專利名稱：一種保護器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電器緊急保護裝置，尤其是包括有感測機構(gòu)和執(zhí)行元件的保護器。
目前市售的普通保護器主要由電流感測機構(gòu)、電壓感測機構(gòu)、受這些感測機構(gòu)控制的執(zhí)行元件以及后備熔斷器和外殼組成。過載或/和超壓時，感測機構(gòu)控制執(zhí)行元件將故障電路斷開。但是，由于這種保護器的感測機構(gòu)是電磁線圈，對正常的過載沖擊電流和沖擊電壓反應過于靈敏，易引起誤動作，對于短路電流和高倍數(shù)過載電壓則反應太遲鈍，以至于不能可靠地保護設備。
本實用新型的任務是提供一種保護器，它采用與現(xiàn)有技術(shù)不同的結(jié)構(gòu)，使用熱元件作為感測機構(gòu)，具有足夠的抗沖擊性能和高度的可靠性。
為解決上述任務，本實用新型采用的解決方案是采用在過載或/和超壓情況下增大通過執(zhí)行元件的電流從而使之動作以切斷故障電路的控制方法，過載開關(guān)和超壓開關(guān)(這兩個開關(guān)分別指過載和超壓時自動閉合，而電路正常時處于斷開狀態(tài)的開關(guān))直接或間接并聯(lián)后再間接或直接與被保護設備(不是本實用新型的一部分)并聯(lián)和通過執(zhí)行元件與電網(wǎng)(不是本實用新型的一部分)并聯(lián)，與被保護設備的聯(lián)接使得通過被保護設備的電流一定通過過載開關(guān)中的熱元件，該熱元件即為電流感測機構(gòu)，超壓開關(guān)也是利用電流的熱效應工作。由于感測機構(gòu)采用熱元件，因而可實現(xiàn)延時動作且抗沖擊性能得以增強，具有良好的熱保護性能，這對于電機保護是至關(guān)重要的，這里是用感測機構(gòu)控制開關(guān)(指過載開關(guān)或超壓開關(guān)，下同)的開閉，再通過該開關(guān)控制執(zhí)行元件，這種雙重控制使保護器不易產(chǎn)生誤動作，從而可靠性得以大幅提高，電路正常時，這兩個開關(guān)均處于閉合狀態(tài)，執(zhí)行元件不動作；過載或/和超壓時，相應的開關(guān)閉合，執(zhí)行元件中電流增大并超過其動作電流，在一定時間內(nèi)，它把故障電路切斷；短路時，這兩個開關(guān)都來不及動作，保護器中的熔斷器迅速分斷。
上述執(zhí)行元件可以是熔斷器。上述兩開關(guān)直接并聯(lián)后與限流元件串聯(lián)，或者它們各自與一個限流元件串聯(lián)后再并聯(lián)，然后，再與被保護設備并聯(lián)和通過該熔斷器與電網(wǎng)并聯(lián)。該限流元件是必不可少的，它可以避免上述開關(guān)在閉合時因短路而燒毀，為了使上述兩個開關(guān)閉合時通過其中的電流小一些以延長電壽命，該限流元件的阻抗應盡量大一些，但必須保證該熔斷器能可靠動作。過載或/和超壓時，相應的開關(guān)閉合，熔斷器中電流增大并超過其熔化電流，在一定時間內(nèi)它將故障電路斷開；短路時，開關(guān)雖來不及閉合，但在短路電流作用下，熔斷器也能快速分斷。
上述執(zhí)行元件也可以是斷路、脫扣或跳閘裝置。上述兩個開關(guān)并聯(lián)后與該斷路、脫扣或跳閘裝置中的電磁線圈串聯(lián)，然后再與被保護設備并聯(lián)和通過該斷路、脫扣或跳閘裝置的觸頭系統(tǒng)以及后備熔斷器與電網(wǎng)并聯(lián)。電路正常時，上述兩開關(guān)均處于斷開狀態(tài)；過載或/和超壓時，相應的開關(guān)閉合，電磁線圈通電，其中的電流由零增至其動作電流以上，它的電磁力使觸頭系統(tǒng)動作而將故障電路斷開；短路時，上述兩開關(guān)都來不及動作，后備熔斷器就迅速分斷。
