專利名稱：限流熔斷器及可互換斷流器固定支架的脫落式熔斷器殼體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的涉及配電設(shè)備，更具體地說，本發(fā)明涉及限流熔斷器和用于跨接在架空配電斷流器固定支架的分置端子之間的門上的脫落式熔斷器殼體，更加具體地說，本發(fā)明涉及一種新的限流脫落熔斷器殼體，它適用于安裝在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的通用的斷流器固定支架中，這些斷流器固定支架現(xiàn)在使用沖出式熔斷器。
熔斷器是一種電流遮斷裝置，它在流過過電流或短路電流時熔斷其電流響應(yīng)元件，從而保護(hù)電路。熔斷器一般具有如下功能特征(1)它把傳感元件和遮斷元件合并在一個整裝的裝置中;(2)它只響應(yīng)于通過它的電流的大小及其持續(xù)時間的組合而直接動作;(3)它一般不包括任何把其接到激勵電路或從激勵電路上斷開的裝置，而是需要單獨(dú)的裝置實(shí)現(xiàn)這一功能;(4)它是一個單相裝置，因而只有遭受過電流的一相或幾相中的斷路器動作以斷開受影響的故障電路中的相;(5)在遮斷過電流之后，它被更換從而恢復(fù)供電。
熔斷器典型地使用在電力工業(yè)中，保護(hù)供電變壓器，電纜，電容器組和其它電設(shè)備免遭破壞。這些熔斷器在破壞發(fā)生之前把故障設(shè)備或電路與其電源快速斷開。
現(xiàn)在使用的熔斷器有兩種基本類型，沖出式熔斷器和限流熔斷器。每種類型都使用一可熔元件，當(dāng)預(yù)定大小和預(yù)定持續(xù)時間的電流通過時該元件熔斷。
沖出式和限流式熔斷器以完全不同的方式切斷過電流。沖出式熔斷器通過當(dāng)可熔元件熔化時放出的氣體的去離子作用來切斷過電流。限流式熔斷器是當(dāng)可熔元件熔斷時建立的電弧受到物理限制以及圍繞可熔元件的沙子填料的冷卻作用時切斷過電流的。
這兩種類型的熔斷器中最早的是沖出型的，沖出型熔斷器典型地使用一個相對短的可熔元件(在通常稱為“熔絲鏈”內(nèi))，裝在一管狀殼體中，該殼體是稱作“熔斷器殼”的較大組件的一部分。在沖出式熔斷器中使用的殼體與有機(jī)材料有關(guān)，例如骨纖維(bonefiber)。當(dāng)可熔元件響應(yīng)過電流熔斷時，便產(chǎn)生電弧，電弧的熱量使襯料產(chǎn)生氣體，借助于該氣體的去離子作用及爆發(fā)作用來切斷過電流。沖出式熔斷器的特征在于，大的噪聲，發(fā)出猛烈的氣體、火焰及燃燒碎屑，所有這些都對接近它的操作人員有危險。由于它動作猛烈，這種類型的熔斷器一般只限于用在戶外。既使使用在戶外，沖出式熔斷器也必需安裝在離要保護(hù)的設(shè)備較遠(yuǎn)處，這是由于它動作的爆破性以及向絕緣空間噴射離子化氣體的緣故。此外，沖出式熔斷器被安裝在供電系統(tǒng)的電桿上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由于它噴出的火焰會使草地引起火災(zāi)。
沖出式熔斷器的另一個固有的缺點(diǎn)是在熔斷器切除大的電流故障之前需要電流的 1/2 ，有時為1個整周期。在這期間內(nèi)，它要保護(hù)的設(shè)備必須耐受全部經(jīng)熔斷器通向設(shè)備的允許故障電流。耗散在設(shè)備中的可能的破壞能量正比于公式I2T，此處I為過電流幅值，T是過電流持續(xù)時間。此外，沖出式熔斷器在其切斷系統(tǒng)電流之前容許流過的大電流可能引起網(wǎng)絡(luò)上討厭的電壓降，從而使電燈閃爍并使敏感的計算機(jī)和電子設(shè)備受害。另外，沖出式熔斷器可能不能足夠快地切斷過電充，因而不能阻止其它的熔斷器、重合閘裝置或其它的保護(hù)繼電器及電路裝置暫時地或永久地與網(wǎng)絡(luò)的其它部分?jǐn)嚅_。此外，增加了的供電量導(dǎo)致一低阻抗的配電網(wǎng)絡(luò)和對更大的遮斷能力的需求、有時是對超過沖出式熔斷器使用中能提供的遮斷能力的需求。
沖出式熔斷器的有限的遮斷能力，其動作帶來的可能的危險，用于建筑物內(nèi)或殼體內(nèi)的不適應(yīng)性，其相對慢的切斷時間以及其它因素促使發(fā)展限流熔斷器。限流熔斷器至少有三個特點(diǎn)使它極其適合于電力工業(yè)中。
(1)快速完成電流遮斷，沒有電弧產(chǎn)物或氣體排出，不產(chǎn)生施加于熔斷器本體上的外力，這是因為所有的電弧能量被熔斷器中的砂填料吸收了，然后以熱的形式在相對低的溫度下釋放了。這便使得限流熔斷器可用于戶內(nèi)，或者甚至在小的殼體中。而且，因為不放出熱氣或火焰，與其它電氣設(shè)備只需要正常的電氣間距。
(2)如果電流大大超過了熔斷器的連續(xù)電流額定值，限流作用，即將流經(jīng)熔斷器的電流減小到熔斷器位置處的電力配電網(wǎng)所適合的一個值便會發(fā)生。這樣的電流減小降低了對故障電路和故障設(shè)備的壓力和可能的破壞，也降低了對電網(wǎng)的沖擊。
(3)借助于它的限流作用可以得到非常高的遮斷值，使得限流熔斷器可以應(yīng)用于能產(chǎn)生非常大的短路電流的中壓或高壓的配電網(wǎng)絡(luò)中。
限流熔斷器典型地包括一個或幾個所需長度的銀絲或銀帶元件，將其端部電氣地連接到一對電端子上。把由可熔元件和接線端子構(gòu)成的組件放入管狀殼體中，殼體用耐高溫的材料構(gòu)成，在殼體充入純凈的硅砂后密封。
對于合適的故障電流遮斷能力，限流熔斷器需要足夠小的元件長度，同時要求足夠的元件橫截面面積，以便承載正常情況下的穩(wěn)態(tài)電流。為了使熔斷器盡量短，所需元件長度一般通過把元件繞在一支撐元件或“輻射架”上來達(dá)到，支撐元件由耐高溫的不破裂材料制成。在限流熔斷器中通常使用四邊的元件支撐件或輻射架。不過也常使用具有六個或更多支撐臂的支撐元件。使用多臂的支撐元件使得纏繞元件接近于環(huán)形。當(dāng)元件直接繞在一定間距的支撐臂上時，圓環(huán)形提供了最大的元件長度。所需的元件的橫截面積由具有最大實(shí)際厚度的帶狀元件實(shí)現(xiàn)，當(dāng)需要大量流時，并聯(lián)上類似的元件。對于額定電流大的熔斷器，元件的并聯(lián)和元件匝之間需要的隔離導(dǎo)致了較長的螺旋繞組。
當(dāng)為遮斷大電流而動作時，可熔元件在其整個長度內(nèi)幾乎立即熔化。如果在元件中有截面小的部分，元件就開始在這些部分熔化，接著熔化其余的部分。生成的電弧快速地向其周圍的砂散熱。這能量使元件周圍的砂熔成玻璃狀的通道結(jié)構(gòu)，稱為“閃電熔巖”。快速地散熱以及電弧被熔化的玻璃狀閃電熔巖的限制把電流完全地限制為相當(dāng)小的值。電流很快地降低，并使其與系統(tǒng)電壓同相位，在相電流的最早一個電流過零點(diǎn)上被切斷。
在大電流的熔斷器中用金屬帶作高電流可熔元件是常見的。帶狀元件和絲狀元件相比的優(yōu)點(diǎn)是，具有較大的向鄰近填料的熱傳導(dǎo)和熱輻射的表面積。因而，對于一種給定的導(dǎo)體材料而言，帶狀元件比絲狀元件具有較高的穩(wěn)態(tài)安培額定值，從而改善了遮斷性能。帶狀元件還有的明顯優(yōu)點(diǎn)就是適合于打孔或開槽，以便減少橫截面積，提供所需的熔化特性和精確的電弧電壓產(chǎn)生控制。當(dāng)帶狀元件的限流熔斷器碰到高的故障電流時，截面較小的部分被快速加熱至熔點(diǎn)。這便產(chǎn)生了一定數(shù)量的串聯(lián)的小電弧，從而限制了在這一時刻出現(xiàn)的電弧電壓的峰值。形成的電弧繼續(xù)熔化帶狀元件的剩余部分，最后形成占有元件全長的一個電弧。
對于低值電流，例如可能發(fā)生在高阻抗故障中或持續(xù)過載時的電流，會發(fā)生完全不同的現(xiàn)象。在這些情況下，元件被慢慢加熱，最后只在有限的幾處或許只在一處熔化。一個或幾個短電弧開始試圖燃燒可熔元件的較長部分。非常高的電弧熱量再次形成一個閃電熔巖(fulgurite)。不過，因為起始電弧的長度短并且元件燃燒的速度不夠快，而使得在大的集中熱源破壞所形成的閃電熔巖的效能之前不能遮斷電流，熔斷器則不能切斷低值電流。因而，為了能夠遮斷低值故障電流，許多現(xiàn)今的限流熔斷器使用與第一個元件串聯(lián)的第二個可熔元件，其中第二個元件用來響應(yīng)這種低值故障電流而熔斷，從而切斷這種故障電流。
在選擇熔斷器方面對實(shí)際使用的一個重要的考慮是關(guān)于熔斷器在現(xiàn)存的網(wǎng)絡(luò)中是否容易安裝以及安裝和維修成本。在現(xiàn)今的電網(wǎng)中，沖出式熔斷器殼體被典型地安裝在固定支架內(nèi)，其組合被稱為“斷流器”(cutout)。一般地說，斷流器包括一具有一個絕緣支撐的支架，它被安裝于電桿上，或跨臂上，并有一對隔開的端子，用來接收并電氣地接合熔斷器殼或開關(guān)組件或其結(jié)合。當(dāng)被安裝上時，熔斷器或開關(guān)跨接在斷流器固定支架的端子間的“門”上。
當(dāng)與熔斷器殼結(jié)合時，術(shù)語“熔斷器斷流器”(fusecutout)通常指的是上述的固定支架。被典型地使用在熔斷器斷流器中的熔斷器殼設(shè)計得夠容易地從斷流器的端子上拆除。一種這樣的熔斷器殼是“脫落”(dropout)型的，它在熔絲的起動下，熔斷器殼的一端與斷流器固定支架脫開。這時，熔斷器殼的不受約束的一端就向下轉(zhuǎn)動并脫離其正常的跨在支架門之間的位置，而熔斷器殼仍然由它的一個依然接合著的端部支撐在支架上。熔斷器斷流器通過斷開與隔離電路的故障部分來為供電電路提供保護(hù)。
沖出式斷流器提供了一種相當(dāng)方便且成本低的配電系統(tǒng)保護(hù)裝置，而且在工業(yè)上正在采用一種沖出式熔斷器殼及安裝支架的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，使得一家生產(chǎn)的熔斷器殼能合適地用于另一家生產(chǎn)的支架。因而這些“可互換的”斷流器在這個地區(qū)中被廣泛地用于供電系統(tǒng)，現(xiàn)今還有大量的這種斷路裝置在運(yùn)行中。
隨著對供電量、更加可靠的維護(hù)、較高的安全水平、改善變壓器的過電壓保護(hù)系統(tǒng)以及使系統(tǒng)更緊湊這些要求的增加，沖出式斷流器的方便性和成本不能滿足現(xiàn)今電力事業(yè)的需要。上述的許多沖出式熔斷器的問題可用限流熔斷器克服。然而，現(xiàn)有技術(shù)中限流熔斷器的方便性和成本是不能滿足要求的。
為了克服上述問題，人們進(jìn)行了多種嘗試，例如US3，827，010中披露的Cameron等人的裝置。這種裝置提供了一種脫落組件，其中包括和一沖出式熔斷器串聯(lián)的且成一直線安裝的限流熔斷器，使得這種熔斷器斷流器能提供全部范圍的保護(hù)。但是這種發(fā)明的脫落組件的整個長度大于現(xiàn)有配電系統(tǒng)中使用的斷流器固定支架的門(即端子間的跨距)。因而，為了利用Cameron等人的發(fā)明，人們必須更換百萬計的現(xiàn)在使用的斷流器。不僅從設(shè)備成本的觀點(diǎn)看，而且更重要的從更換這些斷流器的勞動成本的觀點(diǎn)看，這種方法是行不通的。而且，這種裝置不能避免火災(zāi)危險，不能滿足跨度要求，不能克服破壞與其串聯(lián)的元件的問題，或當(dāng)兩個串聯(lián)部分中有一個拒絕動作時不能協(xié)調(diào)動作。
