專利名稱：保護(hù)性斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種保護(hù)性斷路器，特別是這樣一種線路斷路器，該線路斷路器有一個(gè)對過電流、特別是短路電流起反應(yīng)的電磁跳閘機(jī)構(gòu)，跳閘機(jī)構(gòu)的脫扣線圈與一個(gè)有正溫度特性的電阻器并聯(lián)連接。
保護(hù)性斷路器，特別是線路斷路器，必須對過電流起反應(yīng)，即切斷如同短路電流或過載電流那樣出現(xiàn)的過電流。
為切斷過載，市售的一般線路斷路器有一個(gè)恒溫型雙金屬片，該雙金屬片是直接受熱或間接受熱的，而且當(dāng)為過載電流所加熱時(shí)會彎曲，從而使斷路機(jī)構(gòu)中的鎖定點(diǎn)打開，使線路上要保護(hù)的觸點(diǎn)打開。
大家都知道，可以不用恒溫型雙金屬片而采用與正溫度系數(shù)(PTC)電阻器并聯(lián)連接的電磁跳閘機(jī)構(gòu)。這種PTC電阻器通常制成氧化釩電阻器，其彼此相對的兩端有接觸連接點(diǎn)，相應(yīng)的線路導(dǎo)線即接到這些接觸連接點(diǎn)上。PTC釩電阻器的冷態(tài)電阻低，因而這種電路能達(dá)到現(xiàn)行線路斷路器額定電流范圍內(nèi)的額定載流能力，因此這種電路一般適用于線路斷路器中。
這適用于使PTC電阻器和脫扣線圈組成的并聯(lián)電路在短路情況下具有限流性能的應(yīng)用場合。這樣做，一方面可以減小斷路器個(gè)別組件(即PTC電阻器、脫扣線圈、滅弧室(quenching chamber)和隔離觸點(diǎn)組成的組件)的負(fù)荷，另一方面可以對進(jìn)一步減小正向電流積分值I2dt起作用，后者正是保護(hù)性斷路器在短路情況下的主要任務(wù)?？墒?，一般說來，由于PTC元件的阻值范圍有限，因而用上述電路是達(dá)不到上述限流性能，或在特殊情況下只能部分達(dá)到上述限流性能的，例如，當(dāng)該電路的阻抗值約為電源電壓與預(yù)期的短路電流相除所得的商時(shí)。
因此，本發(fā)明的目的是創(chuàng)造一種保護(hù)性斷路器，特別是一開始就提到的那一種線路斷路器的能起限流作用的限流電路，同時(shí)使電路裝置的功率損失盡可能低。
按照本發(fā)明，上述目的是通過給線圈和PTC電阻器組成的并聯(lián)電路串聯(lián)連接一個(gè)串聯(lián)電阻器達(dá)到的。
考慮到節(jié)約生產(chǎn)成本，在接線上將串聯(lián)電阻器與PTC電阻器構(gòu)成一個(gè)單元，這樣做有利。
一個(gè)特別有益的改進(jìn)在于將PTC電阻器的其中一個(gè)觸點(diǎn)端子制成帶盲孔狀凹口的觸點(diǎn)套，制成一般導(dǎo)線那樣的串聯(lián)電阻器即插入該凹口中，從觸點(diǎn)套伸出的這段導(dǎo)線面積取得使其達(dá)到所要求的電阻系數(shù)那樣的尺寸。
串聯(lián)電阻器由市售的電阻合金導(dǎo)線所構(gòu)成，其電阻值的大小取決于電阻合金的電阻率和導(dǎo)線的橫截面和長度。最好采用鐵素體合金(FeCrAl)，因?yàn)檫@種合金抗氧化性能強(qiáng)，電阻率較高，密度較低;因?yàn)殡娮杪瘦^高可以節(jié)省材料，而密度較低就可在體積不變的情況下增加元件的數(shù)目。
舉例說，若要采用阻值為100毫歐、電阻率為ρ＝1.4×10-4歐厘米的串聯(lián)電阻器，就要有一個(gè)直徑0.6毫米長20.2毫米的圓柱形電阻器。于是這段導(dǎo)線的尺寸應(yīng)取得使其20.2毫米長的一段處在觸點(diǎn)套外。
為減小由于觸點(diǎn)套的接觸電阻(即從PTC電阻器的接觸端子至導(dǎo)線)，將這段導(dǎo)線釬焊固定到凹口中是有利的。
