阅读说明：本技术 一种大电流熔断并自修复的高压配电熔断器 (High-voltage distribution fuse with high current fusing and self-repairing functions ) 是由 周永刚 于 2020-11-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种大电流熔断并自修复的高压配电熔断器,涉及配电设备技术领域,包括熔丝管、第一安装头、第二安装头、熔丝安装架、第一连接端子和第二连接端子。本发明中利用熔断时产生的压力推动下直接旋转式更换熔体,实现主动式修复,可有效保证修复后熔断器的熔断效果,再次凝结的金属钠在使用之前均经过多次补充处理,可有效对金属钠内部孔洞或表面凹凸不同状况进行修复处理,可有效加强冷却降温固化金属钠的质量分布均匀程度,进一步加强后期熔断效果,可通过穿过熔丝管的颜色对熔断器是否正常熔断或已经进行自修复的状态进行判断,可对限位套筒与熔丝管内壁进行双重密封处理,避免氦气泄露,保证充足的推动力。(The invention discloses a high-voltage distribution fuse with high-current fusing and self-repairing functions, and relates to the technical field of distribution equipment. According to the invention, the melt is directly and rotatably replaced under the pushing of the pressure generated during fusing, active repair is realized, the fusing effect of the repaired fuse can be effectively ensured, the recondensed sodium metal is subjected to multiple times of supplementary treatment before use, different conditions of holes in the sodium metal or concave-convex surfaces of the sodium metal can be effectively repaired, the uniformity of the mass distribution of the cooling solidified sodium metal can be effectively enhanced, the later fusing effect is further enhanced, whether the fuse is normally fused or is subjected to self-repairing state can be judged by the color of the fuse tube, the helium gas can be subjected to double sealing treatment on the inner wall of the limiting sleeve and the fuse tube, the helium gas leakage is avoided, and the sufficient pushing force is ensured.)

一种大电流熔断并自修复的高压配电熔断器

技术领域

本发明涉及配电设备技术领域，具体为一种大电流熔断并自修复的高压配电熔断器。

背景技术

熔断器是最简单的保护电器，它用来保护电气设备免受过载和短路电流的损害；对于一些专用设备的高压熔断器应选专用系列。熔断器是指当电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断，断开电路的一种电器。熔断器是根据电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开；运用这种原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于高低压配电系统和控制系统以及用电设备中，作为短路和过电流的保护器，是应用最普遍的保护器件之一。目前存在一种自复熔断器，使用金属钠当做熔体，可实现熔断器的自动修复。

现有的大电流熔断并自修复的高压配电熔断器，只能依靠金属钠的冷却降温固化之后才能实现修复，主要为被动式修复，修复效果较差，且后期熔断功能主要依靠冷却降温固化的金属钠，但冷却降温固化的金属钠质量分布不够均匀，后期熔断效果不佳。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大电流熔断并自修复的高压配电熔断器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种大电流熔断并自修复的高压配电熔断器，包括熔丝管，所述熔丝管外壁一端设有第一安装头，所述熔丝管外壁另一端设有第二安装头，所述熔丝管内部设有活动连接的熔丝安装架，所述第一安装头表面贯穿设有第一连接端子，所述第二安装头表面贯穿设有第二连接端子，所述第一连接端子和所述第二连接端子均分别与所述熔丝安装架两端接触式连接。

进一步的，所述熔丝安装架包括绝缘套筒，所述绝缘套筒内部设有第一空腔，所述绝缘套筒和所述熔丝管之间设有第二空腔，所述绝缘套筒表面于所述第一空腔和所述第二空腔之间设有若干个安装孔，所述第一空腔和所述第二空腔内部均填充有氦气，所述氦气贯穿一个所述安装孔，剩余所述安装孔内部均设有钠条，所述安装孔外壁靠近所述第一空腔一侧设有第一通槽，所述第一通槽外壁远离所述安装孔一端设有半球形槽，所述半球形槽与所述第一空腔贯通，所述安装孔外壁靠近所述第二空腔一侧设有第二通槽，所述第二通槽与所述第二空腔贯通，所述绝缘套筒外壁于所述第二通槽一侧设有推移架，所述推移架设于所述第二空腔内部，所述安装孔和所述推移架均分别呈环形设置于所述绝缘套筒外壁上。

