本發(fā)明涉及可擊發(fā)的一種用于被保護(hù)裝置的熔斷器。

背景技術(shù)：

在發(fā)生故障的情況下，大量電氣裝置以及電氣線路受到熔斷器的保護(hù)?？赡馨l(fā)生很多種類型的故障。最常見(jiàn)的故障可以理解為過(guò)載故障或短路故障。

通常，然后，熔斷器可以跳閘。流過(guò)熔斷器的電流在至少部分（如果不是全部）熔斷元件發(fā)生熔斷的程度上將熔斷元件加熱。通常，這種熔斷與發(fā)生電弧相關(guān)，在這種情況下，熔斷元件的材料蒸發(fā)。該蒸汽在另一位置沉淀，并且電弧被冷卻到限制并最終切斷電流的點(diǎn)。

熔斷元件的熔斷由其材料和幾何特性確定，使得根據(jù)熔斷元件的材料和/或幾何形狀，需要相應(yīng)熱量Q來(lái)蒸發(fā)熔斷元件。通常，由熔斷積分I²t描述熔斷特性和與其相關(guān)的額定跳閘電流。

然而，應(yīng)當(dāng)記住，表示故障狀態(tài)的該電流仍然流過(guò)待保護(hù)的裝置或系統(tǒng)。

特別是在高短路電流的情況下，存在實(shí)際上應(yīng)當(dāng)防止的發(fā)生損壞的危險(xiǎn)，這是因?yàn)槌^(guò)了被保護(hù)裝置的功率極限。

此外，必須考慮的是，電流不僅在熔斷元件的熔斷階段流動(dòng)，而且在淬火階段流動(dòng)。

即，只有兩個(gè)電流范圍的集成隨著時(shí)間導(dǎo)致通過(guò)積分。

因此，在尺寸標(biāo)注的過(guò)程中，實(shí)際上必須考慮這種通過(guò)積分，以避免損壞。

然而，這通常被錯(cuò)誤地忽略，從而導(dǎo)致尺寸標(biāo)注不正確。

如果被保護(hù)裝置是過(guò)電壓保護(hù)裝置，則特殊要求適用；畢竟，這些應(yīng)該暫時(shí)允許高電流通過(guò)，而不使熔斷器跳閘，而是甚至在持久的低故障電流的情況下也迅速切斷，例如，如果過(guò)電壓保護(hù)裝置損壞則可能發(fā)生的故障電流，或者例如，作為次級(jí)電流。雖然第一個(gè)要求通常導(dǎo)致熔斷器的額定電流值較高，但第二個(gè)要求只能在低額定電流值下才能明顯滿足。

與此同時(shí)，朝著小型安裝空間的趨勢(shì)也越來(lái)越強(qiáng)烈。因此，現(xiàn)有熔斷器不能滿足這些要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的熔斷器。

根據(jù)本發(fā)明通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)該目。在從屬權(quán)利要求中指出本發(fā)明的有利實(shí)施例。

附圖說(shuō)明

下面，基于優(yōu)選實(shí)施例，參考附圖，更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的熔斷器的第一實(shí)施例；

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的熔斷器的第二實(shí)施例；

圖3示出了關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施例的細(xì)節(jié)；以及

圖4示出了使用具有示例性過(guò)電壓保護(hù)裝置的根據(jù)本發(fā)明的熔斷器的不同實(shí)施例。

具體實(shí)施方式

圖1、2以及4均示出了根據(jù)本發(fā)明的熔斷器F的示意圖。

熔斷器F與被保護(hù)裝置8串聯(lián)連接，該串聯(lián)連接被連接至具有第一電位L和與第一電位不同的第二電位N的供電網(wǎng)絡(luò)。電位L和N可以是任何合適的交流或直流電位。因此，電位L和N形成串聯(lián)連接所連接的供電網(wǎng)絡(luò)。

