開關(guān)用觸發(fā)裝置及其保護(hù)裝置與過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種開關(guān)用觸發(fā)裝置及其保護(hù)裝置與過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備。其中，用于開關(guān)的觸發(fā)裝置，用于與電氣元件一起應(yīng)用，所述觸發(fā)裝置具有閉合式空心體，其中，所述空心體具有在熱輸入時(shí)發(fā)生膨脹的流體，所述空心體采用這種設(shè)計(jì)方案，即，使得所述流體在升溫超過(guò)一規(guī)定溫度的情況下將之前閉合的所述空心體破壞并暴露，在使用過(guò)程中沿縱向以機(jī)械方式對(duì)所述觸發(fā)裝置施加作用力，其中，在使用過(guò)程中使得所述觸發(fā)裝置與所述電氣元件發(fā)生熱接觸并在一規(guī)定溫度下受到破壞；所施加的作用力在發(fā)生破壞的情況下對(duì)所述開關(guān)進(jìn)行操縱以便將所述電氣元件斷開。
【專利說(shuō)明】開關(guān)用觸發(fā)裝置及其保護(hù)裝置與過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種與電氣元件一起應(yīng)用的開關(guān)用觸發(fā)裝置及其保護(hù)裝置與過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中存在大量與電氣元件一起應(yīng)用的開關(guān)用溫控觸發(fā)裝置。
[0003]這些觸發(fā)裝置例如用來(lái)斷開壓敏電阻器或者用來(lái)橋接火花隙。例如，壓敏電阻器會(huì)因老化或受損而出現(xiàn)電流上升，并可能造成過(guò)熱甚至所謂“合金短路”現(xiàn)象。火花隙上也可能出現(xiàn)需要實(shí)施斷路操作的情形。特別是在采用直流電壓的情況下缺少一零點(diǎn)，使得點(diǎn)火的電弧只有在低于電弧點(diǎn)火電壓時(shí)才會(huì)熄滅。這種效應(yīng)例如可能會(huì)引起升溫，因而需要對(duì)相應(yīng)元件采取斷路或橋接措施以達(dá)到防火的目的。
[0004]在此情況下可采用不同機(jī)制。
[0005]舉例而言，采用雙金屬為開關(guān)元件。以便觸發(fā)周期性開關(guān)過(guò)程。
[0006]但對(duì)必須斷開的電氣元件而言，該需要受到保護(hù)的電氣元件通常已永久性受損，因此通常不希望將其重新接通。而且大功率雙金屬開關(guān)肯定很昂貴。
[0007]另一方面還使用熔斷絲或熔化焊接件來(lái)直接或間接實(shí)現(xiàn)開關(guān)過(guò)程。
[0008]但這種結(jié)構(gòu)既復(fù)雜又價(jià)格高昂。
[0009]此外，在很多場(chǎng)合下需要提供另一觸發(fā)方案。這在迄今為止所提出的解決方案中是無(wú)法或只能在有限范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0010]有鑒于此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種與電氣元件一起應(yīng)用的開關(guān)用觸發(fā)裝置，該開關(guān)克服了現(xiàn)有技術(shù)中的一或多項(xiàng)缺點(diǎn)。
[0011]本實(shí)用新型通過(guò)一種用于開關(guān)的觸發(fā)裝置，用于與電氣元件一起應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)了上述目的，其中，該觸發(fā)裝置具有閉合式空心體，該空心體具有在熱輸入時(shí)發(fā)生膨脹的流體，該空心體采用這種設(shè)計(jì)方案，即，使得該流體在升溫超過(guò)一規(guī)定溫度的情況下將之前閉合的空心體破壞并暴露，在使用過(guò)程中沿縱向以機(jī)械方式對(duì)觸發(fā)裝置施加作用力，在使用過(guò)程中使得觸發(fā)裝置與電氣元件發(fā)生熱接觸并在一規(guī)定溫度下受到破壞，所施加的作用力在發(fā)生破壞的情況下對(duì)開關(guān)進(jìn)行操縱以便將電氣元件斷開。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)設(shè)計(jì)方案，觸發(fā)裝置與一具有電氣元件的抗壓外殼發(fā)生接觸，該抗壓外殼具有一可以沿橫向作用于觸發(fā)裝置的撞擊銷，該撞擊銷因電氣元件的升溫和/或壓力升高而受到操縱。