兩級斷路裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的主題是用于壓敏電阻(1)的兩級斷路裝置，它包括：適于在故障情況下接通的第一開關裝置(2)，其中，第一開關裝置(2)是與壓敏電阻(1)串聯(lián)布置的斷路觸點；與第一開關裝置(2)并聯(lián)布置的正溫度系數(shù)熱敏電阻(3)，正溫度系數(shù)熱敏電阻(3)在冷態(tài)下的電阻低于開關電弧情況下在第一開關裝置(2)上形成的可比較的電阻；第二開關裝置(4)，其中，第二開關裝置(4)是與壓敏電阻(1)串聯(lián)布置的斷路觸點，其中，該第二開關裝置通過正溫度系數(shù)熱敏電阻(3)來控制。
【專利說明】兩級斷路裝置
[0001 ] 本發(fā)明涉及兩級斷路裝置。
[0002]斷路裝置應用于很多領域。
[0003]這些斷路裝置通常具有壓敏電阻作為開關元件。
[0004]老化的壓敏電阻因此出現(xiàn)漸進的,有時是突然的合金化(Durch I egi er en )。
[0005]這種合金化通常導致壓敏電阻的升溫，并且還可能導致壓敏電阻的連接電極之間的電弧。
[0006]在這種情況下將不再保證斷開，斷路裝置也不再具有斷開能力。
[0007]光伏領域的公知解決方案是嘗試如下來避開這個缺陷，即轉(zhuǎn)換到在壓敏電阻旁的并聯(lián)路徑上，該并聯(lián)路徑具有可熄滅直流電壓(gleichspannungs丨0schfahig)的保險裝置。
[0008]這種特殊構(gòu)造的可熄滅直流電壓的保險裝置一方面過于復雜，另一方面過于昂
蟲
貝ο
[0009]另外，轉(zhuǎn)換到并聯(lián)路徑在技術(shù)上也很困難，因為即使在這種接通情況下也可能產(chǎn)生電弧，這對直流電壓應用來說一般來說是常見問題。
[0010]因此，本發(fā)明的任務在于，提供消除現(xiàn)有技術(shù)中公知的一種或多種缺陷的斷路裝置。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，所述任務的解決通過獨立權(quán)利要求的特征來實現(xiàn)。
[0012]從屬權(quán)利要求中給出的是本發(fā)明的有利的實施方案。
[0013]下面依據(jù)優(yōu)選的實施形式參考附圖進一步說明本發(fā)明。
[0014]其中:
[0015]圖1示出本發(fā)明的第一示例性實施形式的示意圖。
[0016]圖1示出兩級斷路裝置。
[0017]該兩級斷路裝置適合與壓敏電阻I 一起使用。
[0018]為此，兩級斷路裝置5具有第一開關裝置2，它適合在故障情況下關閉。
[0019]第一開關裝置2可以例如設計為與壓敏電阻I串聯(lián)布置的斷路觸點。
[0020]斷路觸點2可以是常規(guī)性的，并且對于直流電壓應用來說也必須沒有特殊的設計，也就是說不得對直流電壓可熄滅性有進一步的要求。
[0021]另外，兩級斷路裝置5具有與第一開關裝置2并聯(lián)布置的正溫度系數(shù)熱敏電阻3。
[0022]在此這樣確定正溫度系數(shù)熱敏電阻3的尺寸，使得正溫度系數(shù)熱敏電阻3在冷態(tài)下的電阻(無關緊要地)低于在開關電弧情況下在第一開關裝置(2)上形成的可比較的電阻。
[0023]另外，兩級斷路裝置5具有第二開關裝置4。
[0024]第二開關裝置4可以例如設計成也是與壓敏電阻I串聯(lián)布置的斷路觸點。
[0025]第二開關裝置4是通過正溫度系數(shù)熱敏電阻3來控制的。
[0026]斷路觸點4可以是常規(guī)性的，并且對于直流電壓應用來說也必須沒有特殊的設計，也就是說不得對直流電壓可熄滅性有進一步的要求。[0027]通過這種布置可以實現(xiàn)，在壓敏電阻I升溫T或者在壓敏電阻I的外殼中壓力升高P的情況下，與例如在電弧時出現(xiàn)的一樣，操作第一開關裝置2。為此，第一開關裝置2可以具有相應的有效連接。