熔斷器F具有第一觸點(diǎn)1和第二觸點(diǎn)2，第二觸點(diǎn)2用于電接觸連接被保護(hù)裝置8。

熔斷器F還具有將第一觸點(diǎn)1連接至第二觸點(diǎn)2的熔斷元件5。

所述熔斷器F具有至少一個(gè)附加觸點(diǎn)3，該附加觸點(diǎn)3設(shè)置成與第一觸點(diǎn)1絕緣以及同事與第二觸點(diǎn)2絕緣。在熔斷器F未跳閘的狀態(tài)下，附加觸點(diǎn)3與熔斷元件5無(wú)接觸。

在操作期間，第一觸點(diǎn)1直接連接至第一電位L，并且被保護(hù)裝置8直接連接至第二電位N。

所述附加觸點(diǎn)3在操作期間也直接連接至第二電位N。

而且，所述熔斷器（F）還提供用于外部觸發(fā)的第四觸點(diǎn)4，該觸發(fā)間接地或直接地造成熔斷元件5熔斷。

如果發(fā)生故障狀態(tài)（例如，由于過(guò)電流或短路）則熔斷元件5斷開(kāi)。所產(chǎn)生的電弧在附加觸點(diǎn)3的區(qū)域中經(jīng)過(guò)附加觸點(diǎn)3。其作用通過(guò)以下事實(shí)來(lái)說(shuō)明：由于附加觸點(diǎn)3具有電位N，使得具有電位L的熔斷元件5之間的電壓在此處大于具有與熔斷元件5相同的電位的第二觸點(diǎn)2的電位，由于在被保護(hù)裝置8上的壓降而在此出現(xiàn)減小。該次級(jí)電弧通常具有更高的電流，由此確保了可靠地?cái)嚅_(kāi)熔斷元件并且因此確保了保護(hù)裝置8。

另一方面，也可以從外部觸發(fā)第四觸點(diǎn)4。在這種情況下，第四觸點(diǎn)4緊鄰觸點(diǎn)2和附加觸點(diǎn)3，優(yōu)選地如圖1、2以及4所示。

可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)置順序安排；例如，附加觸點(diǎn)3和第二觸點(diǎn)2可以與第四觸點(diǎn)相鄰，或者第四觸點(diǎn)設(shè)置在附加觸點(diǎn)之上，使得附加觸點(diǎn)與第二觸點(diǎn)2和第四觸點(diǎn)4相鄰。

第四觸點(diǎn)4也以絕緣方式引入熔斷器內(nèi)。第四觸點(diǎn)4可以用作觸點(diǎn)3接近熔斷元件5的區(qū)域的點(diǎn)火火花間隙。這造成可觸發(fā)的熔斷器。

在不構(gòu)成限制的情況下，例如，熔斷元件5或觸點(diǎn)3可以用作與第四觸點(diǎn)4的電逆接觸。例如，還可以提供與第二觸點(diǎn)2、附加觸點(diǎn)3以及第四觸點(diǎn)4絕緣的另一個(gè)觸點(diǎn)（未示出）。根據(jù)配置，現(xiàn)在，在第四觸點(diǎn)4和附加觸點(diǎn)3之間，在第四觸點(diǎn)4和熔斷元件5之間，或者在第二觸點(diǎn)4和另一個(gè)觸點(diǎn)（未示出）之間，發(fā)生點(diǎn)火。點(diǎn)火也可以由例如在DE 10146728中描述的電阻裝置或者通過(guò)如在申請(qǐng)人的DE 50 2005 008 658中所示的高壓變壓器脈沖來(lái)支持。

為此，可以借助于適當(dāng)配置的觸發(fā)裝置9來(lái)提供適當(dāng)?shù)挠|發(fā)。例如，如果被保護(hù)裝置8檢測(cè)到故障，則可以激活觸發(fā)裝置9。例如，用于電路和裝置的各種監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)可以用于控制觸發(fā)裝置9。電弧檢測(cè)和溫度監(jiān)測(cè)是值得注意的示例。