上述過載開關(guān)主要由靜觸片和升溫時向靜觸片偏轉(zhuǎn)靠攏的用雙金屬片制成的動觸片固定在絕緣基座上組成，另外還包括閉合電流(指開關(guān)閉合時，通過被保護設備的最小電流，下同)調(diào)節(jié)裝置和可對動觸片產(chǎn)生熱作用的熱元件。該閉合電流調(diào)節(jié)裝置是一種可調(diào)節(jié)動觸片上的觸點與靜觸片上的觸點間初始距離的機械裝置，因為對于既定的動觸片而言，其最大偏轉(zhuǎn)程度是由其自身溫度決定的，而其自身溫度又取決于通過安裝在它上面的熱元件的電流(也即通過被保護設備的電流)，所以改變動觸片觸點與靜觸片觸點的初始距離就是改變動觸片所應達到的偏轉(zhuǎn)程度，也就是改變該開關(guān)的閉合電流。電路正常時，動、靜觸片互不接觸，該開關(guān)處于斷開狀態(tài)；過載時，熱元件功率增加，動觸片偏轉(zhuǎn)程度因而增大并足以使開關(guān)閉合；短路時，由于動觸片的熱慣性，該開關(guān)延時動作，在它進入閉合狀態(tài)前，保護器中的熔斷器快速分斷。
上述超壓開關(guān)由充有低壓氣體的絕緣泡殼和從該泡殼外面引入并固定于其中的動、靜觸片組成，其中的動觸片用雙金屬片制成，兩觸片中有一觸片呈“∩”字形，另一觸片則位于“∩”開口之間的位置。動觸片受熱時將向靜觸片偏轉(zhuǎn)，又根據(jù)運動的相對性原理，呈“∩”字形的觸片既可以是動觸片，也可以是靜觸片，但只能是這二者之一。電壓正常時，動、靜觸片間電壓低于氣體的啟輝電壓，故氣體不啟輝，該開關(guān)處于斷開狀態(tài)；超壓時，如果是輕度超壓，動、靜觸片間距離較近一側(cè)區(qū)域的氣體因電壓超過啟輝電壓而啟輝，然后，動觸片受熱升溫并偏轉(zhuǎn)，輝光放電區(qū)域被拉長，在此過程中，如果電壓又恢復正常，即該過電壓為暫態(tài)過電壓，則在動、靜觸片間另一側(cè)尚未啟輝的區(qū)域啟輝前，該輝光放電區(qū)域被拉長到已恢復到正常的電壓不能使之維持而熄滅，此后，動觸片冷卻復原，故執(zhí)行元件不動作，否則，動觸片將持續(xù)偏轉(zhuǎn)，繼而引起動、靜觸片間另一側(cè)尚未啟輝的區(qū)域啟輝，這將加劇動觸片的偏轉(zhuǎn)，當其偏轉(zhuǎn)到一定程度時，該開關(guān)進入閉合狀態(tài)，因而執(zhí)行元件動作將電路切斷，但是，如果過電壓倍數(shù)很高，則動、靜觸片間氣體立即擊穿產(chǎn)生很強的放電電流，這也就相當于該開關(guān)閉合，該放電電流足以使執(zhí)行元件動作。可見，正常的暫態(tài)過電壓不會使該開關(guān)動作，所以它具有良好的抗暫態(tài)過電壓能力，而在遭遇高倍數(shù)過電壓時，開關(guān)立即導通而沒有機械延時，(在執(zhí)行元件中可能有機械延時)所以能迅速動作；在該超壓開關(guān)中，電壓感測機構(gòu)采用的也是熱元件，即它是依靠動、靜觸片間電壓超過一定值時，其間的氣體啟輝或擊穿放電發(fā)熱而使該超壓開關(guān)由斷開而進入閉合狀態(tài)的。另須說明，該超壓開關(guān)不是直接與電網(wǎng)并聯(lián)，但是它在閉合之前相當于斷路，所以它在動作以前，動、靜觸頭間電壓等于電網(wǎng)電壓，是可以作為電壓感測機構(gòu)的。
另外，還可以在保護器中附加與被保護設備并聯(lián)的過電壓抑制裝置。通過該過電壓抑制裝置的電流同時也通過執(zhí)行元件，這樣可使保護器的性能更佳。
由于上述解決方案采用了與現(xiàn)有技術(shù)不同的結(jié)構(gòu)，使用熱元件作為感測機構(gòu)，具有良好的抗沖擊性能，可實現(xiàn)延時動作，可靠性更佳，所用兩開關(guān)主要包括動、靜觸片，結(jié)構(gòu)很簡單，利用現(xiàn)代制造技術(shù)，它們都可以作得很小，從而使保護器體積大為縮小，成本大大降低。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步詳細描述。


