本實用新型涉及一種保護(hù)器，所述保護(hù)器適用于各種常規(guī)電氣設(shè)備(例如電機(jī))的電路過熱保護(hù)。本實用新型還涉及一種能夠安裝所述保護(hù)器的電氣設(shè)備。

背景技術(shù)：

保護(hù)器是一種利用熱敏元件例如雙金屬片在超過保護(hù)溫度時的迅速彎曲變形來連通或斷開電路連接的保護(hù)裝置。雙金屬片由具有不同熱膨脹系數(shù)的兩層或更多層合金組合在一起，在有電流通過時雙金屬片會發(fā)熱。由于各種合金的熱膨脹系數(shù)彼此不同，用作熱敏元件的雙金屬片因受熱產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力迅速彎曲變形而使保護(hù)器進(jìn)行保護(hù)操作，從而連通或斷開相關(guān)的電路連接，以起到保護(hù)作用。

根據(jù)動觸頭在保護(hù)器中的設(shè)置方式，目前常用的保護(hù)器主要分為如下所述的兩種類型：

在第一種類型的保護(hù)器中，雙金屬片的一端是被固定的固定端，雙金屬片的另一端是能夠運動的自由端，并且動觸頭被直接設(shè)置在雙金屬片的自由端上，由此，動觸頭直接與用作熱敏元件的雙金屬片相連，通過雙金屬片的熱敏變形完成動觸頭和靜觸頭的開合，從而連通或斷開電路連接，以起到保護(hù)作用。在本文中將第一種類型的保護(hù)器稱作“直接致動式保護(hù)器”。

在第二種類型的保護(hù)器中，除了雙金屬片以外，還設(shè)有活動臂，雙金屬片抵接到活動臂上。活動臂的一端是被固定的固定端，活動臂的另一端是能夠運動的自由端，并且動觸頭設(shè)置在活動臂的自由端上，由此，動觸頭經(jīng)由活動臂與用作熱敏元件的雙金屬片相連，通過雙金屬片的熱敏變形帶動活動臂運動來完成動觸頭和靜觸頭的開合，從而連通或斷開電路連接，以起到保護(hù)作用。本實用新型涉及的是第二種類型的保護(hù)器，并且在本文中將第二種類型的保護(hù)器稱作“間接致動式保護(hù)器”。

在現(xiàn)有的間接致動式保護(hù)器中，動觸頭和靜觸頭在由接觸狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)時，在動觸頭和靜觸頭之間可能會產(chǎn)生電弧，這會降低保護(hù)器的電氣壽命，嚴(yán)重時甚至?xí)鸨Ｗo(hù)器失效。

CN104032154A公開了石墨烯/金屬基復(fù)合材料、尤其是石墨烯/銀基復(fù)合材料及其制備方法。石墨烯/銀基復(fù)合材料是采用石墨烯材料作為增強(qiáng)相物質(zhì)的復(fù)合材料，其一方面能夠保持銀作為基體金屬的優(yōu)良的導(dǎo)電性，另一方面能夠借助石墨烯的物理和化學(xué)特性，賦予石墨烯/銀基復(fù)合材料優(yōu)良的電學(xué)性能和機(jī)械性能。整體上，石墨烯/銀基復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐磨性、耐腐蝕性和機(jī)械強(qiáng)度。目前，石墨烯/銀基復(fù)合材料已經(jīng)在移動設(shè)備、航空航天、新能源電池、3D打印、醫(yī)療器械、精密機(jī)械制造等技術(shù)領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，在一方面，本實用新型提供了一種保護(hù)器，其包括：

外殼；

底座；

連接端子，外殼、底座和連接端子組裝在一起以限定內(nèi)部空間；

封裝在所述內(nèi)部空間中并且相互抵接的熱敏元件和活動臂，活動臂的一端是被固定的固定端，活動臂的另一端是能夠運動的自由端；以及

相互配合的靜觸頭和動觸頭，靜觸頭固定地設(shè)置在所述內(nèi)部空間中，動觸頭設(shè)置在活動臂的自由端上，

其中，通過熱敏元件的熱敏變形帶動活動臂運動，能夠?qū)崿F(xiàn)動觸頭和靜觸頭的接觸或分離，并且

其中，動觸頭和/或靜觸頭由石墨烯/銀基復(fù)合材料制成。

通過用石墨烯/銀基復(fù)合材料制成動觸頭和/或靜觸頭，能夠有效地降低動觸頭和靜觸頭之間的接觸電阻，改善觸頭的溫升，提高觸頭表面的硬度并且提高觸頭的耐電弧燒蝕性能，進(jìn)而改進(jìn)保護(hù)器的電氣性能和使用壽命。

