JP2023509254A - 導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、2020年12月11日に中国専利局に提出された、出願番号が202011458690.7であり、名称が「導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ」である中国出願、及び2021年6月24日に中国専利局に提出された、出願番号が202110702549.5であり、名称が「導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ」である中国出願に基づいて優先権を主張し、その全ての内容が、参照により本開示に組み込まれる。
大電流で、可溶体6が消弧媒質63内において素早く溶断され、回路が切断され、可溶体6が、下へ運動するプッシュロッド81により引き裂かれ、絶縁能力をさらに向上させる(大電流で、アークのエネルギーが低く、溶断速度が速く、可溶体6の溶断による破断口が大きく、アークが容易に消弧される)。
中電流で、可溶体6が消弧媒質63内において溶断される過程において、可溶体6が、下へ運動するプッシュロッド81により引き裂かれ、引き裂かれた破断口が消弧媒質63(例えば、砂)内を運動し、引き裂かれた破断口及び溶断による破断口が共働してアークを消弧して、絶縁になる。
小電流で、可溶体6が消弧媒質63内において溶断せず、可溶体6が、下へ運動するプッシュロッド81により引き裂かれ、引き裂かれた破断口が消弧媒質63(例えば、砂)内を運動して、アークを消弧して、絶縁環境が構築される(小電流でアークのエネルギーが低く、溶断速度が遅いが、消弧媒質63内において引き裂かれたアークが容易に消弧される)。
まず、ガス発生装置は外部から外部の誘起信号を受信して点火する。誘起信号は一般的に電気信号である。ガス発生装置が点火するとき、化学反応によって高圧ガスを放出し、高圧ガスによってピストンを駆動して運動させ、ピストンが高圧ガスの作用で位置制限構造の位置制限を克服して導体3の方向へ変位し、破断脆弱箇所31で導体3を破断させて導体3に破断口を形成する。このとき、可溶体6はまだ破断していない。導体3の破断口の抵抗が可溶体6の抵抗よりはるかに大きいため、大部分の電流が可溶体6を流れ、導体3の破断口において少しだけの電流でアークが発生するため、導体3の破断口が焼灼されることがなく、導体3における消弧媒質63、例えば空気が、絶縁性能が素早く回復できる。大部分の電流が可溶体6を流れるとき、可溶体6の溶断脆弱箇所の抵抗が比較的に大きいため、温度が速く上昇し、可溶体6が溶断し始める。可溶体6が溶断されると同時に、ピストンがさらに下へ運動し、可溶体6を破断させて可溶体6に破断口を形成させ、ピストンの運動が停止したとき、動作が終了し、回路が切断される。可溶体6が破断するとき、過電流が導体3の破断口で少なくとも30%のエネルギーを放出するため、電流が可溶体6において比較的に大きいアークを生じることがない。過電流が比較的に小さいとき、可溶体6を溶断させないが、可溶体6が機械的に切断されるため、ヒューズの遮断が確保される。
零電流下で遮断する必要がある場合、又は倍数の小さい故障電流下で可溶体6を溶断できない場合、ピストンにより導体3及び可溶体6を順に切断して、ヒューズに遮断させ、故障電流が比較的に小さいため、導体3の破断口及び可溶体6の破断口で形成されたアークも比較的に小さく、容易に消弧できる。
中倍数の故障電流下で、導体3に破断口が形成されたあと、大部分の故障電流が可溶体6を流れ、故障電流が比較的に大きいため、可溶体6の溶断脆弱箇所が溶断され始める同時に、可溶体6がピストンにより破断する。ピストンによる破断により発生した、可溶体6の破断口におけるアークが、ピストンの更なる変位により伸ばされて押圧され、アークが伸ばされて押圧されたとき、アークをなくす消弧が容易になる。消弧媒質63に位置する可溶体6の溶断箇所の破断口で発生したアークが、消弧媒質63において消弧される。
倍数の高い故障電流下で、導体3が破断したあと、大部分の故障電流が完全に可溶体6に転移され、導体3における破断口で発生したアークが非常に小さく、さらに、ピストンの運動によりここのアークを伸ばして押圧し、導体3の破断口におけるアークが容易に消弧される。故障電流が非常に大きいため、可溶体6の溶断脆弱箇所で大量の熱が発生して可溶体6が素早く溶断され、消弧媒質63による消弧で、アークが速く消弧され、そして、ピストンがさらに下へ運動して可溶体6を切断し、物理的破断口を形成し、ヒューズの徹底的な遮断を確保する。
Claims (20)
- ハウジングと、当該ハウジングにおけるチャンバーとを含み、
少なくとも1本の導体が前記ハウジング及び前記チャンバーを穿通し、前記導体の両端が外部回路と接続可能であり、
前記導体に少なくとも1本の可溶体が並列接続され、前記導体の一の側のチャンバーに誘起装置及び切断装置が取り付けられ、
前記誘起装置が、外部誘起信号を受信することにより動作して、前記切断装置を、前記導体及び前記可溶体にそれぞれ少なくとも1つの破断口を形成するように駆動するように構成され、
