一种高压直流熔断器及制作方法与流程

1.本技术涉及保护电路用熔断器技术领域，尤其涉及一种高压直流熔断器及制作方法。


背景技术：

2.熔断器是利用电流热效应熔断所设计的导体，从而切断故障过电流的电气元器件。熔断器广泛应用于交流高低压和直流低压配电系统和控制系统以及用电设备中，作为短路和过电流的保护器，是应用最普遍的保护器件之一。随着直流系统的发展，对直流保护系统的开断能力要求越来越高，而传统的高压负荷开关只能开断额定电流和过载电流，不能开断短路电流，并且开断能力一般较低，成本很高，而国内用于短路故障电流保护的高压直流熔断器还处于空白阶段。随着可再生清洁能源的大力发展推动了储能技术、直流配电网等新兴技术的兴起，储能系统的直流侧、直流配电网、轨道交通直流牵引系统都存在较大短路故障电流难以开断的问题，高压直流熔断器作为一种十分可靠能快速开断短路故障电流，对保护系统设备十分关键。
3.常见的高压熔断器均为交流高压熔断器，基本构造为陶瓷管壳，两端套设内帽和带接线端子的触刀帽，两内帽之间连接有熔体，熔体缠绕在星形柱骨架上，熔体与瓷管内壁之间填充有熔断器填料。
4.高压熔断器瓷管，需要开模才能制作，且配合尺寸要求非常严格，生产周期很长，为保证正常生产周期，高压熔断器瓷管的生产应尽量克服配合尺寸和性能不稳定带来的影响；为保证强度，管壳壁厚一般较厚，内腔尺寸较小，灭弧介质填充量较少，此外，瓷管在烧制时，收缩难以控制，尺寸变动较大，导致产品性能不稳定。高压熔断器用内帽和触刀帽同样需要开模才能制作，配合尺寸要求非常严格，为节省成本，一般将外帽与接线端子焊接在一起，目前常用的焊接方式有两种，锡焊和银焊，而锡焊之后强度较低，经常出现接线端子脱落；而银焊强度较高，但由于焊接温度较高，容易造成端子和外帽材料退火，导致外帽和瓷管配合松动，外帽脱落。