在美國專利4，011，537中披露了Jackson等人的一種類似的裝置，在這個專利中，限流熔斷器和沖出式熔斷器都裝有絕緣裙，用以克服有時出現(xiàn)在這種裝置中的閃爍傾向。但是，這一特征沒有優(yōu)點(diǎn)，因為Jackson等人的直線組合脫落組件具有上述與目前使用的設(shè)備不相兼容的同一缺點(diǎn)。
在美國專利3，863，187中Mahieu等人提出了克服上述問題的另一種方法，Mahieu等人使用一個和限流熔斷器串聯(lián)的沖出式熔斷器，但把限流熔斷器安裝在“門”外，使得它不構(gòu)成脫落組件的一部分。這種結(jié)構(gòu)的一個優(yōu)點(diǎn)是，限流熔斷器的尺寸不受斷流器安裝支架端子跨度的限制，而且整個跨度可用來容納沖出式熔斷器。如此，這種布置可以實(shí)現(xiàn)全范圍內(nèi)的保護(hù)，而不對配電系統(tǒng)的整體配置產(chǎn)生不良影響。不過這種裝置的一個缺點(diǎn)是，限流熔斷器的更換困難，尤其是在不利的氣候條件下。在這一配置中，限流熔斷器通常安裝于斷流器的電源側(cè)，以便提供所需的工作性能。如此，維修人員通常需要工作在線路的帶電部分來更換Mahieu等人所述的裝置中的限流熔斷器，因為電力事業(yè)單位不會為維修而停電，況且沒有一種辦法可以容易地確定限流熔斷器是否還在工作。因而，當(dāng)例如在Mahieu等人的專利示出的裝置中的沖出式熔斷器部分動作后，采取的辦法是把沖出式熔斷器和限流熔斷器都換掉，而后檢查限流熔斷器是否還能繼續(xù)使用。而且引起火災(zāi)的危險以及對沖出式熔斷器附加的間距要求仍存在，這是因為從沖出式熔斷器中排出氣體和其它產(chǎn)物所致。此外，必須留出大于沖出式熔斷器需要的間距以便更換限流熔斷器。而且必須保持兩種熔斷器的合適的電氣配合，以便確保借助于沖出式熔斷器的脫落動作指示熔斷器的動作并除去熔斷的熔斷器上的電壓。
在美國專利4，184，138中Beard等人披露了另一種熔斷器斷流器，這種裝置是限流熔斷器和沖出式熔斷器組合的另一個例子，這種組合設(shè)計成可裝在現(xiàn)存工作的斷流器中。Beard等人的這種設(shè)計使限流熔斷器和沖出式熔斷器的軸線錯開，使得這種組件可以裝在現(xiàn)有的可互換的斷流器中，使其比Cameron、Jackson或Mahieu等人的裝置更方便。但是，該發(fā)明由于使用了沖出式熔斷器而有許多固有的缺點(diǎn)，即噪聲，噴出火焰電弧產(chǎn)物，需要協(xié)調(diào)等等。此外，過多的安裝硬件和元件是麻煩的，因此不理想。進(jìn)而，象Mahien等人的專利所說明的，在沖出式熔斷器動作時，必須也對限流熔斷器進(jìn)行檢驗或者更換并稍后進(jìn)行檢驗，這便增加了成本。
因而，盡管熔斷器技術(shù)已有發(fā)展，工業(yè)界仍歡迎進(jìn)一步的發(fā)展。尤其是由于限流熔斷器使用的增加以及由于成本因素而使用現(xiàn)有的斷流器固定安裝支架，使得需要全范圍的限流熔斷器殼，其尺寸使得能夠裝在現(xiàn)有可互換斷流器固定支架的“門”內(nèi)。理想的是，這種熔斷器殼應(yīng)是脫落型的，以便提供熔斷器動作的指示，消除已熔斷的熔絲上的電壓，并且容易安裝和維修。限流熔斷器殼應(yīng)該完全是非沖出式的，以避免對人員的危險，消除火災(zāi)隱患，并允許該裝置裝在被保護(hù)的設(shè)備或其它設(shè)備附近。限流熔斷器殼動作時應(yīng)不產(chǎn)生噪聲，沒有沖出式熔斷器動作時發(fā)生的電壓急降。限流熔斷器殼應(yīng)大大地減少或消除被保護(hù)設(shè)備的嚴(yán)重的故障隱患。全范圍的非沖出式的限流熔斷器殼應(yīng)消除誤配合的可能性，或消除由于局部使用損壞的熔斷器而出現(xiàn)的問題。這兩者當(dāng)使用沖出式熔斷器作為切斷熔斷器組件的低電流的部分時都被涉及到。而且，全范圍的限流式熔斷器殼提供一種完全密封的大電流和低電流的遮斷部分，從而確保遮斷性能不會被污染的環(huán)境帶來不利影響。
因而，提供了一種限流脫落式熔斷器殼體，它尤其適合于安裝在具有工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)尺寸的常規(guī)的可互換的斷流器固定支架上。這種熔斷器殼包括一個熔斷器主體，該熔斷器主體由一熔斷器管組成，在管的每端裝有蓋組件。熔絲元件圍繞一個沿熔斷器主體長度延伸的輻射架安裝在熔斷器主體內(nèi)。熔絲元件包括一大電流的和一小電流的可熔部分。此外，在輻射架周圍，有一輔助線延伸過熔斷器主體的長度。輔助線的上端連接到上蓋組件上。一根觸發(fā)線連接到輔助線的下端并延伸通過下蓋組件，伸出熔斷器主體外部。輔助線和觸發(fā)線與下蓋組件絕緣。
熔斷器主體上的下蓋組件安裝在一個鉸接件上，該鉸接件被可轉(zhuǎn)動地支持在可互換的斷流器固定支架上。該鉸接件包括一鉸接構(gòu)件，它被可轉(zhuǎn)動地安裝在可互換的斷流器固定支架中，還包括一支持熔斷器主體的連接件和一個鎖件，該鎖件用來把鉸接件和連接件在相對于彼此的收縮位置上閂住。鉸接件和連接件用一鉸接合件被可轉(zhuǎn)動地連接起來。當(dāng)限流熔斷器殼安裝在可互換的斷流器固定支架中的一個延伸位置并正傳導(dǎo)正常的系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)電流時，所述的鎖件把鉸接件和連接件保持在收縮位置。借助于觸發(fā)線使鎖件保持閂住或收縮狀態(tài)，觸發(fā)線的末端連結(jié)到鎖件上。當(dāng)在熔絲動作時，由于觸發(fā)線熔斷，鎖件把鉸接件從連接件上釋放，從而允許鉸接件向伸展的狀態(tài)轉(zhuǎn)動，使限流熔斷器殼回縮，因而從可互換的斷流器固定支架的上端子上脫落。下蓋組件也包括下蓋組件和位于觸發(fā)線通向熔斷器主體外部一個位置上的觸發(fā)線之間的火花間隙。當(dāng)經(jīng)歷故障電流時，火花間隙的電弧幫助保證觸發(fā)線熔斷并把鎖件釋放。
鉸接件進(jìn)一步包括一電流轉(zhuǎn)換件，它保證鉸接件和下蓋組件間的電氣連接，同時也作為彈簧，在觸發(fā)線釋放鎖件時使鉸接件和連接件偏離。
限流熔斷器的長度借助于把可熔元件螺旋狀地纏繞在幾個沿輻射架的縱向長度徑向伸出的支持面上減到最小?？扇墼◣讉€分開的、非隨機(jī)安置的閃電熔巖起動部分，例如被減少截面的部分，當(dāng)發(fā)一故障電流時，在這些部分首先形成閃電熔巖。可熔元件被在相鄰的減少面積的部分之間的支持面支持著，使得在與支持面分開的位置和熔斷器管內(nèi)壁分開的位置上首先形成閃電熔巖。
本發(fā)明也可以包括一上蓋組件，該組件具有牢固地嵌套在一起的元件，并用一個緊固裝置組裝起來。緊固裝置可以包括一個孔，在裝配期間通過它把砂注入熔斷器主體內(nèi)。
本發(fā)明也可以包括一星形繞線結(jié)構(gòu)，其中大電流熔斷元件的開槽的或V形部分放在相鄰的輻射狀態(tài)的支撐面之間。此外，如果熔絲元件的相鄰匝中被減少的面積部分交錯排列或彼此偏移，就可得到閃電熔巖“嵌套”的優(yōu)點(diǎn)。借助于把大電流熔絲元件繞在星形結(jié)構(gòu)上以及使相鄰元件匝的減少的面積部分偏移成交錯排列，并且借助于非隨機(jī)地放置減少的面積部分使之與熔斷器管和輻射支持面分開，本發(fā)明可被做得小于其它方法制造的尺寸，并具與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的可互換斷流器固定支架的尺寸相兼容。
因此，本發(fā)明具有這樣的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，它從根本上發(fā)展了熔斷器和熔斷器殼體技術(shù)，提供了一種脫落型的限流熔斷器殼，這種熔斷器殼可被用于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)可互換斷流器固定支架中，還提供了全范圍的電流遮斷功能，而沒有上述的現(xiàn)有技術(shù)中沖出式熔斷器的危險和麻煩。本發(fā)明的這些和其它的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀下列說明及符圖之后，將變得更加明顯。
為了詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施例，現(xiàn)在參看附圖，其中

圖1是一個常規(guī)的可互換的斷流器固定支架的側(cè)視圖，支架上裝有本發(fā)明的限流脫落熔斷器殼。
圖2是熔斷器主體的截面圖，其中有上、下蓋組件，具有大電流和小電流可熔元件的限流熔絲;
圖3是沿圖2中3-3線截取的本發(fā)明的限流熔絲和熔斷器主體的截面圖;
圖4是本發(fā)明熔斷器殼的上蓋組件的分解圖;
圖5是圖4中裝在熔斷器主體上的上蓋組件的局部截面圖;
圖6是圖5中的上蓋組件的頂視圖;
圖7是熔斷器上部元件端頭件的頂視圖;
圖8是圖7中的上部元件端頭件的側(cè)視圖;
圖9是用于上蓋組件的嵌入螺栓頂視圖;
圖10是圖9中嵌入螺栓的側(cè)視圖;
圖11是上蓋組件的上蓋的頂視圖;
圖12是圖11中的上蓋的側(cè)視圖;
圖13是安裝在熔斷器主體上的下蓋組件的局部截面圖;
圖14是下蓋組件的上部元件端頭件的底視圖;
圖15是圖14中的下部元件端頭件的側(cè)視圖;
圖16是下蓋和鉸接組件的處于鎖住狀態(tài)并安裝在可互換斷流器固定支架上時的帶有局部剖面的側(cè)視圖;
圖17是處于非鎖住狀態(tài)的下蓋和鉸接組件的端視圖;
圖18是本發(fā)明的鉸接件的套筒的側(cè)視圖;
圖19是圖18所示套筒的端視圖;
圖20是鉸接件的連接件的側(cè)視圖;
圖21是圖20所示的連接件的頂視圖;
圖22是鉸接組件的正視圖;
圖23是圖22所示鉸接組件的底視圖;
圖24是圖22的鉸接組件的側(cè)視圖;
圖25是由圖18的套筒支持在圖20的連接件內(nèi)的鉸接組件的局部正視圖;
圖26是鎖件的頂視圖;
圖27是圖26鎖件的側(cè)視圖;
圖28是圖26的鎖件的端視圖;
圖29是圖26的鎖件的另一端的視圖;
圖30是鎖板件的側(cè)視圖;
圖31是圖30的鎖板件的端視圖;
圖32是電流轉(zhuǎn)接件的透視圖;
圖33是熔斷器殼局部側(cè)視圖，在其下部、延伸位置，具有處于其收縮和鎖住狀態(tài)的鉸接件;
圖34是熔斷器殼的側(cè)視圖，其處于收縮狀態(tài)，具有未鎖住的、松開鉸接連接的鉸接組件;
圖35是一個熔斷器殼的側(cè)視圖，其處在如圖34的鉸接件松開后并且熔斷器殼在可互換的斷流器固定支架內(nèi)轉(zhuǎn)動后的位置上;
圖36是本發(fā)明限流熔斷器和熔斷器殼的另一實(shí)施例的載面圖;
圖37是限流熔斷器和熔斷器殼的另一實(shí)施例的局部截面圖，具有形成在熔絲元件內(nèi)的錯開的或交替安置的減少的面積;
