CN2638232Y - 自恢复过电流保护组合器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种自恢复过电流保护组合器件，串连在被保护的电路中，其由设有动触头(13)的热双金属开关元件(1)和一个或一个以上的PTC热敏电阻器(2)并联组成，所述热双金属开关元件(1)的动触头(13)与PTC热敏电阻器(2)的表面保持良好的热传导，在故障状态下，所述PTC热敏电阻器(2)的表面温度大于热双金属开关元件(1)的复位温度。本实用新型涉及的电路中，即使是切断极大短路电流的情况下热双金属开关元件1的触头不会由于电路分断而烧损或熔焊；同时，PTC热敏电阻器的发热保证了热双金属开关元件的触点被锁定在分断状态，使保护更加可靠。由于，故障排除后PTC热敏电阻器可以恢复到低阻状态，热双金属开关元件在温度降低后可以恢复导通，即该器件可以重复使用。

Description

自恢复过电流保护组合器件

技术领域

本实用新型涉及一种过电流保护器件，尤其涉及一种在故障期间可保持自锁，并在故障排除后可自恢复的过电流保护组合器件。

背景技术

目前过流保护元件一般是采用双金属热断路器，但是，双金属断路器在过流断开后会因冷却而复位，这样就会出现触点交替断开和闭合的循环；为了实现触点的自锁，通常需要一定的机械连锁及手动或电磁、电动操动机构，使整个器件的体积较大，操作不便；而且，某些场合，保护器件必须安装在不易维护的装置内部，即使是仅仅进行复位也是不现实的或者成本很高。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种在故障期间可保持自锁，并在故障排除后可自恢复的过电流保护组合器件。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了下述技术方案：该自恢复过电流保护组合器件，串连在被保护的电路中，由设有动触头的热双金属开关元件和一个或一个以上的PTC热敏电阻器并联组成，所述热双金属开关元件的动触头与PTC热敏电阻器的表面保持良好的热传导，在故障状态下，所述PTC热敏电阻器的表面温度大于热双金属开关元件的复位温度。在过载、短路或过热的情况下热双金属开关元件的触点由于热效应首先断开，随后PTC热敏电阻器会迅速动作而呈现高阻态并产生热量，该热量足以使热双金属开关元件的触头锁定在分离状态，从而达到过电流保护的目的；在电路故障排除之后，组合器件会自动恢复导通。

由于采用了上述技术方案，本实用新型具有下述的优点：

1、在热双金属开关元件的触点分离时，并联PTC热敏电阻器处于相对的低阻状态，因而在即使是切断极大短路电流的情况下热双金属开关元件的触头不会由于电路分断而烧损或熔焊，并且由动作电流较小的PTC热敏电阻器迅速动作来完成最终切断故障电路的目的。

2、PTC热敏电阻器的发热保证了热双金属开关元件的触点被锁定在分断状态，使保护更加可靠。

3、PTC热敏电阻器可以恢复到低阻状态，同时表面温度恢复到环境温度，从而使热敏开关在温度降低后恢复导通，即该器件可以重复使用。

4、本实用新型的自恢复过电流保护组合器件可以用于过电流或超温保护。

附图说明

图1是本实用新型的自恢复过电流保护组合器件的电路图。

图2是本实用新型的自恢复过电流保护组合器件的一种结构示意图。

图3是本实用新型的自恢复过电流保护组合器件的另一种结构示意图。

图4是电子镇流器异常状态保护用自恢复过电流保护组合器件电路原理图。

图5是额定电压380V及以下电压等级交直流电动机或电子变压器保护用自恢复过电流保护组合器件、380V配电系统的自恢复过电流保护组合器件电路原理图。

图6是用于交流380以上配电系统的自恢复过电流保护组合器件电路原理图。

具体实施方式

本实用新型利用机械触点的热双金属开关元件通流能力大、电阻小的优势，同时综合了PTC热敏电阻器发热后可以自锁的特点。电路如图1所示。机械装配示意图参见图2、图3。

本实用新型的自恢复过电流保护组合器件由热双金属开关元件1与PTC热敏电阻器2并联，PTC热敏电阻器室温阻值R_0-ptc为0.01～100Ω之间。整个器件的额定电流由热双金属开关元件和相并联的PTC热敏电阻器的维持电流决定；特别是当R₀较大时，可以认为器件的额定电流等于热双金属开关元件的额定电流。线路过载、短路或温度过高造成热双金属开关元件的温度达到脱扣温度T_{trip-THS从而}使触点分离后，并联的PTC热敏电阻器由于电流的作用电阻上升，最终切断故障电流。在上述电路中的故障被排除之前，为了使热双金属开关元件保持在可靠的分断状态，同热双金属开关元件1并联的PTC热敏电阻器2在漏电流的作用下始终保持较高的表面温度T_t-ptc，即T_t-ptc-T_r-THS≥1℃，由于良好的热传导，热敏电阻器发热功率I²R对热双金属开关元件进行加热，使热双金属开关元件不至于因冷却而回复，直至电路故障被排除。

