[其他]交流電源電路用熔斷器

無效

• 申請號: 86105754
• 申請日: 1986-07-19
• 公開（公告）號: CN86105754A
• 公開（公告）日: 1987-01-21
• 發明（設計）人: 俄凱斯·馬丁·克里斯托弗
• 申請（專利權）人: Y·S·安全有限公司
• 主分類號: H01H85/00
• 分類號: H01H85/00;H01H85/38
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 顏承根

本發明涉及中等電壓范圍（3.3千伏到38千伏）內的交流電源用熔斷器。為了保護這類電路曾經采用過各種技術。在英國通常的做法是將限流備用熔斷器與浸油熔斷器開關一起使用。在美國通常的做法是或者用一通用熔斷器，或者將一通用熔斷器與一個或多個備用熔斷器串聯使用。

沖出型（expulsion????type）的通用熔斷器需要斷開任何數值的電流直到額定斷開電流，該熔斷器裝有熔絲部件，該部件根據故障電流的電平多少快速地熔化。由于當熔絲熔化時所產生的電弧有熱量，故產生高氣體壓力，該氣體壓力在理論上引起使電弧冷卻、去游離化及消滅的介電介質作快速運動。盡管這些沖出式熔絲由于其具有的熔斷時間電流曲線而能令人滿意地保護變壓器電路，但其短路電流額定值在非常低的電平上，以致嚴重地限制它在這些方面的應用。

一種已知的備用熔斷器的形式是限流熔絲管，配有繞在星形截面的瓷芯上成螺旋形的銀或銅部件，該芯裝在瓷圓筒中，筒中剩余空間填有砂子。在熔斷器部件熔化時，所產生的熱使砂子液化，致使玻璃基的閃電熔巖形成物圍繞電弧產生，以吸收電弧的熱能，并因而滅弧。這類備用熔斷器單獨使用不能令人滿意，因為該部件能在低于裝置的額定最小斷開電流時熔化。這可能引起熔斷器不能使電路切斷，并因而嚴重失效。限流熔斷器的另一缺點是由熔絲長度長而截面小所引起的。長度長而截面小是熔斷器部件所必須的，但這樣會引起高I²R損耗及產生高熱。這類熔斷器的電流額定值因而受到限制，典型地在15千伏時，限為100安，而在12千伏時，限為120安。

有可能設計出一種能用通用的熔斷器的限流熔斷器，但這類熔斷器通常所顯示的熔斷時間電流曲線不合乎需要，并且經受其所保護的系統的過渡恢復電壓的能力有限。

在故障電流的整個范圍上獲得對中等電壓電路的令人滿意的保護的一種方法是將一通用熔斷器與限流備用熔斷器相串聯。兩熔斷器可以裝在同一外殼內，或裝在浸在充油開關油箱或置于空氣中公共支座上。另一種方法是將備用熔斷器與能觸發有關開關的熔斷器撞針裝在一起，成為所謂熔斷器開關組合物。

除去需要兩個串聯熔斷器或一個熔斷器開關組合物才能完成所需的功能的缺點之外，另一眾所周知的問題是如何配好用于保護配電變壓器的熔斷器，以便使其熔斷時間電流曲線緊跟變壓器的下流的低壓熔斷器的有關時間電流曲線且并不或者與低壓熔斷器的有關的曲線重疊或與防止位于變壓器上流的電源線過電流進行保護的時間電流曲線重疊。很難使常規熔斷器匹配這些曲線以作出所需的細微鑒別。

與形成本發明的主題的熔斷器表面上類似的熔斷器如在DE-A-548914中所示。此文獻所描述的熔斷器具有其中裝有可連有輸入導體的中央電極的外殼，及與中央電極隔開且包圍中央電極的環形電極，兩電極通常由可熔部件相連。環形電極在電氣上經線圈與輸出導體相連。外殼內裝有在大氣壓下的空氣并由蓋板關閉。正常工作時，電流連續地經中央電極、可熔部件、環形電極和線圈。如果在故障情況下可熔部件熔化，則將立即在中央電極和環形電極之間直接引起電弧，通電的線圈所產生的磁場將使電弧立即旋轉并以高速度圍繞中央電極轉動，最終被熄滅。在該運動期間，電弧兩端迅速在中央電極和環形電極兩電極上運動，以致這些電極不能發熱到其熔化溫度。一旦電弧已被建立，則其電壓與電源電壓相反隨著時間增大而上升，而這具有迫使電弧電流為零的作用，此時電弧熄滅。該裝置既適用于直流又適用于交流，并被描述成特別適用于低壓配電網絡，且只占有較小的空間。的確，它實質上是一低壓器件，因為線圈被描述成具有能限流的電抗器的作用。

DE-A-548914沒有說明怎樣將熔斷器用于中等電壓交流電源電路，打算將該熔斷器以此種方式使用是完全不實用的。因需要電弧長度長及因而熔斷器直徑大（例如超過1米）。當電弧電壓隨長度增加而增加時會釋放出很高的能量，使外殼內的空氣壓力大大增加，可能大得無法包括在商業上實用的結構之中。

此外，DE-A-548914的熔斷器的環形電極中的電流密度非常高，在工常工作時要求電流在環形電極和線圈中連續流動因而會產生過熱，和有I²R損耗，這些因素使得該熔斷器在中等電壓交流電源電路中使用不切實際。

本發明尋求提供一種熔斷器，該熔斷器能單獨使用，對中等電壓交流電源電路在短路電流額定值高達且實質上高于已知的沖出式熔斷器的上限時給予完全保護，并能生產出有能與在變壓器的下流側的低壓熔斷器的有關曲線緊緊相配的時間電流曲線，這類中等電壓熔斷器可用于該變壓器。