熔断器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于中断外部直流电路中的故障电流的熔断器组件(1)。熔断器组件(1)包括可熔断导体元件(6a...6d)，其基本上沿着熔断器组件的纵向轴线延伸，并且围绕该纵向轴线周向地。可熔断导体元件(6a...6d)串联连接在一起，以限定熔断器元件(18,24)，并且可熔断导体元件(6a...6d)定向在熔断器组件(1)内，使得沿着各个可熔断导体元件流动的电流处于与沿着与其相邻的可熔断导体元件或多个可熔断导体元件流动的电流相反的方向。这在可熔断导体元件(6a...6d)之间产生了相互排斥力。熔断器组件(1)还包括连接于第一熔断器元件(18)的端部并且能够连接于直流供电的第一供电端子(10a)、连接于第一熔断器元件(18)的相对端并且能够连接于电负载的第一负载端子(10b)、连接于第二熔断器元件(24)的端部并且能够连接于直流供电的第二供电端子(10d)，以及连接于第二熔断器元件(24)的相对端并且能够连接于电负载的第二负载端子(10c)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】熔断器
本专利技术涉及熔断器，并且尤其涉及可用于中断外部直流电路中的故障电流的熔断器。
技术介绍
故障-额定熔断器是众所周知的，该故障-额定熔断器断裂并且随后形成足够的电弧电压，以便中断外部直流电路中的电流流动。还已知熔断器中的灭弧由通过一定数量的冷却过程将热从电弧除去而引起，该一定数量的冷却过程被环绕电弧的材料的性质影响。在1982年的Wright & P G Newbery的‘Electric Fuses’中描述了这些溶断器和它们的基础原理。 已知的是通过各种偏转和屏蔽方法来延长电弧的长度，从而增大能够在熔断器组件大小中的特别大小内获得的电弧电压。然而，这些方法对于高功率系统而言是最佳的，并且因此与一定程度的复杂性相关联，该一定程度的复杂性在用于在相对低电流下使用的保护装置的情况下将是不必要的。
技术实现思路
在第一布置中，本专利技术提供了一种熔断器组件，包括:2n个可熔断导体元件，其中η是整数，可熔断导体元件基本上沿着熔断器组件的纵向轴线延伸，并且围绕该纵向轴线周向地间隔；其中可熔断导体元件串联连接在一起，以限定熔断器元件，可熔断导体元件定向在熔断器组件内，使得沿着各个可熔断导体元件流动的电流处于与沿着与其相邻的可熔断导体元件或多个可熔断导体元件流动的电流相反的方向(即，可熔断导体元件经历相互排斥力，或者至少不经历相互吸引力)；熔断器组件还包括:供电端子，其连接于熔断器元件的端部，并且能够连接于直流供电；和负载端子，其连接于熔断器元件的相对端，并且能够连接于电负载。 此类布置特别适合于与单极直流供电一起使用，并且供电端子可连接于直流供电的正(+ve)端子，而负载端子可连接于电负载的正端子。电负载的负(_ve)端子可连接于直流供电的负端子。根据常规的电流流动按顺序的串联连接因此可为:直流供电(+ve端子)_[供电端子-熔断器元件-负载端子]_电负载(+ve端子)_电负载(-ve端子)_直流供电(-ve端子)，其中[...]指示熔断器组件的构件。 在第二布置中，本专利技术提供了一种熔断器组件，其包括:2n个可熔断导体元件，其中η是整数，可熔断导体元件基本上沿着熔断器组件的纵向轴线延伸，并且围绕该纵向轴线周向地间隔；其中第一熔断器元件由串联连接在一起的η个可熔断导体元件限定，而第二熔断器元件由串联连接的η个可熔断导体元件限定，可熔断导体元件定向在熔断器组件内，使得沿着各个可熔断导体元件流动的电流处于与沿着与其相邻的可熔断导体元件或多个可熔断导体元件流动的电流相反的方向；熔断器组件还包括:第一供电端子，其连接于第一熔断器元件的端部，并且能够连接于直流供电；第一负载端子，其连接于第一熔断器元件的相对端，并且能够连接于电负载；第二供电端子，其连接于第二熔断器元件的端部，并且能够连接于直流供电；以及第二负载端子，其连接于第二熔断器元件的相对端，并且能够连接于电负载。 