技术领域
[0001] 本发明涉及电力控制和电动汽车领域,尤其是指通过外部信号控制切断电流传输电路的激励熔断器,具体指可接入辅助回路的激励熔断器。
相关背景技术
[0002] 电路保护装置广泛应用于高低压配电系统和控制系统、用电设备及新能源汽车中,作为短路和过电流的保护器。随着市场及用户对电路保护的安全性及可靠性要求不断提高,传统熔断器的保护时间已不能满足新能源汽车电池包短路电流保护的需求,使用过程易导致电池包过热起火;而激励熔断器可在接收到外部触发回路发送的触发信号下,通过激励装置产生的高压气体推动活塞,再通过活塞改变与连接主回路的导体的初始状态以达到快速改变主回路状态的目的。
[0003] 现有激励熔断器技术中,无监控主回路状态及可与主回路实现联动的其他联动回路,无法在控制主回路的同时,同步控制其它回路或输出相应开关信号的功能,从而,不能对激励熔断器的动作形成闭环控制。比如中国专利202221498040X公开了一种激励保护装置,其可以实现快速改变主回路的初始状态,但是在其结构中,没有设置与主电路联动的联动回路、监控回路,无法实现同步控制其他回路或输出相应开关信号的功能。
[0004] 因此,急需开发可同步控制其他回路或输出相应开关信号的功能的激励保护装置。
具体实施方式
[0057] 本发明的可接入辅助回路的激励熔断器,包括壳体、激励装置,活塞结构,及接入主回路中的主回路端子结构,其特征在于,还包括联动端子结构和监控端子中的一种或两种,所述联动端子结构至少为一组,所述联动端子结构与所述监控端子均为可导电结构;其中,
[0058] 联动端子结构可接入与主回路联动的联动回路中,联动端子结构与主回路端子结构之间呈状态,联动端子结构与主回路端子结构之间能够机械联动;
[0059] 监控端子可接入监控回路中,监控端子与主回路端子结构的一端导电连通,监控回路用于监控主回路的动作状态;
[0060] 主回路端子结构在初始状态时呈现为常闭或常开状态,联动端子结构在初始状态时与主回路端子结构的初始状态呈相同状态或者相反状态;活塞结构上分别设置有主回路切刀和联动回路断开结构;
[0061] 当激励装置根据接收到的触发信号动作,活塞结构在所述激励装置的驱动下动作,主回路切刀使得所述主回路端子结构切换至与其初始状态相反的状态;联动回路断开结构使得联动端子结构切换至与其初始状态相反的状态。
[0062] 本发明的主回路端子结构可以同时集成联动端子结构及监控端子结构,或单独集成联动端子结构或监控端子,形成不同结构形式,也使本发明的激励熔断器根据集成的不同,具有不同的功能。
[0063] 图1和图2为本发明的激励熔断器的两种电路原理图结构,其中,A、B、H、I为主回路端子结构,其通过H、I两端可接入主回路;G为监控端子,其一端与主回路端子结构导通,另一端与客户端的监控回路连通;C、D、J、K形成联动端子结构,可与客户端的联动回路连接。E、F为激励装置5的信号接收端,可与客户端的触发回路连接,接收触发回路发送的触发信号。当检测到主电路中的电压超过设定阈值时,触发回路触发向激励装置5发送触发信号,激励装置5动作,驱动活塞结构4动作,改变主回路端子结构及联动端子结构的初始状态。
[0064] 主回路端子结构的初始状态可以是常闭也可以是常开,参看图3,主回路端子结构3为常闭状态,其包括位于第二壳体2中的导体302,及与导体302两端一体连接的接入端
301,接入端301位于第二壳体2的两侧。主回路端子结构3与盖板8为一体成型结构。在第一壳体1中设置有激励装置5,激励装置5通过埋模注塑与第一壳体1一体成型,在其他实施例中,激励装置5也可以作为独立部件,设置于第一壳体1中。第一壳体1的一端插入在第二壳体2的空腔中,与第二壳体2的空腔及盖板8形成容置空腔。在第一壳体1和第二壳体2接触面上设置有密封垫。活塞结构4位于第二壳体2中的第一壳体1中的空腔中,通过插入第二壳体