进一步的，所述第一通槽的长度小于所述第二通槽的长度，使得第一通槽与第二通槽相比路径更短，使得高温气化钠条更容易沿着第一通槽向安装孔外侧运动，所述半球形槽的内径大于所述第一通槽的内径，使得第一通槽与半球形槽之间配合构成喇叭状结构，使得高温气化钠条沿着第一通槽向外排时进入到第一空腔内部的效率更高。

进一步的，所述安装孔两端对称设有连接头，所述钠条设于两个所述连接头之间，保证连接头在安装孔两端进行接线处理，保证当钠条连通两个连接头时可实现线路接通。

进一步的，所述第二通槽为弧形结构，所述第二通槽的开口朝向靠近所述安装孔一侧的所述推移架，可保证从第二通槽冲出的氦气可直接冲击到推移架上，推移架动力更足。

进一步的，所述绝缘套筒内壁于所述安装孔内壁设有灭弧套，灭弧套可对安装孔内部的钠条进行灭弧处理，避免钠条在输送电流时向外扩散，提高设备安全性。

进一步的，所述推移架包括限位套筒，所述限位套筒外壁靠近所述第二通槽一侧设有进气口，所述限位套筒外壁远离所述第一空腔一侧设有第一密封条和第二密封条，所述第一密封条设于所述限位套筒外壁靠近所述进气口一侧，所述第二密封条设于所述限位套筒外壁远离所述进气口一侧。

进一步的，所述第一密封条和所述第二密封条的横截面大小相等，第一密封条和第二密封条密封效果相同，保证对限位套筒和熔丝管内壁之间进行双重密封处理，保证氦气可对限位套筒进行冲击输送，所述第一密封条的横截面外径小于所述限位套筒的横截面内径，可有效缩小第一密封条和第二密封条对于限位套筒的负担，保证第一密封条和第二密封条可随着限位套筒进行运动的同时保证密封性能。

进一步的，所述第一密封条和所述第二密封条的长度相等，第一密封条和第二密封条密封效果相同，保证对限位套筒和熔丝管内壁之间进行双重密封处理，所述第一密封条的长度大于所述限位套筒的长度，保证第一密封条和第二密封条可对限位套筒进行全面密封处理，避免氦气从限位套筒的两端进行泄露，提高密封性能。

进一步的，相邻两个所述限位套筒之间的容积小于所述安装孔的容积，使得安装孔内部的钠条的体积大于相邻两个限位套筒之间的容积，钠条通入异常大电流高温气化时的体器膨胀量更大，可将大于两个限位套筒之间容积量的氦气向第二空腔中冲击，保证限位套筒可移位到相邻一个限位套筒的位置上。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

1、本发明通过设置熔丝管、熔丝安装架、绝缘套筒、第一空腔、安装孔、第一通槽、半球形槽、第二通槽、推移架和钠条，钠条在熔断时由固体变成高温高压状态的等离子体蒸气，电阻率迅速增加，从而对高压电流起强烈的限流作用，并在瞬间分断电流，钠条在变成高温高压状态的等离子体蒸气过程中会产生大量压力，从第二通槽中输送过来的氦气直接冲击到推移架上，实现对绝缘套筒的旋转调节，利用熔断时产生的压力推动下直接旋转式更换熔体，实现主动式修复，可有效保证修复后熔断器的熔断效果，同时钠在高温高压状态的等离子体蒸气逐渐冷却之后在之前通入氦气的安装孔内部凝结，呈环形分布的金属钠在自修复过程中不断进行旋转运动，金属钠在熔断过程中进行气化液化并凝结，再次凝结的金属钠在使用之前均经过多次补充处理，可有效对金属钠内部孔洞或表面凹凸不同状况进行修复处理，可有效加强冷却降温固化金属钠的质量分布均匀程度，进一步加强后期熔断效果，氦气在正常通电状态时发出粉红色光芒，氦气在熔断状态时为无色状态，可通过穿过熔丝管的颜色对熔断器是否正常熔断或已经进行自修复的状态进行判断；

