專利名稱：一種熔斷器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種緊急保護(hù)裝置，尤其是由控制器，熔斷體和底座組成的熔斷器。
現(xiàn)行熔斷器是這種結(jié)構(gòu)，一般主要由熔斷體和底座(螺栓連接式則無底座)組成。當(dāng)流過熔體的電流超過一定數(shù)值時，熔體自身產(chǎn)生的熱量就能自動地將熔體熔斷，從而達(dá)到開斷電流的目的。但是由于各種原因熔化系數(shù)不能做得很小，因此一般熔斷器很難用來保護(hù)電器設(shè)備的輕度過載，這是其固有弱點。
本實用型的任務(wù)是提供一種可控制的熔斷器，其過載保護(hù)性能可達(dá)繼電保護(hù)水平而且不會明顯增加成本。
為解決上述任務(wù)，本實用新型采用的解決方案是在現(xiàn)行熔斷器中還設(shè)置了控制器，其熔斷體中有兩條/組或其以上的熔體，將熔斷體一端設(shè)計成數(shù)目等于熔體條/組數(shù)的幾個互相隔開的觸頭或觸刀，這些觸頭或觸刀在熔斷體內(nèi)與各條/組熔體端部一一連接，在熔斷體外則分別通過改進(jìn)后的底座靜觸頭與控制器相連。電路正常時，各熔體均通過相等的電流。過載時，控制器延時動作，將各熔體的電流重新分配，雖然總電流并未達(dá)到熔斷體的熔化電流，只要干路電流不太小，重新分配后，某些熔體的電流可以大于其自身熔化電流，因而在一定時間內(nèi)熔斷，此后，干路電流又在別的熔體上重新分配并使另外的熔體熔斷，如此進(jìn)行，直至所有熔體熔斷，電路因而被分?jǐn)啵豢梢?，在控制器作用下，干路電流雖然小于熔斷體的熔化電流，但仍可以使電路分?jǐn)啵@就可實現(xiàn)輕度過載保護(hù)，由于是繼電控制，故其性能可達(dá)繼電保護(hù)水平且可調(diào)節(jié)控制；但是同時應(yīng)看到，當(dāng)干路電流小到一定數(shù)值時，由于控制器的作用只是對電流進(jìn)行重新分配，通過熔體的電流增加值是有限的，而它必須超過一定數(shù)值才能使熔體熔斷，所以熔斷體會發(fā)生動作困難甚至拒動，這就是說，對控制器有下限動作電流的規(guī)定，控制器只有在整定動作電流不小于下限動作電流的情況下的動作才有效。短路時，控制器不動作，在很短時間內(nèi)，熔斷體就將電路分?jǐn)嗔恕?br> 上述控制器主要由感測機(jī)構(gòu)，動分觸頭系統(tǒng)和限流元件組成。感測機(jī)構(gòu)的一端與底座上的固定接頭相連，另一端則分成若干支路，每條支路都分別通過底座上的靜觸頭電連接到熔斷體，除一條支路外，其余支路中都串聯(lián)有限流元件，各限流元件的兩端都跨接有觸頭開距在幾毫米以下的動分觸頭，如果動分觸頭有幾個，則全部觸頭是聯(lián)動的?？刂破鲬?yīng)具有一定的延時特性，很重要的一個原因是要求它能避開正常沖擊電流的干擾，另外一個原因就是限流元件對短路電流的削弱作用很強(qiáng)，不利于熔斷體的快速分?jǐn)?，而且，?dāng)電流過載倍數(shù)很高動分觸頭動作時，可能會出現(xiàn)持續(xù)的對觸頭有害的電弧而不宜采用觸頭開距很小(幾毫米以下)的動分觸頭，故不宜用控制器對短路電流的分?jǐn)鄬嵤┛刂啤Ｋ?，對控制器還有上限動作電流的規(guī)定，控制器只有在整定動作電流不大于上限動作電流的情況下才能很好地發(fā)揮作用，超過上限動作電流的短路電流是由熔斷體在控制器的延時內(nèi)完成分?jǐn)嗟摹?br> 上述的動分觸頭系統(tǒng)，觸頭開距在幾毫米以下。