在一個實施例中，所述熱敏元件是雙金屬片。

在一個實施例中，在所述保護(hù)器的斷開狀態(tài)下，動觸頭和靜觸頭之間的打開距離小于約0.9mm。優(yōu)選地，在所述保護(hù)器的斷開狀態(tài)下，動觸頭和靜觸頭之間的打開距離小于約0.8mm。更優(yōu)選地，在所述保護(hù)器的斷開狀態(tài)下，動觸頭和靜觸頭之間的最小打開距離約為0.1mm。

動觸頭和靜觸頭在由接觸狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)時，動觸頭和靜觸頭之間可能會產(chǎn)生電弧，所以保護(hù)器在設(shè)計時要在動觸頭和靜觸頭之間確保一定的打開距離，從而保證保護(hù)器在規(guī)定的壽命期內(nèi)不會失效。由于石墨烯/銀基復(fù)合材料制成的觸頭的導(dǎo)電性能和散熱性能良好，也具備很好的滅弧性能，所以與現(xiàn)有的間接致動式保護(hù)器相比，在保護(hù)器的設(shè)計上可以允許更小的打開距離，進(jìn)而使保護(hù)器的體積趨于小型化，方便滿足特殊的安裝要求。

在一個實施例中，所述保護(hù)器包括通電發(fā)熱元件，所述通電發(fā)熱元件設(shè)置成鄰接熱敏元件。通過設(shè)置通電發(fā)熱元件，能夠確保熱敏元件更加靈敏地響應(yīng)于溫度的變化而彎曲變形，從而能夠確保保護(hù)器對溫度變化做出精確且穩(wěn)定的響應(yīng)。

在另一方面，本實用新型提供了一種電氣設(shè)備，在所述電氣設(shè)備中能夠安裝上述的保護(hù)器。由此，能夠確保所述電氣設(shè)備安全可靠地進(jìn)行工作。

附圖說明

通過結(jié)合附圖考慮以下對本實用新型的優(yōu)選實施例的說明內(nèi)容，本實用新型的各種目標(biāo)、特征和優(yōu)點將變得更加顯而易見。附圖僅為本實用新型的示范性圖解，并非一定是按比例繪制。在附圖中，同樣的附圖標(biāo)記始終表示相同或類似的部件。

圖1是根據(jù)本實用新型的保護(hù)器的一個實施例從正面看的整體示意圖；

圖2是根據(jù)本實用新型的保護(hù)器的一個實施例從背面看的整體示意圖；

圖3是根據(jù)本實用新型的保護(hù)器的一個實施例的分解透視圖；

圖4是根據(jù)本實用新型的保護(hù)器的一個實施例的正視截面圖；

圖5是根據(jù)本實用新型的保護(hù)器的一個實施例的俯視截面圖；

圖6是根據(jù)本實用新型的保護(hù)器的靜觸頭和動觸頭之間的打開距離的示意圖。

具體實施方式

以下參照附圖介紹根據(jù)本實用新型的保護(hù)器的實施例。說明書的內(nèi)容和附圖實質(zhì)上僅僅是示范性的，而并不是為了以任何方式限制所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

除非另有說明，否則本文所用的術(shù)語具有本實用新型所涉及的技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常能夠理解到的含義。除非另有說明，否則在說明書和權(quán)利要求書中所用的術(shù)語“包括”和“包含”應(yīng)當(dāng)解釋為開放式的含義，也就是說，“包括”和“包含”應(yīng)當(dāng)解釋為與術(shù)語“至少包括”或者“至少包含”同義。除非另有說明，否則本實用新型中所使用的術(shù)語“上”、“下”、“頂”、“底”等是保護(hù)器在正常安裝和使用的狀態(tài)下的相對方位。

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本實用新型提供了一種間接致動式保護(hù)器，圖1至圖6示出了這種間接致動式保護(hù)器的一個實施例。

