[发明专利]熔断器本体和熔断器

说明书

本发明涉及一种用于具有集成的测量功能的熔断器的熔断器本体(10)，其具有用于容纳熔断器的熔体的第一容纳空间(20)，其中第一容纳空间(20)沿熔断器的纵向延伸方向(L)通过封闭元件限界，并且沿与纵向延伸方向(L)正交的方向(R)通过熔断器本体(10)限界。此外，熔断器本体(10)具有与第一容纳空间(20)在空间上隔开的第二容纳空间(30)，用于容纳熔断器的测量装置，其中，用于容纳测量装置的第二容纳空间(30)构造在熔断器本体(10)的壁区段(13)中。通过构造在熔断器本体(10)中的第二容纳空间(30)有效地保护布置在其中的测量装置，以防受到环境影响的干扰。测量装置用于，直接在熔断器上确定流过熔断器的电流。以该方式可以实现具有集成的测量功能的熔断器，该测量功能能够实现，可以在现场直接对熔断器的状态并且因此对借助熔断器保护的电气设施的状态进行检测，而无需目视检查。

本发明涉及一种用于具有集成的测量功能的熔断器的熔断器本体，其具有用于容纳熔断器的熔体的第一容纳空间(115)和用于容纳熔断器的测量装置的第二容纳空间。此外，本发明涉及一种具有集成的测量功能的熔断器，其具有这种熔断器本体。

被电流流过的导体自身发热。在不允许地高的电流的情况下，可能导致导体的不允许地强的加热，并且因此导致包围导体的绝缘件的熔化，这因此可能导致损坏甚至电缆起火。为了防止起火危险，在出现过高的电流、即过载电流或短路电流的情况下，必须及时切断电流。借助所谓的过电流保护装置确保这一点。

这种过电流保护装置的示例例如是熔断器，当通过熔断器保护的电路的电流强度在特定的时间段内超过特定的值时，熔断器通过一个或多个熔体的熔化中断电路。熔断器由绝缘体构成，绝缘体具有两个电气接头，所述电气接头在绝缘体内部通过一个或多个熔体相互导电连接。具有与电路的剩余的导体相比更小的横截面的熔体被流过其的电流加热并且当在预先确定的时间段内明显超过熔断器的决定性的额定电流时熔化。基于其良好的绝缘特性，在大多数情况下，陶瓷用作绝缘体的材料。这样的熔断器插件例如由欧洲专利文献EP 0 917 723 B1或德国公开文献DE 10 2014 205 871 A1和DE 10 2016 211 621 A1原则上已知。

熔断器能以各种结构类型获得。除了具有简单的容纳有熔体的玻璃柱的简单的设备熔断器以外，还存在以下结构形式，在所述结构形式中，陶瓷体被填充以砂子、大多是石英砂：在此区分具有凝固的和非凝固的石英砂的类型。在利用砂子凝固的熔断器中，熔体被石英砂包围。通常，熔断器的壳体在此通过陶瓷体形成，在陶瓷体中容纳或保持有凝固的砂子、电气接头和熔体。石英砂在此作用为灭弧剂：如果例如由于高的短路电流而明显超过熔断器的额定电流，那么这导致熔断器的响应，在响应过程中，熔体首先熔化，并且随后基于高的温度发展而蒸发。在此形成导电的等离子体，通过等离子体首先维持电气接头之间的电流流动，形成电弧。通过使蒸发的熔体的金属蒸汽沉积在石英砂粒的表面上，又将电弧冷却。因此，熔断器插件的内部的电阻升高，使得电弧最终熄灭。因此中断要通过熔断器保护的电线。

在熔断器的范围内，从现有技术原则上已知了低压大功率熔断器、即所谓的NH熔断器，但也已知了半导体保护熔断器、即所谓的HLS熔断器，其例如以产品名SITOR被销售。通常，在NH熔断器中使用一个或多个形式为金属带的熔体。在此，熔体大多具有所谓的窄点串(Engstellenreihen)，用于选择性地切断熔断器。此外，至少一个焊料库(Lotdepot)可以施加到一个或多个熔体上，借助焊料库可以影响熔断器的过载特性。对于熔断器的切断特性来说决定性的允通能量值I²t在NH熔断器中是相对大的，因此，NH熔断器具有更迟钝的特性。

如果熔体被过载电流加热到高于焊料的熔化温度的温度，那么该焊料扩散到熔体材料中并且与其形成合金。由此提高了熔体的电阻，这导致熔体的进一步的加热，由此使扩散过程进一步加速，直到在焊料库周围的熔体完全溶解，从而熔体裂开，由此中断电流流动。在短时间的、允许的过电流中，NH熔断器不会提前切断。相反地，在出现短路电流时，熔体在窄点串处裂开。由此，同时形成多个小的串联连接的电弧，电弧的电压相加并且因此导致更快速地切断熔断器。NH熔断器例如用于保护设施或开关柜以防例如通过过热的连接线路导致的火灾。