2中第一壳体1的一端对第二壳体2形成保护,当活塞结构4受到激励装置5的驱动时,由于第一壳体1首先承受激励装置5释放的高压气体的冲击力,实现对第二壳体2的保护,避免第二壳体2爆裂。活塞结构4与主回路端子结构3相邻一端为主回路切刀401,主回路切刀401用于改变主回路端子结构3的初始状态。主回路端子结构3的导体302上设置有断开薄弱处303,激励装置5在触发信号的触发下点火释放高压气体,驱动活塞结构4位移,活塞结构4断开导体302上的断开薄弱处303后进入终止位置,使主回路端子结构3由常闭状态改变为常开状态。
[0065] 参看图4,主回路端子结构3初始状态为常开状态,其包括第一端子304和第二端子305,第一端子304和第二端子305为绝缘设置,第一端子304与第二端子305相邻一端的重叠且间隔设置形成错位,保持绝缘距离,另一端分别作为接入主回路的接入端。因此,当主回路端子结构3初始状态为常开状态时,不需设置断开薄弱处。其他结构同图3中的结构。激励装置5在触发信号的触发下点火释放高压气体,驱动活塞结构4位移,活塞结构4驱动第一端子304与第二端子305相邻一端位移,与第二端子305导电接触,使主回路端子结构3从初始状态的常开状态改变为常闭状态。
[0066] 在主回路端子结构3通过活塞结构4改变其初始状态的同时,联动端子结构6的初始状态通过活塞结构4上设置的联动回路断开结构402改变联动端子结构6的初始状态。
[0067] 联动端子结构6包括两个导电的联动端子601。当联动端子结构6初始状态为常闭时,参看图7和图13,联动端子结构6的两个联动端子601导电连接,相应地,联动回路断开结构402设置在活塞结构侧壁上,联动回路断开结构402的结构形状为便于断开两个联动端子601导电连接处的结构,比如尖端结构,用于切断两个联动端子601导电连接处,通过联动回路断开结构402断开两联动端子601的导电连接部,参看图14,将联动端子结构6的常闭的初始状态改变为常开状态。
[0068] 当联动端子结构6的初始状态为常开时,参看图8和图15,则联动端子结构6的两个联动端子601呈绝缘不接触状态,在两联动端子601上设置接触结构,相应地,联动回路断开结构402的形状为便于与联动端子结构6的接触结构导电接触,且可将两联动端子601导通的结构,比如图15中的联动回路断开结构402的结构。当活塞结构4位移时,联动回路断开结构402同步位移,直至与两联动端子601上的接触结构导电接触,将联动端子结构6由常开的初始状态改变为常闭状态,参看图16。
[0069] 通过与联动回路连通,可以在主回路初始状态改变时,同步使联动回路动作,通过联动端子结构实现联动回路的导通和断开,比如,控制继电器控制线圈加电吸合或者失电断开电路。
[0070] 通过与监控回路连通,提供激励熔断器是否动作的状态指示,如在监控回路中接入指示灯来指示产品动作状态。
[0071] 联动回路和监控回路作为辅助回路,将连接器一端插接在激励熔断器上,将其另一端与辅助回路导电连接,可以通过激励熔断器实现在主回路导通或断开时,同步控制辅助回路动作,实现控制信号的输出及对主回路状态的监测。在激励熔断器中,可以设置一组联动端子结构6,接入一路联动回路中,也可以设置两组以上联动端子结构6,接入两路以上的联动回路中,实现多路联动回路控制。
[0072] 本发明的激励熔断器的具体结构,举较佳的实施例进行详细说明。以初始状态下,主回路端子结构3及联动端子结构6均为常闭状态为例进行具体说明。以下的实施例不构成对本发明激励熔断器结构的限定,根据设计或客户要求,可以在原理基础上对其结构做出相应的改变。
[0073] 参看图5,本发明的激励熔断器主要包括第一壳体1、第二壳体2、主回路端子结构3、活塞结构4、激励装置5、联动端子结构6、监控端子7、盖板8、端子盖板810、密封垫片811、铆钉812。
