CN2399872Y - 一种保护器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种包括有感测机构和执行元件的保护器,它采用在过载或/和超压情况下增大通过执行元件的电流从而使之动作以切断故障电路的控制方法,该执行元件既可以是熔断器(1),也可以是断路、脱扣或跳闸装置。电路正常时,过载开关(3)和超压开关(2)处于断开状态,熔断器(1)中通过正常的电流,故不熔断;过载或/和超压时,相应的开关闭合,该熔断器(1)中电流增大并超过其熔化电流,在一定时间内它将故障电路断开。

Description

一种保护器

本实用新型涉及一种电器紧急保护装置，尤其是包括有感测机构和执行元件的保护器。

目前市售的普通保护器主要由电流感测机构、电压感测机构、受这些感测机构控制的执行元件以及后备熔断器和外壳组成。过载或/和超压时，感测机构控制执行元件将故障电路断开。但是，由于这种保护器的感测机构是电磁线圈，对正常的过载冲击电流和冲击电压反应过于灵敏，易引起误动作，对于短路电流和高倍数过载电压则反应太迟钝，以至于不能可靠地保护设备。

本实用新型的任务是提供一种保护器，它采用与现有技术不同的结构，使用热元件作为感测机构，具有足够的抗冲击性能和高度的可靠性。

为解决上述任务，本实用新型采用的解决方案是：采用在过载或/和超压情况下增大通过执行元件的电流从而使之动作以切断故障电路的控制方法，过载开关和超压开关(这两个开关分别指过载和超压时自动闭合，而电路正常时处于断开状态的开关)直接或间接并联后再间接或直接与被保护设备(不是本实用新型的一部分)并联和通过执行元件与电网(不是本实用新型的一部分)并联，与被保护设备的联接使得通过被保护设备的电流一定通过过载开关中的热元件，该热元件即为电流感测机构，超压开关也是利用电流的热效应工作。由于感测机构采用热元件，因而可实现延时动作且抗冲击性能得以增强，具有良好的热保护性能，这对于电机保护是至关重要的，这里是用感测机构控制开关(指过载开关或超压开关，下同)的开闭，再通过该开关控制执行元件，这种双重控制使保护器不易产生误动作，从而可靠性得以大幅提高，电路正常时，这两个开关均处于闭合状态，执行元件不动作；过载或/和超压时，相应的开关闭合，执行元件中电流增大并超过其动作电流，在一定时间内，它把故障电路切断；短路时，这两个开关都来不及动作，保护器中的熔断器迅速分断。

上述执行元件可以是熔断器。上述两开关直接并联后与限流元件串联，或者它们各自与一个限流元件串联后再并联，然后，再与被保护设备并联和通过该熔断器与电网并联。该限流元件是必不可少的，它可以避免上述开关在闭合时因短路而烧毁，为了使上述两个开关闭合时通过其中的电流小一些以延长电寿命，该限流元件的阻抗应尽量大一些，但必须保证该熔断器能可靠动作。过载或/和超压时，相应的开关闭合，熔断器中电流增大并超过其熔化电流，在一定时间内它将故障电路断开；短路时，开关虽来不及闭合，但在短路电流作用下，熔断器也能快速分断。

上述执行元件也可以是断路、脱扣或跳闸装置。上述两个开关并联后与该断路、脱扣或跳闸装置中的电磁线圈串联，然后再与被保护设备并联和通过该断路、脱扣或跳闸装置的触头系统以及后备熔断器与电网并联。电路正常时，上述两开关均处于断开状态；过载或/和超压时，相应的开关闭合，电磁线圈通电，其中的电流由零增至其动作电流以上，它的电磁力使触头系统动作而将故障电路断开；短路时，上述两开关都来不及动作，后备熔断器就迅速分断。

上述过载开关主要由静触片和升温时向静触片偏转靠拢的用双金属片制成的动触片固定在绝缘基座上组成，另外还包括闭合电流(指开关闭合时，通过被保护设备的最小电流，下同)调节装置和可对动触片产生热作用的热元件。该闭合电流调节装置是一种可调节动触片上的触点与静触片上的触点间初始距离的机械装置，因为对于既定的动触片而言，其最大偏转程度是由其自身温度决定的，而其自身温度又取决于通过安装在它上面的热元件的电流(也即通过被保护设备的电流)，所以改变动触片触点与静触片触点的初始距离就是改变动触片所应达到的偏转程度，也就是改变该开关的闭合电流。电路正常时，动、静触片互不接触，该开关处于断开状态；过载时，热元件功率增加，动触片偏转程度因而增大并足以使开关闭合；短路时，由于动触片的热惯性，该开关延时动作，在它进入闭合状态前，保护器中的熔断器快速分断。