圖1是本實用新型第一個實施例的電路原理圖；圖2是圖1實施例過載開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖1實施例超壓開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型第二個實施例的電路原理圖。
在圖1所示電路原理圖中，超壓開關(guān)[2]與過載開關(guān)[3]并聯(lián)后與限流元件[4]串聯(lián)后再與被保護設備并聯(lián)和通過熔斷器[1]與電網(wǎng)并聯(lián)。在這里，熔斷器[1]是執(zhí)行元件，為獲得全范圍保護，最好是全范圍熔斷器；在過載開關(guān)[3]的內(nèi)部(結(jié)構(gòu)見圖2)，與被保護設備串聯(lián)的熱元件聯(lián)結(jié)在B點和C點之間，其電阻值很小，因此超壓開關(guān)[2]的右端子也可改接到C點；超壓開關(guān)[2]和過載開關(guān)[3]也可分別串聯(lián)別的限流元件后再并聯(lián)，并且不保留限流元件[4]。超壓或/和過載時，相應的開關(guān)閉合，該熔斷器[1]分斷；短路時，在過載開關(guān)[3]閉合以前，熔斷器[1]快速分斷。
在圖2所示過載開關(guān)[3]結(jié)構(gòu)示意圖中，靜觸片[5]和由雙金屬片制成的動觸片[6]固定在絕緣基座[9]上，熱元件[7]安裝在動觸片[6]上，而閉合電流調(diào)節(jié)裝置[8]安裝在靜觸片[5]上。圖2中A、B、C三點與圖1中A、B、C三點對應相同，為了消除空氣對流的影響，最好是把該開關(guān)封閉起來；閉合電流調(diào)節(jié)裝置[8]采用圖2所示結(jié)構(gòu)，擰動螺釘迫使靜觸片[5]發(fā)生變形，從而調(diào)節(jié)動觸片[6]上觸點與靜觸片[5]上觸點間的初始距離，也就達到調(diào)節(jié)閉合電流的目的，當然，它的結(jié)構(gòu)和安裝位置不應僅限于圖2所示，只要滿足能調(diào)節(jié)動觸片[6]上觸點與靜觸片[5]上觸點間的初始距離這一要求即可。過載時，動觸片[6]的彎曲程度增大足以使它與靜觸片[5]接觸而使該開關(guān)閉合。
在圖3所示結(jié)構(gòu)示意圖中，動觸片[13]和靜觸片[12]一起安裝在支承[14]上，這三者一起封閉并固定在充有低壓惰性氣體的泡殼[11]中，從泡殼[11]中還引出兩個電極，[10]為制造該開關(guān)時充氣用的氣咀，已被封閉。動觸片[13]上的o點與靜觸片[12]上的d點和e點的距離do＜eo，超壓時，如果是輕度過壓，do間氣體因達到啟輝電壓而啟輝，動觸片[13]受熱向右偏，do增大而eo減小，如果電壓很快又恢復正常，則在eo間氣體啟輝前，輝光放電因電壓降低和輝光放電區(qū)域被拉長而不能維持以致熄滅，此后，動觸片[13]冷卻復原，如果電壓仍為超壓，則do繼續(xù)增大而eo繼續(xù)減小，繼而eo間氣體啟輝加劇動觸片[13]的偏轉(zhuǎn)，當其偏轉(zhuǎn)到一定程度時，該開關(guān)閉合，反之，如果遭遇的是高倍數(shù)過電壓，則在動、靜觸片間立刻產(chǎn)生比較強的放電電流，該電流與原來通過熔斷器[1]的電流合并到一起使熔斷器[1]快速熔斷。
應該注意到，過載開關(guān)[3]在閉合過程中，動、靜觸片間的接觸是點接觸且接觸壓力很小，所以它只允許通過比較小的電流，這同時也說明本實施例適于小功率電器的保護。
也可根據(jù)上述原理設計出另外一種結(jié)構(gòu)相似的保護器，其電路如圖4所示。在這種結(jié)構(gòu)中，執(zhí)行元件為短路、脫扣或跳閘裝置，它主要由觸頭系統(tǒng)[16]和電磁線圈[17]組成，相對于熔斷器而言，其極限分斷能力較低，所以增加了專門用于分斷短路電流的后備熔斷器[1 5]。觸頭系統(tǒng)[16]只有一個觸頭(如圖4所示，動作時它只切斷火線)或有兩個聯(lián)動的觸頭(動作時，它既切斷火線，又切斷零線)。過載或/和超壓時，相應開關(guān)閉合使電磁線圈[17]通電，該電磁線圈[17]再作用于觸頭系統(tǒng)[16]使電路斷開；短路時，上述兩個開關(guān)都來不及動作，后備熔斷器[15]首先熔斷。