技术实现要素：

5.本技术通过提供一种高压直流熔断器及制作方法，解决了现有技术中高压熔断器的瓷管制作时工艺复杂导致产品性能不稳定，高压熔断器的外帽和接线端子采用焊接方式导致接线端子或外帽容易出现脱落的技术问题，实现了熔断器整体装配方便快捷，减少触刀帽和接线端子焊接工序，避免焊接不良造成接线端子和触刀帽脱落，降低配合公差要求，降低加工难度，提高生产效率的目的。
6.第一方面，本技术提供了一种高压直流熔断器，包括管体、设置于所述管体内的多个熔体、设置于所述管体两端的触刀以及设置于所述管体两端的固定件；两个所述固定件可拆卸连接于所述管体的两端；所述触刀可拆卸连接于所述固定件背离所述管体的端部；多个所述熔体穿过所述固定件，且所述熔体的两端分别接触连接于两个所述触刀。
安装槽；42-盖板；43-螺栓；5-垫板；51-限位槽；6-销钉；7-销钉孔。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
23.参照图1-2，本技术实施例提供的一种高压直流熔断器，包括管体1、设置于管体1内的多个熔体2、设置于管体1两端的触刀3以及设置于管体1两端的固定件4；两个固定件4可拆卸连接于管体1的两端；触刀3可拆卸连接于固定件4背离管体1的端部；多个熔体2穿过固定件4，且熔体2的两端分别接触连接于两个触刀3。本技术实施例中首先将两个固定件4固定连接在管体1的两端，然后将两个触刀3分别固定连接在两个固定件4上，最后将多个熔体2依次伸入到管体1内，并且将熔体2的两端分别接触并固定连接在两个触刀3，实现对熔断器整体的装配工作。
24.参照图1-2，固定件4包括端盖41，端盖41贯通有通孔411，且端盖41的端面开设有安装槽412；端盖41背离安装槽412的端面可拆卸连接于管体1的端部；触刀3插接于安装槽412；多个熔体2穿过通孔411，且熔体2的两端分别接触连接于两个触刀3。本技术实施例中通孔411包括槽形结构，多个熔体2能够穿过通孔411，并且保证熔体2在放置到管体1中时，熔体2与管体1内壁之间存在一定距离，避免熔体2靠近管体1，避免因管体1局部温度过高引起的失效，更具有安全性；通孔411不限于槽形结构，也可以为圆形或椭圆形结构，根据实际情况合理选择；端盖41插接在管体1的端部，管体1的外壁上设置有销钉6孔，在端盖41插接在管体1的端部后，通过在销钉孔7中插入销钉6实现对端盖41和管体1之间的固定；安装槽412的尺寸大于通孔411的尺寸，使得触刀3能够安装在安装槽412中；本技术实施例中端盖41与管体1之间的固定方式不限于采用销钉6固定，也可以采用螺纹连接方式固定，即在端盖41的外壁开设外螺纹，在管体1的端部内壁开设内螺纹，实现端盖41能够螺纹连接于管体1的端部内壁；本技术实施例中端盖41的材料选用具有足够强度的导电材料或绝缘材料，触刀3的材料可以选用铜，也可以选用其他导电材料。
25.参照图1-2，固定件4还包括盖板42和螺栓43；盖板42通过螺栓43固定连接于端盖41，并能够将触刀3压合于端盖41。本技术实施例中设置盖板42的目的是为了能够将触刀3更好地压合在端盖41的安装槽412中，使得熔断器的端盖41连接更加牢固，避免了因焊接不
良造成的接线端子和触刀3帽脱落，可应用于振动较为强烈的工况，环境适应性更高。本技术实施例中安装盖板42时，可以通过螺栓43只将盖板42和端盖41固定，触刀3仅仅是挤压在盖板42和端盖41之间，也可以通过螺栓43同时穿过盖板42和触刀3，最终固定在端盖41上，螺栓43采用后者的安装方式可以实现触刀3安装更加地牢固，另外，在安装螺栓43前涂抹螺纹密封胶，能够进一步使得盖板42、触刀3与端盖41之间的连接更加地紧密和牢固，能够适应强烈的工作环境，环境适应性高。
26.参照图3，触刀3包括l形结构；触刀3靠近端盖41的端部开设有通槽31；熔体2穿过通槽31，且熔体2的端部接触连接通槽31的侧壁。本技术实施例中触刀3选用l形结构，触刀3的一个直角端插接在安装槽412中，该直角端贯通开设有通槽31，熔体2能够穿过通槽31，并且熔体2的两端分别接触并固定连接在通槽31的侧壁，实现对多个熔体2的定位作用，熔体2的端部可以设置折弯结构，通过折弯结构在穿过通槽31后卡接在触刀3的顶面进行定位固定，通过通槽31的设置使得熔体2与管体1内壁之间存在一定距离，同时确保熔体2居中，避免熔体2靠近管体1，避免了因管体1局部温度过高引起的失效，更具有安全性。
27.参照图3-4，本技术实施例提供的一种高压直流熔断器还包括多个垫板5；多个垫板5分别固定连接于两个触刀3相背离的两端面；每一个垫板5均开设有限位槽51；熔体2的两端弯折并能够插接于限位槽51中。本技术实施例中设置垫板5，垫板5选用导电材料，并且在垫板5上设置限位槽51，使得熔体2的两端折弯结构插接在限位槽51中，规范了熔体2固定在垫板5上的位置，保证了产品性能质量的一致；本技术实施例中熔体2的两端折弯结构也可以焊接在限位槽51中，进一步增大熔体2与触刀3之间连接的牢固性。
28.参照图1，管体1为绝缘灭弧管。本技术实施例中管体1选用三聚氰胺玻纤管壳，绝缘性能好，高温时不碳化，熔断器分断失败时，管体1不碎裂，不会对被保护设备及系统造成影响。三聚氰胺玻纤管壳为缠绕成型，制造周期短，尺寸更容易控制，产品一致性好，同时，机械强度高，易加工，提高了生产效率；管体1的材料不限于三聚氰胺玻纤材料，也可以选用氟硅材料，只要能够在电弧燃烧时，产生灭弧气体，吹熄电弧即可，有利于开断。
29.本技术实施例中绝缘灭弧管中的灭弧介质组成包括99％高纯度石英砂和灭弧粉；其中，石英砂和灭弧粉的配比如下表所示：
[0030][0031]
因为石英砂有较高的导热性和绝缘性能，可快速冷却电弧，迅速断开电路。采用以上目数配比的石英砂流动性更好，因此填充密度更大，吸收电弧的能力更强，更容易开断故障电流。
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参照图2，本技术实施例中多个熔体2设置在管体1内部的居中位置，熔体2的两端直接固定在上下两个触刀3上，去掉了传统高压熔断器将熔体2绕在星形柱上的做法，管体1内腔可利用空间增大，可填充更多的灭弧介质，更有利于熔断器灭弧，安全分断。
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本技术实施例提供的一种高压直流熔断器的制作方法，包括：将两个固定件4分别固定连接于管体1的两端；将两个触刀3分别固定连接于两个固定件4相背离的两端面；将多个熔体2依次伸入到管体1内；将伸入管体1的每一个熔体2的两端分别接触并固定连接于两个触刀3。本技术实施例中在进行高压直流熔断器的装配工作前，首先先在管体1的两端外
壁径向向内开设多个销钉孔7，保证多个销钉孔7环形阵列排布在管体1的外壁，然后在端盖41上开设安装槽412以及螺栓43孔，同时对应着该螺栓43孔在盖板42和触刀3上贯通开设另一螺栓43孔，使得螺栓43能够同时穿过盖板42和触刀3并最终固定在端盖41上，然后在触刀3上贯通开设通槽31，并在触刀3上固定连接多个垫板5，同时在垫板5上开设限位槽51，最后在端盖41上轴向贯通开设通孔411，使得熔体2能够通过该通孔411和该通槽31穿过触刀3和端盖41；然后开始熔断器的装配工作，将两个端盖41插接在管体1的两端，然后在销钉孔7中插入销钉6实现将端盖41固定在管体1上，将两个触刀3分别插接在两个端盖41的安装槽412中，然后将熔体2的两端折弯成直角，并将多个熔体2依次穿过触刀3上的通槽31和端盖41上的通孔411，并伸入到管体1的内部，使得熔体2的两端的折弯结构能够卡接在垫板5的限位槽51中，最后将两个盖板42分别贴在端盖41的端面，并通过拧紧螺栓43将盖板42、触刀3和端盖41压合为一个整体，最终完成对熔断器的装配工作。
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本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。
[0035]
以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对本技术限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术技术方案的范围。