前記導体における少なくとも1つの破断口が前記可溶体と並列接続される
ことを特徴とする導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ。 - 前記ハウジングに、消弧媒質が充填された密閉の消弧室が設けられ、前記可溶体の一部又は全部が前記消弧媒質内に位置する
ことを特徴とする請求項1に記載の導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ。 - 前記ハウジング内に位置する前記可溶体に少なくとも1組の力付与アッセンブリが設置され、前記力付与アッセンブリが前記切断装置の駆動により可溶体を破断して破断口を形成するように構成される
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ。 - 前記力付与アッセンブリは、前記消弧媒質の外部に位置する可溶体に設置され、
前記力付与アッセンブリが、前記可溶体を挟持する少なくとも1組の挟持アッセンブリを含み、
前記切断装置が、前記導体を切断したあと、前記挟持アッセンブリを、直線変位又は回動変位の方式により前記可溶体を切断して破断口を形成するように駆動することができ、
回動の方式により前記可溶体を切断する場合、前記挟持アッセンブリは、両端が回動軸により前記ハウジングに固定されるものである
ことを特徴とする請求項3に記載の導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ。 - 前記可溶体に少なくとも1組の前記挟持アッセンブリが設置され、前記挟持アッセンブリの間に破断凹部が形成され、
前記切断装置が、前記導体を切断したあと、前記破断凹部にぶつかって前記可溶体を破断させるように構成される
ことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ。 - 前記導体は回動脆弱箇所を有し、前記切断装置が前記導体を切断することができ、前記導体の各前記破断脆弱箇所のそれぞれにおいても破断口を形成することができ、前記回動脆弱箇所が前記破断脆弱箇所の一の側又は両側に設けられて片開きドア又は両開きドアの押し扉構造として形成され、
破断した前記導体が、前記切断装置により押されて、前記切断装置とともに移動せずに、前記回動脆弱箇所を軸として回動することができ、前記切断装置の運動する部分が、前記導体の回動により形成される隙間を通過するように構成される
ことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ。 - 前記導体の回動脆弱箇所が前記導体の破断脆弱箇所の両側に設けられ、前記両開きドアの押し扉構造として形成され、前記切断装置が前記導体を切断したあと、前記切断装置の運動する部分が、前記導体の回動により形成される隙間を通過するように構成され、
電流が前記導体を流れるとき、破断した2部分の前記導体の間にアークが形成され、前記アークが前記切断装置の運動部分の作用及び起電力の作用で運動部分のヘッド部を囲んで、さらに運動し、伸ばされる
ことを特徴とする請求項6に記載の導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ。 - 前記ハウジング内に消弧構造が設置され、前記消弧構造が前記両開きドアの押し扉構造によるアークの運動経路又はその付近に位置し、破断したあとの2部分の前記導体の間のアークに対して消弧する
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ。 - 前記切断装置は、絶縁材料を有する衝撃端を備え、絶縁材料を有する前記衝撃端が前記導体を切断したあとに前記ハウジングとともに絶縁壁を形成することができ、前記絶縁壁により、両側の破断した前記導体を隔離することができる
ことを特徴とする請求項4に記載の導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ。 - 前記切断装置は可溶体衝撃端を備え、前記可溶体衝撃端が絶縁材料を有する前記衝撃端の両側に位置し、前記切断装置が作動する前に、絶縁材料を有する前記衝撃端と前記導体との間隔が、前記可溶体衝撃端と前記可溶体との間隔より小さく、
又は、前記可溶体衝撃端が、絶縁材料を有する前記衝撃端の下方に位置し、且つ絶縁材料を有する前記衝撃端と直列接続され、前記切断装置が作動する前に、絶縁材料を有する前記衝撃端と前記導体との間隔が、前記可溶体衝撃端と前記可溶体との間隔より小さい
ことを特徴とする請求項9に記載の導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ。 - 前記力付与アッセンブリは、少なくとも1本のプッシュロッド及び少なくとも1本のガイドロッドを含み、前記プッシュロッド及び前記ガイドロッドの周りに前記消弧媒質が充填され、前記可溶体が前記プッシュロッドと前記ガイドロッドとの間に位置し、
前記プッシュロッドの一端が前記消弧室を穿通して前記消弧室から延出し、
