对于两相式或三相式智能熔断器100而言，可相应包括两个或三个开断电极20。

开断电极20位于安装腔内的部段可设有易断部21。易断部21可通过在开断电极20的上表面或如图所示的下表面开设凹槽而形成。相较于在开断电极20的上表面开设凹槽，易断部21可更靠近位于易断部21上方的开断部件30，以在开断部件30的冲击进一步衰弱之前作用至易断部21。除了如图所示的倒V字形之外，易断部21也可以形成为未示出的大致U形或波浪形等厚度减薄结构。

开断部件30可与开断电极20的易断部21相对布置，以在响应于外部分断信号而受迫朝向易断部21移动并将易断部21切断。在第一实施例中，灭弧结构可被构造为挤压成型的钢丝网40。以此方式，当开断部件30将易断部21切断时，易断部21的断口处会因电流的热效应而形成电弧，同时，相对于开断部件30位于开断电极20的另一侧，即位于开断电极20下侧与易断部21相对的钢丝网40可吸收上方的电弧能量并燃烧，从而使易断部21的断口处的电弧能量转移至钢丝网40，进而使易断部21的断口处的电弧熄灭，确保了快速且完全地分断被保护电路。

可选地，智能熔断器100还可包括安装至绝缘外壳10内侧并且位于开断电极20下方的绝缘安装件60，其优选与绝缘外壳10一体成型如一体注塑成型。绝缘外壳10可沿垂直于开断电极20的延伸方向的方向即沿图1所在页面的内外方向，也就是开断电极20的宽度方向延伸的绝缘安装件60。进一步结合图2所示，钢丝网40可大致布置成圆形，绝缘安装件60可沿钢丝网40的径向布置，从而将钢丝网40分隔为大致对称的两个半部41。如图1所示，绝缘安装件60还可相对于易断部21进行布置，以使绝缘安装件60正对易断部21的断口处的电弧最强处，绝缘安装件60也可将电弧进行分隔开并使分开后的电弧沿其左右两侧引入相应侧的半部41，使相应侧的半部41进行燃烧。

进一步地，各半部41还可形成有用于吸收电弧能量并相应从底部燃烧的凹部42，如图2所示的大致M型凹部42。可以理解地，虽然在此并未描述，但是其它能够实现该功能的凹部42形状也是可行的。

如图1所示，绝缘外壳10可通过沿垂直于开断电极20的延伸方向的方向即如图所示的上下方向依次叠置的第二壳体部分12、第一壳体部分11和第三壳体部分13。第二壳体部分12与第一壳体部分11之间以及第一壳体部分11与第三壳体部分13之间可通过可拆卸方式组装在一起，操作便利且便于后期的更换和维护。此外，第一壳体部分11、第二壳体部分12以及第三壳体部分13均可设有空腔，因此各自空腔在三个壳体部分组装在一起后可形成连通的安装腔，以对应于各壳体部分的空腔安装相应的内部元件。

可选地，开断电极20可沿横向方向穿过第一壳体部分11，由此，借助第一壳体部分11与第二壳体部分12以及第一壳体部分11与第三壳体部分13之间的定位和安装，可将开断电极20的易断部21相对于第二壳体部分12的内部元件以及第三壳体部分13的内部元件以期望取向安装。优选地，开断电极20可与第一壳体部分11一体成型如一体注塑成型，进一步简化制造工序且相应降低制造成本。

可选地，开断部件30可包括固定安装至第二壳体部分12的空腔内的支撑套31、可移动地安装至支撑套31的下侧且与易断部21相对的破断头32以及安装至支撑套31的上侧的驱动件33。支撑套31可优选与第二壳体部分12一体成型如一体注塑成型，驱动件33可优选为气体发生装置如火工品。

此外，第二壳体部分12的上侧可构造为开口，以在驱动件33的上端安装附加连接器以与外部分断信号通信连接。由此，连接器可接受外部分断信号并将该信号发送至驱动件33，驱动件33根据该信号驱动破断头32相对于支撑套31向下移动并将易断部21切断。在驱动件33构造为气体发生装置的情况下，驱动件33可响应于外部分断信号喷出气体以推动破断头32在重力下下移，此时支撑套31与第二壳体部分12一体成型的构造可避免气体发生装置在在释放气体的瞬间因对第二壳体部分12内部造成反向压力而导致破裂失效。

其中，破断头32的上端部可容置于支撑套31的下端部并且二者紧密接触，破断头32的上端部的外周的形状可匹配于支撑套31的下端部的内周，以在气体喷出期间可引导破断头32沿支撑套31的下端部内侧移动，并且可避免因气体外衣而减弱对破断头32的推力。如图1所示，支撑套31的下端部可被设计为下端侧开口的圆筒状，破断头32的上端部可设计为适配于支撑套31的下端部的圆柱状。同样结合图所示，支撑套31的下端可设计为朝下外径渐缩的圆锥形，以更好地破断易断部21。

在图3a和图3b所示的第二实施例中，本实施例中的灭弧结构的构造与图1和图2所示的第一实施例存在不同之处。同样的是，本实施例中的灭弧结构也可构造为挤压成型的钢丝网40并且由绝缘安装件60分隔为大致对称的两个半部41。不同之处在于，本实施例中的灭弧结构的各半部41进一步在其上形成有细长狭缝43，该细长狭缝43可用于引入由绝缘安装件60分开后的左右两侧的电弧，从而吸收电弧能量并从其周侧燃烧。相较于第一实施例中的凹部42，本实施例中的狭缝43设计可更有效率且更快速地吸收电弧能量，进而使易断部21的断口处的电弧断开。

