[其他]交流電源電路用熔斷器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 86105754
• 申請(qǐng)日: 1986-07-19
• 公開（公告）號(hào): CN86105754A
• 公開（公告）日: 1987-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俄凱斯·馬丁·克里斯托弗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: Y·S·安全有限公司
• 主分類號(hào): H01H85/00
• 分類號(hào): H01H85/00;H01H85/38
• 代理公司: 上海專利事務(wù)所
• 代理人: 顏承根

本發(fā)明涉及中等電壓范圍（3.3千伏到38千伏）內(nèi)的交流電源用熔斷器。為了保護(hù)這類電路曾經(jīng)采用過各種技術(shù)。在英國通常的做法是將限流備用熔斷器與浸油熔斷器開關(guān)一起使用。在美國通常的做法是或者用一通用熔斷器，或者將一通用熔斷器與一個(gè)或多個(gè)備用熔斷器串聯(lián)使用。

沖出型（expulsion????type）的通用熔斷器需要斷開任何數(shù)值的電流直到額定斷開電流，該熔斷器裝有熔絲部件，該部件根據(jù)故障電流的電平多少快速地熔化。由于當(dāng)熔絲熔化時(shí)所產(chǎn)生的電弧有熱量，故產(chǎn)生高氣體壓力，該氣體壓力在理論上引起使電弧冷卻、去游離化及消滅的介電介質(zhì)作快速運(yùn)動(dòng)。盡管這些沖出式熔絲由于其具有的熔斷時(shí)間電流曲線而能令人滿意地保護(hù)變壓器電路，但其短路電流額定值在非常低的電平上，以致嚴(yán)重地限制它在這些方面的應(yīng)用。

一種已知的備用熔斷器的形式是限流熔絲管，配有繞在星形截面的瓷芯上成螺旋形的銀或銅部件，該芯裝在瓷圓筒中，筒中剩余空間填有砂子。在熔斷器部件熔化時(shí)，所產(chǎn)生的熱使砂子液化，致使玻璃基的閃電熔巖形成物圍繞電弧產(chǎn)生，以吸收電弧的熱能，并因而滅弧。這類備用熔斷器單獨(dú)使用不能令人滿意，因?yàn)樵摬考茉诘陀谘b置的額定最小斷開電流時(shí)熔化。這可能引起熔斷器不能使電路切斷，并因而嚴(yán)重失效。限流熔斷器的另一缺點(diǎn)是由熔絲長度長而截面小所引起的。長度長而截面小是熔斷器部件所必須的，但這樣會(huì)引起高I²R損耗及產(chǎn)生高熱。這類熔斷器的電流額定值因而受到限制，典型地在15千伏時(shí)，限為100安，而在12千伏時(shí)，限為120安。

有可能設(shè)計(jì)出一種能用通用的熔斷器的限流熔斷器，但這類熔斷器通常所顯示的熔斷時(shí)間電流曲線不合乎需要，并且經(jīng)受其所保護(hù)的系統(tǒng)的過渡恢復(fù)電壓的能力有限。

在故障電流的整個(gè)范圍上獲得對(duì)中等電壓電路的令人滿意的保護(hù)的一種方法是將一通用熔斷器與限流備用熔斷器相串聯(lián)。兩熔斷器可以裝在同一外殼內(nèi)，或裝在浸在充油開關(guān)油箱或置于空氣中公共支座上。另一種方法是將備用熔斷器與能觸發(fā)有關(guān)開關(guān)的熔斷器撞針裝在一起，成為所謂熔斷器開關(guān)組合物。

除去需要兩個(gè)串聯(lián)熔斷器或一個(gè)熔斷器開關(guān)組合物才能完成所需的功能的缺點(diǎn)之外，另一眾所周知的問題是如何配好用于保護(hù)配電變壓器的熔斷器，以便使其熔斷時(shí)間電流曲線緊跟變壓器的下流的低壓熔斷器的有關(guān)時(shí)間電流曲線且并不或者與低壓熔斷器的有關(guān)的曲線重疊或與防止位于變壓器上流的電源線過電流進(jìn)行保護(hù)的時(shí)間電流曲線重疊。很難使常規(guī)熔斷器匹配這些曲線以作出所需的細(xì)微鑒別。

與形成本發(fā)明的主題的熔斷器表面上類似的熔斷器如在DE-A-548914中所示。此文獻(xiàn)所描述的熔斷器具有其中裝有可連有輸入導(dǎo)體的中央電極的外殼，及與中央電極隔開且包圍中央電極的環(huán)形電極，兩電極通常由可熔部件相連。環(huán)形電極在電氣上經(jīng)線圈與輸出導(dǎo)體相連。外殼內(nèi)裝有在大氣壓下的空氣并由蓋板關(guān)閉。正常工作時(shí)，電流連續(xù)地經(jīng)中央電極、可熔部件、環(huán)形電極和線圈。如果在故障情況下可熔部件熔化，則將立即在中央電極和環(huán)形電極之間直接引起電弧，通電的線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)將使電弧立即旋轉(zhuǎn)并以高速度圍繞中央電極轉(zhuǎn)動(dòng)，最終被熄滅。在該運(yùn)動(dòng)期間，電弧兩端迅速在中央電極和環(huán)形電極兩電極上運(yùn)動(dòng)，以致這些電極不能發(fā)熱到其熔化溫度。一旦電弧已被建立，則其電壓與電源電壓相反隨著時(shí)間增大而上升，而這具有迫使電弧電流為零的作用，此時(shí)電弧熄滅。該裝置既適用于直流又適用于交流，并被描述成特別適用于低壓配電網(wǎng)絡(luò)，且只占有較小的空間。的確，它實(shí)質(zhì)上是一低壓器件，因?yàn)榫€圈被描述成具有能限流的電抗器的作用。

DE-A-548914沒有說明怎樣將熔斷器用于中等電壓交流電源電路，打算將該熔斷器以此種方式使用是完全不實(shí)用的。因需要電弧長度長及因而熔斷器直徑大（例如超過1米）。當(dāng)電弧電壓隨長度增加而增加時(shí)會(huì)釋放出很高的能量，使外殼內(nèi)的空氣壓力大大增加，可能大得無法包括在商業(yè)上實(shí)用的結(jié)構(gòu)之中。

此外，DE-A-548914的熔斷器的環(huán)形電極中的電流密度非常高，在工常工作時(shí)要求電流在環(huán)形電極和線圈中連續(xù)流動(dòng)因而會(huì)產(chǎn)生過熱，和有I²R損耗，這些因素使得該熔斷器在中等電壓交流電源電路中使用不切實(shí)際。

本發(fā)明尋求提供一種熔斷器，該熔斷器能單獨(dú)使用，對(duì)中等電壓交流電源電路在短路電流額定值高達(dá)且實(shí)質(zhì)上高于已知的沖出式熔斷器的上限時(shí)給予完全保護(hù)，并能生產(chǎn)出有能與在變壓器的下流側(cè)的低壓熔斷器的有關(guān)曲線緊緊相配的時(shí)間電流曲線，這類中等電壓熔斷器可用于該變壓器。