此类布置特别适合于与双极直流供电一起使用。第一供电端子可连接于直流供电的正端子，第一负载端子可连接于电负载的正端子，第二负载端子可连接于电负载的负端子，并且第二供电端子可连接于直流供电的负端子。根据常规的电流流动按顺序的串联连接因此可为:直流供电(+ve端子)_[第一供电端子-第一熔断器元件-第一负载端子]-电负载(+ve端子)_电负载(-ve端子)_[第二负载端子-第二熔断器元件-第二供电端子]-直流供电(_ve端子)，其中[…]指示熔断器组件的构件。 可熔断导体元件典型地将携带相同或相反极性的相同的直流电流，分别取决于熔断器组件与单极或双极直流供电一起使用。然而，在某些保护模式下，熔断器元件中的此类非对称的接地故障电流可不为相等的。只要经历故障电流的熔断器元件包括偶数的串联连接在一起的可熔断导体元件，则下面所述的相互排斥力将施加于受到故障影响的可熔断导体元件，并且在较小程度上施加于未受故障影响的可熔断导体元件。在该情况下，可优选的是，使用双极直流供电，其具有“刚性地”接地的中心抽头或“电阻”接地的中心抽头，具有足够低的电阻以引起故障电流超过熔断器切断电流(即，在该电流下，可熔断导体元件将断裂)。将容易认识到，将更常规的是双极直流供电具有“浮动的”或高电阻的中心抽头，以便限制非对称的故障电流。 可熔断导体元件可被认为位于多边形阵列的顶点处(例如对于四个元件，位于正方形或矩形阵列的顶点处，对于六个元件，位于六边形阵列的顶点处等)。可熔断导体元件优选相等地间隔开，以使由各个元件经历的相互排斥力为基本上相等的。然而，如果在相邻的端子之间存在特别高的电压，则可使用增大的间距，以减少端子之间的闪络的风险。 对于待实现的熔断器组件结构的优点而言，相互排斥力不必是对称或相等的。其中熔断器组件经历非对称的故障电流的上面所述的情形是相关示例。重要的是，当熔断器组件中断故障电流时，可熔断导体元件和在端子之间建立的电弧不是相互吸引的。 可熔断导体元件典型地将是圆形线元件，但可使用箔片元件。可熔断导体元件可为基本上笔直的，或者具有蛇形或螺旋形的形式，以增大它们的总长。在蛇形或螺旋形的可熔断导体元件的情况下，接着其中性轴线典型地将基本上平行于熔断器组件的纵向轴线。 本专利技术的熔断器组件可用于保护高压直流(HVDC)电路，其通常在低电流水平(例如〈5A)下操作以免持续的热超负载和高故障电流(例如>20A)。为了中断故障电流，熔断器组件可形成基本上超过供应电压的电弧电压，其典型地可>100kV。 各个熔断器元件可浸没在液体电介质中，诸如恰当的变压器绝缘流体，像例如MIDEL7131。如下面更详细地描述的，液体电介质改进电弧电压的冷却和产生。具体地说，本专利技术的熔断器组件可利用液体电介质内的电弧特征在低于特别阈值的电流下具有负电阻区域的事实。将容易认识到，可熔断导体元件的预放电电阻和串联连接的最小的预期故障电阻的组合必须足够大，以将预期的故障电流限制在一水平，其通过(i)处于电弧特征的负电阻区域，和(ii)处于其中形成熔断器元件长度的每米足够高电弧电压的电弧特征区域，确保熔断器组件的有效操作。长熔断器元件意味着长电弧和因此期望的高电弧电压。2米的熔断器元件长度可为典型的，并且这将通常需要2.5米或更大的总熔断器组件长度。在本专利技术的熔断器组件中，单独串联连接的可熔断导体元件物理地布置在熔断器组件内，以限定“折叠式”熔断器元件，其显著地减小了熔断器组件的长度。 折叠熔断器元件并将单个可熔断导体元件定向在熔断器组件内，使得沿着各个可熔断导体元件流动的电流处于与沿着与其相邻的可熔断导体元件或多个可熔断导体元件流动的电流相反的方向，这意味着可熔断导体元件经历相互排斥力。