圖38是熔斷器殼的局部截面圖，它具有安裝于其內(nèi)的帶有并聯(lián)熔絲元件的限流熔斷器，熔絲具有錯開的或交替配置的減少的截面部分;以及圖39是圖37所示的實(shí)施例的側(cè)視圖，具有在鄰近限流熔絲元件處生成的閃電熔巖。
首先參看圖1，其中示出了已知的可互換的斷流器固定支架10。固定支架10被電力工業(yè)或廠家稱為“可互換的”，是因為它用來安裝大量類似定額的沖出式熔斷器殼，這些熔斷器殼是由不同的電力設(shè)備廠生產(chǎn)的?？苫Q斷流器固定支架10一般分別包括絕緣子12和上、下端組件16和18，它們分別安裝在絕緣子12兩端的上、下端支撐件17和34上。在接近絕緣子12的中央處連著支撐臂14，它可以被連接到任何常規(guī)的支撐托架15上，用來把斷流器固定支架10連接在合適的安裝構(gòu)件上，例如設(shè)備電極的橫臂(未示出)。
上端組件16被連接到端支撐17上，并且一般包括一反沖棒20，角構(gòu)件22和上端托架11，它們都用螺紋固定器46連接到上端支撐件17上。端墊42、端子夾具19和螺栓連接器43被連接到上端托架11上，用來接收和夾持電線導(dǎo)體(未示出)。上端組件16進(jìn)一步包括傳導(dǎo)帶28和杯狀接點(diǎn)26，它整體形成在傳導(dǎo)帶28中。傳導(dǎo)帶28通過端子分路器29電氣地互聯(lián)杯狀接點(diǎn)26和上端墊42。杯狀接點(diǎn)26連接在調(diào)整桿32的一端，調(diào)整桿32被安裝在穿過反沖棒20的一端的通孔31內(nèi)。桿32的另一端連接傳導(dǎo)帶28的33處。線圈彈簧30被安置在反沖棒20的下側(cè)和杯狀接點(diǎn)26的頂部27之間，與傳導(dǎo)帶28配合，以允許相對于反沖棒20的杯狀接點(diǎn)26的某種往返運(yùn)動。杯狀接點(diǎn)26作為電氣連接，當(dāng)熔斷器殼被裝于可互換斷流器固定支架10內(nèi)時，用來接收熔斷器殼的上部電接點(diǎn)。一對(圖1中只示出了一個)負(fù)荷斷路鉤導(dǎo)向臂24安裝在角狀件22的一端，用來引導(dǎo)熔斷器殼進(jìn)入上端組件16內(nèi)，同時提供了一種暫時把負(fù)荷斷路工具附件連接到固定支架10上的裝置。
下端組件18一般包括從絕緣子12上伸出的下端支撐件34，固定鉸接件35和止擋構(gòu)件38，它們借助于有螺紋的緊固件37連接在下端支撐件34上。固定鉸接件35包括一對掛鉤臂36，它由導(dǎo)電材料例如黃銅制成。在臂36內(nèi)有U形彎頭40，用來支撐熔斷器殼的下部鉸接組件。U形彎頭40形成一U形夾21，它有一中心23和底部25。導(dǎo)電彈簧夾45安裝在固定鉸接件35的上表面41上，壓著熔斷器殼，以確保熔斷器殼和固定鉸接件35之間良好的電接觸。止擋件38和下部電流分路器47借助于緊固件37也被連接到下端支撐件34上。下端托架13借助于緊固件49連接到電流分路器47和止擋件38上。端墊44、端夾39和螺栓連接器48與下端托架13相連，用來接收和夾持電線導(dǎo)體(未畫出)。下端電流分路器47為固定鉸接件35和下端墊44之間提供了良好的電接觸。
可互換的斷流器固定支架10一般有兩個電壓額定值。這兩個斷流額定值分別為最大電壓為15KV和27KV，這些常規(guī)的可互換的斷流器固定支架具有工業(yè)上使用的“標(biāo)準(zhǔn)”尺寸。這些標(biāo)準(zhǔn)尺寸允許由任一可互換的斷流器制造廠生產(chǎn)的一種給定電壓額定值的熔斷器殼可以使用在這些相同可互換的斷流器制造商中任一個的具有相同電壓額定值的斷流器支架上。
為了使熔斷器殼與可互換斷流器固定支架10配合，即使熔斷器主體的頂部接點(diǎn)安置在支架的杯狀接點(diǎn)26的槽內(nèi)，熔斷器殼熔管部分的直徑必須小于1.5英寸。這一尺寸允許熔管放于負(fù)載斷路鉤24之間。其它典型的可互換斷流器固定支架的尺寸在表1中用D1、D2、D3和D4表示。這些尺寸根據(jù)具體的制造廠會稍有差別，如下表所示表1
表1所示的D1是當(dāng)彈簧30和傳導(dǎo)帶28處在放松的不被壓縮狀態(tài)時(圖1所示的彈簧30和傳導(dǎo)帶28被熔斷器殼50壓縮了一些)杯狀接點(diǎn)26的最下邊形成的線8和通過U形夾21的中心23的并行線9之間測得的尺寸。D2是在絕緣子12的中軸線7和與軸線7基本平行的通過U形夾21的中心23的線5之間測得的尺寸。D3是在絕緣子12的中心軸線7和基本上與軸線7平行的桿32和杯狀電極26的中心軸線6之間測得的尺寸。D4是D3和D2之間的差。
仍舊參看圖1，其中示出了本發(fā)明的安裝在可互換斷的流器固定支架10上的限流脫落熔斷器殼50。限流熔斷器殼50的首要目的在于為標(biāo)準(zhǔn)尺寸的可互換斷流器固定支架10提供熔斷器主體52，熔斷器主體52與支架的上部杯狀電極26按中心線對準(zhǔn)。本發(fā)明的另一個重要目的在于不僅使限流熔斷器殼50能適合于可互換的斷流器固定支架10，而且使它的電壓電流額定值能滿足現(xiàn)在和將來的供電變壓器過電流保護(hù)的需要。
繼續(xù)參看圖1，限流脫落熔斷器殼50一般包括具有上蓋組件54和下蓋及鉸接組件58的熔斷器主體52。如下面所詳述的，上蓋組件54包括一頂部接點(diǎn)56。下蓋和鉸接組件58包括傳導(dǎo)鉸接構(gòu)件60，它通過熔斷器主體52電氣地與頂部接點(diǎn)56互連。熔斷器殼50被安裝在可互換的斷流器固定支架10內(nèi)，在其下、下端組件16和18之間，使得上蓋組件54的頂部接點(diǎn)56位于杯狀接點(diǎn)26的槽內(nèi)，并且使鉸接件60被下端組件18的固定鉸接件35連接。
現(xiàn)在參看圖2，脫落熔斷器殼50的限流熔斷器主體52一般包括大電流可熔元件78和低電流可熔元件80，它們被裝在具有內(nèi)表面71的絕緣殼或熔管70內(nèi)。熔管70最好由富環(huán)氧樹脂(epoxyenriched)的玻璃纖維制成，一般呈管狀，在兩端分別由上端蓋和下端蓋即帽72，74封閉。熔斷器主體52的長度在圖2中圖D6表示，并被規(guī)定為上端部73與下端部75之間的尺寸。熔斷器主體52內(nèi)有一被稱為輻射架76的支撐結(jié)構(gòu)，它支撐著可熔元件78和80。高純度的硅砂82或其它具有合適的遮斷與絕緣特性的材料圍繞著輻射架76和可熔元件78、80，并且充滿熔斷器主體52內(nèi)沒被使用的空間。
現(xiàn)在參看圖2和圖3，在較佳實(shí)施例中，輻射架76由無機(jī)云母制成。它包括從熔斷器主體52的縱軸51向外輻射的四個臂100，在圖2中可以看見3個。元件支撐面102沿每個臂100的長度均勻分布。一對薄片105從每一支撐面102上伸出，以便在制造期間幫助把元件78保持在支撐面102上。如圖2所示，薄片105和支撐面102形成一沿輻射臂100長度方向的槽104。
可熔元件80、78繞在輻射架76的元件支撐面102上。高電流可熔元件78可以是一根或幾根帶或絲，也可以是串聯(lián)的帶和絲。在較佳實(shí)施例中，高電流可熔元件78包括一由銀制成的帶狀元件90，其它導(dǎo)電材料也可以使用。較佳實(shí)施例中的帶90具有大于900℃的熔化溫度。最好如圖2所示，帶元件90包括一列減少的面積部分92，其上有通過帶90厚度方向的孔。可用切口代替孔，切口可沿帶90的邊沿形成，或使用孔和切口的結(jié)合來減少帶90的橫截面積。具有減少的面積部分92的帶90被螺旋地繞在輻射臂100的元件支撐面102上，所得到的線圈組件被裝在熔斷器主體52內(nèi)。
本發(fā)明的熔斷器主體52的尺寸被可互換的斷流器固定支架10的尺寸限制，如表1所示。上面也已提到，熔管70要有小于1.5英寸的外徑以便能裝在導(dǎo)向臂24之間。然而，在這些限制下，熔斷器主體52必須提供有足夠長度和橫截面積的元件80和78，以便具有合適的遮斷特性和電流承受能力以滿足現(xiàn)在的和將來的應(yīng)用要求。
在這些相對小的熔斷器主體內(nèi)實(shí)現(xiàn)所需的元件長度和元件橫截面積的關(guān)鍵是使螺旋繞制的高電流元件78相鄰匝之間的間距最小以及使高電流元件78的最外直徑和熔管70的內(nèi)壁71之間的間距最小。在較佳實(shí)施例中這些間距借助于非隨機(jī)地布置帶90上的減少面積的部分92來減到最小，使得當(dāng)把帶90繞在輻射架76上時，減少了面積的部分92不接觸輻射臂100的元件支撐面102，而是使減少了面積的部分92處在輻射臂100之間，并且不處在元件支撐面102的上方。在較佳實(shí)施例中，減少了面積的部分92被這樣放置，使得輻射架76的元件支撐面102在相鄰的減少了面積的部分92之間的中途支撐帶90。按這種方式，如圖2所示，帶90的相鄰匝中的減少了面積的部分92一般地對準(zhǔn)基本上與熔管軸線51平行的柱93。這樣安置，減少了面積的部分92相對于元件90的相鄰匝的減少了面積的部分，當(dāng)從垂直于元件78的邊的方向(或跨過最短的元件到元件的間距)看時，被錯開了些。
使減少了面積的部分92的輻射臂100的元件支撐面102之間保持分開具有極大的優(yōu)點(diǎn)，它使得限流熔斷器的結(jié)構(gòu)大大地小于現(xiàn)有的限流熔斷器，并使得本發(fā)明的熔斷器主體52和熔斷器殼50能裝在現(xiàn)有的可互換的斷流器固定支架10中。
一般地，沿著高電流可熔元件78的路徑的電弧在元件的減少了面積的部分92處開始。這便在這些減少了面積的部分92產(chǎn)生較大的并較熱的閃電熔巖部分(在熔斷器動作期間熔化的砂的結(jié)構(gòu))。對于最普通的元件線圈形狀(矩形的、螺旋的等)，元件和熔管間的間距隨線圈的長度改變。如果元件78的減少了面積的部分92產(chǎn)生的較大的較熱的閃電熔巖處在線圈與熔管之間大的間隙處，或處在與線圈元件78的最外部保持在最大的可達(dá)到的距離處，即離輻射架76的最突出的元件支撐面102的外面盡量的遠(yuǎn)處，元件78可以以較大的半徑繞制并仍裝在給定直徑的熔管70內(nèi)，而不會引起熔管70的熱破壞，否則在故障電流遮斷期間將發(fā)生這種熱破壞并導(dǎo)致熔斷器故障。
此外，雖然用作輻射架的典型材料通常被認(rèn)為是耐受熔管70內(nèi)產(chǎn)生的電弧及熱量的并對于這些過程保持相對的“惰性”的，但已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，由把減少了面積的部分92配置在輻射架表面上，可增加跨在元件支撐面102上的燃弧時間，這趨向于劣化熔斷器的遮斷性能，因為這會使得通過的I2t較高，生成較大的閃電熔巖。另外，在元件78接觸元件支撐面102的地方比相同截面的元件78被砂完全包圍的地方的閃電熔巖要大。此外，當(dāng)減少了面積的部分92按上述配置并如圖2所示時，在減少了面積的部分92形成的閃電熔巖的最大寬度部分與元件78的相鄰匝中的最寬的閃電熔巖部分被錯開或偏離，從而在閃電熔巖的相鄰匝之間提供了最大的分離。
