一种双刀直板型熔断器

文档序号:785050 发布日期:2021-04-09 浏览:41次 >En<

阅读说明:本技术 一种双刀直板型熔断器 (Double-blade straight plate type fuse ) 是由 庄逸尘 鄢玲 李思光 张利 唐有东 于 2020-12-24 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种双刀直板型熔断器,包括:具有内腔的绝缘外壳;设置于内腔内的一体式铜排,铜排上设有间隔设置的两沟槽,铜排下方设有与两沟槽相对的两过弧缝隙;设置于铜排上方的开断栅片,开断栅片下部设有两开断刀片,两开断刀片分别位于两沟槽的上方;与开断栅片连接的气体发生装置;以及与气体发生装置连接的外部连接器。本发明的有益效果:通过沟槽改变铜排被切断处厚度,使铜排在沟槽位置形成薄弱狭径处,开断栅片对沟槽进行挤压切断,响应速度快;利用过弧缝隙使两沟槽处被切断后产生的电弧拉长并串联,产生高于系统电压的电弧电压,使短路电流下降直至过零,解决传统熔断器在低过载电流下的保护盲区问题。(The present invention provides a dual blade bar type fuse, comprising: an insulating housing having an interior cavity; the integrated copper bar is arranged in the inner cavity, two grooves are arranged on the copper bar at intervals, and two arc-passing gaps opposite to the two grooves are arranged below the copper bar; the breaking grid piece is arranged above the copper bar, the lower part of the breaking grid piece is provided with two breaking blades, and the two breaking blades are respectively positioned above the two grooves; the gas generating device is connected with the breaking grid piece; and an external connector connected to the gas generator. The invention has the beneficial effects that: the thickness of the cut part of the copper bar is changed through the groove, so that the copper bar forms a weak narrow diameter part at the position of the groove, the cut grid plate is cut off to extrude and cut the groove, and the response speed is high; the arc generated after the two grooves are cut off is lengthened and connected in series by utilizing the over-arc gap, the arc voltage higher than the system voltage is generated, the short-circuit current is reduced until the short-circuit current passes zero, and the problem of the protection dead zone of the traditional fuse under the low overload current is solved.)

一种双刀直板型熔断器

技术领域

本发明涉及直流电力系统保护装置技术领域,尤其涉及一种双刀直板型熔断器。

背景技术

熔断器是交流电路或直流电路中常用的短路电流的保护装置。现有的直流电力系统中保护装置大多使用的熔断器,例如Eaton Bussman生产的熔断器,采用的是电热累积的原理,当通过的电流产生足够的热量时,里面的金属导体熔断起弧,从而产生电弧电压,使短路电流下降。

但在当下最新的低压直流系统中(例如电动汽车,风电,机车等),传统熔断器存在明显的低过载电流下的保护盲区问题以及保护速度的问题。例如,为保证其额定通流时的温升不会过高,传统熔断器在设计时会按照额定电流的2倍左右设计留下余量。根据其作用原理,其额定通流越大,意味其耐受电流能力越强,从而分断低倍过载电流能力越弱。一般传统熔断器最小分断电流在4~5倍额定电流,在4~5倍额定电流以下传统熔断器无法保护。

与此同时,在一些最新的电动汽车厂家的需求中提到,需要在汽车静止的时候进行保护,即在没有电流的情况下需要接受汽车传感器发出的指令进行分断,这一点对于传统熔断器是无法实现的。

而现有的其他新型熔断器/开断器,也存在价格昂贵,通流能力低,分断性能差等缺陷。

发明内容

有鉴于此,为了解决现有熔断器存在的低过载电流下的保护盲区问题,本发明的实施例提供了一种双刀直板型熔断器。

本发明的实施例提供一种双刀直板型熔断器,包括:

具有内腔的绝缘外壳;

设置于所述内腔内的一体式铜排,所述铜排上设有间隔设置的两沟槽,所述铜排下方设有与两所述沟槽相对的两过弧缝隙;

设置于所述铜排上方的开断栅片,所述开断栅片下部设有两开断刀片,两所述开断刀片分别位于两所述沟槽的上方;

与所述开断栅片连接的气体发生装置;

以及与所述气体发生装置连接的外部连接器,所述外部连接器用于在接收外部触发信号时触发所述气体发生装置,使所述气体发生装置推动所述开断栅片向下运动,两所述开断刀片分别切断两所述沟槽并产生电弧,通过进入两所述过弧缝隙的电弧被拉长后串联增大电弧电压,使所述铜排上的电流下降至过零。