2、本发明通过设置限位套筒、进气口、第一密封条和第二密封条，氦气沿着限位套筒进行回旋冲击，可加强对推移架的推动力，保证绝缘套筒的旋转位移量足够更换熔体的位移，可对限位套筒与熔丝管内壁进行双重密封处理，避免氦气泄露，保证充足的推动力。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明整体的主视图；

图2是本发明整体的主视剖面图；

图3是本发明图2中A处的放大示意图；

图4是本发明图2中B处的放大示意图；

图5是本发明熔丝安装架的侧视图；

图6是本发明熔丝安装架与熔丝管的侧视剖面图；

图7是本发明图6中C处的放大示意图；

图8是本发明图6中D处的放大示意图；

图中：1、熔丝管；2、第一安装头；3、第二安装头；4、熔丝安装架；5、第一连接端子；6、第二连接端子；7、绝缘套筒；8、第一空腔；9、第二空腔；10、安装孔；11、第一通槽；12、半球形槽；13、第二通槽；14、推移架；15、灭弧套；16、限位套筒；17、进气口；18、第一密封条；19、第二密封条；20、连接头；21、钠条。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-3和附图5-7所示的一种大电流熔断并自修复的高压配电熔断器，包括熔丝管1，所述熔丝管1外壁一端设有第一安装头2，所述熔丝管1外壁另一端设有第二安装头3，所述熔丝管1内部设有活动连接的熔丝安装架4，所述第一安装头2表面贯穿设有第一连接端子5，所述第二安装头3表面贯穿设有第二连接端子6，所述第一连接端子5和所述第二连接端子6均分别与所述熔丝安装架4两端接触式连接，所述熔丝安装架4包括绝缘套筒7，所述绝缘套筒7内部设有第一空腔8，所述绝缘套筒7和所述熔丝管1之间设有第二空腔9，所述绝缘套筒7表面于所述第一空腔8和所述第二空腔9之间设有若干个安装孔10，所述第一空腔8和所述第二空腔9内部均填充有氦气，所述氦气贯穿一个所述安装孔10，剩余所述安装孔10内部均设有钠条21，所述安装孔10外壁靠近所述第一空腔8一侧设有第一通槽11，所述第一通槽11外壁远离所述安装孔10一端设有半球形槽12，所述半球形槽12与所述第一空腔8贯通，所述安装孔10外壁靠近所述第二空腔9一侧设有第二通槽13，所述第二通槽13与所述第二空腔9贯通，所述绝缘套筒7外壁于所述第二通槽13一侧设有推移架14，所述推移架14设于所述第二空腔9内部，所述安装孔10和所述推移架14均分别呈环形设置于所述绝缘套筒7外壁上。

所述第一通槽11的长度小于所述第二通槽13的长度，使得第一通槽11与第二通槽13相比路径更短，使得高温气化钠条21更容易沿着第一通槽11向安装孔10外侧运动，所述半球形槽12的内径大于所述第一通槽11的内径，使得第一通槽11与半球形槽12之间配合构成喇叭状结构，使得高温气化钠条21沿着第一通槽11向外排时进入到第一空腔8内部的效率更高。

所述安装孔10两端对称设有连接头20，所述钠条21设于两个所述连接头20之间，保证连接头20在安装孔10两端进行接线处理，保证当钠条21连通两个连接头20时可实现线路接通。

所述第二通槽13为弧形结构，所述第二通槽13的开口朝向靠近所述安装孔10一侧的所述推移架14，可保证从第二通槽13冲出的氦气可直接冲击到推移架14上，推移架14动力更足。