在本發(fā)明中，把元件78的減少了面積的部分92與輻射架支撐表面102分開這種配置，使得能在由可互換斷流器固定支架10確定的直徑和長度限制下，達(dá)到所需的元件長度。把減少了面積的部分92與輻射架支撐表面102分開這種配置允許有最大的繞線直徑，因而每匝元件具有最大長度，并且借助于保持元件78中產(chǎn)生最大最熱的閃電熔巖的部分離開有最小的元件至殼體的間距的線圈部分。同樣，產(chǎn)生較小閃電熔巖的部分也在這些小閃電熔巖的相鄰匝的最寬部分處錯開，使得元件78繞得更緊，從而使在給定的熔斷器殼50的長度內(nèi)得到較多的元件78的匝數(shù)，借助于減少元件78的分開相鄰匝處的閃電熔巖的侵入，免除匝間短路的危險。
而且，象下面參照圖36詳細(xì)說明的那樣，使用“星”形線圈與/或提供減少面積部分92的間距來使相鄰元件匝間的減少了面積的部分92得到最大的錯開，從而使這些相對小的限流熔斷器主體得到最大的電流和電壓定額。
即使利用上述的元件繞線技術(shù)來達(dá)到熔斷器主體52內(nèi)的最大的元件長度時，由于被可互換的斷流器固定支架對熔斷器主體52提出的尺寸限制，當(dāng)改進(jìn)熔斷器殼50的電流電壓定額時，必須考慮配電系統(tǒng)的參數(shù)，以便熔斷器殼的定額滿足現(xiàn)在的和將來的變壓器過電流保護(hù)的需要。
一般地，限流熔斷器殼50被使用在各個可互換的斷流器固定支架10上時，必須能夠遮斷系統(tǒng)電壓達(dá)到支架10的最大額定電壓時的過負(fù)荷或故障電流?；蛘?，象通常把限流熔斷器用于牢靠接地的Y系統(tǒng)中時，熔斷器殼必須能夠在電壓達(dá)到和包括系統(tǒng)的線對中點(diǎn)的電壓時遮斷過載或故障電流。8.3KV額定最大電壓熔斷器殼覆蓋了15KV電壓等級的牢靠接地的Y系統(tǒng)中的最大的線對地的電壓。此外，最大額定電壓為23KV的熔斷器殼能覆蓋相當(dāng)普遍的38KV的接地的Y系統(tǒng)中的線對地電壓。
適全于各個電壓定額的可互換的斷流器固定支架的全電壓定額值的熔斷器殼50有一高電流可熔元件線圈78，它允許具有較長的元件長度，當(dāng)運(yùn)行在斷流器的最大額定電壓時，為了成功地遮斷過載或故障電流，這是需要的。因為在線對中線的應(yīng)用中的低的運(yùn)行電壓，即在15KV的支架時為8.3KV，在27KV的支架時為15.5KV，在這種應(yīng)用中可采用較短的元件長度。在可采用較短的元件長度的某些情況下，可以在安裝在可互換斷流器固定支架10上的熔斷器殼50中使用并聯(lián)的或多元件線圈78，這對高電流定額的熔斷器是需要的。下表2總地了用在15.0KV和27.0KV的可互換斷流器固定支架10中的限流熔斷器殼50的最大電流額定值表2
在較佳實(shí)施例中，銀帶90的寬度范圍為0.125至0.250英寸，最好為0.188英寸，厚度大約為0.002至0.006英寸，視熔斷器的電流定額而定。帶元件90的長度及其并聯(lián)個數(shù)取決于熔斷器殼50的額定電流電壓。典型地，用于15KV支架中的熔斷器主體52具有接近8.84英寸的圖2所示的長度D6，而27KV支架的熔斷器主體52長度D6接近12.35英寸。下表3列舉了熔斷器主體52的最大允許尺寸及帶元件90的最大并聯(lián)數(shù)，還有元件90的典型長度，它們被用于上面表2中列舉的熔斷器殼50的電壓額定值表3
仍然參看圖2和圖3，帶元件90(或在高額定電流時并聯(lián)元件90)被螺旋地繞在輻射架76上，并在較佳實(shí)施例中，每1/4匝被元件支撐102所支撐。給定所用元件帶寬和間距之后，相鄰的帶匝由基本上均勻的距離分開，其距離范圍大約在0.33至0.53英寸內(nèi)，對于單根的非并聯(lián)元件90，是從平行于軸線51的方向測量的(對于并聯(lián)的元件90為0.40至0.67英寸)。在這一較佳實(shí)施例中，帶90的螺旋繞組的半徑大約在0.48到0.65英寸之間，是由軸線51到支撐面102測量的(最好為0.54英寸)，減少了面積的部分92被中點(diǎn)對中點(diǎn)地均勻隔開，其距離大約在0.35至0.50英寸之間。最佳實(shí)施例的熔管70具有約為1.48英寸的外徑和約為1.36英寸的內(nèi)徑，元件90和熔管70的內(nèi)壁71之間在每個元件支撐面102處的隔離小于0.20英寸，對于所有電壓電流定額，最好約為0.13英寸。當(dāng)利用上述技術(shù)使得元件對管有最小間隙時，即把元件78的減少了面積的部分92安置在元件支撐面102之間且不與其接觸，則在較佳實(shí)施例中，在減少面積的部分92的中央處的元件78和熔管70的內(nèi)壁71之間的間隙D5(圖3)約在0.18和0.25英寸之間，最好約為0.23英寸，是沿著半徑從軸線51測量的。使減少面積的部分92的中心至少離開元件持撐面102大約0.18英寸也是較好的。使減少面積的部分92離開元件支撐面102這種布置也使得元件線圈相鄰匝之間的間隙最小，如前面所解釋的那樣。在有一根帶元件90的熔斷器殼50內(nèi)的元件90的螺距最好在約為0.50至0.66英寸之間，而雙元件線圈的螺距約在0.85與1.06英寸之間。典型的帶元件90的線圈數(shù)列于表4中，當(dāng)利用減少面積部分的安置技術(shù)時，可以提供成功的熔斷器遮斷性能。
表4
最好如圖2所示，在輻射臂100的元件支撐面102之間一般形成缺口106。在最佳實(shí)施例中，這些缺口106的深度為元件支撐面102下方0.25。這些缺口106的寬度是線圈螺距與元件支持面102上被帶元件90占據(jù)的空間和在元件兩側(cè)的元件定位片105的寬度的和之間的差，典型地為0.05英寸寬。這些缺口106用來減小在故障電流遮斷期間，帶元件90的相鄰匝間閃爍的可能性，并使得能合適地安置輔助線120，下面將要詳細(xì)說明。
仍然參看圖2，低電流可熔元件80與高電流可熔元件78串聯(lián)連接?？扇墼?8和80之間由銅傳導(dǎo)帶79連接。傳導(dǎo)帶79被支撐在輻射架76上。低電流可熔元件80運(yùn)行在低于高電流可熔元件78運(yùn)行的預(yù)定電流值。在最佳實(shí)施例中，低電流可熔元件80包括1個或幾個并聯(lián)連接的導(dǎo)線110，它們最好由銀或其它良導(dǎo)電材料制成，并由硅橡膠罩114絕緣。被包裹著的線110然后被螺旋地繞在輻射架76的下部。每根線110的一端用焊接連接在在其終點(diǎn)116的傳導(dǎo)條79上。線110的另一端也用焊接與下部元件端86導(dǎo)電性地相連。在安裝之前，當(dāng)線110由熔化溫度大于220℃的導(dǎo)電材料制成時，每根線110包括兩根長度大約相等的線，它們在結(jié)點(diǎn)112用焊料焊在一起，焊料的熔化溫度應(yīng)低于線110的熔化溫度。用來制造線110的導(dǎo)電材料或在結(jié)點(diǎn)112用的焊料具有這樣的熱特性，即在與熔斷器要求的時間電流特性相符合的溫度下它被熔化。雖然結(jié)點(diǎn)112完全被覆蓋層114隔離，為了清楚起見，圖2中的線110具有一個切去覆蓋層114的部分。
仍然參看圖2，在熔斷器主體52內(nèi)放置著輔助線120，輔助線120對于高電流定額的熔斷器最好用銀制成，對于低電流定額的熔斷器最好用較高電阻率的導(dǎo)體制成。輔助線120以帶90及線110相同的方向螺旋地繞在輻射架76上，并集中地位于帶90和線110形成的螺旋線內(nèi)，以這種方式，輔助線120如下所述，除去接近其上端點(diǎn)處之外，不與帶90或線110接觸。輔助線120的下段121在進(jìn)入由低電流可熔元件80形成的螺旋管占據(jù)的空間時，用硅橡膠覆層121絕緣。輔助線120的上端被固定到上部的元件接頭84上，參照附圖13如后面要更詳細(xì)描述的，輔助線120的下端端接在導(dǎo)電插座186上，該導(dǎo)電插座被保持在輻射架76下端上形成的中間凹座185上。導(dǎo)電插頭188被插到插座186里并與觸發(fā)線204電連接，該觸發(fā)線最好由高強(qiáng)度和高電阻的鎳鉻合金制成。對于低額定電流的熔斷器，該觸發(fā)線204用象“鋁熱劑(thermite)”這樣的材料制成，這種材料一旦被對觸發(fā)線的起始電弧激發(fā)將受到熔化過程處理，觸發(fā)線204通過下封頭74伸出熔斷器主體52之外，來與下蓋和鉸接組件58相接合。導(dǎo)電插座186、插頭188和觸發(fā)線204與下封頭74完全電絕緣。
現(xiàn)參見圖4-6，這里表示出熔斷器殼50的上蓋組件54和熔斷器主體52的頂封頭72。如在圖4和5特別表示的，上蓋組件54一般包括頂部接觸件56，拉環(huán)132，有螺紋嵌入螺栓134和O型環(huán)密封件136。上蓋組件54和上封頭72結(jié)合在一起，上封頭72一般包括頂端蓋138和上部元件端頭84。頂接觸件56和上封頭72被固定。而它們相互之間的位置用一單個的緊固件，如有螺紋的嵌入螺栓134維持。頂部接觸件56的上端端面55高于熔斷器主體52的上端端面73約0.75英寸。
現(xiàn)參見圖7和8，上、下部元件端頭84、86分別用導(dǎo)電材料制成，最好是銅，并且用做為輻射架76的支撐和用做為可熔元件78，80以及輔助線120的上端的落腳和端接點(diǎn)。如圖7中具體描述的，上端頭84包括4個輻射架的支撐件140，每一個包括一用來接納輻射架76的接收臂100的接收切口142。上端頭84的上表面144包括一凸出的隆起部146，該隆起部具有一大約正方形的周邊148。在上表面144中間設(shè)置的是孔150，該孔用來接納有螺紋的嵌入螺栓134的桿。正如圖8中最佳表示的，凸出的隆起部146形成一個用來獲取嵌入螺栓134的正方形頭160的凹座158，在上端頭84的下表面形成有延伸片154和156。4個片154用來支撐和用來保持輻射架的臂100之間的分隔。如圖2所示，片156形成了帶90和輔助線120的落腳和端接點(diǎn)，帶90和輔助線120纏繞并焊在片156上。
現(xiàn)參見圖9和10，所示的嵌入螺栓134包括方頭160和有螺紋的螺桿162。最好，嵌入螺栓134用銅合金制成，但也能用其他合適的導(dǎo)電材料制成，頭部160被設(shè)定這樣的尺寸以致于被接納在上端頭84的凹座158內(nèi)，該凹座防止頭部160的轉(zhuǎn)動。嵌入螺栓134包括一個中孔164，該中孔穿過嵌入螺栓長度方向軸設(shè)置，用來給進(jìn)入熔斷器主體52內(nèi)的砂子82提供入口。
現(xiàn)參見圖11和12，頂蓋138包括一圓柱形體165。圓柱形體165包括一上表面166和一凸出的接觸件167，該接觸件大約為方形并具有一貫穿凸起的接觸件167形成的中孔168。凸起的接觸件167形成一凹座169，如圖4和5結(jié)合起來看的那樣，該凹座169用來接納上端頭84的凸起的隆起部146。頂蓋138最好由象110銅這樣的銅合金制成。
再參見圖4和5，頂端蓋138的體165具有一個略大于熔管70外直徑的內(nèi)直徑。在熔斷器主體52組裝時，頂蓋138被放在熔管70的上部管端上并被磁化處理(magneformed)。并在磁化處理之前，把一種環(huán)氧粘合密封劑分布在熔管70和端蓋138之間。