[0028]第一開關裝置2例如可以具有壓力敏感的第一開關，它經(jīng)由空腔型連接裝置可以與壓敏電阻I的外殼耦合。
[0029]第一開關裝置2例如可以具有第一熱學開關，它可以與壓敏電阻I熱接觸。
[0030]不同的開關類型當然還可以在第一開關裝置2中集合成串聯(lián)電路，因此存在不同可能性來確定合金化和以相應方式引起斷開。
[0031]在第一開關裝置2分離(打開)時，在第一開關裝置2上可能出現(xiàn)電弧。
[0032]但是，與第一開關裝置2并聯(lián)有正溫度系數(shù)熱敏電阻3。
[0033]在正常運行下電流是不穿流該正溫度系數(shù)熱敏電阻的，因為電流通過第一開關裝置2以短路形式從正溫度系數(shù)熱敏電阻3旁流過。
[0034]正溫度系數(shù)熱敏電阻3因此在開關事件開始時是低歐姆的。
[0035]因為這樣確定正溫度系數(shù)熱敏電阻3的尺寸，使得正溫度系數(shù)熱敏電阻3在負載下，例如用壓敏電阻I的額定電流負載的情況下，在冷態(tài)下的電阻(無關緊要地)低于開關電弧情況下在第一開關裝置2上形成的可比較的電阻，所以電流現(xiàn)在從電弧經(jīng)由第一開關裝置2轉(zhuǎn)換到正溫度系數(shù)熱敏電阻3上，并且第一開關裝置2上的電弧消除。
[0036]通過現(xiàn)在實現(xiàn)的流過正溫度系數(shù)熱敏電阻3的電流，使得正溫度系數(shù)熱敏電阻3升溫和導致正溫度系數(shù)熱敏電阻3的電阻升高。
[0037]正溫度系數(shù)熱敏電阻3上電阻的升高導致在正溫度系數(shù)熱敏電阻3上的電壓降。
[0038]由于正溫度系數(shù)熱敏電阻3上電壓降的增加，所以在正溫度系數(shù)熱敏電阻3和壓敏電阻I構(gòu)成的串聯(lián)電路中的壓敏電壓I上的電壓降低。
[0039]在此，低于用于維持壓敏電阻I上電弧的點燃電壓或保持電流，并消除壓敏電阻I上還存在的電弧。
[0040]因為電流由于正溫度系數(shù)熱敏電阻3的不斷升溫而進一步減小，所以現(xiàn)在第二開關裝置4可以禁止電流流動，而不會對第二開關裝置的直流電壓可熄滅性有特殊的要求。
[0041]由此可以得出例如用于正溫度系數(shù)熱敏電阻2的其他設計標準。
[0042]為了實現(xiàn)第二開關裝置中電弧的抑制，必須將在升溫狀態(tài)下還流過正溫度系數(shù)熱敏電阻3的電流降低，以便可以保證第二開關裝置的接通。也就是說，正溫度系數(shù)熱敏電阻3的電阻在接通第二開關裝置4的時間點必須這樣大，以便在流過熱敏電阻I的額定電流下也可以打開開關裝置。
[0043]一方面可以在接通第一開關裝置2之后的時間延遲t接通第二開關裝置4，或者通過達到正溫度系數(shù)熱敏電阻3的接通溫度T來控制該第二開關裝置，或者可以通過在正溫度系數(shù)熱敏電阻3上產(chǎn)生的電壓降U來影響接通。
[0044]如果例如設置第二開關裝置4的熱控制，則可以將第二開關裝置4設計成電焊連接，其在熱的作用下將電流流動斷開。為此該焊接與正溫度系數(shù)熱敏電阻4熱接觸。
[0045]只要操作第二開關裝置4，就達到了完全的分離。
[0046]很明顯，以相同的方式如之前對第一開關裝置2所描述的，也可以將第二開關裝置4構(gòu)建成不同開關的串聯(lián)電路。[0047]由于前述的發(fā)明因此可以以簡單的方式和方法提供成本低廉的斷路裝置，它可以可靠地實現(xiàn)斷開。
[0048]斷路裝置5主要證實了，在正常操作情況下，由于使用開關裝置2和4使得電阻極低，并且可以應用常用的構(gòu)件。