[0074] 参看图6,第一壳体1,材质采用绝缘材质。第一壳体1具有与第二壳体2的端部对接的卡接部101,在卡接部101的两端分别为第一空腔102和第二空腔103。在本实施例中,激励装置5、联动端子结构6及监控端子7与第一壳体1通过埋模注塑一体成型,激励装置5将第一壳体1的空腔分为第一空腔102和第二空腔103,第一空腔102与外部连通,第二空腔103与第二壳体2中的空腔连通。激励装置5的信号接收端位于第一空腔102中,方便与外部触发回路连接,激励装置5的高压气体释放端位于第二空腔103中,用于驱动活塞结构4。联动端子结构6及监控端子7的插接端穿过第一壳体1的壳壁进入第一空腔102中,与激励装置5的信号接收端集中设置,方便连接器插接。联动端子结构6、监控端子7及激励装置5的信号接收端的横截面为方形或圆形,以便插接。集中设置的优点在于,在客户端安装时,可以使用一个集成由联动回路、监控回路及触发回路的插接端的连接器进行插接,通过连接器,一次性完成联动回路、监控回路及触发回路与激励熔断器中集成的联动端子结构6、监控端子7及激励装置5的连接,通过连接器插接可以实现插接导通满足IP69k防护等级。简化连接工序,使连接更便捷。但是在其他应用场合,当联动回路、监控回路、主回路的设置不能满足一起连接时,联动端子结构6、监控端子7的插接端可以根据需要,分别设置于第一壳体1、第二壳体2或盖板8上,以适应外部的联动回路、监控回路的设置。
[0075] 第一壳体1的第二空腔103插入第二壳体2的空腔中,与第二壳体2的空腔密切接触。在第一壳体1对应盖板8的一侧设置由卡设部104,在第一壳体1的另一侧设置卡设在第二壳体2端部外周的卡扣105。当第一壳体1插设在第二壳体2中时,卡扣105卡设在第二壳体2的端部外周,在当盖板8封闭第二壳体2时,盖板8刚好卡设在第一壳体1的卡设部104上,实现对第一壳体1的固定。
[0076] 联动端子结构6,包括两个间隔设置的联动端子601,其间隔距离满足绝缘要求,两个联动端子601的横截面为方形或圆形。两个联动端子601的材质为导电材质。图7为联动端子结构6为初始状态为常闭的一种结构形式。两个联动端子601一端通过定位结构602定位,另一端穿过第一壳体1的壳壁后位于第一空腔102中。定位结构602材质为绝缘材质,定位结构602包括连接部602a,及与连接部602a一侧一体连接的两个支腿602b,两个支腿602b间保持绝缘距离。定位结构602垂直于活塞结构的截面形状呈现为:凵形、C形或弧度大于180度的扇形中的一种。
[0077] 两个联动端子601位于定位结构602处一端穿过定位结构602的连接部602a后,分别穿过一个支腿602b,并伸出支腿602b一侧后导电连接,形成两个联动端子601导通状态,即,联动端子结构6为常闭状态。两个联动端子601导电连接的连接方式可以是一体连接,也可以是焊接、搭接等方式导电连接。在两个联动端子601的导电连接处设置由断开薄弱处603。定位结构602位于第一壳体1与主回路端子结构相邻的一端端部,两联动端子601位于定位结构602处的断开薄弱处位于第一壳体1的端部,且,断开薄弱处603位于活塞结构4上的联动回路断开结构402位移路径上。
[0078] 定位结构602通过第一壳体1的第二空腔103的端面与第二壳体2进行固定。在本实施例中,两个联动端子601与定位结构602通过埋模注塑一体成型。
[0079] 两个联动端子601上分别设置有V形弯折结构607,参看图7、图8和图8a,V形弯折结构607位于定位结构与联动回路连接一端之间。联动端子601上的V形弯折结构使得其联动端子结构在与第一壳体安装时,能进行公差补偿,V形结构成型更为简单,相对其他形状也更节省材料。当然,V形弯折结构也可以用其他结构替代。
[0080] 在第一壳体1的第二空腔103的内壁上开设有延伸至其端部的限位滑槽,该限位滑槽对应两个联动端子601导电连接处的断开薄弱处603。活塞结构4上的联动回路断开结构402位于该限位滑槽中。当联动回路断开结构402沿着限位滑槽位移时,其可以断开两个联动端子601连接处的断开薄弱处603形成断口605,从而将位于定位结构602处的两联动端子呈常闭的初始状态改变为常开状态。