由于熔體額定電壓降在幾十至幾百毫伏之間，而過載(干路電流大于下限動作電流而小于上限動作電流)后動分觸頭系統(tǒng)剛動作時，觸頭的弧隙間電壓低于電壓降最大的那條/組熔體電壓降(恰當(dāng)選擇上限動作電流，使之在10伏以下)，根據(jù)電弧理論，電弧陰極電壓降是一個大約10伏的常數(shù)，所以即使觸頭開距小到幾毫米以下，弧隙間也不會存在連續(xù)電弧，原來通過觸頭的電流能完全轉(zhuǎn)移到限流元件。由此，動分觸頭系統(tǒng)可由小容量串激式電磁鐵(兼作感測機(jī)構(gòu))的電磁力或熱元件(兼作感測機(jī)構(gòu))使雙金屬片變形產(chǎn)生的力借助簡單機(jī)械來推動。當(dāng)然也可采用其他形式的操動機(jī)構(gòu)來推動動分觸頭系統(tǒng)，而且這樣可允許感測機(jī)構(gòu)更小一些，但會使結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，使用起來也不一定方便。
上述限流元件是根據(jù)具體情況確定的。控制器的下限動作電流應(yīng)盡可能接近熔斷器的額定電流才能實現(xiàn)輕度過載保護(hù)，但是由上可知它最多只能趨近于單條/組熔體的約定熔化電流。當(dāng)熔化系數(shù)小于2或者大約在2左右時(這是最普遍的情況)，采用一個限流元件就可以滿足要求，因為當(dāng)該限流元件阻抗遠(yuǎn)大于熔體電阻而遠(yuǎn)小于負(fù)載阻抗(指所保護(hù)負(fù)載滿載時阻抗，下同)時，下限動作電流非常接近于單條/組熔體的約定熔化電流即幾乎等于熔斷體約定熔化電流的一半；當(dāng)熔化系數(shù)很大時，要實現(xiàn)輕度過載保護(hù)，就必須有幾個限流元件，這時的限流元件一般采用半導(dǎo)體非線性電阻(或帶鐵心線圈)，主要利用它們截止(鐵心未飽和)時阻抗很高，而導(dǎo)通(鐵心飽和)時阻抗很小，因而有利于減小下限動作電流而且對干路電流阻礙小。為了盡可能減小下限動作電流(以滿足使用要求為限)，應(yīng)將熔斷體中各條/組熔體在熔化過程中的干路電流主要集中于一條/組熔體(非定指)，對這些限流元件的要求是各限流元件導(dǎo)通(鐵心飽和)電壓應(yīng)大大超過通過電流最大的那條/組熔體的電壓降而遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電源電壓且彼此間導(dǎo)通(鐵心飽和)電壓值也有較大差距，這樣才能保證動分觸頭系統(tǒng)動作后，干路電流首先集中在未被限流的那條/組熔體上并使之在一定時間內(nèi)熔斷，然后再集中于與導(dǎo)通(鐵心飽和)電壓最小的限流元件串聯(lián)的那條/組熔體上并使之在一定時間內(nèi)熔斷，接著再集中于與導(dǎo)通(鐵心飽和)電壓次小的限流元件串聯(lián)的那條/組熔體上并使之在一定時間內(nèi)熔斷，如此進(jìn)行，直至所有熔體熔斷。
由于上述解決方案中使用了控制器，很容易實現(xiàn)過載保護(hù)，尤其是控制器中采用了觸頭開距很小的動分觸頭系統(tǒng)，使得結(jié)構(gòu)簡單，體積小，重量輕，不會顯著增加成本。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。


圖1是本實用新型第一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1實施例的電路原理圖；圖3是圖1實施例的控制器結(jié)構(gòu)原理示意圖；圖4是本實用新型第二個實施例的電路原理圖。
