[发明专利]包括电流限制器设备的电气保护单元

说明书

本发明涉及一种电气保护单元A，该电气保护单元包括至少一个主导体以及用于该主导体或每个主导体的与该主导体串联连接的电流限制器设备，以在超过电流或温度阈值时限制电流，所述限制器设备包括由具有正温度系数的材料制成的元件，称为PTC(6至9)，并且能够控制用于使用来打开保护单元D的触头(1、2)打开的机构跳闸的装置(d)，从而在超过前述阈值时使得单元的触头打开，导致所述元件的状态在低电阻状态和高电阻状态之间变化。该单元的特征在于，所述前述PTC元件(6至9)包括前述跳闸装置(d)，使得该元件本身提供故障电流限制的功能和使用于打开触头(1、2)的机构跳闸的功能。

技术领域

本发明涉及一种电气保护单元，该电气保护单元包括至少一个主导体以及用于该主导体或每个主导体的与该主导体串联连接的至少一个电流限制器设备，以在超过电流或温度阈值时限制电流，所述限制器设备包括由具有正温度系数的材料制成的元件，称为PTC，并且能够控制用于使用来打开保护单元的触头打开的机构跳闸的装置，从而在超过前述阈值时导致单元的触头打开，导致所述元件的状态在低电阻状态和高电阻状态之间变化。

背景技术

被称为低额定值断路器的那些断路器通常采用由大量线匝组成的电磁线圈以及被称为加热器的与双金属片相关联的元件，该线圈既充当用于检测短路的装置，又充当用于致动断路器的打开机构的装置，而加热器允许双金属片在电流过载的情况下弯曲，并且构成用于致动前述打开机构的装置。

该架构导致断路器的整体电阻的可观数值，并因此导致由于焦耳热引起的大量损耗(通常在额定电流下高于2W)。

已知描述微型断路器的文献US5999384是已知的，其中PTC部件替代双金属片、线圈和灭弧室。PTC部件提供故障(过载或短路)检测功能，其限制故障电流，并与线圈配合以使用于打开单元的触头的机构跳闸。

因此，当发生短路故障时，大短路电流非常快地加热PTC部件(在几毫秒内)，这导致PTC部件的电阻增加，从而增加了通过线圈的电流的值，以便以与当发生电过载时相同但更快的方式打开单元的触头。

发明内容

本发明提供了一种包括电流限制器设备的电气保护单元，所述单元在设计上被简化，由此允许成本降低，并且由于焦耳热引起的损耗显著降低。

为此，本发明的主题是上文讨论的类型的电气保护单元，该单元的特征在于，所述PTC元件包括前述跳闸装置，使得该元件本身提供故障电流限制和使用于打开触头的机构跳闸的功能。

根据一个特定特征，所述PTC元件还包括用于检测过载故障的装置和用于检测短路故障的装置。

根据另一个特征，前述跳闸装置通过前述PTC元件沿优选的方向上的尺寸变化控制，在前述状态改变期间，该尺寸变化能够使PTC元件的一部分能够在属于前述跳闸装置的跳闸杆的方向上移动。

根据另一个特征，前述跳闸装置通过在前述状态改变期间的PTC元件的厚度变化控制。

根据另一个特征，该单元包括称为放大装置的装置，能够基于前述元件的一部分的小的移动施加更高强度的作用力。

根据另一个特征，前述限制器设备包括沿着前述优选的方向堆叠并且并联电连接的多个PTC元件。

根据另一个特征，堆叠元件的数量包括在二和十范围内。

有利的是，堆叠元件的数量是四。

根据另一个特征，该单元包括用于限制沿着除了优选方向以外的至少一个方向上的体积膨胀的装置。

根据另一个特征，前述装置包括在所述元件的至少一个面上产生的敷金属，可以促进填充聚合物的粘附，例如，通过树枝状结构的装置或经由化学蚀刻产生微孔。

根据另一个特征，当该装置由铜制成时，该敷金属的厚度大于50μm，当该装置由镍制成时，该敷金属厚度大于35μm。