专利名称：一种大容量快速熔断器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及低压设备用大容量快速熔断器，属于大功率电镀、电解装置，传动装置及其它电力电子成套装置短路或过载保护技术领域。
日本富士机电株式会社生产的CS8F熔断器，其瓷管端头的触刀为双端触板(属于平板式结构)，一端是小触板加盖，另一端为大触板，这种熔断器在结构上与本实用新型最为相近，但日本生产的这种结构的熔断器均用在容量不太大的场合。目前丹麦、法国熔断器的容量指标最高丹麦Bussman Denmark已生产出水冷却型额定电压(交流)为1150V、额定电流为4000A的双体大容量熔断器，可见其单体熔断器额定电流是2000A；法国已生产出额定电压(交流)为1000V，额定电流是5000A的双体熔断器，按单体计算，额定电流为2500A。因此，就单体容量而论，本实用新型与丹麦、法国的相当，但在结构设计上，本实用新型考虑了在单体内部，利用导电触板之内表面一阶以上凸台来实现扩容问题，因此制造的灵活性优于丹麦、法国的。
近几年我国引进大功率高反压硅整流元件生产线，试制2000～2500A大功率晶闸管和整流管，但由于没有适于额定电流为2000～2500A的快速熔断器作保护，上述大功率元件一直未能用于装置。低压设备中，大功率电解、电镀装置，传动装置和其它电力电子成套装置所需容量越来越大，迫切需要制造大容量的快速熔断器作保护，本实用新型正是为适应这一需要而设计的。
这里所公开的大容量快速熔断器，从结构上看，是将熔体置于瓷管和上下端盖组成的封闭空间内，该熔体两端装在上、下导电触刀上，在熔体周围的全部封闭空间填满石英沙，构成整体熔断器。本设计导电触刀为平板式双端触板，其外表面有与母线排连接的凸起的导电接触面，内表面有用于焊接熔体的一阶(含一阶)以上凸台。熔体为片状，材质采用纯银(含银量达99.9％以上)，其上冲有若干排园孔式狭颈，属于变截面熔体设计，构成串联多断口熔体，以利快速熔断目的。冲制园孔式狭颈，其几何形状过渡均匀，电流线分布合理，能形成较好的分断能力。附图8描绘了额定电压(交流)为1000V，额定电流分别为700A、1400A、3200A的熔断器“弧前时间～予期电流曲线”(当额定电压变了，曲线有变化)，熔体按一定排列规律作波浪形焊装于上、下导电触板内表面的凸台处，有效地防止热应力对熔体的损害和减少疲劳，同时也加强了散热效果。
外壳用瓷管制成，瓷管外为一经过倒角处理过的四方柱形，内为一园腔。一般熔断器的外壳采用滑石瓷做成，滑石瓷制成的瓷管抗张、剪切力较低，耐急热急冷性较差，比重较小。而本熔断器的瓷管采用75％～95％Al2O3的高铝瓷制成，克服了滑石瓷的缺点。
当上述各另、部件的材料确定后，对应一额定电流要求，瓷管的尺寸，熔体及熔体的断口数成为关键。适于额定电流为1600～2300A，分断电流为105KA的单体系列熔断器的有关部分结构尺寸(以后的尺寸均以mm计)为瓷管横截面外缘(为一经过倒角处理的正方形)一边长为118±2.5，内腔直径为94±2.5，随额定电压不等，瓷管高度，总装高度和熔体断口数列于下表
一.对于额定电压(交流)1000～1400V、额定电流为1600～2300A、分断电流为105KA单体熔断器，由于导电触板形式不同，有以下两种实施方案实施例1、附
图1绘出了上、下对称的小触板(园形触板直径小于瓷管内腔直径)方案图1－1为这种方案的主视图，图1－2为其俯视图，导电触板的结构形式由附图3描绘，这种方案的小触板为φ93±2.5镀银园铜板，中央钻有螺纹盲孔「12」，上表面有凸起的正方形导电接触面「11」(边长为60±2)；下表面有二阶正方形凸台「9」、「10」，该二阶方凸台，其边长分别为60±2和27±2。用纯银片制成的八断口变截面熔体「2」焊装于上、下对称的导电触板「1」、「8」内表面的凸台处(若在二阶凸台之一阶处焊装熔体，可承受额定电流为1600A；当二阶凸台处都焊装熔体，可使单体熔断器增容到2300A。)构成芯体，将芯体置于高铝瓷制成的瓷管「4」中，附图2绘制了该瓷管的结构图，其横截面外外缘为经过倒角处理的正方形，其一边长为118±2.5；内为φ94±2的园腔。当需要安装指示器时，可在瓷管一侧留有指示器装配孔「13」。上、下盖板「3」、「7」由钢制成(不锈钢最佳)，其上刻有方孔，该方孔为让导电触板之上表面的正方形凸起导电接触面外露而设置的。盖板与导电触板间置有石棉衬垫，用螺钉将盖板、衬垫、触板三者固定在一起构成上、下对称的端盖，再通过螺钉将端盖固定在瓷管上。在上、下端盖上对称设有贯通配合的工艺孔「14」、「15」，通过工艺孔往瓷管内装满石英沙「6」后，将工艺孔堵死，便成一单体熔断器。端盖上，同一边螺钉孔距为55±1；相对两边间的螺钉孔距为100±1。