圖1所示結(jié)構(gòu)示意圖中，固定接頭[1]和[5]用以將裝置串入電路，控制器[2]一方面與固定接頭[1]電連接，另一方面則通過底座靜觸頭電連接到熔斷體[4]左端的兩并列觸頭，熔斷體[4]右端觸頭則連接到固定接頭[5]。在圖1的具體結(jié)構(gòu)中，熔斷體[4]的觸頭也可以改為觸刀，當(dāng)然同時應(yīng)對底座上靜觸頭作相應(yīng)改動。
圖2所示電路原理圖中，電磁鐵[6](作為感測機(jī)構(gòu)，為串激式)串聯(lián)在干路中，它的一端與固定接頭[1]連接，另一端則分成兩條支路分別與熔斷體[4]左端兩并列的觸頭相連，其中一條支路串聯(lián)限流電阻[8]，而限流電阻[8]兩端跨接有受電磁鐵[6]控制的動分觸頭[7](包括動觸頭，靜觸頭及附屬零部件)，兩條(也可以是兩組，每組至少一條)熔體在熔斷體[4]左端與兩并列觸頭分別相連，在右端匯集并通過端帽引出。限流電阻[8]應(yīng)有較大值才有利于降低下限動作電流，同時它不應(yīng)對干路電流產(chǎn)生過大影響，即它應(yīng)該遠(yuǎn)大于熔體電阻而遠(yuǎn)小于負(fù)載阻抗。動分觸頭[7]剛動作時，觸頭弧隙間電壓低于熔斷體[4]下面那條熔體(未限流)電壓降(在過載倍數(shù)不很大的情況下，此值在10伏以下)，所以理論上允許觸頭開距小到幾微米(即把電弧弧柱區(qū)區(qū)域長度減小到幾微米)，這對于控制器的小型化是非常有利的，但為了保證可靠性并便于檢查維護(hù)，本實施例觸頭開距在0.1毫米左右(接近人眼分辨率極限)。電路過載(干路電流大于下限動作電流而小于上限動作電流)后動分觸頭[7]延時動作，限流電阻[8]抑制與之串聯(lián)的熔體上的電流，而干路電流幾乎不變，所以另一條熔體電流增強(qiáng)(當(dāng)然不會超過干路電流)并超過其熔化電流，因而在一定時間熔斷，此后，干路電流將全部流經(jīng)限流元件[8]和與限流元件[8]串聯(lián)的熔體，(此時限流元件[8]對干路電流有一定的削弱作用)并使熔體熔斷起弧，在滅弧介質(zhì)作用下，電弧熄滅，電路被分?jǐn)?。短路時，由于采取了延時措施，動分觸頭[7]尚未分開，熔斷體[4]就結(jié)束了分?jǐn)噙^程。
圖3是本實施例控制器結(jié)構(gòu)原理示意圖。[10]為機(jī)架，起固定各零部件的作用，[11]為給動分觸頭[12](包括動觸頭和靜觸頭)提供接觸壓力的彈簧，[16]為可調(diào)氣孔，用以調(diào)節(jié)延時裝置[17]的延時特性，[18]為調(diào)節(jié)控制器整定動作電流的彈簧。電路正常時，電磁鐵[6]的吸力小，僅能與彈簧[18]的拉力保持平衡；電路過載時，電磁鐵[6]克服彈簧[18]的拉力，動鐵心[13]在延時裝置[17]的作用下平緩左移，由于串激式電磁鐵吸力特性陡峭，當(dāng)動、靜鐵心間氣隙減小到一定程度時，電磁吸力急劇增加，此時凸肩[15]推動杠桿[14]以較快速度分開動分觸頭[12]。在圖3的具體結(jié)構(gòu)中，采取延時措施是為了防止因正常沖擊電流而引起的誤動作和避開對高倍數(shù)過載短路電流分?jǐn)嗟目刂?，顯然可以采用其他類型的延時裝置，例如可以利用熱元件(作為感測機(jī)構(gòu))作用于雙金屬片，雙金屬片變形產(chǎn)生的力再借助簡單機(jī)械使動分觸頭分開；另外，在沒有高倍數(shù)沖擊電流的場合可以不采用專門的延時裝置，而利用動鐵心自身的慣性來實現(xiàn)短延時。