[0081] 定位结构602有定位作用,并且支腿部分还起到对联动端子的强度支撑作用;并且在运输过程中,保证联动端子结构的可靠性(不易被触碰或断裂);在活塞运动切断联动端子过程中,对端子两端进行支撑,形成断口,但断开的两端仍然被固定在定位结构的两个支腿之间。
[0082] 活塞结构4,其本体材质为绝缘材料,参看图9,活塞结构4位于第一壳体1的第二空腔103和第二壳体2的空腔形成的容置空腔中。活塞结构4与主回路端子结构3相邻的一端为主回路切刀401,主回路切刀401采用绝缘材料,在本实施例中,主回路切刀401为刀刃状结构,主回路切刀401的切刀端面为斜面。主回路切刀401对应主回路端子结构3初始状态需改变位置处。在其他实施例中,主回路切刀401可以是其他可以方便改变主回路端子结构3初始状态的结构,比如收缩面结构等。在主回路切刀401的两侧设置有突出活塞结构4本体侧面的导向凸棱406,安装时,导向凸棱406设置于第二壳体2中导向槽203中,对活塞结构4导向,确保活塞结构4按照设计路线位移。在活塞结构4与激励装置5相邻的一端外周上开设有一圈密封槽404,当与激励装置5相邻的活塞结构4一端安装于第一壳体1的第二空腔103中时,在密封槽404中设置一圈密封圈405,使活塞结构4与第二空腔103呈密封接触,在激励装置5和活塞结构4之间形成密封空腔,确保激励装置5释放的高压气体保持足够压力驱动活塞结构4位移切断主回路端子结构3的断开薄弱处,从而将主回路端子结构3的常闭的初始状态改变为常开。在密封槽404与主回路切刀401之间的活塞结构4的外周面上设置有联动回路断开结构402,联动回路断开结构402和主回路切刀401沿着活塞结构4位移方向间隔一定距离设置。如此设置的目的,主回路切刀401和联动回路断开结构402动作时互不干涉,分别独立切断与其相应的联动端子结构或主回路端子结构,使动作更稳定,动作更可靠。当联动端子结构初始状态常闭时,联动回路断开结构402材质为绝缘材料,活塞结构本体、主回路切刀及联动回路断开结构通过注塑一体成型。在本实施例中,联动回路断开结构402为凸块状结构,其朝向联动端子结构6的断开薄弱处603的一端为尖端结构,用于断开联动端子结构6上的断开薄弱处603,即两个联动端子601的导电连接处。联动回路断开结构402位于第二空腔103的限位滑槽中。当活塞结构4位移时,带动联动回路断开结构402沿着限位滑槽位移切断联动端子结构的断开薄弱处603,将联动端子结构6的常闭初始状态改变为常开状态。在活塞结构4上还设置有对活塞结构初始位置进行限定的限位结构407。在本实施例中,限位结构407为小凸块,其可以卡设在第二壳体2与第一壳体1的第二空腔103接触的端面之间进行限位。当活塞结构4受到激励装置5的驱动时,在驱动力的作用下,限位结构407断裂,解除限位作用。限位结构407不限于凸块结构,也可以是其他可实现对活塞结构初始位置限定的结构,比如凹槽,相对应地,在第二壳体2或第二空腔103接触面处设置凸块实现限位。
[0083] 激励装置5的气体释放端及活塞结构4与激励装置5相邻一端位于第一壳体1的第二空腔103中,形成对第二壳体2的保护,高压气体释放产生的冲击力首先由第二空腔103承受,避免直接对第二壳体2造成损害,避免了第二壳体2裂壳甚至爆壳的可能性,提高产品安全性能。
[0084] 主回路端子结构3及盖板8,参看图5及图10,在本实施例中,主回路端子结构3及盖板8为埋模注塑一体成型,为一个零部件。盖板8为具有一定厚度及形状的盖状结构,其材质为绝缘材料。主回路端子结构3一体成型于盖板8的内表面。