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)設(shè)計(jì)方案，所述觸發(fā)裝置側(cè)向偏移在橫向上產(chǎn)生一施力，在橫向上的機(jī)械穩(wěn)定性低于縱向上，以便實(shí)現(xiàn)觸發(fā)。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)設(shè)計(jì)方案，沿縱向?qū)τ|發(fā)裝置施加作用力，該觸發(fā)裝置與一具有電氣元件的抗壓外殼發(fā)生接觸，發(fā)生在該抗壓外殼內(nèi)的壓力變化將觸發(fā)裝置從一靜止位置引出，從而釋放作用力。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)設(shè)計(jì)方案，觸發(fā)裝置還具有一用于實(shí)現(xiàn)外部觸發(fā)的加熱電阻器。
[0016]本實(shí)用新型還通過(guò)一種用于與電氣元件一起應(yīng)用的保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型的目的，該保護(hù)裝置具有一開關(guān)和一上述觸發(fā)裝置。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)設(shè)計(jì)方案，開關(guān)為可將通過(guò)電氣元件的電流斷開的斷開開關(guān)。
[0018]本實(shí)用新型還通過(guò)一種過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型的目的，該過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備包含一用作電氣元件的過(guò)電壓保護(hù)裝置、一開關(guān)和一上述觸發(fā)裝置。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的一方面所述觸發(fā)裝置的示意圖；
[0020]圖2為本實(shí)用新型的一方面中的一基本電路原理圖；
[0021]圖3為本實(shí)用新型的一方面中的一基本電路原理圖；以及
[0022]圖4、5和6分 別為本實(shí)用新型不同實(shí)施方式的另一方面。
[0023]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0024]撞擊銷B
[0025]電氣元件EB
[0026]熱膨脹流體(氣體，液態(tài))FL
[0027]作用力F
[0028]抗壓外殼G
[0029]閉合式空心體H
[0030]支架HL
[0031]縱向LR
[0032]壓力P、PE
[0033]橫向QR
[0034]開關(guān)S
[0035]保護(hù)裝置SE
[0036]觸發(fā)裝置SPA
[0037]溫度&、θΕ
[0038]斷裂溫度Tbruch
[0039]過(guò)電壓保護(hù)裝置(M0V、{)SAG、TVS)IlSSE
[0040]過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備ilSV
【具體實(shí)施方式】
[0041]圖1為用于開關(guān)S的觸發(fā)裝置SPA的示意圖，該觸發(fā)裝置(例如)如圖3所示與一電氣元件EB —起應(yīng)用。這個(gè)觸發(fā)裝置SPA具有一總是閉合的空心體H，其內(nèi)部設(shè)有會(huì)在熱輸入時(shí)發(fā)生膨脹的流體FL。流體FL既可具有液相(虛線所示)，又可具有氣相或者二者的混合物。流體FL也可以具有在熱輸入時(shí)會(huì)熔化或者升華的固態(tài)成分。唯一重要的是，流體FL在熱輸入時(shí)會(huì)發(fā)生膨脹,使得空心體H在一規(guī)定溫度Tbruch下被該膨脹流體破壞。亦即，流體FL在超過(guò)一規(guī)定溫度的情況下將之前閉合的空心體H破壞并暴露。這個(gè)過(guò)程可以指空心體H發(fā)生爆炸或爆裂。
[0042]其中，所述觸發(fā)裝置可以設(shè)計(jì)為，其以一縱向LR直立，該縱向大致對(duì)應(yīng)于空心體H的中軸線(如圓柱軸線)，該觸發(fā)裝置還具有一橫向，其大致垂直于縱向LR且例如沿徑向分布。其中，所述觸發(fā)裝置可在縱向LR和橫向QR上具有不同的特性。舉例而言，縱向LR上的機(jī)械強(qiáng)度可以高于橫向QR。在此情況下，沿橫向QR施加的作用力可能造成機(jī)械斷裂。
[0043]在圖2所示的使用過(guò)程中，沿縱向LR以機(jī)械方式對(duì)觸發(fā)裝置SPA施加作用力F。