前記ガイドロッドの一端が変位して前記消弧室における既設変位空間に進入し、又は前記消弧室から延出することができ、
前記プッシュロッド及び前記ガイドロッドと前記消弧室の壁との間に、前記消弧媒質の漏れを防止するバリア構造が設置され、
前記切断装置が、前記導体を切断したあと、前記プッシュロッド及び前記ガイドロッドを、直線変位するように駆動して前記可溶体を破断させ、破断した2部分の前記可溶体がそれぞれカソード及びアノードになり、前記カソードと前記アノードとの間にアーク経路が形成され、前記カソード及び/又は前記アノードが依然として前記消弧媒質内に位置し、アーク経路の一部又は全部が前記消弧媒質内に位置する
ことを特徴とする請求項3に記載の導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ。 - 前記カソードが前記消弧媒質内に位置する場合、前記アノードが前記プッシュロッドと前記ハウジングとの間のスリットに位置し、
或いは、前記アノードが前記消弧媒質内に位置する場合、前記カソードが前記プッシュロッドと前記ハウジングとの間のスリットに位置する
ことを特徴とする請求項11に記載の導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ。 - 前記プッシュロッドと前記可溶体との間、前記ガイドロッドと前記可溶体との間に隙間がなく又は微小な隙間を有し、前記微小な隙間の大きさが、破断したあとの2部分の前記可溶体の間に生じたアークを通さないほどのものである
ことを特徴とする請求項11又は12に記載の導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ。 - 前記力付与アッセンブリは、前記消弧室に回動可能に設置される回動部材と、前記消弧室の外部に位置するトリガー部材とを含み、
前記回動部材が前記可溶体を接触し又は挟持するように構成され、
前記回動部材と前記消弧室との間に消弧媒質の漏れを防止するバリア構造が設置され、
前記切断装置が前記導体を切断したあと、前記切断装置が、前記トリガー部材を駆動することにより、前記回動部材を回動させて、回動変位の方式で前記可溶体を破断させるように構成され、
破断した前記可溶体がそれぞれカソード及びアノードになり、前記カソードと前記アノードとの間にアーク経路が形成され、前記カソード及び/又は前記アノードが依然として前記消弧媒質内に位置し、アーク経路の一部又は全部が前記消弧媒質内に位置する
ことを特徴とする請求項3に記載の導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ。 - 前記カソードが前記消弧媒質内に位置する場合、前記アノードが前記回動部材と前記ハウジングとの間のスリットに位置し、
或いは、前記アノードが前記消弧媒質内に位置する場合、前記カソードが前記回動部材と前記ハウジングとの間のスリットに位置する
ことを特徴とする請求項14に記載の導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ。 - 前記誘起装置が外部誘起信号を受信して動作することが可能なガス発生装置、シリンダ、液圧シリンダであり、
誘起装置がガス発生装置である場合、前記切断装置と前記ハウジングの側壁とが密封接触であり又は0.1mm未満の隙間を設けた接触である
ことを特徴とする請求項1~15のいずれか1項に記載の導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ。 - 前記導体及び/又は前記可溶体に、導体の機械的強度を低下させて切断装置による切断に寄与する破断脆弱箇所が設けられる
ことを特徴とする請求項1~15のいずれか1項に記載の導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ。 - 前記切断装置に少なくとも1つの衝撃端が設けられ、前記衝撃端が、端面縮小構造、尖っていた構造、斜めブレード線構造、又は両端が尖っており、中央が凹んだ構造のように構成される
ことを特徴とする請求項1~15のいずれか1項に記載の導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ。 - 前記バリア構造は、力付与アッセンブリと消弧室壁との間に設置された密封材であり、
又は、力付与アッセンブリと消弧室壁とが締まりばめで設置され、
又は、消弧媒質が固体粒子状のものである場合、力付与アッセンブリと消弧室壁との間の隙間が消弧媒質粒子の粒径より小さいように構成される
ことを特徴とする請求項11又は14に記載の導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズ。 - 請求項1~19のいずれか1項に記載の導体及び可溶体を順に破断させる誘起ヒューズを少なくとも1つ使用する
配電ユニット、又はエネルギー貯蔵設備、又は新エネルギー自動車。
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