圖1是根據(jù)本實用新型的保護(hù)器1從正面看的整體示意圖。圖2是保護(hù)器1從背面看的整體示意圖。根據(jù)本實用新型的保護(hù)器1設(shè)定有保護(hù)溫度，并且保護(hù)器1具有連通狀態(tài)和斷開狀態(tài)，以使得當(dāng)通過保護(hù)器1的電流過大，導(dǎo)致保護(hù)器1中的熱敏元件即雙金屬片9的溫度發(fā)生變化而高于保護(hù)溫度時，保護(hù)器1能夠通過熱敏元件的變形進(jìn)行保護(hù)操作，從而連通或斷開相關(guān)的電路連接，以起到保護(hù)作用。

圖3是保護(hù)器1的分解透視圖，圖4是保護(hù)器1的正視截面圖，圖5是保護(hù)器1的俯視截面圖。

具體地，如圖3至圖5所示，保護(hù)器1包括底座2、連接端子3、靜觸頭支架4、靜觸頭5、發(fā)熱絲支架6、發(fā)熱絲7、活動臂支架8、用作熱敏元件的雙金屬片9、動觸頭10、活動臂11、焊接片12、銷針連接端子13、外殼14等構(gòu)件。底座2、外殼14和連接端子3組裝在一起以限定內(nèi)部空間。雙金屬片9和活動臂11被封裝在所述內(nèi)部空間中并且相互抵接，其中，活動臂11的一端是通過焊接片12以焊接方式固定在活動臂支架8上的固定端，活動臂11的另一端是能夠運動的自由端，并且在自由端上設(shè)置有動觸頭10。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，能夠使用的熱敏元件并不局限于雙金屬片9，只要是導(dǎo)電性能良好并且在通過的電流過大時能夠因溫度升高而導(dǎo)致機(jī)械變形的元件，均可用作本實用新型中的熱敏元件。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，活動臂11的固定端的固定方式并不局限于焊接，而是也可以采用螺接、鉚接、粘接以及其他的常規(guī)固定方式。

如圖3至圖5所示，與動觸頭10相互配合的靜觸頭5通過靜觸頭支架4固定地設(shè)置在底座2上。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，靜觸頭5的固定方式并不局限于通過靜觸頭支架4進(jìn)行固定，而是也可以采用螺接、鉚接、粘接以及其他的常規(guī)固定方式。

靜觸頭5和動觸頭10能夠相互配合以實現(xiàn)保護(hù)器1的連通或斷開。具體地，通過雙金屬片9在有電流通過時產(chǎn)生的熱敏變形能夠帶動與之抵接的活動臂11運動以完成靜觸頭5和動觸頭10的開合，從而連通或斷開相關(guān)的電路連接，以起到保護(hù)作用。當(dāng)保護(hù)器1處于斷開狀態(tài)從而使相關(guān)的電路斷開時，設(shè)置在活動臂11的自由端上的動觸頭10和固定在靜觸頭支架4上的靜觸頭5相互分離；當(dāng)保護(hù)器1處于連通狀態(tài)從而使相關(guān)的電路連通時，設(shè)置在活動臂11的自由端上的動觸頭10和固定在靜觸頭支架4上的靜觸頭5相互接觸。

目前，常用的保護(hù)器也可以分為如下所述的兩種類型：一種是常閉型保護(hù)器，常閉型保護(hù)器通常以與工作電路串聯(lián)的方式使用，在正常情況下，設(shè)置在雙金屬片9上的動觸頭10和固定設(shè)置的靜觸頭5處于相互接觸的閉合狀態(tài)，以使工作電路正常運行；在雙金屬片9的溫度過高而達(dá)到保護(hù)溫度時，動觸頭10和靜觸頭5因雙金屬片9的受熱彎曲變形而相互分離，由此斷開電路連接，從而起到保護(hù)作用。另一種是常開型保護(hù)器，常開型保護(hù)器通常以與工作電路并聯(lián)的方式使用，在正常情況下，設(shè)置在雙金屬片9上的動觸頭10和固定設(shè)置的靜觸頭5處于相互分離的斷開狀態(tài)，以使工作電路正常運行；在雙金屬片9的溫度過高而達(dá)到保護(hù)溫度時，動觸頭10和靜觸頭5因雙金屬片9的受熱彎曲變形而相互接觸，由此將工作電路的相關(guān)部分短接，從而起到保護(hù)作用。

