[发明专利]限流开关

说明书

本发明涉及一种限流开关，它带有电流接线端和触点，其中至少有一个触点是可活动的，它还带有一个在超过规定的电流强度时断开移动触点的附属驱动装置，其中该驱动装置为一个热电驱动器，在一个封闭的绝缘壳体中的触点间至少有一个用于高强度放电的片状电阻块。

在一个未提前公开的国际申请WO-A-95/03619中建议采用上述类型的开关作为限流器，其中，采用大面积的电阻块具有相对一金属而言明显更高的电阻，由此在短路断开时由于电流的面状扩散流动，一方面防止了电极的局部熔融，另一方面又由于在电阻材料上的高强度放电使得在封闭的绝缘壳体内的气体有利于被均匀加热。

上述开关器的原理，亦即带有热电驱动装置的开关建立在这样的基础上，即在短路状态时，在触点闭合的接触面上猛然加热合适的电阻元件，例如添充碳黑的聚乙烯垫片，并由于材料分解而产生一高压气垫，该高压气垫通过一活塞将机械能释放出来。目前最有利的电阻材料的热电特性为三相交变电流操作(AC3-Betrieb)起见需要一个相应于在触点压力为约100N/cm²，最大电流密度为约1A/cm²时对额定电流的限制。为了设计使得所提供的开关原理也适用于例如额定电流为250A的情况，需要电极或电阻片约为18cm直径，接触压力约为25KN。

后者要求适用于高额定电流的热电开关的机械结构必须十分坚固，且各单个部件的质量必须较大，在较大质量的电极运动时，要使热电驱动器具有足够高的速度总是会出现问题。

因此，本发明的目的在于，创造一种带有热电驱动装置的开关，该开关可用于额定电流为几百安培的低压电网中，尤其能达到较大的机械能量以及较大的驱动行程，而同时能保持具有紧凑的结构。

本发明的目的是通过这样一种限流开关来实现的，它带有电流接线端和触点，其中至少有一个触点是可活动的，它还带有一个在超过规定的电流强度时断开移动触点的附属驱动装置，其中该驱动装置为一个热电驱动器，在一个封闭的绝缘壳体中的触点间至少有一个用于高强度放电的片状电阻块，其特点在于，多个电阻块和与之相对应的多个电极片在绝缘壳体内为机械式串联布置，这些电极片作为触点电并联。

在这种情况下，绝缘壳体在其内部构成一个圆柱状的开关室，其中有预定数量的，例如6个作为移动和固定触点的电极和较该预定数量减少了一个的，例如5个电阻块组合起来的组件，这些电极与电阻块以交替的顺序相互重叠在一起。

通过该发明，例如在额定电流为250A的实施形式中将必要的接触压力减小到约5KN，将直径相对于前面所述值减小到8cm。这样可利用的驱动行程增长约5个系数，使得可以毫不困难地将行程实现为5至10mm。

本发明特别有利的是不用按机械强度设计电极，而只需根据导电系数以及所需传热来设计电极，因此可显著地减小质量，相对于本文开头部分所述实施例，单个电极的质量比尤其可为1∶11。

下面借助附图所示实施例并结合其它从属权利要求对本发明的其它优点和详细情况作进一步的说明，附图中：

图1为电热开关的横截面图；

图2和图3分别为相应于图1中的切割线Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ对该开关的俯视图。

下面对这些附图一起作描述。

在图1中用1表示对外封闭的绝缘壳体，该绝缘壳体1被设计成中空的圆柱体形状，其内部为圆柱形的开关室10，在开关室10中，镀银的铜电极11至16从下面与片状的电阻元件21至25和边缘一侧的绝缘元件31至33交替地重叠起来，电阻元件21至25由具有比金属更高电阻，例如比电阻为0.1至1Ω.cm的材料制成，这类材料例如为碳黑含量高达约50％的聚乙烯制成。

在电极11至16和片状电阻元件21至25交替重叠的层堆上放置有一个用于压板3的绝缘片2，其中该绝缘片2具有开关室10的直径，但其边缘侧可滑动移动，该真正的压板3被调整匹配到绝缘板2中，该压板通过盘簧4和一个导向心轴5的压力起作用。这样电极11至16和电阻元件21至25在压力作用下结合在一起。

在导向心轴5的内部设置一冲击杆6，该冲击杆直接与压板3耦合在一起并使之移动。此外还有一个调节螺栓7用来调节盘簧4的预紧力，例如将其调节在1至5KN之间。

如图1的右边区域所示该盘簧被调节成具有较大的预紧力，如左边区域所示调节成具有明显更小的预紧力。预紧力根据有待接通的电流量预先进行选择。可以对所给定的电源电压预先设置热电开关的正向电流(导通电流)作为有待接通的电流。