所述绝缘套筒7内壁于所述安装孔10内壁设有灭弧套15，灭弧套15可对安装孔10内部的钠条21进行灭弧处理，避免钠条21在输送电流时向外扩散，提高设备安全性。

实施方式具体为：使用时，通过设置熔丝管1、熔丝安装架4、绝缘套筒7、第一空腔8、安装孔10、第一通槽11、半球形槽12、第二通槽13、推移架14和钠条21，第一安装头2和第二安装头3分别在熔丝管1两端进行安装支撑，熔丝安装架4活动安装在熔丝管1内部，第一连接端子5和第二连接端子6可与熔丝安装架4上的一个钠条21接触连接，实现进行大电流熔断保护，当高压大电流通过熔断器时，短路电流将电路中的钠条21迅速加热，使钠条21由固体变成高温高压状态的等离子体蒸气，电阻率迅速增加，从而对高压电流起强烈的限流作用，并在瞬间分断电流，钠条21在变成高温高压状态的等离子体蒸气过程中会产生大量压力，钠在高温高压状态的等离子体蒸气从安装位置的安装孔10中通过第一通槽11和半球形槽12向外排，钠在高温高压状态的等离子体蒸气进入到第一空腔8内部，氦气的分子量小于钠的分子量，钠在高温高压状态的等离子体蒸气可将第一空腔8内部的氦气向外挤压，氦气从半球形槽12和第一通槽11进入到没有安装钠条21的安装孔10内侧，然后从安装孔10内侧通过第二通槽13向第二空腔9中挤压，从第二通槽13中输送过来的氦气直接冲击到推移架14上，位于上述安装孔10两侧的两个推移架4之间的空间压力逐渐变大，在两个推移架4之间产生一个旋转推动力，可推动推移架14沿着熔丝管1进行旋转，进而实现对绝缘套筒7的旋转调节，靠近输送氦气第二通槽13的推移架4受到的冲击力更大，使得绝缘套筒7的旋转方向以受到氦气冲击的两个推移架14为参照：从远离输送氦气第二通槽13的推移架14向另一个推移架14旋转；多个钠条21在熔断器使用时随着绝缘套筒7进行旋转运动，未使用的钠条21可直接旋转到已经熔断气化的钠条21所在位置，实现熔断器的自修复工作，使得另一个安装有钠条21的安装孔10与第一连接端子5和第二连接端子6对齐并接触相抵连接，可实现对熔断器中熔体的自动更换，实现对熔断器的自动修复，利用熔断时产生的压力推动下直接旋转式更换熔体，实现主动式修复，可有效保证修复后熔断器的熔断效果，同时钠在高温高压状态的等离子体蒸气逐渐冷却之后在之前通入氦气的安装孔10内部凝结，原本安装有钠条21的安装孔10在高温加热处理后蒸发成空洞，同时下一次大电流熔断后为氦气提供输送通道，在装置进行自修复过程中，可实现对绝缘套筒7的旋转调节，呈环形分布的金属钠在自修复过程中不断进行旋转运动，金属钠在熔断过程中进行气化液化并凝结，后面熔断气化的金属钠不断为前面熔断气化液化并凝结的金属钠进行补充处理，当装置中最初气化液化并凝结的金属钠旋转移动到最初的电路连接位置时，装置中的金属钠已经全部经历过气化液化和凝结过程，再次凝结的金属钠在使用之前均经过多次补充处理，可有效对金属钠内部孔洞或表面凹凸不同状况进行修复处理，可有效加强冷却降温固化金属钠的质量分布均匀程度，进一步加强后期熔断效果，同时氦气在正常通电状态时，氦气与正常通电钠条21接触与熔丝管1配合，使得钠条21处于放电管中，氦气将熔丝安装架4的空间进行填充满，保证金属钠气化体积膨胀之后可通过氦气实现对熔丝安装架4的旋转推动，保证动力，氦气可在正常通电状态时发出粉红色光芒，当氦气在熔断状态时为无色状态，可通过穿过熔丝管1的颜色对熔断器是否正常熔断或已经进行自修复的状态进行判断；该实施方式具体解决了背景技术中现有的大电流熔断并自修复的高压配电熔断器，只能依靠金属钠的冷却降温固化之后才能实现修复，主要为被动式修复，修复效果较差，且后期熔断功能主要依靠冷却降温固化的金属钠，但冷却降温固化的金属钠质量分布不够均匀，后期熔断效果不佳的问题。

如附图2、附图4、附图5-6和附图8所示的一种大电流熔断并自修复的高压配电熔断器，其中，所述推移架14包括限位套筒16，所述限位套筒16外壁靠近所述第二通槽13一侧设有进气口17，所述限位套筒16外壁远离所述第一空腔8一侧设有第一密封条18和第二密封条19，所述第一密封条18设于所述限位套筒16外壁靠近所述进气口17一侧，所述第二密封条19设于所述限位套筒16外壁远离所述进气口17一侧。