通過(guò)觸發(fā)，可以用較少的能量來(lái)引起點(diǎn)火，結(jié)果，在附加觸點(diǎn)3和熔斷元件5之間產(chǎn)生大功率電弧，由此，熔斷元件5與切斷電流的點(diǎn)斷開(kāi)。

在熔斷元件5斷開(kāi)時(shí)，在此處形成主電弧。該電弧在分離點(diǎn)處形成的熔斷元件5的端部之間燃燒。在電弧的作用下，熔斷元件5的斷開(kāi)的端部現(xiàn)在燒掉，并且電弧延長(zhǎng)。該過(guò)程可以根據(jù)斷開(kāi)的配置和位置以不同的速度進(jìn)行。由于電弧引起的電離，所以如果還沒(méi)有發(fā)生的話，則附加觸點(diǎn)3形成為電弧的（新）基點(diǎn)。

因此，通過(guò)被保護(hù)裝置8的電流的流動(dòng)中斷，確保了在故障狀態(tài)的情況下，被保護(hù)裝置8僅需要承載對(duì)應(yīng)于第一電弧的熔合和發(fā)展所需的I²t的能量。如果通過(guò)觸發(fā)裝置9提供外部觸發(fā)，則電流相對(duì)于被保護(hù)裝置8不起任何作用。該能量基本上低于在熔斷器淬火（通過(guò)積分）時(shí)流過(guò)該裝置的能量。

這極大地減輕了在受保護(hù)的電路上的負(fù)載。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，熔斷元件5與附加觸點(diǎn)3之間的區(qū)域中設(shè)置有預(yù)定斷裂點(diǎn)。

在被保護(hù)裝置中的短路狀態(tài)情況下，熔斷元件5在預(yù)定斷裂點(diǎn)6的區(qū)域中熔斷。這種預(yù)定斷裂點(diǎn)6可以通過(guò)熔斷元件5的錐形和/或穿孔來(lái)實(shí)現(xiàn)。電弧形成，并且再次在這里，電弧燒掉熔斷元件5的兩端，從而增加了長(zhǎng)度。由于在熔斷元件5上的觸點(diǎn)3的區(qū)域中具有電弧，所以發(fā)生電離，使得電弧可以選擇觸點(diǎn)3作為新的基點(diǎn)，或者觸點(diǎn)3由于低電阻（即，通過(guò)適當(dāng)?shù)貥?biāo)注尺寸）和/或相對(duì)于第二觸點(diǎn)的設(shè)置而變?yōu)樾碌幕c(diǎn)。因此，通過(guò)被保護(hù)裝置8的電流的流動(dòng)中斷。這確保了在故障狀態(tài)的情況下，被保護(hù)裝置8僅需要承載根據(jù)預(yù)定斷裂點(diǎn)6的熔合和第一電弧的發(fā)展所需的I²t的能量。該能量基本上低于在熔斷器淬火（通過(guò)積分）時(shí)流過(guò)該裝置的能量。

特別優(yōu)選地，還可以規(guī)定，圍繞熔斷元件5填充有淬火介質(zhì)，特別是填充有砂和/或POM（聚甲醛）。這提高了斷路容量和速度這兩方面的跳閘特性，這是因?yàn)楝F(xiàn)在提供了電弧的改進(jìn)的冷卻，由此可以提高斷路容量和速度。

在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，附加觸點(diǎn)3是圓盤形狀，圓盤中間設(shè)置的凹口或通孔引導(dǎo)熔斷元件5通過(guò)。此結(jié)構(gòu)使得以特別簡(jiǎn)單并因此以低成本有效的方式構(gòu)造制造過(guò)程。例如，觸點(diǎn)可以體現(xiàn)為具有基本圓形開(kāi)口的圓盤。