进一步地,还包括设置于两所述过弧缝隙下方的两灭弧室,所述灭弧室内放置有灭弧材料,两所述灭弧室相对独立。

进一步地,两所述过弧缝隙之间设有分隔板,所述分隔板隔开两所述过弧缝隙及两所述灭弧室。

进一步地,所述沟槽为V形槽,所述开断刀片的底部为V形的尖刃。

进一步地,所述沟槽为双面沟槽。

进一步地,所述开断栅片包括栅片上盖、栅片金属片和开断刀具,所述栅片上盖为倒置的T形,所述开断刀具的顶部设有固定槽,底部设有两所述开断刀片,所述栅片金属片设置于所述固定槽内,所述栅片上盖下端抵住所述栅片金属片、上端与所述气体发生装置连接。

进一步地,所述开断刀片的上部设有弧形的过渡面,所述沟槽与所述过渡面相抵用于限制所述开断栅片向下运动。

进一步地,所述内腔内设有绝缘管,所述开断刀具位于所述绝缘管内,所述开断刀具的上部为圆柱状,所述开断刀具上部约束于所述绝缘管内。

本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是:本发明的一种双刀直板型熔断器,一体式铜排上设置沟槽,通过沟槽改变铜排被切断处厚度,使铜排在沟槽位置形成薄弱狭径处,开断栅片对沟槽进行挤压切断,响应速度快;利用过弧缝隙使两沟槽处被切断后产生的电弧拉长并串联,产生高于系统电压的电弧电压,使短路电流下降直至过零,解决传统熔断器在低过载电流下的保护盲区问题,实现从零开始的全范围分断,满足新能源市场的低压直流保护需求。

附图说明

图1是本发明一种双刀直板型熔断器的俯视图;

图2是图1中的A-A剖面示意图。

图中:1-压盖、2-上外壳、3-下内壳、4-下外壳、5-铜排、6-开断栅片、7-开断刀片、8-沟槽、9-内腔、10-开断刀具、11-栅片金属片、12-栅片上盖、13-过弧缝隙、14-灭弧室、15-灭弧材料、16-分隔板、17-绝缘管、18-金属内套、19-气体发生装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。

请参考图1和2,本发明的实施例提供了一种双刀直板型熔断器,包括:

具有内腔9的绝缘外壳;

设置于所述内腔9内的一体式铜排5,所述铜排5上设有间隔设置的两沟槽8,所述铜排下方设有与两所述沟槽8相对的两过弧缝隙13;

设置于所述铜排5上方的开断栅片6,所述开断栅片6下部设有两开断刀片7,两所述开断刀片7分别位于两所述沟槽8的上方;

与所述开断栅片6连接的气体发生装置19;

以及与所述气体发生装置19连接的外部连接器,所述外部连接器用于在接收外部触发信号时触发所述气体发生装置19,使所述气体发生装置19推动所述开断栅片6向下运动,两所述开断刀片7分别切断两所述沟槽8并产生电弧,通过进入两所述过弧缝隙13的电弧被拉长后串联增大电弧电压,使所述铜排5上的电流下降至过零。

具体的,请参考图1和2,所述壳体整体成柱状,由上至下包括均为绝缘材料的压盖1、上外壳2、下内壳3和下外壳4。所述上外壳2和所述下外壳4均为腔体结构,所述内腔9设置于所述上外壳2内部,所述内腔9为下端开口的圆柱腔体。

所述铜排5设置于所述下内壳3的上端,且所述下内壳3的上端与所述上外壳2紧固连接,所述上外壳2与所述下内壳3将所述铜排5夹紧固定,所述铜排5与所述内腔9下端口贴合。一般的所述铜排5的两端延伸出所述壳体接入被保护的主电路。

所述铜排5为一体化加工成型,所述铜排5的形状可以为多种,优选为直板形铜排,这样铜排5的整体电阻较小,流通能力强。

所述沟槽8设置于所述铜排5上表面,位于所述内腔9的下方,两所述沟槽8平行设置。所述沟槽8具体为沿着所述铜排宽度方向的条形槽。优选的,所述沟槽8为截面为V形的V形槽,即所述沟槽8的两侧至中央所述铜排5的厚度逐渐减小。

请参考图2,另外所述沟槽8可以设置为双面沟槽,即在所述铜排5的下表面也设置沟槽8,在所述铜排上表面沟槽8的背部设置沟槽8,这样所述铜排5的上表面和下表面同一位置处均设有所述沟槽8,所述铜排5位于该沟槽8处形成明显薄弱狭径处,易于切断。可以通过激光切割技术在所述铜排5的上、下表面同时切割数道应力槽,使所述铜排5的上、下表面同一位置处同时形成两所述沟槽8。

所述开断栅片6容置于所述上外壳2的内腔9内,所述开断栅片6恰好位于两所述沟槽8的正上方。这里所述开断栅片6包括栅片上盖12、栅片金属片11和开断刀具10,所述栅片上盖12为倒置的T形,所述开断刀具10的顶部设有固定槽,底部设有两所述开断刀片7,所述开断刀片7底部为截面为V形的尖刃,所述尖刃位于所述沟槽8的上方且与所述沟槽8相对设置。所述栅片金属片11设置于所述固定槽内,所述栅片上盖12下端抵住所述栅片金属片11、上端与所述气体发生装置19连接。