[0085] 主回路端子结构3,材质为导电材料,包括位于盖板8两外侧的接入端301及位于盖板8内表面朝向第二壳体2一侧的导体302,在两接入端301之间一体导电连接有导体302。在本实例中,接入端301为平板状结构,在其上开设有用于与主回路连接的连接孔,在其他实施例中,接入端301可以是折弯结构、插设结构等。在本实施例中,导体302为U形结构,其也可以是其他结构,比如平板结构。导体302的U形结构底部为平板结构,在导体302的U形结构底部设置有断开薄弱处303,断开薄弱处303贯通导体302的宽度。断开薄弱处303为降低导体302机械强度的结构,比如凹槽、狭颈等结构,在本实施例中,为V形槽。在断开薄弱处303一侧间隔开设有转动凹槽306,当断开薄弱处303受到活塞结构4的冲击从断开薄弱处303处断开后,导体302断开处会以转动凹槽306为轴心向下落入第二壳体2的空腔。转动凹槽306在导体302受到冲击时,不会断开,以确保断开后的导体302会以设计的路径运动。
[0086] 盖板8,在断开薄弱处303位移前方的盖板8上设置有防水透气膜801,在防水透气膜801处的盖板8上开设有与外部连通的气孔814。防水透气膜用于平衡第二壳体内外气压差,避免潮湿空气进入,导致产生凝露,影响绝缘,提高产品安全性能。在盖板8上对应导体302断开薄弱处303处设置有观察窗813,以方便观察导体302的初始状态是否改变。在盖板8上开设有透孔802,在安装时,可以方便观察联动端子结构6的定位结构602是否安装到位。
对应透孔802,设置有端子盖板810,端子盖板810可以在安装完成后封闭透孔802,其固定方式可以通过粘结,焊接等方式固定。
[0087] 盖板8的两侧分别向第二壳体2一侧突出,形成限位凸块结构803。在盖板8上四角开设有供铆钉812穿过的连接孔。当盖板8盖在第二壳体2和第一壳体1上时,盖板8对第一壳体1形成限制,将其压紧在第二壳体2上。盖板8通过限位凸块结构803避免了盖板8的位置移动,通过铆钉812将盖板8与第二壳体2连接固定。为了盖板8和第二壳体2之间良好密封,在盖板8和第二壳体2及第一壳体1的接触面间设置有密封垫片811,密封垫片811形状与接触面形状相同。
[0088] 第二壳体2,材质为绝缘材料,参看图5、图11和图12,在第二壳体2中开设有空腔,与第一壳体1及盖板8相邻的一端分别为开口结构,以供第一壳体1的插入及主回路端子结构3的插入安装。第二壳体2中的空腔分为四部分:第一空腔部分201、第二空腔部分202、第三空腔部分206、第四空腔部分207。第一空腔部分201与第二空腔部分202连接处为台阶状结构。第一空腔部分201位于第二壳体2与第一壳体1相邻一端,第一壳体1的第二空腔103插设在第一空腔部分201中,并通过台阶状结构进行限位。主回路切刀401及导向凸棱406以上的活塞结构部分容置在位于第一空腔部分201中的第二空腔103内;活塞结构4的主回路切刀401及导向凸棱406的初始位置位于第二空腔部分202,在第二空腔部分202的侧壁设置有供活塞结构4的导向凸棱406设置的导向槽203,导向槽203的形状与导向凸棱406的形状相匹配,两侧的导向凸棱及导向槽203的结构形状可以相同,也可以不同,当不同时,可防止活塞结构安装错位。在对应活塞结构4的限位结构407的位置处开设有限位凹槽204,限位凹槽204位于导向槽203的端部。对应联动端子结构6的定位结构602的第二空腔部分202位置处设置有容置槽205,定位结构602位于容置槽205中,通过第一壳体1的端面及盖板8压紧固定。第三空腔部分206位于第二空腔部分202与第四空腔部分207之间。第三空腔部分206呈U形结构,与主回路端子结构3的导体302形状相匹配,第三空腔部分206两侧部分位于第二空腔部分202的两侧。第四空腔部分207对应主回路端子结构3的导体302的断开薄弱处,供导体302断开后,活塞结构的主回路切刀401的端部及断开的导体302部分进入,导体302断开部分在活塞结构401的驱动下进入第四空腔部分207中后,活塞结构401的主回路切刀401的端部、第四空腔部分207及进入第四空腔部分的207中的导体302断开部分之间形成过盈状态,通过过盈及气体压力避免活塞结构运动到死点后在反向冲击力下回弹,影响产品断开后的绝缘性能,提高产品的安全性和可靠性。在第二壳体2相对盖板8的限位凸块结构803,相应开设有限位凹槽208。通过盖板8的限位凸块结构803卡设在限位凹槽208上,可方便盖板安装对位,且防止盖板相对第二壳体2移动,方便安装。