所述第一密封条18和所述第二密封条19的横截面大小相等，第一密封条18和第二密封条19密封效果相同，保证对限位套筒16和熔丝管1内壁之间进行双重密封处理，保证氦气可对限位套筒16进行冲击输送，所述第一密封条18的横截面外径小于所述限位套筒16的横截面内径，可有效缩小第一密封条18和第二密封条19对于限位套筒16的负担，保证第一密封条18和第二密封条19可随着限位套筒16进行运动的同时保证密封性能。

所述第一密封条18和所述第二密封条19的长度相等，第一密封条18和第二密封条19密封效果相同，保证对限位套筒16和熔丝管1内壁之间进行双重密封处理，所述第一密封条18的长度大于所述限位套筒16的长度，保证第一密封条18和第二密封条19可对限位套筒16进行全面密封处理，避免氦气从限位套筒16的两端进行泄露，提高密封性能。

相邻两个所述限位套筒16之间的容积小于所述安装孔10的容积，使得安装孔10内部的钠条21的体积大于相邻两个限位套筒16之间的容积，钠条21通入异常大电流高温气化时的体器膨胀量更大，可将大于两个限位套筒16之间容积量的氦气向第二空腔9中冲击，保证限位套筒16可移位到相邻一个限位套筒16的位置上。

实施方式具体为：使用时，通过设置限位套筒16、进气口17、第一密封条18和第二密封条19，限位套筒16用于将氦气进行限位遮挡，从第二通槽13输送过来的氦气直接从进气口17喷入到限位套筒16内侧，然后沿着限位套筒16进行回旋向后，对限位套筒16进行回旋冲击，可加强对推移架14的推动力，保证绝缘套筒7的旋转位移量足够更换熔体的位移，第一密封条18对限位套筒16与熔丝管1内壁进行第一重密封处理，第二密封条19可对限位套筒16与熔丝管1内壁进行第二重密封处理，可有效保证氦气只对保持通路的安装孔10两侧的推移架14之间进行压力冲击，避免氦气泄漏，保证充足的推动力。

本发明工作原理：

参照说明书附图1-3和附图5-7，通过设置熔丝管1、熔丝安装架4、绝缘套筒7、第一空腔8、安装孔10、第一通槽11、半球形槽12、第二通槽13、推移架14和钠条21，钠条21在熔断时由固体变成高温高压状态的等离子体蒸气，电阻率迅速增加，从而对高压电流起强烈的限流作用，并在瞬间分断电流，钠条21在变成高温高压状态的等离子体蒸气过程中会产生大量压力，从第二通槽13中输送过来的氦气直接冲击到推移架14上，实现对绝缘套筒7的旋转调节，利用熔断时产生的压力推动下直接旋转式更换熔体，实现主动式修复，可有效保证修复后熔断器的熔断效果，同时钠在高温高压状态的等离子体蒸气逐渐冷却之后在之前通入氦气的安装孔10内部凝结，在装置进行自修复过程中，可实现对绝缘套筒7的旋转调节，呈环形分布的金属钠在自修复过程中不断进行旋转运动，金属钠在熔断过程中进行气化液化并凝结，后面熔断气化的金属钠不断为前面熔断气化液化并凝结的金属钠进行补充处理，当装置中最初气化液化并凝结的金属钠旋转移动到最初的电路连接位置时，装置中的金属钠已经全部经历过气化液化和凝结过程，再次凝结的金属钠在使用之前均经过多次补充处理，可有效对金属钠内部孔洞或表面凹凸不同状况进行修复处理，可有效加强冷却降温固化金属钠的质量分布均匀程度，进一步加强后期熔断效果，氦气在正常通电状态时发出粉红色光芒，氦气在熔断状态时为无色状态，可通过穿过熔丝管1的颜色对熔断器是否正常熔断或已经进行自修复的状态进行判断；

进一步的，参照说明书附图2、附图4、附图5-6和附图8，通过设置限位套筒16、进气口17、第一密封条18和第二密封条19，氦气沿着限位套筒16进行回旋冲击，可加强对推移架14的推动力，保证绝缘套筒7的旋转位移量足够更换熔体的位移，可对限位套筒16与熔丝管1内壁进行双重密封处理，避免氦气泄露，保证充足的推动力。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。