[0049]壓敏電阻I的故障情況可以以不同的方式來識別。
[0050]因此，例如可以在故障情況下利用壓力上升和/或升溫，來接通第一開關裝置2。[0051 ] 但是還可以設置其他工作原理來弓丨起斷開。
[0052]就前面提到的正溫度系數(shù)熱敏電阻3而言，包括任何類型的正溫度系數(shù)熱敏電阻。
[0053]也就是說，既可以使用電阻與溫度基本線性相關的正溫度系數(shù)熱敏電阻，例如厚膜PTC，或者還可以使用電阻與溫度基本非線性相關的正溫度系數(shù)熱敏電阻，例如陶瓷基或聚合物基的PTC。
[0054]兩級斷路裝置5可以設計成成型為現(xiàn)有壓敏電阻的改型件的結(jié)構(gòu)單元。
[0055]為此，組件5可以包括對應的輸入端和輸出端，以便與壓敏電阻和待保護的設備相連接。
[0056]另外，兩級斷路開關5和壓敏電阻I還可以設計成組件B。
[0057]在適當?shù)貙嵤┣闆r下，由此可以將組件B用作壓敏電阻的替代物。
[0058]此外，兩級斷路裝置5還可以配備有其他設備，以便在本地用聲音和/或光學或借助遠程信號設備來通報兩級斷路裝置5的狀態(tài)。
[0059]在沒有進一步提及的情況下，前面的工作原理也同樣可以應用于交流電壓。
[0060]在這種情況下，使用兩個反并聯(lián)接通的壓敏電阻I。
[0061]附圖標記:
[0062]壓敏電阻I
[0063]第一開關裝置2
[0064]正溫度系數(shù)熱敏電阻3
[0065]第二開關裝置4
[0066]斷路裝置5
[0067]組件B
【權(quán)利要求】
1.用于壓敏電阻(I)的兩級斷路裝置，它包括: ?適于在故障情況下接通的第一開關裝置(2)，其中，第一開關裝置(2)是與壓敏電阻(I)串聯(lián)布置的斷路觸點； ?與第一開關裝置(2)并聯(lián)布置的正溫度系數(shù)熱敏電阻(3)，其中，該正溫度系數(shù)熱敏電阻在冷態(tài)下的電阻低于在開關電弧情況下在第一開關裝置(2)上形成的可比較的電阻； ?第二開關裝置(4)，其中，第二開關裝置(4)是與壓敏電阻(I)串聯(lián)布置的斷路觸點，其中，該第二開關裝置通過正溫度系數(shù)熱敏電阻(3)來控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的兩級斷路裝置，其特征在于，故障情況下的壓力上升和/或升溫接通第一開關裝置(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的兩級斷路裝置，其特征在于，正溫度系數(shù)熱敏電阻(3)的電阻與溫度基本上線性相關。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的兩級斷路裝置，其特征在于，正溫度系數(shù)熱敏電阻(3)的電阻與溫度基本上非線性地相關。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的兩級斷路裝置，其特征在于，正溫度系數(shù)熱敏電阻(3)上的電壓升高和/或正溫度系數(shù)熱敏電阻(3)的升溫將第二開關裝置(4)接通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的兩級斷路裝置，其特征在于，第二開關裝置(4)是在熱的作用下斷開電流的電焊連接。
【文檔編號】H02H9/02GK103460541SQ201280014235
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月12日
【發(fā)明者】赫爾諾特·菲尼斯, 斯文·本克, 約阿希姆·塞爾尼, 安德里亞斯·梅茨格, 克里斯蒂安·德平, 托馬斯·梅耶 申請人:菲尼克斯電氣公司