在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，第四觸點(diǎn)4是圓盤形狀，圓盤中間設(shè)置的凹口或通孔引導(dǎo)熔斷元件5通過(guò)。同樣，此結(jié)構(gòu)使得以特別簡(jiǎn)單并因此以低成本有效的方式構(gòu)造制造過(guò)程。例如，觸點(diǎn)可以體現(xiàn)為具有基本圓形開(kāi)口的圓盤。

根據(jù)在圖2和圖4所示的本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，熔斷器F還可以具有電連接至第一觸點(diǎn)1與電連接至第四觸點(diǎn)4的輔助熔斷元件10。這樣，例如，可以提高被保護(hù)裝置8的火花間隙的功能。

本實(shí)施例特別適合于保護(hù)大容量電氣裝置的輔助電路?？梢韵胂蟮赜糜诖笮碗妱?dòng)機(jī)和具有低容量輔助電路的其他高性能負(fù)載的電子測(cè)量、控制、調(diào)節(jié)以及安全裝置，其中，輔助電路的故障然而應(yīng)該導(dǎo)致立即關(guān)閉（緊急關(guān)閉）主要裝置。

特別地，可想象火花間隙的點(diǎn)火電路的保護(hù)。通常，點(diǎn)火電路被設(shè)計(jì)成在其電參數(shù)（例如，其電氣橫截面）上比火花間隙的主電路徑小得多，因?yàn)閭溆萌蹟嗥鞯某叽缭瓌t上必須適合于釋放最大浪涌電流脈沖。為此，可能需要使用附加的保護(hù)裝置來(lái)保護(hù)點(diǎn)火電路，這需要額外的安裝空間。而且，也必須信令并且可選地遠(yuǎn)程報(bào)告在點(diǎn)火電路中的保護(hù)裝置的跳閘，這是因?yàn)榫哂泄收宵c(diǎn)火電路的火花間隙通常提供更少的保護(hù)。這增加了相當(dāng)大的額外復(fù)雜性，其可以通過(guò)將輔助熔斷元件集成到備用熔斷器內(nèi)來(lái)最小化，作為點(diǎn)火電路的保護(hù)，并且可以通過(guò)被保護(hù)裝置8設(shè)置的火花間隙完全電絕緣來(lái)額外增加保護(hù)。

例如，用于火花隙的觸發(fā)裝置9可以體現(xiàn)為如圖4所示的被保護(hù)裝置8。

可以為熔斷元件5和輔助熔斷元件10的配置提供各種實(shí)施例。例如，如圖2和圖4所示，熔斷元件5和輔助熔斷元件可以以電線的方式設(shè)置成至少部分地平行，或者如在圖3的左側(cè)所示，輔助熔斷元件10可以作為子部分與熔斷元件5部分地絕緣。例如，輔助熔斷元件10可以通過(guò)模切、分割、銑削等方式與熔斷元件5適當(dāng)?shù)夭糠指糸_(kāi)。

或者，如圖3中的右側(cè)所示，輔助熔斷元件10也可以部分地螺旋形纏繞封閉熔斷元件5。

在這種情況下，至少在觸點(diǎn)3接近熔斷元件5的區(qū)域中，輔助熔斷元件10應(yīng)與熔斷元件5絕緣，使得存在基本上限定的點(diǎn)火點(diǎn)。

此外，熔斷元件5以及輔助熔斷元件10還可以在附加觸點(diǎn)3的區(qū)域中和/或在第四觸點(diǎn)4的區(qū)域中具有一個(gè)或多個(gè)預(yù)定斷裂點(diǎn)6。

特別有利地，根據(jù)本發(fā)明的熔斷器F可以用在熔斷器設(shè)備A中，例如，如圖4所示，該熔斷器設(shè)備除了熔斷器F之外還具有被保護(hù)裝置8和觸發(fā)裝置9，該觸發(fā)裝置連接至第四觸點(diǎn)4，并且能夠進(jìn)行“外部”觸發(fā)，即，不直接依賴于主導(dǎo)電路徑的觸發(fā)。