[0044]此外，在使用過(guò)程中使得觸發(fā)裝置SPA與受監(jiān)測(cè)的電氣元件EB發(fā)生熱接觸以及/或者壓力接觸。
[0045]如果電氣元件EB和觸發(fā)裝置SPA升溫，則觸發(fā)裝置SPA會(huì)在一規(guī)定溫度Tbruch下受到破壞，其中，所施加的作用力F會(huì)在發(fā)生破壞的情況下對(duì)開關(guān)S進(jìn)行操縱以便將電氣元件EB斷開。
[0046]下面利用以圖4為例的另一實(shí)施方式對(duì)這個(gè)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0047]這里的觸發(fā)裝置與受監(jiān)測(cè)的電氣元件EB (如過(guò)電壓保護(hù)裝置ilSSE)均布置在一基本抗壓的外殼G內(nèi)，其中，由于升溫以及/或者壓力升高，該受監(jiān)測(cè)的電氣元件EB (如過(guò)電壓保護(hù)裝置Osse )將觸發(fā)裝置spa破壞，且開關(guān)s轉(zhuǎn)入斷開的第二狀態(tài)。其中，觸發(fā)裝置SPA承載于支架HL上且沿縱向LR被施加一作用力F。
[0048]舉例而言，該受監(jiān)測(cè)的電氣元件EB實(shí)施為壓敏電阻器M0V，則故障壓敏電阻器MOV的升溫以及隨著壓敏電阻器MOV的爆炸性破壞而發(fā)生的合金短路均會(huì)造成相應(yīng)的壓力升高P以及/或者相應(yīng)的施力F。在此情況下,每個(gè)上述效應(yīng)以及將上述效應(yīng)相結(jié)合均能被該設(shè)備的相應(yīng)結(jié)構(gòu)用來(lái)實(shí)施觸發(fā)。
[0049]下文中假定所述觸發(fā)裝置SPA實(shí)施為球形灑水器或類似設(shè)備(參見(jiàn)圖4)。如果沿縱向LR對(duì)觸發(fā)裝置SPA施加作用力F，則觸發(fā)裝置SPA可與一具有受監(jiān)測(cè)的電氣元件EB(如過(guò)電壓保護(hù)裝置Osse)的抗壓外殼g發(fā)生接觸，其中，抗壓外殼g還具有一可以沿橫向QR作用于觸發(fā)裝置SPA的撞擊銷B，其中，該撞擊銷B因受監(jiān)測(cè)的電氣元件EB(如過(guò)電壓保護(hù)裝置Gsse)的升溫和/或壓力升高P而受到操縱從而能夠從外部作用于觸發(fā)裝置spa。
[0050]作為圖5所示的替代或補(bǔ)充方案，觸發(fā)裝置SPA還可具有一用于實(shí)現(xiàn)外部觸發(fā)的加熱電阻器R。
[0051]舉例而言，該電阻器R可實(shí)施為一圍繞觸發(fā)裝置SPA卷繞而成的螺旋線。如果有電流I通過(guò)該螺旋線R，則該螺旋線及球形灑水器SPA升溫。這樣就以簡(jiǎn)單的方式利用一源于外部的熱輸入θΕ來(lái)打破該觸發(fā)裝置SPA從而對(duì)開關(guān)S進(jìn)行開關(guān)操作。
[0052]根據(jù)本實(shí)用新型的一種改進(jìn)方案，使所述觸發(fā)裝置側(cè)向偏移并同樣沿橫向?qū)ζ涫┘右蛔饔昧?。其中，觸發(fā)裝置SPA在橫向QR上的機(jī)械穩(wěn)定性低于縱向LR上，以便實(shí)現(xiàn)觸發(fā)。觸發(fā)裝置SPA例如可以與支架構(gòu)成某種肘節(jié)連接。其中，預(yù)應(yīng)力F采用某種大小，使得該作用力將觸發(fā)裝置SPA保持在一靜止位置上。在這個(gè)靜止位置上，作用力F大致沿縱向LR作用于觸發(fā)裝置SPA，這個(gè)位置也可以被視為某種相對(duì)的能量最小值。圖6示出這個(gè)狀態(tài)。其中，預(yù)應(yīng)力F采用某種大小，使得該作用力在縱向LR上尚不致造成破裂，但在橫向QR上足以造成破裂。通過(guò)隨后應(yīng)用力的平行四邊形，沿橫向施加足以使所述觸發(fā)裝置破裂的作用力 FQR0
[0053]亦即，采用側(cè)向偏移并相應(yīng)施加作用力F以及采用撞擊銷B的直接機(jī)械作用均能達(dá)到觸發(fā)的效果。
[0054]通過(guò)上述方案，一方面能利用升溫來(lái)觸發(fā)觸發(fā)裝置SPA，另一方面也能提供一即使在壓力極小的情況下也能實(shí)現(xiàn)的壓力控制觸發(fā)方案。
[0055]如圖6中的虛線框所示，可從結(jié)構(gòu)上將開關(guān)S與觸發(fā)裝置SPA相結(jié)合并形成保護(hù)裝置SE。
[0056]利用前述觸發(fā)裝置SPA可實(shí)現(xiàn)不同的開關(guān)類型S，例如，切換開關(guān)、斷開開關(guān)或者閉合開關(guān)以及上述開關(guān)的任意組合體。開關(guān)S優(yōu)選為可將通過(guò)該電氣元件EB的電流斷開的斷開開關(guān)。