如图2、3所示：本实用新型的热双金属开关元件1，包括分别与PTC热敏电阻2的表面紧密接触第一基片11及第二基片12，所述的第一基片11及第二基片12分别设有可通过接触而导通的动触头13、静触头14，从而保证动触头13与热敏电阻2之间保持良好的热传导。所述的第一基片11或第二基片12的形状及与热敏电阻相接触的位置均可根据需要设计。

下面结合图4-图7通过几个例子来对几个不同的应用场合来描述本专利的实施情况：

实施例1：如图4所示的是：用于电子镇流器异常状态保护的自恢复过电流保护组合器件。本实施例中热双金属开关元件的动作温度为70～150℃，其维持电流根据不同型号的荧光灯在50mA～3A之间选取；并联的PTC热敏电阻2室温电阻为5～30Ω，耐压水平90～300V，PTC热敏电阻器2的动作温度高于热双金属开关元件1的回复1～10℃；片状NTC热敏电阻器3的室温阻值为0.5～5Ω，并把NTC热敏电阻器作为动触头。

实施例2：用于二次电池保护用自恢复过电流保护组合器件如图1所示。本实施例中热双金属开关元件动作温度根据电池的类别选取范围是60～90℃。PTC热敏电阻器初始电阻选取原则是：PTC在相应温度下的阻值足以把电池充电或放电电流限制在安全电流以下，即0.1～10Ω。另外，PTC热敏电阻器的转折温度高于热双金属开关元件回复温度1～5℃；在电池超温或短路的情况下热双金属开关元件的触点首先断开，然后由PTC热敏电阻器实现对热双金属开关元件的温度锁定从而断开电路。

实施例3：如图5所示的是：额定电压380V及以下电压等级交直流电动机或电子变压器保护用自恢复过电流保护组合器件。本实施例中，PTC热敏电阻器2两端并联一只金属氧化物压敏电阻3(MOV)用于对PTC热敏电阻器2实施过电压保护。热金属开关元件1的动作温度根据所要保护的电机的额定温升确定，PTC热敏电阻器的初始电阻在0.01～10Ω范围内选择。本实用新型的自恢复过电流保护组合器件可以和电动机/变压器绕组直接串联，安装方式有两种：一种是嵌埋在电动机定子中；另一种是安装在电动机外部。本专利器件即可用于电动机/变压器过载和短路保护，又可以用于过热保护。

实施例4：用于交流380伏配电系统的自恢复过电流保护组合器件。在本实施例中，热双金属开关元件1的动作温度为70℃～150℃，PTC热敏电阻器两端并联金属氧化物压敏电阻，其中PTC热敏电阻器的室温电阻为10mΩ～5Ω之间。器件的电路原理图见图5。

实施例5：如图6所示的是：自恢复过电流保护组合器件用于380V以上输配电系统。本实施例中，由于单只PTC热敏电阻器的耐压水平的限制，采用多只PTC热敏电阻器串连的方法，并且由金属氧化物压敏电阻MOV实施均压及过电压保护。其中，串连PTC热敏电阻器室温下总的电阻值为0.01～1Ω。

上述具体实施例中所述的热金属开关元件为热敏开关。

Claims (7)

1、一种自恢复过电流保护组合器件，串连在被保护的电路中，包括设有动触头(13)的热双金属开关元件(1)，其特征在于，该热双金属开关元件(1)与一个或一个以上的PTC热敏电阻器(2)相并联，所述热双金属开关元件(1)的动触头(1 3)与PTC热敏电阻器(2)的表面保持良好的热传导，在故障状态下，所述PTC热敏电阻器(2)的表面温度大于热双金属开关元件(1)的复位温度。

2、根据权利要求1所述的自恢复过电流保护组合器件，其特征在于，所述的PTC热敏电阻器(2)的两端可以并联金属氧化物压敏电阻(4)。

3、根据权利要求1或2所述的自恢复过电流保护组合器件，其特征在于，在故障状态下，所述的PTC热敏电阻器(2)的表面温度大于热敏开关(1)的复位温度1℃以上，同时电阻值达到50-100000Ω。

4、根据权利要求1或2所述的自恢复过电流保护组合器件，其特征在于，所述的PTC热敏电阻器(2)的室温阻值是0.01-100Ω。

5、根据权利要求1或2所述的自恢复过电流保护组合器件，其特征在于，所述的热双金属开关元件(1)包括分别与PTC热敏电阻(2)的表面紧密接触的第一基片(11)及第二基片(12)，所述的第一基片(11)及第二基片(12)分别设有可通过接触而导通的动触头(13)、静触头(14)。

6、根据权利要求书1所述的自恢复过电流保护组合器件，其特征是所述的热双金属开关可以串连一只固定电阻或者NTC热敏电阻器(3)。

7、根据权利要求书1所述的自恢复过电流保护组合器件，其特征在于PTC热敏电阻器(2)可以为陶瓷型热敏电阻或者高分子热敏电阻。

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