本方案熔断器可按用户需要，安装或不安装指示器。附图1中还绘出了指示器架「5」的安装位置和固定方法。
单体熔断器通过导电联接板「16」和螺钉，可以联成双体或多体熔断器。附图4绘出了联成双体的情况。对于双体熔断器可共用一套指示器。
实施例2，附图5绘出了上为小触板，下为大触板的单体熔断器方案。通过螺钉将盖板、石棉衬垫和小触板固定在一起构成上端盖；下端盖由衬垫和大触板「17」(园形触板直径大于瓷管内腔直径)构成。大小触板内表面有焊接熔体的(可供单体增容的)二阶方形凸台，边长分别为60±2和27±2，外表面有凸起的方形导电接触面，在上、下端盖上设有对称的工艺孔。
熔体两端焊装在大、小导电触板上构成芯体，置于瓷管内，用螺钉将上、下端盖固定在瓷管上，再通过工艺孔往瓷管内填满石英沙，便做成一单体熔断器。
二、当额定电压(交流)为1000～1400V、额定电流3200～4600A。分断电流为105KA时，可采用双体熔断器，由于导电触板形式不同，有以下两种实施方案实施例3。附图6绘出了导电触板为上、下对称的双体熔断器方案，即两个单体共用上、下导电触板，该上、下导电触板分别由一块能覆盖两个单体的大铜板「18」与两块小铜板「19」(可分别置入两个单体瓷管内)用螺钉固联成，每一个导电触板外表有120×114凸起的导电接触面，内表面为两个三阶凸台，其中两个直径最大的一阶凸台分别为适于置入两个单体瓷管内而设置，其尺寸与瓷管内腔有配合关系，另两个二阶方凸台为焊装熔体而设置的。这种方案的上、下端盖就是导电触板，触板上设有利于对两个单体进行加工的工艺孔，待熔体等装好后，通过工艺孔填入石英沙，即做成双体结构的熔断器。
实施例4。附图7绘出了上、下导电触板不对称的双体熔断器方案。上导电触板「20」为一块能覆盖两个单体的大铜板制成，其外表面有120×114凸起的导电接触面，内表面为两个三阶凸台，其中两个直径最大的一阶凸台分别为适于置入两个单体瓷管内而设置，另两个二阶方凸台为焊装熔体而专门设计的。下导电触板为两个小触板，可以分别置入两个单体瓷管中，每一个小导电触板的上表面有凸起的方形导电接触面，下表面有二阶方凸台。上导电触板就是上端盖，将小导电触板、石棉衬垫、钢制盖板三者用螺钉固定成两个结构相同的下端盖，上、下端盖上设有对称的工艺孔，装好熔体，填满石英沙即成一双体熔断器。
本设计的产品于1988年在国家低压电器归口研究所－－上海电器科学研究所的交流试验站┄中国电工产品认证站，通过了额定电压(交流)为1000V、额定电流为1600A和3200A快速分断能力试验。当时的试验电压(交流)为1100V、COSφ为0.11、分断能力为105KA，达到了国际水平。本实用新型结构紧凑，保护特性稳定，功耗低，与被保护设备联接方便，经使用证明安全可靠，为大功率电子器件投入使用铺设了道路。
权利要求1.一种低压设备用大容量快速熔断器，其熔体置于瓷管和上、下端盖组成的封闭空间内，该熔体两端装在上、下导电触刀上，在熔体周围的全部封闭空间填满石英沙，其特征是-瓷管是由含Al2O3为75～95%的高铝瓷制成，瓷管外为一四方柱形，内为一园腔；-导电触刀为平板式双端触板，其外表面有凸起的导电接触面，内表面有用于焊接熔体的一阶以上方形凸台；-熔体为片状，由含银量99.9%以上纯银制成，其上冲有若干排园孔式狭颈，使片状熔体为变截面，构成串联多断口熔体，呈波浪形焊装于上、下导电触板之间；
2.按权利要求1所述的熔断器，其特征是当额定电流为1600～2300A，分断电流为105kA时，单体系列熔断器有关部分具体结构、尺寸(以mm计)为——瓷管横截面的外缘为正方形，边长为118±2.5，内腔直径为φ94±2.5，随额定电压不等，瓷管的高度、总装高度和熔体断口数列表如下
——导电触板上焊接熔体的二阶正方形凸台一边的尺寸分别为60±2和27±2。
专利摘要纯银熔体焊装于可以扩容的导电触刀后，装在高铝瓷壳内，填入沙，制成额定电压(交流)500-1000V，额定电流1600-4600A，分断电流为105KA的单、双体系列熔断器，适于大功率电镀、电解、传动及其它电力电子装置作短路或过载保护。保护特性稳定、安全可靠、功耗小、结构紧凑、联接方便，为大功率电子元件投入使用铺设了道路。
文档编号H01H85/04GK2066199SQ8921462
公开日1990年11月21日 申请日期1989年7月24日 优先权日1989年7月24日
发明者芦志芳, 谭天驹 申请人:西安电力整流器厂二分厂