上述超压开关由充有低压气体的绝缘泡壳和从该泡壳外面引入并固定于其中的动、静触片组成，其中的动触片用双金属片制成，两触片中有一触片呈“∩”字形，另一触片则位于“∩”开口之间的位置。动触片受热时将向静触片偏转，又根据运动的相对性原理，呈“∩”字形的触片既可以是动触片，也可以是静触片，但只能是这二者之一。电压正常时，动、静触片间电压低于气体的启辉电压，故气体不启辉，该开关处于断开状态；超压时，如果是轻度超压，动、静触片间距离较近一侧区域的气体因电压超过启辉电压而启辉，然后，动触片受热升温并偏转，辉光放电区域被拉长，在此过程中，如果电压又恢复正常，即该过电压为暂态过电压，则在动、静触片间另一侧尚未启辉的区域启辉前，该辉光放电区域被拉长到已恢复到正常的电压不能使之维持而熄灭，此后，动触片冷却复原，故执行元件不动作，否则，动触片将持续偏转，继而引起动、静触片间另一侧尚未启辉的区域启辉，这将加剧动触片的偏转，当其偏转到一定程度时，该开关进入闭合状态，因而执行元件动作将电路切断，但是，如果过电压倍数很高，则动、静触片间气体立即击穿产生很强的放电电流，这也就相当于该开关闭合，该放电电流足以使执行元件动作。可见，正常的暂态过电压不会使该开关动作，所以它具有良好的抗暂态过电压能力，而在遭遇高倍数过电压时，开关立即导通而没有机械延时，(在执行元件中可能有机械延时)所以能迅速动作；在该超压开关中，电压感测机构采用的也是热元件，即它是依靠动、静触片间电压超过一定值时，其间的气体启辉或击穿放电发热而使该超压开关由断开而进入闭合状态的。另须说明，该超压开关不是直接与电网并联，但是它在闭合之前相当于断路，所以它在动作以前，动、静触头间电压等于电网电压，是可以作为电压感测机构的。

另外，还可以在保护器中附加与被保护设备并联的过电压抑制装置。通过该过电压抑制装置的电流同时也通过执行元件，这样可使保护器的性能更佳。

由于上述解决方案采用了与现有技术不同的结构，使用热元件作为感测机构，具有良好的抗冲击性能，可实现延时动作，可靠性更佳，所用两开关主要包括动、静触片，结构很简单，利用现代制造技术，它们都可以作得很小，从而使保护器体积大为缩小，成本大大降低。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。

图1是本实用新型第一个实施例的电路原理图；图2是图1实施例过载开关结构示意图；图3是图1实施例超压开关结构示意图；图4是本实用新型第二个实施例的电路原理图。

在图1所示电路原理图中，超压开关[2]与过载开关[3]并联后与限流元件[4]串联后再与被保护设备并联和通过熔断器[1]与电网并联。在这里，熔断器[1]是执行元件，为获得全范围保护，最好是全范围熔断器；在过载开关[3]的内部(结构见图2)，与被保护设备串联的热元件联结在B点和C点之间，其电阻值很小，因此超压开关[2]的右端子也可改接到C点；超压开关[2]和过载开关[3]也可分别串联别的限流元件后再并联，并且不保留限流元件[4]。超压或/和过载时，相应的开关闭合，该熔断器[1]分断；短路时，在过载开关[3]闭合以前，熔断器[1]快速分断。

在图2所示过载开关[3]结构示意图中，静触片[5]和由双金属片制成的动触片[6]固定在绝缘基座[9]上，热元件[7]安装在动触片[6]上，而闭合电流调节装置[8]安装在静触片[5]上。图2中A、B、C三点与图1中A、B、C三点对应相同，为了消除空气对流的影响，最好是把该开关封闭起来；闭合电流调节装置[8]采用图2所示结构，拧动螺钉迫使静触片[5]发生变形，从而调节动触片[6]上触点与静触片[5]上触点间的初始距离，也就达到调节闭合电流的目的，当然，它的结构和安装位置不应仅限于图2所示，只要满足能调节动触片[6]上触点与静触片[5]上触点间的初始距离这一要求即可。过载时，动触片[6]的弯曲程度增大足以使它与静触片[5]接触而使该开关闭合。