[0089] 监控端子7,材质为导电材料,一体式设置在第一壳体1上,在安装时,监控端子7一端与主回路端子结构3的导体302搭接,形成导电接触,另一端穿过第一壳体1的壳壁进入第一空腔102中。监控端子7用于检测主回路状态,监测主回路在导通时的工作电压及主回路断开时的电压变化。当主回路为接通状态时,监控回路检测到的电压为0伏,当主回路断开后,监控回路检测到的电压为主回路断口两端的电压。通过对监控回路的集成,可以对激励熔断器的动作实现闭环的监控,准确反馈激励熔断器的动作状态,避免出现驱动回路动作,但主回路未切断或导通,导致的系统误判或者其它安全隐患。
[0090] 上述激励装置5在本实例中为气体发生装置,也称点火装置,其可根据触发信号点火,产气药发生化学反应,释放大量高压气体,通过高压气体提供驱动力。
[0091] 本实施例的安装:将带有密封圈的活塞结构4放入第二壳体2中,然后将一体式设置有激励装置5、联动端子结构6及监控端子7的第一壳体1的第二空腔103中插入第二壳体2中,使活塞结构4置于第二空腔103中,活塞结构与第二空腔103和第二壳体2中的第一空腔部分201同心设置;然后将一体式设置有主回路端子结构3的盖板8盖在第二壳体2上,在盖板8和第二壳体2之增设密封垫片,使主回路端子结构3插入第二壳体2中的第三空腔部分206中,通过铆钉将盖板和第二壳体2连接在一体。上述安装顺序不构成对本申请的组装顺序的限定,组装顺序根据产线要求具体调整。
[0092] 本实施例的激励熔断器的优点:
[0093] 在活塞结构4上分别设置联动回路断开结构402和主回路切刀401,当主回路切刀401仅针对主回路端子结构3的切断,联动回路断开结构402仅针对联动端子结构6的切断,两种断开动作不干涉,提高了工作稳定性和可靠性;避免了通过主回路切刀401依次断开联动端子结构6和主回路端子结构3时,先断开的联动端子结构6对断开主回路端子结构3时造成的不稳定、起弧、延时等不良影响,比如,在主回路切刀401还未位移至主回路端子结构3处时,联动端子结构6的断开部分脱离了联动端子结构6本体后,与主回路端子结构3导电接触时,会产生电弧,从而对激励熔断器产品本身及主回路切刀401的运动造成不良影响;再比如,先断开联动端子结构6时,会对活塞结构4的运动速率造成阻滞,从而延长对主回路端子结构3的切断时间,最终可能会对主回路设备造成不必要的损坏等。
[0094] 本实施例中,联动端子结构、监控端子、激励装置与第一壳体一体式设置形成一个集成部件,主回路端子结构与盖板一体式设置形成一个集成部件,降低了零部件的数量,更便于管理;同时,在激励熔断器装配时,可以减少多道装配工序,减少装配时间,提高装配效率,而且,降低装配间隙引起的装配误差,提高装配精度。
[0095] 由于第一壳体1上集成的联动端子结构的接入端、监控端子的接入端和激励装置的信号接收端均集成在第一壳体1的第一空腔102中,在安装时,仅需与客户端集成有联动回路、触发回路及监控回路的连接器一次性插接即可,提高防护等级可达IP69k;通过激励装置与第一壳体的一体式设置,第一壳体1插设在第二壳体2中,及盖板对第一壳体和第二壳体的相互密封连接,激励熔断器产品整体的防护等级可达IPX4k,避免因水或灰尘而造成的安全隐患护。
[0096] 通过在盖板8上设置防水透气膜,在运动终止时,使壳体内外压力趋于平衡,避免壳体开裂,进一步提高激励熔断器安全性。
[0097] 本实施例的工作原理:
[0098] 在使用前,本发明的激励熔断器的激励装置5、联动端子结构6及监控端子7位于第一壳体1中第一空腔102中。在使用时,在位于第一空腔102中的联动端子结构6、监控端子7及激励装置5的一端上插入客户端的插拔连接器,使激励熔断器与外部的联动回路、触发回路、监控回路系统连通,同时将主回路端子结构3的两端串联接入主回路中。