为了提高所述上外壳2的绝缘能力,在所述内腔9内设有绝缘管17,所述绝缘管17设置于所述开断刀具10与所述上外壳2内腔9内壁之间。所述开断刀具10位于所述绝缘管17内,所述开断刀具10的上部为圆柱状,所述开断刀具10上部约束于所述绝缘管17内,只能沿着轴向运动。

所述气体发生装置19设置于所述上外壳2的内腔9的顶部,所述上外壳2内腔9的顶部设有开口,所述气体发生装置19贯穿所述开口,所述上外壳2上端紧固连接所述压板1,所述压盖1压紧所述气体发生装置19使其固定。所述气体发生装置19的下部连接所述开断栅片6上端,所述气体发生装置19的下部为其输出端,触发后的所述气体发生装置19可推动所述开断栅片6向下运动。

在所述气体发生装置19与所述栅片上盖12的连接处外围还设有金属内套18,所述气体发生装置19起爆产生大量气体,在其起爆后极短时间内,腔室内压强迅速升高,因此使用所述金属内套18包围所述气体发生装置19,增强上外壳2的结构强度。

所述外部连接器安装固定于所述封盖1上,所述外部连接器与所述气体发生装置19电连接。所述外部连接器可提供接口接收外部系统提供的触发信号,在接收外部触发信号时触发所述气体发生装置19。

所述下外壳4上端与所述下内壳3下端紧固连接,所述下外壳4内设有两灭弧室14,所述灭弧室内放置有灭弧材料15,每一所述灭弧室14设置于一所述沟槽8下方,两所述灭弧室14中部设有向上延伸的分隔16板,所述分隔板16与所述下外壳4一体式设计。所述分隔板16间隔两所述灭弧室14使两所述灭弧室14相对独立。两所述过弧缝隙13设置于所述下内壳3上,每一所述过弧缝隙13设置于一所述沟槽8向下延伸方向上。每一所述过弧缝隙13的上端与所述沟槽8相对、下端延伸至一所述灭弧室14内。这里所述下内壳3的中部设有一穿孔,所述分隔板16上端延伸至所述穿孔内,与所述穿孔的相对两侧壁形成两所述过弧缝隙13,所述分隔板16上端接触所述铜排5位于两所述沟槽8之间的部分,通过所述分隔板16间隔两所述两所述过弧缝隙13。

在所述气体发生装置19被触发后,所述开断栅片6的两开断刀片7向下运动分别切断两所述沟槽8,使所述主电路上的电流切断,被切断的沟槽8内产生电弧,所述开断刀片7挤压电弧进入所述过弧缝隙13使电弧拉长,形成两个串联的狭缝电弧,继而产生高于系统电压的电弧电压,电弧的电压会超过主电路的额定电压,电弧的电压就会使通过的短路电流降低至过零。

另外为了限制所述开断栅片6向下运动的距离,所述开断刀片7的上部设有弧形的过渡面,在所述开断刀片7向下运动插入所述过弧缝隙13,所述过渡面到达所述沟槽8上部时,所述沟槽8两侧与所述过渡面相抵限制所述开断栅片6继续向下运动。

请参考图2,上述直流熔断器的铜排5两端接入电力系统的主电路后,通过外部系统对主电路电流进行监测,在主电路发生电流短路时,所述外部系统通过外部连接器向所述气体发生装置19发送外部触发信号,进而所述气体发生装置19被触发推动所述开断栅片6向下运动,两开断刀片7向下运动分别切断两所述沟槽8,两沟槽8的断口处均产生电弧,此时的电弧相当于连接所述沟槽8断口两侧的电阻,受所述开断刀片7的挤压作用两电弧分别进入两过弧缝隙13被拉长,形成两个串联的狭缝电弧,串联后的电弧电阻增大,电压升高,形成高于该电力系统电压的过电压,过电压迫使所述主电路上的短路电流迅速下降直至过零,完成快速分断。

由于所述铜排5为一体式结构,其电阻相较于传统熔断器,仅为传统熔断器的1/5~1/10,相较于传统熔断器在低电流通过提高电阻来达到熔断目的,本申请中的熔断器通流能力远超传统熔断器,可通流至少1500A直流电流。另外由于所述铜排5的电阻小,在通过相同的额定电流的情况下,尤其是高电流情况下,所述沟槽8在被切断后产生的电弧能量小,分断速度更快,可以满足从0开始到较高短路电流的全范围的快速分断,其分断能力更强,可分断电压1.5~2KV,电流10KA,电感100uH工况。

在本文中,所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的,只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解,所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下,本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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