[實用新型]超快速組合式限流熔斷器

有效

• 申請號: 201220061431.5
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN202523661U
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 戴謀
• 申請（專利權）人: 戴謀
• 主分類號: H01H85/00
• 分類號: H01H85/00;H01H85/38
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種用于電網過載及短路保護的限流熔斷器，尤其涉及一種超快速組合式限流熔斷器。

背景技術

隨著電力系統現代化程度的日益提高，各種大功率半導體器件得到了廣泛的應用，系統的供電靈活性和電能品質大大提高，與此同時也帶來了半導體器件的過載及短路保護問題。以目前各類變頻器和變流器中普遍應用的IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)為例，該器件是一種新型復合全控型電壓驅動式功率半導體器件，具有驅動功率小、飽和壓降低的優點，但其最顯著的缺點便是承受過流能力較差，在數倍額定電流下的失效時間僅為毫秒級。現有快速熔斷器在數倍額定電流下的分斷時間通常在幾十毫秒以上，斷路器的動作時間則長達數百毫秒，均與保護需求相差甚遠。電子控制式限流器采用電子電路快速檢測故障電流，通過炸藥驅動的分斷機構迅速切除故障，能夠起到保護作用，但是其體積大成本高，且存在誤動和拒動的風險，不利于大規模推廣應用。

發明內容

本實用新型旨在解決上述背景技術的不足，提供一種安全有效、體積小巧、成本低廉的超快速組合式限流熔斷器。

半導體器件在過載和短路情況下失效的主要原因是電流的熱效應，本實用新型通過超快速分斷，能夠抑制過流峰值、縮短故障持續時間，從而大大降低故障電流的焦耳積分，有效保護半導體器件。為實現上述功能，本實用新型包括主熔斷器、消弧熔斷器以及扼流線圈，消弧熔斷器與扼流線圈串聯后與主熔斷器并聯。

所述主熔斷器包括外殼、兩個接線端子和跨接在端子之間的熔體。

所述熔體材料采用銀、銅或者鋁，外形為矩形或變截面形，熔體采用電阻焊、釬焊或者壓接的方式與接線端子相連接。

所述消弧熔斷器包括外殼、熔斷體和接線端子，熔斷體兩端焊接在接線端子上并封裝在外殼內部，熔斷體與外殼之間填充有石英砂。

所述扼流線圈包括繞線柱、線圈和接線端子，繞線柱采用絕緣材料，兩端壓有接線端子，線圈纏繞在繞線柱上，兩端焊接在接線端子上。

本實用新型通過對主熔斷器、消弧熔斷器和扼流線圈進行綜合優化設計，能夠在額定電流下保持較低溫升和功耗，而在過載和短路電流下又能在數個毫秒內分斷，從而解決了現有快速熔斷器在大功率場合通流能力和限流能力之間的矛盾；另一方面，相對于電子控制式限流器而言，該方案省去了電流傳感器、邏輯控制單元、爆炸分斷機構和外部電源等環節，直接利用短路電流的熱效應作為故障判據和分斷能量，不僅提高了可靠性，同時也大大減小了體積、降低了成本，有著廣闊的工程應用前景和良好的經濟效益。

附圖說明

圖1是本實用新型的電路原理圖；

圖2是本實用新型的外觀結構圖；

圖3是主熔斷器結構圖；

圖4是本實用新型的限流過程示意圖；

圖5是本實施例的限流實驗波形；

圖中，1-主熔斷器，2-消弧熔斷器，3、4-扼流線圈，5、6-消弧熔斷器接線端子，7、8-主熔斷器接線端子，9-主熔斷器外殼，10-主熔斷器熔體，11-主熔斷器上電流，12-消弧熔斷器上電流，13-限流實驗主回路電流，14-限流實驗樣機兩端電壓。

具體實施方式

下面將結合附圖對本實用新型進行詳細說明：

如圖1所示，本實用新型包括主熔斷器1、消弧熔斷器2以及扼流線圈3，消弧熔斷器2與扼流線圈3、4串聯后與主熔斷器1并聯。

如圖2所示，消弧熔斷器2的兩個接線端子5、6分別通過扼流線圈3、4與主熔斷器1的兩個接線端子7、8相連，整個熔斷器通過接線端子7、8與外部電路相連。

如圖3所示，主熔斷器1包括外殼9、兩個接線端子7、8和跨接在端子之間的熔體10。由于熔體10較短，且接線端子提供了良好的散熱條件，因此熔體10的電流密度可以數倍于普通快速熔斷器，主熔斷器1在較低溫升功耗下具有較小的弧前I²t值。