從圖2所示原理可以看出，本實施例當(dāng)限流電阻阻值遠(yuǎn)大于單條熔斷體電阻而又大大小于負(fù)載阻抗時，下限動作電流非常接近單條熔體的約定熔化電流即熔斷體約定熔化電流的一半，因控制器只能在下限動作電流以上和上限動作電流以下實施有效的控制調(diào)節(jié)，而現(xiàn)行熔斷器熔化系數(shù)一般在1.5～2之間，恰能滿足要求，所以本實例的電路原理最具有普遍性。
當(dāng)然可以根據(jù)上述原理設(shè)計出另外的熔斷器以滿足大熔化系數(shù)熔斷器實現(xiàn)輕度過載保護(hù)的要求。它們的動分觸頭數(shù)目是根據(jù)具體情況確定的，圖4就采用了三個聯(lián)動的動分觸頭，在此結(jié)構(gòu)中，動分觸頭系統(tǒng)[20]的各觸頭分別跨接在三個限流元件[21]上，這時的限流元件一般采用半導(dǎo)體非線性電阻或帶鐵心線圈，熔管[23]中四條/組熔體從左端分別引出四個對稱分布的觸刀/觸頭[22]，在右端則連接到一起之后再引出到該端的觸刀/觸頭[25]。可以推斷本實施例下限動作電流最低可以接近熔斷體約定熔化電流的1/4。
盡管熔斷器的結(jié)構(gòu)千差萬別，但是除混合式熔斷器外，上述原理顯而易見地適用于所有熔斷器。對于密閉式熔斷器，采用與圖1相同或近似結(jié)構(gòu)，當(dāng)然熔斷體的一端可能有更多的觸頭/觸刀(應(yīng)視具情況而定)，底座也要作相應(yīng)改動，相應(yīng)的控制器也不同；對于半封閉插入式熔斷器，可將瓷蓋上一端的觸刀改為并列的幾片觸刀，底座也要作相應(yīng)改動，而與之連接的控制器安裝在底座上或別的地方；對于螺旋式熔斷器(這里也包括以保險絲管作為熔斷體的螺旋式熔斷器)，應(yīng)將熔斷體一端的觸頭改成幾者并列的形式，當(dāng)然熔體必須有幾條且連接方式也要如前述原理，底座也要作相應(yīng)調(diào)整；對于組合型熔斷器，應(yīng)將各并聯(lián)單體的一端如同現(xiàn)行熔斷器那樣焊接在一起，另一端則分別與控制器的接頭對應(yīng)相連；另外，螺栓連接式熔斷器和自復(fù)式熔斷器同樣也可采用上述原理進(jìn)行控制。
權(quán)利要求1.一種包括有熔斷體、底座的熔斷器，其特征在于它還有控制器，并且其熔斷體中有兩條/組或其以上的熔體，將熔斷體一端設(shè)計成數(shù)目等于熔體條/組數(shù)的幾個互相隔開的觸頭或觸刀，這些觸頭或觸刀在熔斷體內(nèi)與各條/組熔體端部一一連接，在熔斷體外則分別通過改進(jìn)后的底座靜觸頭與控制器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熔斷器，其特征在于控制器主要由感測機(jī)構(gòu)，動分觸頭系統(tǒng)和限流元件組成，感測機(jī)構(gòu)的一端與底座上的固定接頭相連，另一端則分成若干支路，每條支路都分別通過底座上的靜觸頭電連接到熔斷體，除一條支路外，其余支路中都串聯(lián)有限流元件，各限流元件的兩端都跨接有觸頭開距在幾毫米以下的動分觸頭。
專利摘要本實用新型公開了一種過載保護(hù)性能達(dá)繼電保護(hù)水平且可調(diào)節(jié)控制的熔斷器,它把現(xiàn)有熔斷器改裝后并增加了控制器。電路正?；蚨搪窌r,控制器不起作用;過載時,控制器延時動作,通過各條/組熔體的電流被重新分配,接著干路電流在余下的熔體中再分配并致使另外的熔體熔斷,如此進(jìn)行,直至全部熔體熔斷,從而達(dá)到開斷電路的目的。
文檔編號H01H85/05GK2376674SQ9922441
公開日2000年5月3日 申請日期1999年7月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年7月9日
發(fā)明者蔣邦善 申請人:蔣邦善