一种电气断路器(2)，该电气断路器包括：开关(22，24)，灭弧室(32)以及熔断部(40)，该熔断部被配置为在开关被触发后电连接在第一端子和第二端子之间，该电气断路器还包括：连接装置，该连接装置包括屏障(50，52)，该屏障被配置为仅当灭弧室(32)内的温度、压力或存在于灭弧室(32)中的电弧的强度中的至少一个超过预定阈值时，在开关触发后被破坏，该连接装置被配置为仅当屏障(50，52)被破坏时，将熔断部的电极(42)连接到电导体(10)的端子中的一个(12)上。上。上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电气断路器
[0001]本专利技术涉及一种电气断路器。
技术介绍
[0002]在电气保护领域，电气断路器使中断电流成为可能，例如以便响应于切断命令，将电气负载与电路断开。
[0003]在某些应用中，特别是与光伏电板或电池供电的电动汽车有关的应用中，有时需要以极短的响应时间(例如，小于10ms)对电流进行中断。
[0004]理想情况下，这种断路器必须具有非常宽的工作范围，也就是说，无论是在具有非常低的电感(例如3μH或更低)还是在具有高电感(例如100μH或更高)的电路中，这种断路器必须能够对低强度电流(例如在直流电DC为1000V下小于100A)进行中断，甚至在没有电流的情况下断开电路，以及对高强度电流(例如高达30kA)进行中断。
[0005]从FR
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3064107
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A1中已知，使用一种通过将烟火式(pyrotechnique)开关与外部熔断部相关联而形成的一次性断路器，在该一次性断路器中，烟火式开关被触发以将连接断路器的输入端子和输出端子的电导体物理地截断，并且在该一次性断路器中，一旦所述开关触发，外部熔断部的电极自动连接到被截断的导体上。这种连接使电流偏转到熔断部上，随后熔断部将熔化以中断电流。
[0006]然而，这种断路器的缺点是工作范围过小，因为不可能对该熔断部进行优化以既中断低强度电流又中断高强度电流。
[0007]在实践中，对于低强度电流(例如，强度小于熔断部标称值(calibre)的10倍)，熔断部需要很长时间才能完全熔化，特别是由于熔断部的预燃弧时间取决于待中断的电流的强度。
[0008]因此，如果对熔断部的尺寸进行设置以用于高强度电流，当熔断部中通过低强度电流时，熔断部将需要更长的时间才能完全熔化。在这段时间里，尽管存在切断命令，但是电流将继续在烟火式开关内流通，并且继续向电气负载供电。
[0009]如果断路器触发时没有电流在断路器中流通，熔断部将保持完整。因此，远低于熔断部标称值的电流可以在断路器中不受任何时间限制地继续流通。这是不被期望的，因为所要求的断路器的功能是在所有情况下将电路断开，而与断路器在触发的瞬间通过该断路器的电流值无关。
[0010]相反，如果将熔断部的尺寸设置为用于低强度电流，那么当熔断部中通过高强度电流时就有熔化过快的风险，这将使得存在于开关中的气体不能进行冷却和去离子，而这可能导致在烟火式开关中的导体的被截断的部分之间重新形成电弧。随后不能再对电流进行中断，这可能损坏电气负载和/或断路器本身，以至于造成断路器的破坏。
[0011]因此，需要一种能够以非常短的响应时间以及宽的工作范围对电流进行中断的电气断路器，其中，该宽的工作范围为从零强度电流到非常高的强度的电流。
技术实现思路
[0012]为此，根据本专利技术的一个方面，公开了一种电气断路器，该电气断路器包括：
[0013]‑
电导体，所述电导体包括第一端子和第二端子；
[0014]‑
开关，所述开关被配置为当响应于电流切断命令而触发时，将所述第一端子与所述第二端子分开；
[0015]‑
灭弧室，所述灭弧室由所述路器的主体限定，所述灭弧室被配置为在所述烟火式开关触发后，容纳所述电导体的至少与所述第一端子或所述第二端子分开的部分；
[0016]‑
熔断部，所述熔断部被配置为在所述开关触发后电连接在所述第一端子和所述第二端子之间。
[0017]所述断路器包括：连接装置，所述连接装置包括屏障，所述屏障被配置为仅当存在于所述灭弧室中的电弧强度、或者所述灭弧室内的温度或压力中的至少一个超过预定阈值时，在所述开关触发后被破坏，所述连接装置被配置为仅当所述屏障被破坏时，将所述熔断部的电极连接到所述电导体的所述端子中的一个上。
[0018]熔断部和装置之间的关联使得能够获得快速的响应以及宽的工作范围。
[0019]该屏障使得能够引入一个阈值，超过该阈值电流将偏转向熔断部。将屏障破坏并且因此连接熔断部所需的阈值间接地取决于待中断的电流的强度，并且该阈值可以在断路器制造过程中通过选择屏障的的特定特性来控制。
[0020]因此，在开关触发后使得熔断部进行连接所超过阈值根据灭弧室内的条件自动地调整。由于这种调整，对于强度低于定义阈值的电流，开关在没有熔断部干预的情况下将电路断开；对于强度超过定义阈值的电流，熔断部与该开关并联连接。随后熔化熔断部所需的时间(预燃弧时间)使得开关的切断室中存在的气体能够进行冷却和去电离。当熔断部熔化后，电弧出现并且在该切断室内部变大，这使得可以中断通过的电流。由于这种调整，同一熔断部可以用于中断高强度和低强度电流两者。
[0021]根据有利但可选的方面，这种电气断路器可以单独考虑或根据任何技术上允许的组合包括以下特征中的一个或多个：