按照本發(fā)明所作的另一個(gè)改進(jìn)是在觸點(diǎn)套上開一個(gè)橫向孔，釬焊料即可以在這段導(dǎo)線插入之后通過該孔引入觸點(diǎn)套內(nèi)部。當(dāng)然，導(dǎo)線與PTC電阻器之間所需要的機(jī)構(gòu)強(qiáng)度和規(guī)定的電接觸也可以通過壓接(crimp)連接而形成，但最好采用釬焊連接、硬釬焊連接或焊接連接，特別是點(diǎn)焊連接。
現(xiàn)在結(jié)合展示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的附圖更詳細(xì)說明和敘述本發(fā)明及其所作的其它有益的改進(jìn)和提高。
附圖中，

圖1示出了PTC電阻器與串聯(lián)的電磁跳閘機(jī)構(gòu)線圈和串聯(lián)電阻器所組成的并聯(lián)電路的等效電路;
圖2示出了串聯(lián)電阻器相對于PTC電阻器的基本配置方式;
圖3示出了PTC電阻器與串聯(lián)電阻器連接的一個(gè)實(shí)施例。
市售的線路斷路器通常其外殼中裝有帶動(dòng)觸點(diǎn)構(gòu)件和定觸點(diǎn)構(gòu)件的接觸點(diǎn)，外殼上裝有一堆滅弧疊片。此外，線路斷路器還有一個(gè)斷路機(jī)構(gòu)以及熱和電磁跳閘機(jī)構(gòu);這些元件本來就是眾所周知的，因而這里無需進(jìn)一步詳述。
圖1中所示的電路裝置是電磁跳閘機(jī)構(gòu)的等效電路，跳閘機(jī)構(gòu)的線圈有一個(gè)歐姆電阻器10和電感11。這兩者一起構(gòu)成電磁跳閘機(jī)構(gòu)12，圖1中沒有示出電磁跳閘機(jī)構(gòu)的錘式(striker-type)銜鐵。
正溫度特性的電阻器13(也叫做PTC電阻器)與電阻器10及電感11并聯(lián)連接。串聯(lián)電阻器14作為限流電阻元件與線圈或跳閘機(jī)構(gòu)12和PTC電阻器13所組成的并聯(lián)電路串聯(lián)。
如果沒有串聯(lián)電阻器14，則并聯(lián)電路的內(nèi)阻小于現(xiàn)行的線路斷路器，從而使流過的電流大于目前市售線路斷路器中的相應(yīng)電流，這當(dāng)然只用來表示短路電流的情況。如果只存在過載電流，則即使沒有串聯(lián)電阻器，PTC電阻器也會起作用。
因此，串聯(lián)電阻器14的尺寸應(yīng)取得使串并聯(lián)電路的電阻相當(dāng)于目前市售線路斷路器的內(nèi)阻。
圖2示出了串聯(lián)電阻器14相對于PTC電阻元件13的配置方式。市售的PTC電阻元件13的結(jié)構(gòu)如圖2中所示。PTC電阻元件13有一個(gè)盤形PTC陶瓷件15，陶瓷件15兩面在各情況下附有觸點(diǎn)端子16和17。各觸點(diǎn)端子具有凸部18和19，電氣連接導(dǎo)體即可接到該凸部上。按照本發(fā)明，凸部18設(shè)有盲孔狀凹口20，制成一段導(dǎo)線的串聯(lián)電阻器14即可插入凹口20中。串聯(lián)電阻器14的另一個(gè)自由端配備有接到線路斷路器一個(gè)端子上的觸點(diǎn)21。位于凸部18前自由端與觸點(diǎn)21之間的B區(qū)取決于所要求的電阻值。當(dāng)串聯(lián)電阻器14由電阻率ρ＝1.4×10-4歐厘米的材料制成時(shí)，要獲得例如100毫歐的阻值，則B的長度應(yīng)取20.2毫米，串聯(lián)電阻器14的直徑應(yīng)取0.6毫米。具有這樣電阻率的材料的例子有市售的電阻線Kanthal A。
圖3示出了觸點(diǎn)構(gòu)件16，其上附有凸部18。制成一段導(dǎo)線的串聯(lián)電阻器14插入凹口20中。凸部18有一個(gè)垂直于凹口20的橫向孔22，孔22朝外錐形擴(kuò)展，釬焊料23就穿過孔22填入凹口20的內(nèi)部。凸部18前端也敷有釬焊料24。
