一种延时切断熔体的激励熔断器的制作方法

本发明涉及电力及新能源车领域，具体指可延时切断并联熔体的激励熔断器。

背景技术：

1、目前，在电路保护中，应用到的熔断器包括传统的熔断型熔断器及机械断开的激励熔断器。熔断熔断器结构简单，但是其存在有反应时间长、熔断不受控、功耗高、抗电流冲击能力低等缺陷。随着新能源车的开发及应用，近些年出现了通过机械断开的激励熔断器，且已经逐渐被应用在新能源汽车上及各种需要受控的电路保护中。激励熔断器通过接收到触发信号触发激励源(气体发生装置)，激励源释放大量高压气体作为驱动力，驱动动力装置断开与主回路串联的导体实现电路保护。激励熔断器具有分断可控、响应时间短等优点，但其也存在缺陷：因为空气中分断，分断故障电流小，当故障电流大时，空气断口处电弧比较大，很难实现断后绝缘。受制于导体结构和运动空间限制，难以设计更大的断口，因此单个断口耐压能力有限。在电压较低(例如500v)，单断口可有有效分断，而面对高压时，单断口能力明显不足，难以有效分断。

2、为了提高激励熔断器灭弧能力和分断能力，又研发出在导体上并联熔体，通过断开导体后再断开并联熔体提高激励熔断器的分断能力。中国专利cn202022971233公开了一种依次断开导体和熔体的激励熔及应用其的配电单元、储能设备或新能源汽车，其采用在导体上并联熔体提高分断能力。虽然提高了激励熔断器的分断能力，但是由于是通过同一个动力装置完成导体和并联熔体的先后断开，还存在有一定缺陷：活塞速度太快，而熔体未充分限流或灭弧熔断，因此熔体活塞必须在较大的故障电流下切断电路，导致难以分断或断后绝缘性能降低；活塞通常会在数百微秒内运动到底，难以实现大延时，无法继续提高分断电流的上限。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种可以延时断开熔体的激励熔断器，使导体断开后、并联熔体被机械断开前，可以充分实现限流，降低流过并联熔体上的电流，然后经过多次机械断开，在断口处形成较低能量的电弧，提高灭弧能力和分断能力，适用高电压场合下工作的激励熔断器。

2、针对上述技术问题，本发明的采用的技术方案是一种延时切断熔体的激励熔断器，包括：壳体，激励源、第一活塞、第二活塞、导体、并联熔体、灭弧腔室，

3、所述激励源、所述第一活塞、所述第二活塞和所述并联熔体设置在所述壳体内，所述导体贯穿所述壳体设置，所述并联熔体并联在所述导体上且穿设所述灭弧腔室；

4、所述第一活塞和所述第二活塞并排布置或者沿着所述导体的通流方向布置在所述激励熔断器的壳体内，并且，所述第二活塞的冲击端横跨在所述导体两侧并沿着所述第二活塞的位移路径方向向下延伸；

5、沿着所述第二活塞的位移路径方向，在所述第二活塞的上方，设置有预留腔室；

6、所述激励源接收触发信号释放驱动力，所述驱动力驱动所述第一活塞动作，第一活塞断开所述导体后，所述驱动力进入所述预留腔室，进一步驱动所述第二活塞断开所述并联熔体。

7、优选地，所述第二活塞的冲击端包括两条支腿，所述两条支腿沿着所述第二活塞的位移路径方向向下延伸，横跨所述导体设置并且分别设置在所述导体的两侧。

8、优选地，在所述并联熔体上间隔设置有至少两组切断装置，所述第二活塞驱动所述切断装置中的各组先后位移，分步断开所述并联熔体。

9、优选地，所述灭弧腔室内包括第一灭弧介质和第二灭弧介质，至少一组所述切断装置断开所述并联熔体后的断口位于所述第一灭弧介质中，至少一组所述切断装置断开所述并联熔体后的断口位于第二灭弧介质中；对应于断口位于所述第一灭弧介质中的所述切断装置先动作，对应于断口位于所述第二灭弧介质中的所述切断装置后动作。

10、优选地，所述第二灭弧介质为气态灭弧介质，所述第一灭弧介质为固态灭弧介质。

11、优选地，位于所述第二灭弧介质中的所述并联熔体的断口所在的空腔底部设置数个灭弧用金属丝网孔。

12、优选地，对应于断口位于所述第一灭弧介质中的所述切断装置，封闭填充有所述第一灭弧介质的所述灭弧腔室部分。

13、优选地，对应于断口位于第一灭弧介质中的所述切断装置包括嵌套设置的推块和导引块，所述并联熔体夹持在所述推块和导引块之间。

14、优选地，所述驱动力通过连通所述预留腔室的气道进入所述预留腔室，驱动所述第二活塞动作。

15、优选地，所述第二活塞上固定设置有配重块。

16、优选地，所述配重块设置在所述第二活塞的中间位置，或者，沿所述第二活塞的中轴线对称地设置。

17、优选地，所述并联熔体的熔断用狭颈位于所述第一灭弧介质中。

18、优选地，在所述第一活塞与其所在空腔内壁之间、第二活塞与其所在空腔内壁之间分别设置有保护套，所述第一活塞外周的所述保护套设置有对应所述气道的开口；所述第一活塞和所述第二活塞分别与其对应的保护套密封接触。

19、优选地，所述激励源释放高压气体的一端位于所述第一活塞对应的保护套内。

20、本发明通过增设延迟气道、双活塞、及并联熔体上的延迟断开，实现双重延迟。具体地，在导体断开后，通过延迟气道，延迟第二活塞的动作时间，为第一重延迟；然后再通过并联熔体上的切断装置的先后动作，在并联熔体上先后形成多个断口，形成第二重延迟，使流经导体的电流具有足够的时间经并联熔体流过，由于并联熔体阻值远大于导体，因此，使并联熔体具有足够时间进行限流，成倍降低流过并联熔体的电流，从而降低并联熔体断开处的电弧能量。通过并联熔体的断开次数，提高电弧消耗的次数，通过逐级消耗电弧，提高灭弧能力，通过灭弧介质的参与，进行快速灭弧，提高灭弧能力和分断能力。

21、通过两个活塞设置，其中一个单独断开导体，另外一个单独断开并联熔体，使导体断开和并联熔体的断开互不干涉，相比较一个活塞现断开导体后断开并联熔体，具有更好的延迟效果。

22、通过双重延迟，增大延时时间，同时在并联熔体上增设延迟的空气断口，参与灭弧；通过延时，当故障电流较大时，首先在并联熔体形成熔断断口，然后在灭弧腔室中形成拉断断口，充分让灭弧介质参与灭弧，同时通过在灭弧介质中先后两次断开并联熔体，消灭或降低电弧能量；最后在并联熔体上形成空气断口，确保分断的可靠性。本发明可以在高电压场合中使用，比如1500v的高电压场合。

技术特征：

1.一种延时切断熔体的激励熔断器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的激励熔断器，其特征在于，所述第二活塞的冲击端包括两条支腿，所述两条支腿沿着所述第二活塞的位移路径方向向下延伸，横跨所述导体设置并且分别设置在所述导体的两侧。

3.根据权利要求1或2所述的激励熔断器，其特征在于，在所述并联熔体上间隔设置有至少两组切断装置，所述第二活塞驱动所述切断装置中的各组先后位移，分步断开所述并联熔体。

4.根据权利要求3所述的激励熔断器，其特征在于，所述灭弧腔室内包括第一灭弧介质和第二灭弧介质，至少一组所述切断装置断开所述并联熔体后的断口位于所述第一灭弧介质中，至少一组所述切断装置断开所述并联熔体后的断口位于第二灭弧介质中；对应于断口位于所述第一灭弧介质中的所述切断装置先动作，对应于断口位于所述第二灭弧介质中的所述切断装置后动作。

5.根据权利要求4所述的激励熔断器，其特征在于，所述第二灭弧介质为气态灭弧介质，所述第一灭弧介质为固态灭弧介质。

6.根据权利要求4所述的激励熔断器，其特征在于，位于所述第二灭弧介质中的所述并联熔体的断口所在的空腔底部设置数个灭弧用金属丝网孔。

7.根据权利要求4所述的激励熔断器，其特征在于，对应于断口位于所述第一灭弧介质中的所述切断装置，封闭填充有所述第一灭弧介质的所述灭弧腔室部分。

8.根据权利要求7所述的激励熔断器，其特征在于，对应于断口位于第一灭弧介质中的所述切断装置包括嵌套设置的推块和导引块，所述并联熔体夹持在所述推块和导引块之间。

9.根据权利要求1所述的激励熔断器，其特征在于，所述驱动力通过连通所述预留腔室的气道进入所述预留腔室，驱动所述第二活塞动作。

10.根据权利要求1所述的激励熔断器，其特征在于，所述第二活塞上固定设置有配重块。

11.根据权利要求10所述的激励熔断器，其特征在于，所述配重块设置在所述第二活塞的中间位置，或者，沿所述第二活塞的中轴线对称地设置。

12.根据权利要求4所述的激励熔断器，其特征在于，所述并联熔体的熔断用狭颈位于所述第一灭弧介质中。

13.根据权利要求1所述的激励熔断器，其特征在于，在所述第一活塞与其所在空腔内壁之间、第二活塞与其所在空腔内壁之间分别设置有保护套，所述第一活塞外周的所述保护套设置有对应连通所述预留腔室的气道的开口；所述第一活塞和所述第二活塞分别与其对应的保护套密封接触。

14.根据权利要求13所述的激励熔断器，其特征在于，所述激励源释放高压气体的一端位于所述第一活塞对应的保护套内。

技术总结
本发明涉及电力及新能源车领域，具体指延时切断熔体的激励熔断器，包括壳体，布置在壳体中的：激励源、第一活塞、第二活塞、导体、灭弧腔室、及并联在导体上的并联熔体，并联熔体穿设灭弧腔室；在第二活塞的上方设置有预留腔室；激励源接收触发信号释放驱动力，驱动第一活塞断开导体后，驱动力进入预留腔室，进一步驱动第二活塞断开并联熔体。本发明通过增设延迟气道、双活塞、及并联熔体的延迟断开，通过双重延迟，增大延时时间，提高高电压场合下的分断可靠性。

技术研发人员：陈宁,石晓光,王洋
受保护的技术使用者：西安中熔电气股份有限公司
技术研发日：20230418
技术公布日：2024/1/14