[0099] 当主回路正常工作状态下,监控回路检测到主回路的电压信号或电流信号不足以触动监控回路动作,此时,触发回路不动作,主回路端子结构3、联动回路端子结构6维持初始状态。当主回路电压或电流超过设定阈值时,通过监控回路监测主回路电压或电流状态,根据监控回路的监控信号,客户端的控制系统控制触发回路动作,发送触发信号给激励装置5,激励装置5动作,释放高压气体作为驱动力,驱动活塞结构4克服限位结构后动作,活塞结构4的主回路切刀401断开主回路端子结构3,使主回路端子结构由常闭的初始状态改变为常开状态,从而断开主回路;主回路端子结构3断开后的第一时间,活塞结构4上的联动回路断开结构402断开联动端子结构6的断开薄弱处603,使联动端子结构6由常闭的初始状态也改变为常开状态;然后,活塞结构4继续运动至终止位置,与第二壳体2的第四空腔部分及断开的导体302部分形成过盈配合,防止活塞结构4回弹。在此过程中,监控回路中的指示灯也被点亮,提示主回路电压或电流超过设定阈值,提醒操作人员确认主回路是否存在问题,是否被切断,避免激励熔断器没有动作或误操作,给系统带来不必要的损失。
[0100] 上述实施例为主回路端子结构及联动端子结构初始状态均为常闭的结构,可以参考图3。主回路端子结构常开时,可以参考图4。联动端子结构为常闭时,参考上述实施例的图7、图13和图14。
[0101] 以下为联动端子结构6的初始状态为常开时的一个实施例,该实施例不构成对联动端子结构6常开状态的限定,仅为理解示例。
[0102] 联动端子结构初始状态为常开时,参考图8、图15和图16。联动端子结构6初始状态为常开的一种结构形式。其与初始状态为常闭的区别在于,位于定位结构602处的两个联动端子601伸出定位结构601外表面一侧后,两个联动端子601位于定位结构602外表面一侧的端部之间保留足够的绝缘距离,形成绝缘的接触结构604,接触结构不干涉定位结构602的定位。接触结构604的具体结构为:两个联动端子601分别穿过定位结构601的连接部和两个支腿后,
[0103] 向活塞结构4位移终止方向折弯延伸一定距离后,再相对折弯,两个联动端子形成相对的L形结构,两个联动端子的L形结构的一端整体形成底部绝缘断开的U形结构。
[0104] 同时,联动回路断开结构402被联动回路连通结构408替代,在活塞结构4位移时,联动回路连通结构408与接触结构604导电接触,实现两个联动端子601的导电连接。联动回路连通结构408在活塞结构4上设置的位置与联动回路断开结构402相同。联动端子结构6的接触结构位于第一壳体1位于第二壳体2中的端部,且位于联动回路连通结构408位移路径上。
[0105] 当联动端子结构初始状态为常开时,活塞结构4本体及主回路切刀401均为绝缘材料,联动回路连通结构408为导电材料;活塞结构4本体、主回路切刀401及联动回路连通结构408通过埋模注塑一体成型。联动回路连通结构408的形状为U形、V形或其他方便与接触结构604连通的结构,参看图15,联动回路连通结构408设置于活塞结构4的外侧壁上。在活塞结构4位移带动下,联动回路连通结构408位移至两联动端子601在定位结构602一侧形成的接触结构处停止,然后与两联动端子601的接触结构导电接触,连通两个联动端子601,从而将联动端子结构6由常开的初始状态改变为常闭状态。
[0106] 接触结构604也可以是图8a所示的结构,联动端子结构6包括两个联动端子(606a、606b),两个联动端子(606a、606b)位于定位结构602外侧的一端保持足够的绝缘距离,以重叠错位的方式设置。当联动回路连通结构408位移至接触结构604处时,驱动联动端子606a位于定位结构602外侧的一端位移,与联动端子606b的端部搭接,实现两联动端子的导通。