另外，如圖3至圖5所示，保護(hù)器1包括用作通電發(fā)熱元件的發(fā)熱絲7，發(fā)熱絲7的一端固定在發(fā)熱絲支架6上，另一端固定在活動臂支架8上，并且設(shè)置成鄰接雙金屬片9。通過設(shè)置用作通電發(fā)熱元件的發(fā)熱絲7，能夠確保雙金屬片9更加靈敏地響應(yīng)于溫度的變化而彎曲變形，從而能夠確保保護(hù)器1對溫度變化做出精確且穩(wěn)定的響應(yīng)。

在本實施例中，保護(hù)器1的靜觸頭5和動觸頭10中的一者或兩者可以由石墨烯/銀基復(fù)合材料制成。通過用石墨烯/銀基復(fù)合材料制成靜觸頭5和/或動觸頭10，能夠有效地降低靜觸頭5和動觸頭10之間的接觸電阻，改善觸頭的溫升，提高觸頭表面的硬度并且提高觸頭的耐電弧燒蝕性能，進(jìn)而改進(jìn)保護(hù)器1的電氣性能和使用壽命。

在一個實施例中，在保護(hù)器1的靜觸頭5和動觸頭10中，由石墨烯/銀基復(fù)合材料制成的每一個觸頭所包含的石墨烯的重量百分比可以小于2％。在一個實施例中，在保護(hù)器1的靜觸頭5和動觸頭10中，由石墨烯/銀基復(fù)合材料制成的每一個觸頭所包含的銀的重量可以在0.015克以下。優(yōu)選地，在保護(hù)器1的靜觸頭5和動觸頭10中，由石墨烯/銀基復(fù)合材料制成的每一個觸頭所包含的銀的重量可以在0.004克以下。與現(xiàn)有的間接致動式保護(hù)器相比，因為減少了銀的用量，所以在相同的應(yīng)用條件下，能夠使用更少的銀來制造靜觸頭5和/或動觸頭10，從而在保證保護(hù)器1的電氣性能的前提下，達(dá)到降低生產(chǎn)成本的目的。

如圖6所示，在一個實施例中，在保護(hù)器1的斷開狀態(tài)下，靜觸頭5和動觸頭10之間的打開距離l小于約0.9mm。優(yōu)選地，在保護(hù)器1的斷開狀態(tài)下，靜觸頭5和動觸頭10之間的打開距離l小于約0.8mm。更優(yōu)選地，在保護(hù)器1的斷開狀態(tài)下，靜觸頭5和動觸頭10之間的最小打開距離約為0.1mm。

動觸頭和靜觸頭在由接觸狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)時，動觸頭和靜觸頭之間可能會產(chǎn)生電弧，所以保護(hù)器在設(shè)計時要在動觸頭和靜觸頭之間確保一定的打開距離，從而保證保護(hù)器在規(guī)定的壽命期內(nèi)不會失效。由于石墨烯/銀基復(fù)合材料制成的觸頭的導(dǎo)電性能和散熱性能良好，也具備很好的滅弧性能，所以與現(xiàn)有的間接致動式保護(hù)器相比，在保護(hù)器1的設(shè)計上可以允許更小的打開距離，進(jìn)而使保護(hù)器1的體積趨于小型化，方便滿足特殊的安裝要求。

在圖1至圖6中示出了根據(jù)本實用新型的間接致動式保護(hù)器的一個實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本實用新型的間接致動式保護(hù)器并不局限于如上所述的具體結(jié)構(gòu)，實際上，本實用新型能夠適用于任何一種現(xiàn)有的間接致動式保護(hù)器。

在另一方面，本實用新型還提供了一種電氣設(shè)備，在所述電氣設(shè)備中能夠安裝上述的保護(hù)器1。由此，能夠確保所述電氣設(shè)備安全可靠地進(jìn)行工作。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，雖然以上描述了特定的實施例，但是這些實施例均處于本實用新型的整體構(gòu)思范圍內(nèi)。在不存在明顯矛盾的情況下，一個實施例的一個或多個技術(shù)特征可以有利地結(jié)合到其它的實施例中，而不會脫離本實用新型的范圍。所有實施例中的技術(shù)特征可以進(jìn)行刪除和/或組合以形成新的實施例，這些新的實施例仍然處于本實用新型的范圍內(nèi)。

盡管已經(jīng)參照某些實施例公開了本實用新型，但是在不背離本實用新型的范圍的前提下，可以對所述的實施例進(jìn)行多種變型和修改。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本實用新型并不局限于所闡述的實施例，而是具有由所附權(quán)利要求的內(nèi)容及其等價的結(jié)構(gòu)和方案所限定的完整范圍。