再參見圖5和6，最好由電鍍過的鋼或不銹鋼制成的拉環(huán)132被用來把熔斷器殼50與可互換斷流器固定支架10接合和分離。拉環(huán)132包括一個環(huán)形部分170和一方形部分172，該方形部分具有直內(nèi)邊173，上述直內(nèi)邊的尺寸定得剛好接納和接合頂端蓋138的凸起接觸件167。在熔斷器主體52組裝時，嵌入螺栓134的方頭160套在上端頭84的凸出的隆起部內(nèi)，接著再套在頂端蓋138的凸起接觸部167內(nèi)。嵌入螺栓134的螺桿部分162穿過上端頭84和頂蓋138各自的孔150和168。拉環(huán)132的方形部分172被放在頂端蓋138的凸起接觸部167上，同時嵌入螺栓134的螺桿162穿過頂端蓋138設(shè)置。O型環(huán)136被套放在螺桿162上。頂接觸件56包括一個中間螺紋孔131，該螺紋孔131有螺紋的嵌入螺栓134嚙合。當(dāng)頂接觸件56被套在螺栓134上擰緊時，O型環(huán)136在頂接觸件56、嵌入螺栓134和頂端蓋138之間密封。頂接觸件56包括一凹進(jìn)部或臺階137，設(shè)計其尺寸在頂接觸件56被套在嵌入螺栓134上擰緊時，允許拉環(huán)132裝配在頂端蓋138和頂接觸件56之間，上述擰緊直到O型環(huán)136達(dá)到要求的這樣的程度，即被充分地擠壓來密封所述的上述部件。
現(xiàn)參見圖13，在此表示的下封頭24包括底端蓋180、密封件182和定位件184。底端蓋180用銅合金制成，如銅110，或其他導(dǎo)電材料，它一般包括設(shè)置在熔管70周圍的圓筒形體部分190和一大致圓筒形的直徑縮小的伸延部194，該伸延部194從圓筒體部分190的中心伸延并與其相連，由此形成在蓋180內(nèi)的內(nèi)凹穴198。伸延部194和圓筒體190大致上與熔斷器軸線51同軸對正。孔196基本形成在與軸線51相橫切的伸延部194下表面195的中心。
現(xiàn)參見圖14和15，下端元件端頭86包括4個輻射架的支撐件207，每一個包括一個用來接納輻射架76的臂100的接納切口208。下端頭86的下表面206包括一個導(dǎo)電翼片192和形狀上大致為環(huán)形的凸起的隆起部212，并形成一個凹座213。穿過下端頭86的凹座213在中心設(shè)置的是孔214，孔214基本上與熔斷器軸線51對齊。形成在下端頭86上表面205的是有角度的翼片209，它被用來對輻射架76的臂100的支撐并保持臂100的分隔。上表面205進(jìn)一步包括翼片211，用做為圖2所示的低電流可熔元件80的導(dǎo)線110的落腳和端接點(diǎn)。線110最好纏繞并焊在翼片211上。
如在圖12中最佳描繪的，下部元件端頭86通過導(dǎo)電翼片192和底端蓋180電連接。翼片192穿進(jìn)底端蓋180上形成的孔193。穿進(jìn)端蓋180的翼片192的部分被彎過來并焊在蓋180上，此時放在底端蓋180中間凹座198內(nèi)的隆起部212把熔管70內(nèi)的輻射架76定在中間。密封件182由一個橡膠墊組成。定位件184包括一用象尼龍這樣的電絕緣材料制成的絕緣墊圈。密封件182和定位件184在伸延部194的中間凹槽198內(nèi)同軸放置。密封件182和定位件184分別包括中孔200和202，它們和在底端蓋180上的孔196對齊。密封件182的孔200具有大于定位件184的孔202的直徑。一個高強(qiáng)度的鎳鉻合金觸發(fā)線204被釬接或被焊到導(dǎo)電插頭188上，插頭188最好用銅制成。插頭188包括一個凸緣189，它被放在密封件182和定位件184之間。
現(xiàn)參見圖2、13和14，一個被用來收納并導(dǎo)電接合插頭188的有凸緣導(dǎo)電插座186穿過下端頭86的孔214放置。插座186被扣在沿熔斷器軸線51在輻射架76的下端形成的中間凹口185內(nèi)。最好由銅制成的插座186被裝配到如前所述的輔助線120上并與之導(dǎo)電接合。在以伸過孔200、202，和196并從熔斷器主體52伸過來的鎳鉻合金觸發(fā)線204組裝熔斷器主體52期間，通過下部元件端頭86的孔214把導(dǎo)電插頭188插入導(dǎo)電插座186。輔助線120的下端，插座186、插頭188和觸發(fā)線204與下蓋和鉸連接件58完全電絕緣。如在圖13中最佳描繪的，在觸發(fā)線204和底端蓋180之間形成一個火花間隙210。間隙210對于熔斷器殼50的全部電壓和電流額定值來說最好大約為0.040英寸，被提供用來幫助如下面要更全面描述的導(dǎo)致熔斷器殼50與可更換斷流器固定支架10嚙合的脫落。
現(xiàn)參見圖16，熔斷器主體52被固定在下蓋和鉸接組件58上，下蓋和鉸接組件58包括一鉸接部件60，鎖件和鎖件板件62、66，彈簧63，電流交換器68和連接件64。如在此之后更加詳細(xì)描述的那樣，鉸接部件60把下蓋和鉸接組件58裝配在可互換的斷流器固定支架10中。連接件64被相對鉸接在鉸接部件60上并把限流熔斷器主體52固定到鉸接組件58上。鎖件和鎖件板62、66分別在機(jī)械上保持住鉸接部件60和連接件64，在熔斷器50處于伸出位置并固定在可更換的斷流器固定支架10內(nèi)時，使其處于回縮或壓入的位置。當(dāng)故障電流使觸發(fā)線204釋放鎖件62時，鎖件62轉(zhuǎn)動釋放鎖件板66，使得允許鉸接部件60和連接件64轉(zhuǎn)到伸開和釋放的位置，該位置允許熔斷器殼50回縮并脫落開可更換斷流器固定支架10。電流轉(zhuǎn)接件68確保鉸接部件60和底蓋180間的電接觸，這時熔斷器殼50處于它的伸開位置，在該位置上與斷流器固定支架10的上端組件16相電連接，并且電流轉(zhuǎn)接件68可作為偏置裝置，在鎖件62和鎖件板66釋開時把連接件64偏壓到相對鉸接部件60的伸開位置。
在圖20和21中詳細(xì)表示的連接件64的作用象一夾子，并大致包括一夾環(huán)段215和一對與其相連的鉸接件支撐件217。鉸接件支撐件217的端部216相互對著彎折并基本上形成相對于鉸接件支撐件217的直角。定位孔218形成在鉸接支撐件217上。相類似，一對定位切口220相互相對應(yīng)地形成在鉸接支撐件217上。如圖16所示，一個夾緊舌片或連桿225被穿過定位切口220設(shè)置并被在兩邊彎折或扭曲，從而把二個鉸接支撐件217拉在一起并圍繞下封頭74的底端蓋180固定和夾住連接件64的夾環(huán)段215。
現(xiàn)參見附圖22-25，鉸接部件60包括基礎(chǔ)部分232和一對向外伸延的形成一導(dǎo)槽的側(cè)端件234。側(cè)端件234包括定位孔236，定位孔236形成在相鄰漸細(xì)的邊緣240的側(cè)端件234上端238上。連接到每個側(cè)端件234的下端242的是肩部244，它包括象從此向外伸出的耳軸246這樣的樞軸件。耳軸246沿軸247同軸地形成。肩部244包括凸輪樣的電接觸表面248，該表面用來與圖1中所示的固定鉸接件35的導(dǎo)電彈簧夾45電接合。也如圖1所示，在往鉸接件臂36上裝設(shè)時，耳軸247通過U形環(huán)21的中心23。側(cè)端件234進(jìn)一步包括用于接納銷子252的定位孔250，如圖16所示并如下面要描述的那樣支撐可轉(zhuǎn)動的鎖件62?？?50設(shè)置在耳軸246和孔236之間的側(cè)端件234上。如圖22和23所描繪的那樣，基礎(chǔ)部分232在側(cè)端件234之間伸延并包括槽254。槽254把基礎(chǔ)部分232一分為二，形成一對腿部256。腿部256的端部258以一個角度伸出基礎(chǔ)部分232，該角度基本上等于45°。腿部265的端部258形成一個肩部，如圖16所示，該肩部嚙合并支撐電流交換器68的一端。
最好如圖18和19所示，套管69包括一個圓筒體222，該圓筒體222具有設(shè)置在每一端部上的減小了直徑的部分224?？s徑部分224在肩部228上和圓筒體222相結(jié)合。一個中孔226在長度方向上穿過套管69形成。再參見圖16和20，縮徑部分224被放在鉸接件支撐件217的孔218內(nèi)，使得部件217緊靠套管69的肩部228。套管69提供了一分開裝置來保持鉸接件支撐件217之間適當(dāng)?shù)拈g隔，并提供了給銷子230的軸承件，最好如圖16和22所示，該銷子被穿在中孔226內(nèi)。銷子230如圖25所示支撐鉸接部件60。
現(xiàn)參見圖26-29，鎖件62用電絕緣材料制成并且包括基礎(chǔ)部分260，側(cè)端件262和熔絲限制端268。當(dāng)前，對酞酸鹽聚丁烯(“PBT”)(Polybutyleneterephthalate)是用于鎖件62的最好材料。側(cè)端件262附著于基礎(chǔ)部分260并從此向外伸出，它包括在側(cè)端件262的一端形成的耳狀件264。定位孔266被設(shè)在耳狀件264上，并如圖16所示接納銷子252，使鎖件62圍繞銷252可轉(zhuǎn)動地安裝。彈簧63也繞銷252安裝從而把鎖件62向鉸接部件60的基礎(chǔ)部分232偏壓。與耳狀件264相對的鎖件62的自由端包括熔絲固定端268，該固定端包括4個向上伸出的指形片269，該指形片269沿固定端268的邊緣定位。端部268進(jìn)一步包括一凹座270，該凹座基本上被定位在端部268的中心?？?72穿過端部268在凹座270的中央形成。從熔斷器主體52中伸出的觸發(fā)線204穿進(jìn)孔272，并熱熔粘接或以其他合適方法固定在位于連接點(diǎn)271上的端部268的底面263上，最好如圖16所示那樣。鎖件62的基礎(chǔ)部分260包括一隆起段265，它從側(cè)端262之間的基礎(chǔ)部分260向外伸展。與耳狀件264相鄰的隆起段265的端部包括一鎖定面267，如以下更詳細(xì)描述的用來嚙合鎖件板66。
現(xiàn)參見圖16、25、30和31，鎖件板66是一大致平的金屬板，該板具有用來嚙合鎖件62的凸起鎖定面276，用來收納連接件64的夾環(huán)或夾緊板225的凹口278，以及用來安裝和拆卸熔斷器殼50用“絕緣桿(hotstick)”嚙合的鎖槽280。鎖件66進(jìn)一步包括一個孔282，該孔用來接納穿過鉸接件支撐件217的孔218而伸延的套管69。銷子230穿過套管69的中孔226并穿過鉸接部件60的孔236。鎖板66被鉸接部件60的槽254接納，并且該鎖板66還包括一個止動肩227用來通過與銷252的接合來限制它在銷230上的轉(zhuǎn)動。連接件64和鎖件66圍繞套管69的可轉(zhuǎn)動安裝連同凹口278內(nèi)的夾環(huán)或夾緊板225的相互嚙合一起導(dǎo)致鎖板66非轉(zhuǎn)動地錨定到夾具64上，使得鎖板66和連接件64做為一套帶有限流熔斷器主體52的裝置總是轉(zhuǎn)動的，上述轉(zhuǎn)動圍繞連接件如銷230和套管69。在鉸接件的回縮位上，鎖板件66的鎖定面276被收放在鉸接部件60的側(cè)端件236形成的導(dǎo)槽內(nèi)。這時，鎖件62的自由端從鉸接部件60的基礎(chǔ)部分232離開轉(zhuǎn)到與下端蓋180的接合。在這個位置上，鎖件66的鎖定面276嚙合鎖件62的隆起段265的鎖定面267。在如以鎖定時，鎖件62和鎖板66以一相互間固定的角度把鉸接部件60和連接件64的鉸接方式保留在一個回縮或壓入的位置，并防止圍繞鉸件，如銷230和套管69的轉(zhuǎn)動。當(dāng)這些部件處于回縮位置時，雖觸發(fā)線204與鎖件62端部268的連接也用來保持在鉸接部件60和連接件64之間的固定角度關(guān)系，但由于電流轉(zhuǎn)接件68彈簧夾45，固定蓋接觸件26、熔斷器殼50的重量施加的彈力和其他在夾持、運(yùn)轉(zhuǎn)、安裝和工作過程施加給熔斷器殼50的外力會足以破壞觸發(fā)線204和鎖定件62之間的連接或切斷線204。在這些情況下，鉸接組件會過早地伸開，使熔斷器殼50不能放在工作位上，或者如果已經(jīng)安裝的話，導(dǎo)致與可更換斷流器固定支架接合的脫落。