[0107] 接触结构不限于上述描述的结构,其也可以是位于定位结构602处的两个支腿之间的两个联动端子601的一端为弹性结构,沿着联动回路连通结构的位移路径延伸形成接触结构,该接触结构类似弹性夹结构,两个联动端子601的弹性结构的一端保持足够的绝缘距离,且沿着活塞结构位移方向,两个联动端子601的弹性结构的一端具有足够的长度。初始状态时,联动回路连通结构408与两联动端子601间保持绝缘状态,当联动回路连通结构408位移进入两个联动端子601的弹性结构的一端之间时,分别与两个弹性结构一端导电接触,从而导通联动端子结构6,直至停止位移,联动回路连通结构408仍旧处于两个弹性结构之间且保持导电接触,实现两联动端子601的导通。接触结构也可以是其他结构。
[0108] 联动回路连通结构408的形状需满足与接触结构导电接触,从而导通联动端子结构的形状。
[0109] 通过在激励熔断器中集成可接入辅助回路(联动回路、监控回路)的接入端子,通过辅助回路的接入端子与主回路端子结构之间的结构位置关系,与激励熔断器的活塞结构的之间的结构位置及动作关系,在主回路端子结构初始状态改变时,同时改变辅助回路中的联动回路的接入端子的初始状态,实现联动回路初始状态的改变。通过激励熔断器集成的辅助回路的接入端子,可以通过插接的方式,快速接入主回路及辅助回路,无需客户端再另外设置,简化了客户端辅助回路的结构及控制。
[0110] 本发明的激励熔断器,可以实现更广泛的控制逻辑:主回路同时并联联动回路及监控回路、主回路并联联动回路、或主回路并联监控回路的任一一种集成组合。同时还可提供动作状态的指示,扩展了激励熔断器的保护能力与范围。
[0111] 在主回路的初始状态被改变,比如被切断或导通;同时,辅助回路的联动回路可同时改变其初始状态,断开或接通。主回路的初始状态可与联动回路的初始状态相同,也可以不同。比如,初始状态时:主回路及联动回路初始状态相同,均为常闭状态或常开状态,初始状态改变后,主回路及联动回路均由常闭状态改为常开状态,或由常开状态改为常闭状态;
[0112] 或初始状态时:主回路常闭,联动回路常开,初始状态改变后,主回路由常闭改为常开,联动回路则由常开改为常闭;
[0113] 或初始状态:主回路常开,联动回路常闭,初始状态改变后,主回路由常开改为常闭,联动回路则由常闭改为常开。
[0114] 可以输出控制信号或者状态指示信号,如通过联动回路控制继电器控制线圈加电吸合或者失电断开电路。也可通过监控回路提供激励熔断器是否动作的状态指示,如将指示灯串接在监控回路来指示激励熔断器动作状态。
[0115] 监控回路,用于主回路的电压采集,一端与主回路连接,监测主回路在导通时的工作电压及主回路断开时的电压变化。通过对监控回路的接入端子的集成,可以对激励熔断器的动作实现闭环的监控,准确反馈激励熔断器的动作状态,避免出现驱动回路动作,但主回路未切断或导通,导致的系统误判或者其它安全隐患。监控回路也可监控及采集主回路电流。
[0116] 通过联动端子结构的一体成型,激励装置、联动端子结构及监控端子与第一壳体的一体成型,及盖板及主回路端子结构的一体化设置等减少了零部件数量,组装更方便快捷。
[0117] 通过在盖板上设置防水透气膜,可以对主回路端子结构上的断开薄弱处进行防水防尘。避免了因为水或者灰尘的进入而导致的接触不良或者功能失效;同时避免了水或灰尘对主回路断开薄弱处位置造成的影响,导致主回路断开后绝缘能力不足的问题。还能通过防水透气膜实现活塞结构位移到终止位置时第二壳体内与外部气压的平衡,避免裂壳。
[0118] 将激励装置的触发端子和联动回路、监控回路的端子进行集成化设计,在安装时,仅需使用一个具有多个插接孔的出线,即可将联动回路、触发回路、监控回路一次性与系统连接,使系统之间的连接更便捷。也可以根据实际需要,联动端子结构及监控端子可以一体化设置在盖板或第二壳体上,且其插接端位于盖板或第二壳体上。
[0119] 提供更高的IP防护等级:通过一个,可将IP等级防护提高至IP69K,通过盖板、激励装置、第一壳体及第二壳体之间形成密封空腔,将激励熔断器产品整体防护等级可达IPX4k,避免因水或灰尘而造成的安全隐患。