[0022]‑
熔断部的至少一个电极在灭弧室内部延伸，屏障是将所述至少一个电极与灭弧室的其余部分分开的电绝缘屏障。
[0023]‑
绝缘屏障包括壁，所述壁在灭弧室中限定围绕熔断部的所述至少一个电极的体积。
[0024]‑
壁是电绝缘的。
[0025]‑
壁被配置为当灭弧室中的压力超过预定阈值时熔化。
[0026]‑
壁包括预切割区域，所述预切割区域被配置为当灭弧室中的压力超过预定阈值时脱离并且在壁中形成开口。
[0027]‑
绝缘屏障包括电绝缘涂层，所述电绝缘涂层沉积在灭弧室中的熔断部的所述至少一个电极上，所述涂层被配置为当灭弧室中的温度超过预定阈值时熔化。
[0028]‑
壁或涂层覆盖有至少一个导电外层。
[0029]‑
壁由金属制成。
[0030]‑
壁被配置为当灭弧室中的压力超过预定阈值时变形，直到壁与所述至少一个电极的自由端部发生接触。
[0031]‑
所述至少一个电极的自由端部被配置为在壁发生变形并且与所述自由端部发生接触时对壁穿孔。
[0032]‑
壁包括预切割区域，所述预切割区域被配置为当灭弧室中的压力超过预定阈值时脱离并且在壁中形成开口。
[0033]‑
断路器包括控制电路；传感器，所述传感器用于测量灭弧室内部的条件；以及辅助致动器，所述辅助致动器被配置为破坏绝缘屏障，并且其中，所述控制电路被配置为当由传感器测量的物理性能超过阈值时，触发辅助致动器。
[0034]‑
断路器包括附加熔断部，所述附加熔断部被配置为在开关被触发后电连接在第一端子和第二端子之间，所述附加熔断部的至少一个电极在灭弧室内部延伸，所述断路器还包括电绝缘的附加屏障，所述电绝缘的附加屏障将附加熔断部的所述电极与灭弧室的其余部分分开，所述屏障被配置为仅当存在于灭弧室内的电弧强度或者灭弧室内的温度或压力中的至少一个超过预定阈值时，在开关触发后被破坏，所述阈值不同于与另一熔断部的绝缘屏障相关联的触发阈值。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电气断路器，所述电气断路器包括：
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电导体(10)，所述电导体包括第一端子(12)和第二端子(14)；
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开关(22，24)，所述开关被配置为当响应于电流切断命令而被触发时，将所述第一端子与所述第二端子分开；
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灭弧室(32)，所述灭弧室由所述断路器的主体限定，所述灭弧室被配置为在所述开关被触发后，容纳所述电导体的至少与所述第一端子或所述第二端子分开的部分(16)；
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熔断部(40)，所述熔断部被配置为在所述开关被触发后电连接在所述第一端子和所述第二端子之间；所述断路器的特征在于，所述断路器包括：连接装置，所述连接装置包括屏障(50，52，912)，所述屏障被配置为仅当存在于所述灭弧室(32)中的电弧的强度、或者所述灭弧室(32)内的温度或压力中的至少一个超过预定阈值时，在所述开关触发后被破坏，所述连接装置被配置为仅当所述屏障(50，52，912)被破坏时，将所述熔断部(40)的电极(42，916)连接到所述电导体(10)的所述端子中的一个(12，918)上。2.根据权利要求1所述的断路器，其中，所述熔断部(40)的至少一个电极(42)在所述灭弧室(32)内部延伸，所述屏障是将所述至少一个电极(42)与所述灭弧室(32)的其余部分分开的电绝缘屏障(50，52)。3.根据权利要求2所述的断路器，其中，所述绝缘屏障包括壁(50)，所述壁在所述灭弧室(32)中限定围绕所述熔断部(40)的所述至少一个电极(42)的体积(52)。4.根据权利要求3所述的断路器，其中，所述壁(50)是电绝缘的。5.根据权利要求3或4所述的断路器，其中，所述壁(50)被配置为当所述灭弧室(32)中的温度超过预定阈值时熔化。6.根据权利要求3或4所述的断路器，其中，所述壁(50)包括预切割区域，所述预切割区域被配置为当所述灭弧室(32)中的压力超过预定阈值时脱离并且在所述壁(50)中形成开口。7.根据权利要求2所述的断路器，其中，所述绝缘屏障包括电绝缘涂层(650)，所述电绝缘涂层沉积在所述灭弧室(32)中的所述熔断部(40)的所述至少一个电极(42)上，所述涂层被配置为当所述灭弧室(32)中的温度超过预定阈值时熔化。8.根据权利要求3至6中任一项或根据权利要求7所述的断路器，其中，所述壁(50)或所述涂层(650)覆盖有至少一个导电外层。9.根据权利要求3所述的断路器，其中，所述壁(50)由金属制成。10.根据权利要求3或9所述的断路器，其中，所述壁(550)被配置为当所述灭弧室(32)中的压力超过预定阈值时发生变形，直到所述壁与所述至少一个电极...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：阿里安集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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