當然，本實用新型不應僅限于上述兩種結(jié)構(gòu)形式，還可以有其他內(nèi)似結(jié)構(gòu)和形式。
權(quán)利要求1.一種包括有感測機構(gòu)和執(zhí)行元件的保護器，其特征在于采用在過載或/和超壓情況下增大通過執(zhí)行元件的電流從而使之動作以切斷故障電路的控制方法，過載開關(guān)[3]和超壓開關(guān)[2]直接或間接并聯(lián)后再間接或直接與被保護設備并聯(lián)和通過執(zhí)行元件與電網(wǎng)并聯(lián)，與被保護設備的聯(lián)接使得通過被保護設備的電流一定通過該過載開關(guān)[3]中的熱元件[7]，該熱元件[7]即為電流感測機構(gòu)，該超壓開關(guān)[2]也是利用電流的熱效應工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護器，其特征在于該執(zhí)行元件是熔斷器[1]，過載開關(guān)[3]和超壓開關(guān)[2]直接并聯(lián)后與限流元件[4]串聯(lián)，或者它們各自與一個限流元件串聯(lián)后再并聯(lián)，然后，再與被保護設備并聯(lián)和通過該熔斷器[1]與電網(wǎng)并聯(lián)，或者，該執(zhí)行元件是斷路、脫扣或跳閘裝置，過載開關(guān)[3]和超壓開關(guān)[2]并聯(lián)后與該斷路、脫扣或跳閘裝置中的電磁線圈[17]串聯(lián)，然后再與被保護設備并聯(lián)和通過該斷路、脫扣或跳閘裝置的觸頭系統(tǒng)[16]以及后備熔斷器[15]與電網(wǎng)并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的保護器，其特征在于該過載開關(guān)[3]主要由靜觸片[5]和升溫時向靜觸片[5]偏轉(zhuǎn)靠攏的用雙金屬片制成的動觸片[6]固定在絕緣基座[9]上組成，另外還包括閉合電流調(diào)節(jié)裝置[8]和可對動觸片[6]產(chǎn)生熱作用的熱元件[7]。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的保護器，其特征在于該閉合電流調(diào)節(jié)裝置[8]是一種可調(diào)節(jié)動觸片[6]上的觸點與靜觸片[5]上的觸點間初始距離的機械裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的保護器，其特征在于該超壓開關(guān)[2]由充有低壓氣體的絕緣泡殼[11]和從該泡殼[11]外面引入并固定于其中動、靜觸片組成，其中的動觸片由雙金屬片制成，兩觸片中有一觸片呈“∩”形，另一觸片則位于“∩”開口之間的位置。
專利摘要本實用新型公開了一種包括有感測機構(gòu)和執(zhí)行元件的保護器,它采用在過載或/和超壓情況下增大通過執(zhí)行元件的電流從而使之動作以切斷故障電路的控制方法,該執(zhí)行元件既可以是熔斷器(1),也可以是斷路、脫扣或跳閘裝置。電路正常時,過載開關(guān)(3)和超壓開關(guān)(2)處于斷開狀態(tài),熔斷器(1)中通過正常的電流,故不熔斷;過載或/和超壓時,相應的開關(guān)閉合,該熔斷器(1)中電流增大并超過其熔化電流,在一定時間內(nèi)它將故障電路斷開。
文檔編號H02H3/08GK2399872SQ99225219
公開日2000年10月4日 申請日期1999年10月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月11日
發(fā)明者蔣邦善 申請人:蔣邦善