被保護(hù)裝置8可以具有過(guò)電壓保護(hù)裝置，例如，火花隙和/或變阻器和/或瞬態(tài)電壓抑制二極管。

在根據(jù)圖4的實(shí)施例中，電壓保護(hù)裝置還提供了磨損監(jiān)測(cè)裝置12，例如體現(xiàn)為由可降解材料保護(hù)的觸點(diǎn)。然后，觸發(fā)裝置9連接至第四觸點(diǎn)4，例如，在輸出側(cè)，連接至火花隙的磨損監(jiān)測(cè)裝置12。

在圖4，點(diǎn)火電路和磨損監(jiān)測(cè)裝置12都通過(guò)輔助熔斷元件10保護(hù)，使得在其內(nèi)部點(diǎn)火電路過(guò)載和火花間隙過(guò)載的情況下，火花隙由于輔助熔斷元件10的跳閘和隨后的主熔斷元件5的后續(xù)燃燒而與網(wǎng)絡(luò)完全斷開(kāi)。

在這種情況下，當(dāng)輔助熔斷元件10在觸點(diǎn)4和熔斷元件5之間的會(huì)聚區(qū)域中過(guò)載時(shí)，在燒掉的輔助熔斷元件10的端部之間形成電弧。通過(guò)該電弧，第二電弧在熔斷元件5和觸點(diǎn)3之間點(diǎn)燃，這導(dǎo)致熔斷元件5燃燒，即，熔斷器跳閘。為了提高點(diǎn)火特性，輔助熔斷元件10可以在觸點(diǎn)3接近熔斷元件5的區(qū)域中具有預(yù)定斷裂點(diǎn)6，該熔斷元件5在熔斷元件過(guò)載時(shí)首先斷裂，使得在該位置形成第一電弧。因此，如果適當(dāng)?shù)貥?biāo)注熔斷元件5和輔助熔斷元件10的尺寸，則可以通過(guò)在熔斷元件中的小跳閘電流使高電流兼容的熔斷器F跳閘，而不必使電流流過(guò)被保護(hù)裝置8，直到高電流兼容的熔斷器F跳閘和熄滅（通過(guò)積分I²t）。特別地，可以給輔助熔斷元件10供應(yīng)電流并且由在待保護(hù)的裝置中的開(kāi)關(guān)裝置或觸發(fā)裝置9跳閘。這導(dǎo)致可觸發(fā)的熔斷器F。

用于電位的絕緣通道的普通機(jī)構(gòu)可用于引入附加觸點(diǎn)3和第四觸點(diǎn)4的絕緣電位。用熔斷器端板完成的金屬板和絕緣板的分層結(jié)構(gòu)是特別有利的。在該結(jié)構(gòu)中，可以經(jīng)由相互絕緣的堆疊板引入不同的電位。例如，板堆?？梢詳Q到適當(dāng)?shù)奈恢谩?/p>

熔斷器的跳閘可以使用通常的機(jī)構(gòu)發(fā)出信號(hào)。

本文提出的本發(fā)明可以在電動(dòng)領(lǐng)域和通過(guò)光伏生成電能方面特別加以利用。在此處，車輛或設(shè)施或設(shè)備通常必須滿足某些安全標(biāo)準(zhǔn)，例如，以便不對(duì)占有人或者在發(fā)生事故或火災(zāi)的情況下提供幫助的人造成危險(xiǎn)。然后，作為被保護(hù)裝置8的一個(gè)示例，本發(fā)明可以容易地提供電源的自動(dòng)或外部可觸發(fā)和高性能的切斷。

附圖標(biāo)記列表

熔斷器 F

第一觸點(diǎn) 1

第二觸點(diǎn) 2

附加觸點(diǎn) 3

熔斷元件 5

預(yù)定斷裂點(diǎn) 6

被保護(hù)裝置 8

觸發(fā)裝置 9

輔助熔斷元件 10

磨損監(jiān)測(cè)裝置 12

第一電位 L

第二電位 N

熔斷器設(shè)備 A。