在图3所示结构示意图中，动触片[13]和静触片[12]一起安装在支承[14]上，这三者一起封闭并固定在充有低压惰性气体的泡壳[11]中，从泡壳[11]中还引出两个电极，[10]为制造该开关时充气用的气咀，已被封闭。动触片[13]上的o点与静触片[12]上的d点和e点的距离do＜eo，超压时，如果是轻度过压，do间气体因达到启辉电压而启辉，动触片[13]受热向右偏，do增大而eo减小，如果电压很快又恢复正常，则在eo间气体启辉前，辉光放电因电压降低和辉光放电区域被拉长而不能维持以致熄灭，此后，动触片[13]冷却复原，如果电压仍为超压，则do继续增大而eo继续减小，继而eo间气体启辉加剧动触片[13]的偏转，当其偏转到一定程度时，该开关闭合，反之，如果遭遇的是高倍数过电压，则在动、静触片间立刻产生比较强的放电电流，该电流与原来通过熔断器[1]的电流合并到一起使熔断器[1]快速熔断。

应该注意到，过载开关[3]在闭合过程中，动、静触片间的接触是点接触且接触压力很小，所以它只允许通过比较小的电流，这同时也说明本实施例适于小功率电器的保护。

也可根据上述原理设计出另外一种结构相似的保护器，其电路如图4所示。在这种结构中，执行元件为短路、脱扣或跳闸装置，它主要由触头系统[16]和电磁线圈[17]组成，相对于熔断器而言，其极限分断能力较低，所以增加了专门用于分断短路电流的后备熔断器[1 5]。触头系统[16]只有一个触头(如图4所示，动作时它只切断火线)或有两个联动的触头(动作时，它既切断火线，又切断零线)。过载或/和超压时，相应开关闭合使电磁线圈[17]通电，该电磁线圈[17]再作用于触头系统[16]使电路断开；短路时，上述两个开关都来不及动作，后备熔断器[15]首先熔断。

当然，本实用新型不应仅限于上述两种结构形式，还可以有其他内似结构和形式。

Claims (5)

1.一种包括有感测机构和执行元件的保护器，其特征在于：采用在过载或/和超压情况下增大通过执行元件的电流从而使之动作以切断故障电路的控制方法，过载开关[3]和超压开关[2]直接或间接并联后再间接或直接与被保护设备并联和通过执行元件与电网并联，与被保护设备的联接使得通过被保护设备的电流一定通过该过载开关[3]中的热元件[7]，该热元件[7]即为电流感测机构，该超压开关[2]也是利用电流的热效应工作。

2.根据权利要求1所述的保护器，其特征在于：

该执行元件是熔断器[1]，过载开关[3]和超压开关[2]直接并联后与限流元件[4]串联，或者它们各自与一个限流元件串联后再并联，然后，再与被保护设备并联和通过该熔断器[1]与电网并联，

或者，该执行元件是断路、脱扣或跳闸装置，过载开关[3]和超压开关[2]并联后与该断路、脱扣或跳闸装置中的电磁线圈[17]串联，然后再与被保护设备并联和通过该断路、脱扣或跳闸装置的触头系统[16]以及后备熔断器[15]与电网并联。

3.根据权利要求1或2所述的保护器，其特征在于：该过载开关[3]主要由静触片[5]和升温时向静触片[5]偏转靠拢的用双金属片制成的动触片[6]固定在绝缘基座[9]上组成，另外还包括闭合电流调节装置[8]和可对动触片[6]产生热作用的热元件[7]。

4.根据权利要求1、2或3所述的保护器，其特征在于：该闭合电流调节装置[8]是一种可调节动触片[6]上的触点与静触片[5]上的触点间初始距离的机械装置。

5.根据权利要求1或2所述的保护器，其特征在于：该超压开关[2]由充有低压气体的绝缘泡壳[11]和从该泡壳[11]外面引入并固定于其中动、静触片组成，其中的动触片由双金属片制成，两触片中有一触片呈“∩”形，另一触片则位于“∩”开口之间的位置。

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