現(xiàn)參見圖16、25和32，銷290被穿過鎖板件66的孔284而放置，并提供用于電流轉(zhuǎn)接件68的支撐。電流轉(zhuǎn)接件68最好用磷青銅制成，這是一種也適用于做彈簧的良好導(dǎo)電材料。電流轉(zhuǎn)接件68為由一對腿292、293構(gòu)成的U形形狀。槽294從腿292的一端到腿293的中點(diǎn)，即到底肩295形成的地方伸延。最好如圖32所見，腿293和肩部295形成一弓形段296。電流轉(zhuǎn)接件68構(gòu)成用來在熔斷器主體52的底蓋180和鉸接部件60之間導(dǎo)通電流的手段。如圖16和25所示。腿292、293跨在鎖板件66上，并如圖16所示被支承在從鎖板件66上凸起的銷290上。連接弓形段296與底端蓋180電接合，這時電流轉(zhuǎn)接件68的端部298如圖16所示嚙合由鉸接部件60的腿256的端部258形成的肩部。
仍參見圖16，電流轉(zhuǎn)接件68被圍繞銷230而設(shè)置。當(dāng)在熔斷器主體52和鉸接部件60之間接合時，電流轉(zhuǎn)接件68用作為一根彈簧，并在鉸接部件60和熔斷器主體52之間繪出大約12英寸鎊的扭矩，該扭矩有助于鉸接部件60轉(zhuǎn)到它的伸展位置從而允許熔斷器外殼50從與可更換斷流器固定支架10的接合脫落。限流熔斷器外殼50在可更換斷流器固定支架10上的安裝和下蓋及鉸接組件58的工作通過參考圖1、17和33-35被更好地加以描述。
首先參見圖33，所表示的熔斷器殼50帶有處于回縮和壓入位置的鉸接部件60和連接件64，并帶有用來為在可互換斷流器固定支架10的第一級安裝而被鎖定的鎖件和鎖板件62、66。這樣鎖定的話，熔斷器殼50處于其伸張位置。在該位置上，用于安裝在一個15KV額定值的可互換斷流器固定支架10中的熔斷器殼50具有12英寸或更少一點(diǎn)最好約11 9/16 英寸的總長D7(如圖33所示)。用于安裝在27KV額定值的可互換的斷流器固定支架10上的熔斷器殼50有15 3/8 英寸或更小。最好為約14 15/16 英寸的總長D7。
為了安裝熔斷器殼50，一個放線員、或其他技術(shù)人員利用插入到鍵槽280里的一根“絕緣桿(hotstick)”或其它絕緣工具由鎖板66抬起熔斷器殼50。利用絕緣工具，鉸接部件60的耳軸246被掛在可互換斷流器固定支架10的吊勾臂36上，使耳軸的軸線247穿過U形鉤21的中心23。為了完成安裝，該放線員然后圍繞耳軸246，利用絕緣工具轉(zhuǎn)動熔斷器殼50，該絕緣工具這時通過拉環(huán)132鉤住。
現(xiàn)參見圖1，通過用絕緣工具推動拉環(huán)132，熔斷器殼50的上蓋組件54接合可更換斷流器固定支架10的上端組件16，同時上端組件16的斷路鉤導(dǎo)臂24引導(dǎo)熔斷器殼50使頂接觸件56接合蓋接觸件26。當(dāng)這樣安裝時，該鉸接件處于它的扳起或回縮位置，借助于底端蓋180，電流轉(zhuǎn)接件68、鉸接部件60和用于固定下端組件18的鉸接件35的導(dǎo)電彈簧夾45，電流從上端16經(jīng)熔斷器殼50通到下端組件18。
現(xiàn)參見圖13和17，當(dāng)限流熔斷器殼50經(jīng)受到一預(yù)定幅值和持續(xù)時間的過電流時，可熔斷元件78或80將熔斷。在這發(fā)生后的一瞬間，經(jīng)過輔助線120，觸發(fā)線204和圖13所示的火花間隙210，該過電流經(jīng)熔斷器殼50流到底端蓋180。鎳鉻合金觸發(fā)線204具有高電阻，而且與跨過間隙210的電弧所產(chǎn)生的熱相匹配的高度的熱量T2R，導(dǎo)致觸發(fā)線204被切斷，從而起到釋放鎖件62和使鎖件62從被觸發(fā)線204牽制的狀況脫開的作用。發(fā)生上述情況時，鎖件62不再由觸發(fā)線204將其保持與底端蓋180接觸，鎖件62由于彈簧63施加的彈力，趨使圍繞銷252以逆時針方向轉(zhuǎn)動。圖17表示了在觸發(fā)線204被切斷后立刻從底端蓋80轉(zhuǎn)離的鎖件62。
現(xiàn)參見圖34和35，熔斷器殼50的重量、頂端組件16作用在熔斷器殼上的力，和可互換斷流器固定支架10的導(dǎo)電彈簧夾45施加到熔斷器殼50上的力，以及電流轉(zhuǎn)接件68產(chǎn)生的彈力將引起下蓋和鉸接組件58開始圍繞銷30變到伸展位置，并導(dǎo)致如圖34所示的熔斷器主體52的上蓋組件54與頂端組件16的接合脫落，出現(xiàn)上述情況時，如圖34所示，熔斷器主體52及下蓋和鉸接組件58以逆時針方向開始圍繞耳軸246轉(zhuǎn)動，如圖35所示直到熔斷器殼50達(dá)到脫落位置，并停掛在可互換的斷流器固定支架10的吊鉤臂36上。
這種機(jī)械作用的非爆炸式脫落機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的脫落位置給放線員提供了一個清楚非常易見的指示，即熔斷器已經(jīng)熔斷了。該機(jī)構(gòu)免除了對以前被證明不可靠的炸藥或其它爆炸填充物的依靠。另外，通過在預(yù)定幅值的過電流出現(xiàn)時使熔斷器殼50與可互換斷流器固定支架10的接合相脫落，從受作用的熔管上除去了電壓應(yīng)力。否則該電壓應(yīng)力最后可導(dǎo)致沿熔斷器殼50外表面的爬電，并且可能的結(jié)局是在上、下端組件16和18之間閃絡(luò)。
本發(fā)明的另一個實(shí)施例是被揭示在圖36-39中，它包括一些額外的特征，這些特征導(dǎo)致可用于安裝在現(xiàn)有的可互換斷流器固定支架10上的改進(jìn)的限流熔斷器和限流熔斷器殼尺寸。這些實(shí)施例包括前面所述和所示的許多同樣元件。這樣的話所示相似元件的地方，使用同一參號。
現(xiàn)參見圖36，在此表示的是一種限流熔斷器350，該熔斷器包括一熔管體70、輻射架76和高電流可熔元件78?？扇墼?8由銀帶351組成，該銀帶在結(jié)構(gòu)上與上述的帶90相同。參照圖2和3所示的帶90所做的描述，帶351繞輻射架76螺旋纏繞，這樣纏繞圈360的一圈表示在圖36中。但是，與圖2和3所示的實(shí)施例相比，帶351以星形結(jié)構(gòu)325繞輻射架76纏繞，從而包括在相鄰輻射架臂100之間的“V”型段354。減少面積的部分92被設(shè)置在“V”形段354的最靠內(nèi)的點(diǎn)356的兩側(cè)，該最靠內(nèi)點(diǎn)處于該點(diǎn)到與元件支撐表面102之間基本等同距離的位置。用于帶351的星式纏繞結(jié)構(gòu)352使得元件纏繞的每一圈獲得可利用的最大長度并且最有效地利用在圓筒形熔管70內(nèi)的可用體積。該星式纏繞結(jié)構(gòu)352進(jìn)一步提供了閃電熔巖的最大部分，閃電熔巖形成在更集中位于熔斷器350內(nèi)的位置上。這允許繞組的最外部分(與臂部100的元件支撐面102相接觸的部分)更靠近熔管70的壁面設(shè)置，同時允許比其他能獲得的元件繞組更大直徑的元件繞組，該繞組還能獲得在每匝360上更長長度的元件78。這些特征有助于產(chǎn)生這樣的可能性，即比一種已給的應(yīng)用所要求的元件總長所可能的情況更小的限流熔斷器體52的結(jié)構(gòu)。在熔斷器裝配體積的使用上的這種增加的性能尤其是較高電流和/或電壓額定值熔斷器所要求的，因為這樣高額定值熔斷器所要求的體積比通過使用普通纏繞元件而不增加熔斷器體52的長度或直徑的情況要按更高的比率增加。在“V”形部分354上設(shè)定減少面積的部分92進(jìn)一步隔開從熔管70和從輻射架76的支撐面102開始的帶351的最長燃弧段。如前面所描述的，這導(dǎo)致良好和更加協(xié)調(diào)的限流熔斷操作。
通過圍繞輻射架76手工或以機(jī)器纏繞帶351，并利用一種裝置在輻射架臂100之間的點(diǎn)356處合適的凹陷位置上對熔條351加力并瞬時夾住在合適的凹陷位置上來獲得該“V”形段354和星形結(jié)構(gòu)352。另外，利用包括在輻射架76上的一個中間支撐面(未示出)來獲得星形結(jié)構(gòu)352，上述中間支撐面允許帶351被保留在點(diǎn)356上的其凹陷位置上。獲取星形結(jié)構(gòu)纏繞352的最好方式是預(yù)先定形這些元件，使得在這個已定形過的元件在輻射架上正確定位時，該元件自身形成星形結(jié)構(gòu)352。
本發(fā)明的另一個替換實(shí)施例表示在圖37。如圖所示，限充熔斷器370一般包括裝有輻射架76的熔管70和熔帶90，該熔帶繞輻射架76如前所述繞在支撐面102上。砂82填充在這些元件和熔管70之間的空洞中。在該實(shí)施例中，熔帶90包括減少面積的部分92，這一部分與支撐面102分開并成列對齊，上述列基本上平行于熔斷器軸線51，如象列372，374，376那樣。熔帶90包括相鄰的熔帶段378和380。熔帶段378的減少面積部分92在基本上與熔斷器軸線51正交的方向上與熔帶段380的減少面積部分92相偏移，偏移的距離等于列372和374及列374和376間的距離。如本領(lǐng)域普通專業(yè)技術(shù)能理解的，為了在相鄰圈的減少面積部分92之間達(dá)到這種偏置或成臺階式的關(guān)系，仍然在減少面積部分92和輻射架支撐面102之間保持所要求的間隔時，減少面積部分92將不均勻地沿熔帶90的長度分隔。
現(xiàn)主要參見圖38，減少面積部分92的同樣交錯或交替的定位可用于限流熔斷器中，該熔斷器具有較高的電流額定值并要求平行的熔帶，如圖38中示出的限流熔斷器390。熔斷器390包括熔帶元件392，394。它們在電氣上并聯(lián)連接，熔帶元件392、394每一個包括減少面積的部分92，以前面所述段落的方法，與平行元件的減少面積部分92和與元件的相鄰匝的最近熔帶上的減少面積部分92相偏置。在元件392、394(圖38)和元件378、380(圖37)的相鄰匝上的減少面積部分92的交錯或偏置也被與圖36所示的星形纏繞結(jié)構(gòu)352相結(jié)合。
現(xiàn)再參見圖37，減少面積部分92的偏置或交替定位影響閃電熔巖(fulgurite)的最外層的突出部分，其產(chǎn)生在任何一個與閃電熔巖的最窄段相鄰而置的元件匝上，如圖39所示閃電熔巖產(chǎn)生在相鄰的匝上。