在其中熔断器元件只包括两个可熔断导体元件(即，n=l)的简单情况下，它们可串联连接在一起，以限定基本上U形的熔断器元件，或者在其中熔断器组件与双极直流供电一起使用，其中各个可熔断导体元件携带相同但相反极性的直流电流的情况下，接着各个单独可熔断导体元件可布置在熔断器组件内，使得在相应的负载和供电端子之间沿着各个熔断器元件的电流流动的方向是相反的。可熔断导体元件因此由于它们之间的电磁相互作用而经历相互排斥力。在可熔断导体元件最初开始熔化(例如在预放电阶段本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔断器组件(1)，包括：2n个可熔断导体元件(6a，6b)，其中n是整数，所述可熔断导体元件(6a，6b)基本上沿着所述熔断器组件(1)的纵向轴线延伸，并且围绕所述纵向轴线周向地间隔；其中所述可熔断导体元件(6a，6b)串联连接在一起，以限定熔断器元件(18)，所述可熔断导体元件(6a，6b)定向在所述熔断器组件(1)内，使得沿着各个可熔断导体元件(6a，6b)流动的电流处于与沿着与其相邻的所述可熔断导体元件或多个可熔断导体元件流动的电流相反的方向；所述熔断器组件(1)还包括：供电端子(10a)，其连接于所述熔断器元件(18)的端部，并且能够连接于直流供电；和负载端子(10b)，其连接于所述熔断器元件(18)的相对端，并且能够连接于电负载。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.12 EP 12159063.21.一种熔断器组件(1)，包括: 2η个可熔断导体元件^a，6b)，其中η是整数，所述可熔断导体元件(6a，6b)基本上沿着所述熔断器组件(I)的纵向轴线延伸，并且围绕所述纵向轴线周向地间隔； 其中所述可熔断导体元件^a，6b)串联连接在一起，以限定熔断器元件(18)，所述可熔断导体元件(6a，6b)定向在所述熔断器组件(I)内，使得沿着各个可熔断导体元件(6a，6b)流动的电流处于与沿着与其相邻的所述可熔断导体元件或多个可熔断导体元件流动的电流相反的方向； 所述熔断器组件(I)还包括: 供电端子(10a)，其连接于所述熔断器元件(18)的端部，并且能够连接于直流供电；和 负载端子(10b)，其连接于所述熔断器元件(18)的相对端，并且能够连接于电负载。2.一种熔断器组件(1)，包括: 2n个可熔断导体元件^a...6d)，其中η是整数，所述可熔断导体元件^a...6d)基本上沿着所述熔断器组件(I)的纵向轴线延伸，并且围绕所述纵向轴线周向地间隔； 其中第一熔断器元件(18)由串联连接在一起的η个可熔断导体元件(6a，6b)限定，并且第二熔断器元件(24)由串联连接的η个可熔断导体元件(6c，6d)限定，所述可熔断导体元件(6a...6d)定向在所述熔断器组件(I)中，使得沿着各个可熔断导体元件流动的电流处于与沿着与其相邻的所述可熔断导体元件或多个可熔断导体元件流动的电流相反的方向； 所述熔断器组件(I)还包括: 第一供电端子(10a)，其连接于所述第一熔断器元件(18)的端部，并且能够连接于直流供电； 第一负载端子(10b)，其连接于所述第一熔断器元件(18)的相对端，并且能够连接于电负载； 第二供电端子(1d)，其连接于所述第二熔断器元件(24)的端部，并且能够连接于所述直流供电；以及 第二负载端子(10c)，其连接于所述第二熔断器元件(24)的相对端，并且能够连接于所述电负载。3.根据权利要求1或权利要求2所述的熔断器...

【专利技术属性】
技术研发人员：AD克雷恩，AP戈德尼，WM布卢伊特，
申请(专利权)人：通用电气能源能量变换技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB