[发明专利]用于避免电路过载的开关

说明书

本发明涉及电学，即涉及基本电气元件，尤其涉及电气开关以及保护开关的详细情况，这些开关借由电热机构和电磁机构的组合触发并且借由合适的控制杆致动。

本发明的目的在于制造一种开关，该开关可以集成入各个一次性电路中使电路避免短路电流还避免长时间过剩电流和/或电压过载，此外，还避免瞬变电压，其中，该开关应该具有尽可能最小的尺寸并且应该与集成在适应于安装在普通配电盘内的标准壁架上的标准外壳中的其他同类开关相似。

在DE 36 37 275 A1中对用于避免电流过载或者由于过剩电流而造成的过载的开关进行了描述。该开关包括磁芯，该磁芯插入管状外壳内并且配备有中央通道，轴向移动的致动针穿设在中央通道内并且从中央通道朝断续构件伸出，该断续构件即是能够保持已建立的电路或者一旦致动针将其与制动针的致动端部邻接时便迅速且可靠地中断电路的构件。所述外壳包裹有导电线，该导电线形成电绕组，即，线圈。除了所述线圈之外，电磁轭铁预设在所述外壳的外表面上，线圈由电磁轭铁围住。致动针配备有展宽，该展宽设置为远离所述磁芯，从而使磁芯位于所述展宽的一侧并且使电磁锚位于所述展宽的相对侧。在所述锚和所述磁芯之间插入有压缩弹簧，从而使针由所述弹簧围住。针延伸贯穿磁芯并且还贯穿轴向固定在针上的锚。致动针延伸贯穿所述锚并且朝双金属膜伸出，双金属膜在室温下朝远离锚和磁芯的方向偏转并且位于远离致动针的相应端部，然而通过升高温度，双金属膜在相对的方向上偏转，即，偏向锚和磁芯，并且停在致动针的该端部上，致动针从双金属膜伸出。

当该开关集成入各个一次性电路时，致动针的第一端部位于远离双金属膜，并且第二端部位于远离建立电路所用的断续组件。每当出现短路电流时，电压升高并且在线圈内生成适当的磁场，通过该磁场，通过同时将所述展宽邻接在针上，使锚朝磁芯和断续组件位移，然后将针朝中断电路的断续构件按压。

每当出现长时间过剩电流或者电压过载时，在电导体内生成热量并朝双金属膜转移，双金属膜朝致动针的方向偏转以便最后朝断续构件位移，然后通过断续构件中断电路。同时，在磁芯和锚之间压入弹簧。一旦消除了过剩电流，双金属膜所在区域的温度下降，而膜偏转回到其初始位置，由此，断续构件实现电路建立并且进一步实现对其的操作。

当考虑锚和/或双金属膜对电路内的各种不规则的响应时，该保护开关能够在几毫秒内对过剩电流或者电压过载背景下的不规则或者过载做出反应。然而，针对例如在闪电时发生的所谓瞬变电压，各个过压冲程的持续时间通常是几微秒，所以不能借由之前提到的开关来防止瞬变电压的效果和影响，因为不管是线圈还是双金属膜都不能在这样短的时间内做出反应。

更进一步，在SI 21584A中对模块化保护设备进行了描述，该模块化保护设备由借由磁场触发的开关以及与所述开关串联连接以便建立公用电路的过压保护电路组成。该开关与在DE 36 37 275 A1中描述的开关很相似并且包括具有磁芯和锚的外壳以及致动针，该致动针延伸贯穿外壳并且可停在开关的断续组件上，在过载的情况下，通过断续组件中断电路。一旦发生过剩电流或者电压过载，在线圈内生成对应的磁场，该磁场引导锚和致动针朝断续组件位移。所述过压保护电路包括变阻器，这些变阻器彼此并联连接并且用于避免电路的其他部件过载，尤其是当可能发生瞬变电压时。该设备能够保护电路避免短路电流并且还能部分地避免瞬变电压，但是，如果电路需要避免可能具有较长耐久性的电压过载，问题出现了。在额定电压为220V或者230V的实际电路中，这意味着电压过载高达约300V至400V，持续时间大约为1秒。在这种情况下，会发生的状况是由线圈生成的磁场可能不足以触发致动针并中断电路，这是由于如此长时间的电压过载且变阻器也发生热过载，导致变阻器毁坏，甚至爆炸。