[0057]保護(hù)裝置SE此外還可具有受監(jiān)測(cè)的電氣元件EB且例如可實(shí)施為過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備Osv。其中，該電氣元件可為過(guò)電壓保護(hù)裝置，如火花隙。
[0058]本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了對(duì)開關(guān)過(guò)程的低成本不可逆觸發(fā)，亦即，達(dá)到直接電性開關(guān)操作的目的。此外，本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)方案允許應(yīng)用非導(dǎo)電材料實(shí)施觸發(fā)，舉例而言，可將球形灑水器用作觸發(fā)裝置SPA來(lái)監(jiān)測(cè)過(guò)電壓保護(hù)裝置。因此，球形灑水器SPA也可以用來(lái)實(shí)施電性火災(zāi)監(jiān)測(cè)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于開關(guān)的觸發(fā)裝置，用于與電氣元件一起應(yīng)用，其中，所述觸發(fā)裝置具有閉合式空心體，所述空心體具有在熱輸入時(shí)發(fā)生膨脹的流體，所述空心體采用這種設(shè)計(jì)方案，即，使得所述流體在升溫超過(guò)一規(guī)定溫度的情況下將之前閉合的所述空心體破壞并暴露，在使用過(guò)程中沿縱向以機(jī)械方式對(duì)所述觸發(fā)裝置施加作用力，在使用過(guò)程中使得所述觸發(fā)裝置與所述電氣元件發(fā)生熱接觸并在一規(guī)定溫度下受到破壞，所施加的作用力在發(fā)生破壞的情況下對(duì)所述開關(guān)進(jìn)行操縱以便將所述電氣元件斷開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸發(fā)裝置，其中，所述觸發(fā)裝置與一具有所述電氣元件的抗壓外殼發(fā)生接觸，所述抗壓外殼具有一可以沿橫向作用于所述觸發(fā)裝置的撞擊銷，所述撞擊銷因所述電氣元件的升溫和/或壓力升高而受到操縱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的觸發(fā)裝置，其中，所述觸發(fā)裝置側(cè)向偏移在橫向上產(chǎn)生一施力，在橫向上的機(jī)械穩(wěn)定性低于縱向上，以便實(shí)現(xiàn)觸發(fā)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸發(fā)裝置，其中，沿縱向?qū)λ鲇|發(fā)裝置施加作用力，所述觸發(fā)裝置與一具有所述電氣元件的抗壓外殼發(fā)生接觸，發(fā)生在所述抗壓外殼內(nèi)的壓力變化將所述觸發(fā)裝置從一靜止位置引出，從而釋放所述作用力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸發(fā)裝置，其特征在于， 所述觸發(fā)裝置還具有一用于實(shí)現(xiàn)外部觸發(fā)的加熱電阻器。
6.一種用于與電氣元件一起應(yīng)用的保護(hù)裝置，具有一開關(guān)和一如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的觸發(fā)裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的保護(hù)裝置，其特征在于， 所述開關(guān)為可將通過(guò)所述電氣元件的電流斷開的斷開開關(guān)。
8.—種過(guò)電壓保護(hù)設(shè)備，包含一用作電氣元件的過(guò)電壓保護(hù)裝置、一開關(guān)和一如權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的觸發(fā)裝置。
【文檔編號(hào)】H01H37/76GK203746746SQ201320239239
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2013年5月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月4日
【發(fā)明者】安德列亞斯·梅茨格, 斯文·本克, 約阿希姆·沃斯吉安, 馬丁·斯特里韋, 曼弗雷德·賴特 申請(qǐng)人:菲尼克斯電氣公司