現(xiàn)參見圖37和39，在熔斷器370的動作清除高幅值的故障電流后，很可能出現(xiàn)所示的閃電熔巖段400、402。所示的閃電熔巖段400沿現(xiàn)已霧化的熔帶段378形成。相類似，閃電熔巖段402在原來由熔帶段380所占據(jù)的地方形成。盡管在動作并消除高幅值故障電流之后，熔帶段378和380的減少面積的部分不再在熔斷器370里存在，但在圖39中的位置404、406上仍表示了原有的減少面積部分92的位置。如圖所示，閃電熔巖段400、402在相鄰于位置404、406和408處最大。沿閃電熔巖段400、402產(chǎn)生波浪形狀，如象分別沿著閃電熔巖段400、402的相鄰面410和412所出現(xiàn)的那樣。如圖所示，表面410包括一延伸面414，該面具有在閃電熔巖面412上形成的類似凹口416的形狀。以這種方法，相鄰閃電熔巖段400和402之間的最小間隔被固定在表面410和412之間。減少面積部分92的這種交錯或偏置布置提供了繞相鄰元件匝形成的閃電熔巖的“嵌套”。由于要求閃電熔巖在形成時嵌套，熔帶件90(在圖38的平行纏繞的情況下為392和394)可以以相鄰匝間所允許的最小間隔圍繞輻射架76纏繞。做為熔帶元件的相鄰匝較近定位的結(jié)果，熔斷器370和390可以比常規(guī)限流熔斷器做的更小，并可用于本發(fā)明的設(shè)計用于可互換斷流器固定支架10上的熔斷器殼50中。
盡管本發(fā)明的最佳實(shí)施例已被表示和描述，不脫離本發(fā)明的精神，本領(lǐng)域的熟練人員可做出修改。在此所述的實(shí)施例僅是解釋而非限定。該系統(tǒng)和裝置的許多變形和修改是可能的并在本發(fā)明的范圍之中。所以，保護(hù)范圍不由上述描述所限制，而僅受權(quán)利要求書的限制，權(quán)利要求書的范圍概括了所要求保護(hù)的主體的全部等效內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種限流熔斷器，包括一個具有第一和第二導(dǎo)電端蓋和一長度方向軸線的絕緣熔斷器管；在所述管內(nèi)沿長度方向布置并在所述第一和第二蓋之間伸延的一個非導(dǎo)電支撐件，所述的非導(dǎo)電支撐件具有多個支撐面，該支撐面從所述的長度軸線徑向凸出；一段長度的熔斷元件，該熔斷元件具有多個沿所述長度分布的減少了面積的部分；和所述長度的所述熔斷元件被沿著所述非導(dǎo)電支撐件纏繞，并在相鄰的所述減少面積部分之間的位置上接合所述的支撐表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔斷器，其中所述的熔斷元件包括從所述的第一導(dǎo)電端蓋延伸到一個端接點(diǎn)的第一段和從所述端接點(diǎn)延伸到所述第二導(dǎo)電端蓋的第二段。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熔斷器，其中所述第一段包括電氣上并聯(lián)的一對帶元件，所述的帶元件對被纏繞在所述支撐件上形成圍繞所述支撐件的匝，所述帶元件對的每一個具有多個分布的減少面積部分，和其中所述帶元件對的每一個在相鄰的所述減少面積部分之間的位置上接合所述支撐件的所述支撐面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔斷器，其中所述支撐面在相鄰的減少面積部分之間基本上一半間距的位置上接合所述第一段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔斷器，其中所述減少面積部分縱向?qū)R成列。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熔斷器，其中所述熔斷元件的許多匝圍繞所述的支撐件纏繞，并且其中所述元件的相鄰匝上的所述減少面積部分是錯開的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔斷器，其中所述減少面積部分在其中間有距離所述熔斷器管的壁至少0.18英寸的間隙。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔斷器，其中所述減少面積部分在其中間具有距離所述支撐件的所述支撐面至少0.18英寸的間隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熔斷器，進(jìn)一步包括由所述非導(dǎo)電支撐件支撐的輔助元件，所述的輔助元件具有第一和第二端，其中所述輔助元件的所述第一端和所述熔斷元件的所述第一段各自在電氣上與所述第一導(dǎo)電端蓋相接合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熔斷器，其中所述輔助元件的所述第二端端接在保持于所述支撐件內(nèi)的導(dǎo)電插座上，所述的插座與一根觸發(fā)線相串聯(lián)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的熔斷器，其中所述的觸發(fā)線通過在所述第二導(dǎo)電端蓋上的一小孔伸出所述的熔斷器管，并且與所述第二導(dǎo)電端蓋絕緣。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的熔斷器，進(jìn)一步包括布置在第一導(dǎo)電端蓋和所述支撐件之間的第一端頭件，其中所述熔斷元件的所述第一段和所述輔助元件的所述第一端在電氣上各自與所述端頭件相串聯(lián)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的熔斷器，進(jìn)一步包括一個連接所述第一導(dǎo)電端蓋和所述第一端頭件的固定件，所述固定件包括一個頭部和一個螺桿部，并且其中所述第一導(dǎo)電端蓋包括一個凸起的接觸部，該接觸部用來收納在所述第一端頭件上的凸起段，而該第一端頭上的凸起段又用來接納所述緊固件的所述頭部。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的熔斷器，進(jìn)一步包括固定到鄰近所述第一端蓋的所述管的一端上的一個拉環(huán)，其中所述第一端蓋包括一個方形凸起接觸部，在該凸起接觸部上接納了一個所述拉環(huán)的方形鎖定端，從而防止在其之間的轉(zhuǎn)動。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的熔斷器，進(jìn)一步包括連接所述第一導(dǎo)電端蓋和所述第一端頭件的緊固件，其中所述緊固件包括用來接納進(jìn)入所述管內(nèi)的砂子的入口。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的熔斷器，進(jìn)一步包括一個布置在所述支撐件一端和所述第二導(dǎo)電端蓋之間的第二端頭件，并具有用于與所述熔斷元件相電連接的裝置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的熔斷器，其中所述的第二端頭件包括一個用來對在所述熔斷器管內(nèi)的所述支撐件定中心的凸起部。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的熔斷器，其中所述第二端蓋包括一個凸起部分用來接納所述第二端頭件的所述凸起部。
19.一種限流熔斷器，包括一個主體;一個設(shè)置在所述主體內(nèi)的輻射架，它具有分開的支撐臂，在所述臂之間帶有凹部;和與所述支撐臂相連的設(shè)置在所述輻射架上的一個熔斷元件，所述的熔斷的元件包括設(shè)置在所述支撐臂兩個之間的一段，而其中所述的段在所述臂之間凹入所述凹部。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的熔斷器，其中所述的熔斷元件包括減少面積部分的分布陣列;所述分布陣列的所述減少面積部分圍繞所述輻射架非任意地設(shè)置，從而基本上避免與所述支撐臂的接觸。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的熔斷器，其中所述熔斷元件的所述凹陷段包括在所述凹部內(nèi)的最靠內(nèi)的點(diǎn);其中所述減少面積的部分之一被設(shè)置在所述最靠內(nèi)點(diǎn)和一個所述支撐臂之間基本相等距離的地方。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的熔斷器，其中所述的熔斷元件圍繞所述的輻射架被螺旋布置成分開的多匝，在所述熔斷元件的所述匝上的所述減少面積的部分對齊成列。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的熔斷器，其中在所述熔斷元件的至少一匝上的所述減少面積部分與所述匝相鄰匝上的所述減少面積部分相錯開。
24.用于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化的可互換斷流器固定支架上的一種限流熔斷器殼，它具有分開的頂部和底部固定臂組件，包括一個限流熔斷器主體;在所述熔斷器主體上的上接觸組件;在所述熔斷器主體上的下接觸組件;所述的熔斷器主體和所述的下、上接觸組件被設(shè)置在可互換斷流器固定支架的固定臂組件之間并與之接合。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的熔斷器殼，進(jìn)一步包括根據(jù)所述限流熔斷器主體的作用，使所述熔斷器主體的所述上接觸組件能從可互換斷流器固定支架的頂固定臂組件中脫開的裝置。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的熔斷器殼，其中所述下接觸組件包括一鉸接組件，上述鉸接組件可旋轉(zhuǎn)地嚙合可互換斷流器固定支架的底固定臂組件;和在所述熔斷器主體的所述上接觸組件從可互換斷流器固定支架的頂部固定臂組件上脫開之后，所述鉸接組件支撐所述的限流熔斷器主體。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的熔斷器殼，其中所述的裝置無爆炸性填充料。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的熔斷器殼，其中所述的限流熔斷器主體包括絕緣熔管和在所述熔管內(nèi)的限流熔斷元件，以及其中所述的熔斷元件包括設(shè)置在所述熔管里的第一可熔斷元件，該可熔斷元件用來響應(yīng)第一預(yù)定幅值的電流而動作，還包括設(shè)置在所述熔管內(nèi)并與第一可熔斷元件串聯(lián)的第二可熔斷的元件，該可熔斷元件被用來響應(yīng)第二預(yù)定幅值的電流而動作。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的熔斷器殼，進(jìn)一步包括根據(jù)所述可熔斷元件任一個的動作，使所述熔斷器主體的所述上接觸組件從可互換斷流器固定支架的頂部固定臂組件上脫開的裝置。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的熔斷器殼，其中所述下部接觸組件包括一個鉸接組件，該鉸接組件可旋轉(zhuǎn)地嚙合可互換斷流器固定支架的底部固定臂組件;當(dāng)所述上接觸組件從可互換斷流器的固定支架的頂部固定臂組件上脫開后，所述鉸接組件支撐所述的熔斷器主體。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的熔斷器殼，其中所述熔斷器殼無爆炸性填充料。