釬焊料用來產(chǎn)生所要求的機(jī)械強(qiáng)度和規(guī)定的電接觸，同時(shí)使串聯(lián)電阻器14與連接觸點(diǎn)16之間的接觸電阻相應(yīng)地較低;釬焊可以是軟釬焊或硬釬焊;此外還可以借助于壓接連接或焊接進(jìn)行電連接和機(jī)械連接。
脫扣線圈10、11與凸部18和19電連接。由于外加的電流遍布整個(gè)電路，PTC電阻器13和脫扣線圈10、11組成的并聯(lián)電路，其熱跳閘作用的基本性能不受附加串聯(lián)電阻器14的影響。
在圖3的實(shí)施例中，串聯(lián)電阻器14這段導(dǎo)線的直徑為0.6毫米時(shí)，孔的長度，即凹口20的長度不應(yīng)小于5毫米，凹口20的直徑比導(dǎo)線電阻器14的直徑大0.1毫米。釬焊點(diǎn)24、23起降低凸部18與串聯(lián)電阻器14之間的接觸電阻的作用。
權(quán)利要求
1.一種保護(hù)性斷路器，包括一個(gè)對過電流、特別是短路電流起反應(yīng)的電磁跳閘機(jī)構(gòu)，該跳閘機(jī)構(gòu)的脫扣線圈與一個(gè)具有正溫度特性的電阻器(PTC電阻器)并聯(lián)連接，其特征在于，脫扣線圈(10，11)即跳閘機(jī)構(gòu)12與PTC電阻器(13)組成的并聯(lián)電路與串聯(lián)電阻器(14)串聯(lián)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的保護(hù)性斷路器，其特征在于，所述串聯(lián)電阻器(14)與PTC電阻器(13)構(gòu)成一個(gè)結(jié)構(gòu)單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的保護(hù)性斷路器，其特征在于，PTC電阻器(13)的其中一個(gè)觸點(diǎn)端子(18)制成觸點(diǎn)套，該觸點(diǎn)套有一個(gè)盲孔狀的凹口(20)，制成一段導(dǎo)線的所述串聯(lián)電阻器(14)即插入該凹口(20)中，觸點(diǎn)套(18，21)所限定的這段導(dǎo)線(14)的的面積其大小取得使該導(dǎo)線達(dá)到所要求的阻值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的保護(hù)性斷路器，其特征在于，這段導(dǎo)線(14)借助于壓接和/或釬焊或者借助于壓接和/或焊接固定在凹口(20)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的保護(hù)性斷路器，其特征在于，所述觸點(diǎn)套(18)有一個(gè)橫向孔(22)，釬焊料(23)在串聯(lián)電阻器(14)插入之后可以通過橫向孔(22)引入該觸點(diǎn)套內(nèi)部。
全文摘要
一種保護(hù)性斷路器有電磁跳閘機(jī)構(gòu)，跳閘機(jī)構(gòu)對過電流、特別是短路電流起反應(yīng)，跳閘機(jī)構(gòu)有線圈與PTC電阻器并聯(lián)連接。為使并聯(lián)電路的內(nèi)阻特別是在短路電流的情況下與目前市售的線路斷路器的內(nèi)阻相當(dāng)，并在短路電流情況下起限流作用，將并聯(lián)電路和與PTC電阻器構(gòu)成一個(gè)結(jié)構(gòu)單元的串聯(lián)電阻器連接。該結(jié)構(gòu)單元這樣構(gòu)成在PTC電阻器的一觸點(diǎn)凸部上設(shè)一凹口，將制成導(dǎo)線形式的串聯(lián)電阻器插入凹口中，并電氣固定在凹口中，同時(shí)用觸點(diǎn)套固定連接導(dǎo)線。
文檔編號H02H9/02GK1067763SQ92104878
公開日1993年1月6日 申請日期1992年6月17日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月18日
發(fā)明者R·伯索德, T·巴亞塔 申請人:Abb.專利有限公司