在图4所示的第三实施例中，本实施例中灭弧结构的构造与图1和图2所示的第一实施例以及图3a和图3b所示的第二实施例存在不同之处。如图4所示，灭弧结构可包括并联至开断电极20的易断部21两侧部段的灭弧熔丝51，以使灭弧熔丝51可与被保护电路形成导电回路。由此，当被保护电路出现故障时触发外部分断信号，开断部件30响应于被分断信号切断开断电极20，故障电流因此通过灭弧熔丝51，灭弧熔丝51在电流的热效应下发热燃烧并断开，被保护电路由此得到保护。相较于第一实施例和第二实施例中的灭弧结构，第三实施例中的灭弧结构可用于切断更大负载的故障电流。

如图4所示，灭弧熔丝51的两端可焊接有导电柱52，并通过将各导电柱52固定如焊接至开断电极20的易断部21的两侧。进一步地，本实施例中的灭弧结构还可包括位于绝缘外壳10内且覆盖灭弧熔丝51的灭弧填料53如石英砂，该石英砂可用于阻断冷却灭弧熔丝51的高温电弧，以使其快速断开。虽然图中并未示出，但是本实施例中的灭弧熔丝51可被构造为螺旋状，相较于直线状的灭弧熔丝51，可加快分断速度。

此外，虽然图4中所示的第三实施例中的第二壳体部分12的外形与图1所示的第一实施例中的第二壳体不同，但是本领域技术人员应当理解，本实施例中的第二壳体部分12可以被设计为能够实现如上所述的功能的任意外形，并不受限于此。

应当理解，虽然本说明书是按照各个实施例描述的，但并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其它实施方式。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims (10)

1.一种用于智能熔断器(100)的灭弧结构，该智能熔断器(100)包括：

绝缘外壳(10)，其内部设有安装腔；

开断电极(20)，其横穿所述绝缘外壳(10)并且其延伸出该绝缘外壳(10)的两端能电连接至被保护电路，该开断电极(20)位于该安装腔内的部段设有易断部(21)；

开断部件(30)，其可移动地安装至该绝缘外壳(10)内侧并且在该开断电极(20)的一侧与该易断部(21)相对布置；

其特征在于，所述灭弧结构固定安装至所述绝缘外壳(10)内侧并且在所述开断电极(20)的另一侧与所述易断部(21)相对布置；

其中，所述灭弧结构构造成能够在所述开断部件(30)受迫移向所述易断部(21)并切断所述易断部(21)时燃烧，从而避免在所述易断部(21)的断口处形成导通所述被保护电路的电弧。

2.根据权利要求1所述的用于智能熔断器(100)的灭弧结构，其特征在于，所述灭弧结构构造为挤压成型的钢丝网(40)。

3.根据权利要求2所述的用于智能熔断器(100)的灭弧结构，其特征在于，所述智能熔断器(100)还包括安装至所述绝缘外壳(10)内且与所述易断部(21)相对布置的绝缘安装件(60)，所述灭弧结构与所述绝缘安装件(60)位于所述开断电极(20)同一侧并且由所述绝缘安装件(60)沿横向于所述开断电极(20)的延伸方向的方向分隔为两个半部(41)。

4.根据权利要求1所述的用于智能熔断器(100)的灭弧结构，其特征在于，所述灭弧结构构造为具有分别位于所述易断部(21)的两侧的两个狭缝(43)的钢丝网(40)。

5.根据权利要求1所述的用于智能熔断器(100)的灭弧结构，其特征在于，所述灭弧结构构造为并联至所述开断电极(20)位于所述易断部(21)的两侧的部段以与所述被保护电路形成回路的灭弧熔丝(51)。

6.根据权利要求5所述的用于智能熔断器(100)的灭弧结构，其特征在于，所述灭弧结构还包括位于所述绝缘外壳(10)内且覆盖所述灭弧熔丝(51)的灭弧填料(53)。

7.一种智能熔断器(100)，其特征在于，所述智能熔断器(100)具有根据权利要求1至6中任一项所述的灭弧结构；并且

所述绝缘外壳(10)包括由所述开断电极(20)穿过其中的第一壳体部分(11)和在垂直于所述开断电极(20)的延伸方向的方向上分置于所述第一壳体部分(11)两侧的第二壳体部分(12)和第三壳体部分(13)，所述第一壳体部分(11)、所述第二壳体部分(12)和所述第三壳体部分(13)的内部在垂直于所述开断电极(20)的延伸方向的方向上连通形成所述安装腔。

8.根据权利要求7所述的智能熔断器(100)，其特征在于，所述第一壳体部分(11)和所述开断电极(20)一体成型。

9.根据权利要求7所述的智能熔断器(100)，其特征在于，所述开断部件(30)包括：

支撑套(31)，其固定至所述第二壳体部分(12)的内侧；

破断头(32)，其可移动地安装至所述支撑套(31)邻近所述开断电极(20)的一侧并与所述易断部(21)相对布置；

驱动件(33)，其相对于所述破断头(32)固定至所述支撑套(31)的另一侧，以响应于外部分断信号而驱动所述破断头(32)相对于所述支撑套(31)朝向所述易断部(21)移动，并且切断所述易断部(21)。

10.根据权利要求9所述的智能熔断器(100)，其特征在于，所述支撑套(31)和所述第二壳体部分(12)一体成型。