32.根據(jù)權(quán)利要求24所述的熔斷器殼，其中所述的熔斷器主體包括全范圍的限流熔斷元件。
33.一種用來連接到有導(dǎo)電端蓋的熔斷器主體上的接觸和鉸接組件，所述的組件包括一個導(dǎo)電鉸接部件;一個連接件，它具有與所述鉸接部件可轉(zhuǎn)動連接的第一端和與所述熔斷器主體連接的第二端;可轉(zhuǎn)動地聯(lián)接所述鉸接部件和所述連接件的結(jié)合裝置;一個可以在一支撐位和非支撐位之間轉(zhuǎn)動的鎖件，所述的鎖件具有可轉(zhuǎn)動地連接到所述鉸接部件上的第一端和第二端，該第二端用來在所述鎖件處于所述的支撐位時支撐熔斷器主體;在所述支撐位上保留所述鎖件直到預(yù)定幅值的電流流過熔斷器主體為止的裝置。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的組件，其中所述的保留裝置包括一根從熔斷器主體伸出并連接到所述鎖件的所述第二端上的線。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的組件，其中所述的組件進(jìn)一步包括在所述線和熔斷器主體的導(dǎo)電端蓋之間的火花間隙。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的組件，其中所述的保留裝置進(jìn)一步包括一個形成在所述鎖件上的鎖定面;和與所述連接件相連的一塊鎖板，該連接件具有一個鎖定面，當(dāng)所述鎖件處于所述的支撐位置時，這個鎖定面與所述鎖件的所述鎖定面嚙合。
37.根據(jù)權(quán)利要求33所述的組件，進(jìn)一步包括一個導(dǎo)電彈簧件，該彈簧具有電氣上接合所述鉸接部件的第一端和導(dǎo)電接合熔斷器主體的導(dǎo)電端蓋的第二端，用于在所述鎖件處于所述支撐位時在端蓋和所述鉸接部件間傳導(dǎo)電流，并用來在所述鎖件轉(zhuǎn)離所述支撐位時將所述鉸接部件和連接部件偏壓，并導(dǎo)致所述的部件繞所述的結(jié)合裝置轉(zhuǎn)動。
38.根據(jù)權(quán)利要求33所述的組件，進(jìn)一步包括一個被設(shè)置在所述鎖件和所述鉸接部件之間用來把所述鎖件偏壓離開所述支撐位的彈簧。
39.一種脫落式熔斷器殼，包括一個熔斷器主體，它包括在所述主體上的第一和第二導(dǎo)電端;一個設(shè)置在所述主體內(nèi)位于所述第一和第二端之間的熔斷元件;一個與所述熔斷器主體相連并在回縮和伸展位置之間可移動的鉸接組件;一個從所述熔斷器主體中伸出并連接到所述鉸接組件上的觸發(fā)線，用來直到所述熔斷元件動作用為止保留所述鉸接組件在所述回縮位置。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的熔斷器殼，進(jìn)一步包括根據(jù)所述熔斷元件的動作切斷所述線的裝置。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的熔斷器殼，進(jìn)一步包括基于由所述切斷裝置切斷所述線，把所述鉸接組件從所述回縮位偏壓向所述伸展位的裝置。
42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的熔斷器殼，其中所述的切斷裝置包括一個形成在所述線和所述第二端之間的火花間隙。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的熔斷器殼，其中所述的切斷裝置進(jìn)一步包括在所述熔斷器主體內(nèi)的電連接在所述第一端和所述觸發(fā)線之間的一個輔助熔斷元件。
44.根據(jù)權(quán)利要求41所述的熔斷器殼，其中所述的偏壓裝置包括一用來從所述熔斷器主體向所述鉸接組件傳導(dǎo)電流的彈簧件。
45.根據(jù)權(quán)利要求39所述的熔斷器殼，其中所述的鉸接組件包括連接到所述熔斷器主體上的一個連接件;與所述連接件旋轉(zhuǎn)相連的一個鉸接部件;用來在所述鉸接部件處于所述回縮位時，在相互之間的第一角度位置保持所述鉸接部件和所述連接件的裝置。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的熔斷器殼，其中所述的保持裝置包括一個可轉(zhuǎn)動地連接到所述鉸接部件上的鎖件;和用來把所述的觸發(fā)線連到所述的鎖件的裝置。
47.根據(jù)權(quán)利要求46所述的熔斷器殼，進(jìn)一步包括用來根據(jù)所述熔斷元件的動作從所述鎖件上切斷所述觸發(fā)線的裝置。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的熔斷器殼，其中鉸接組件進(jìn)一步包括一個用來基于所述的觸發(fā)線被所述的切斷裝置切斷而偏壓所述可轉(zhuǎn)動鎖件離開所述熔斷器主體的裝置。
49.根據(jù)權(quán)利要求45所述的熔斷器殼，其中所述的鉸接組件進(jìn)一步包括一個基于所述熔斷元件的動作把所述鉸接部件和所述連接件偏壓到第二相對角度位置的裝置。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的熔斷器殼，其中所述的偏壓裝置包括一個用來從所述熔斷器主體向所述鉸接部件傳導(dǎo)電流的導(dǎo)電彈簧。
51.根據(jù)權(quán)利要求46所述的熔斷器殼，其中所述的鉸接組件進(jìn)一步包括一個鎖件，其中所述的保持裝置進(jìn)一步包括在所述可轉(zhuǎn)動鎖件上的鎖定面，當(dāng)所述的鎖件與所述觸發(fā)線相連時，所述的鎖板嚙合在所述鎖定件上的所述鎖定面。
52.根據(jù)權(quán)利要求39所述的熔斷器殼，其中所述的熔斷元件包括用來響應(yīng)在所述導(dǎo)電端間流動的第一預(yù)定幅值的電流而動作的第一可熔斷元件，和用來響應(yīng)在所述導(dǎo)電端子間流動的第二預(yù)定幅值的電流而動作的第二可熔斷元件。
53.用于熔斷器殼的一種蓋組件，包括具有在其上形成的一小孔的端蓋;具有與所述端蓋的所述小孔對齊的孔的導(dǎo)電接觸件;一個導(dǎo)電嵌入螺栓，該螺栓具有一螺桿部分，該螺桿部分穿過所述端蓋的所述小孔進(jìn)入到所述接觸件的所述孔內(nèi)來設(shè)置，用來連接所述的端蓋和所述的接觸件，所述的嵌入螺栓具有橫穿整體而形成的長度方向的通道。
54.根據(jù)權(quán)利要求53所述的蓋組件，進(jìn)一步包括一個拉環(huán)，該拉環(huán)具有被設(shè)置在所述接觸件和所述端蓋之間的保持端。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的蓋組件，其中所述的端蓋包括一豎起的部分，該豎起部分有帶有角度的形狀，而其中所述的小孔穿過所述的豎起部分形成;和其中所述的拉環(huán)的所述保持端包括一開口，其形狀用來收納所述端蓋的所述豎起部分。
56.用于熔斷器殼的一種接觸組件，包括具有穿過其而形成第一小孔的一個熔斷元件端頭件;一個端蓋，它具有穿過其上而形成的第二小孔，該孔與所述端頭件上的所述第一小孔相對齊;和用來防止在所述端頭件和所述端蓋間轉(zhuǎn)動的裝置。
57.根據(jù)權(quán)利要求56所述的接觸組件，進(jìn)一步包括具有與所述第一和第二小孔對齊的中孔的一個接觸件;和一個通過第一和第二小孔進(jìn)入所述接觸件的所述中孔的嵌入螺栓。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的接觸組件，其中所述的防止轉(zhuǎn)動裝置包括在所述端蓋上的第一豎起部分和在所述第一豎起部分下面的第一凹座;在所述端頭件上的第二豎起部分和在所述第二豎起部分下面的第二凹座，所述第二豎起部分被設(shè)置在所述第一凹座內(nèi);和在所述第二凹座內(nèi)所述嵌入螺栓的頭部。
59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的接觸組件，進(jìn)一步包括一個拉環(huán)，該拉環(huán)具有在所述接觸件和所述端蓋之間設(shè)置的保持端。
60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的接觸組件，其中所述拉環(huán)的所述保持端包括一個孔，該孔用來接納并嚙合所述端蓋的所述第一豎起部分并防止在所述端蓋和所述拉環(huán)之間的相對轉(zhuǎn)動。
61.根據(jù)權(quán)利要求56所述的接觸組件，其中所述防止轉(zhuǎn)動的裝置包括形成在所述端蓋上的一個豎起部分，所述端蓋進(jìn)一步包括一個在所述豎起部分下面的凹座，以及穿過所述豎起部分形成的孔;在所述端頭件上形成的一個豎起部分，所述的端頭件進(jìn)一步包括一個在所述豎起部分底下的凹座和穿過所述豎起部分形成的孔;其中所述端頭件的所述豎起部分套在所述端蓋的所述凹座內(nèi)，被用來防止所述端頭相對所述端蓋的轉(zhuǎn)動。
62.根據(jù)權(quán)利要求61所述的蓋組件，進(jìn)一步包括一個固定件，它具有一個螺桿部分，該部分穿過所述端蓋和所述端頭件上的所述孔來布置，并且有一個頭部，該頭部被套在所述端頭件的所述凹座內(nèi)并用來防止所述固定件相對所述的端頭件轉(zhuǎn)動。
63.根據(jù)權(quán)利要求62所述的蓋組件，其中所述的固定件包括穿過所述固定件而形成的通道。
64.根據(jù)權(quán)利要求62所述的蓋組件，進(jìn)一步包括一個接觸件，該接觸件具有與所述端蓋和所述端頭件上的孔相對齊的中孔，用來收納所述固定件的所述螺栓桿。
65.根據(jù)權(quán)利要求64所述的蓋組件，進(jìn)一步包括一拉環(huán)組件，所述的拉環(huán)組件包括一個保持端，該端具有一個圍繞所述端蓋的所述豎起部分放置的部分，所述保持端被保持在所述接觸件和所述端蓋之間。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的蓋組件，其中所述拉環(huán)組件的所述保持端包括一個用來收納所述端蓋的所述豎起部分的開口，為在所述豎起部分穿過所述開口設(shè)置時，防止所述端蓋相對于所述拉環(huán)轉(zhuǎn)動。
全文摘要
本發(fā)明的熔斷器殼包括安裝在熔斷器主體內(nèi)的限流熔斷器、下部接觸件和鉸接組件。該鉸接件被可轉(zhuǎn)動地支撐在一個可互換斷流器固定支架上。該限流熔斷器包括一個螺旋地纏繞在輻射架上的熔斷元件，該輻射架伸延到熔斷器主體的整個長度。該熔斷元件包括一高電流可熔斷元件和低電流可熔斷元件。可熔斷元件包括許多分開的減少面積部分并被支撐面支撐在輻射架上，該支撐面位于可熔斷元件的相鄰減少面積部分之間的位置。
文檔編號H01H85/22GK1085348SQ93117289
公開日1994年4月13日 申請日期1993年9月16日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月17日
發(fā)明者斯蒂芬·P·哈斯勒, 斯蒂芬·保羅·約翰遜, 約翰遜·萊普 申請人:庫伯電力系統(tǒng)有限公司