用于冷却电熔丝的方法和设备的制作方法

专利名称：用于冷却电熔丝的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及用于电气设备的冷却系统。本发明尤其涉及冷却电气保护装置，例如与电气端子连接的电熔丝。
背景技术：
在诸如金属滚轧机和运输系统的多种电力系统应用中使用的电力转换器单元是关键的且昂贵的组件。必须冷却电力转换器，以保持其适当的工作温度。在典型的用空气冷却的电力转换器单元中，通过与环境空气自由或强迫对流，使单元的工作温度保持在一可接受的范围内，以消除由该单元产生的热量。尽管一些单元是用空气冷却的，但是更高功率的单元通常产生过高的热量，其需要通过与环境空气自由或强迫的热对流来充分冷却。因此，该高功率单元可以是用液体冷却的。
电力转换器单元通常使用辅助装置。在用空气冷却的单元中，通常通过与环境空气的自由热对流(也称为“被动的”冷却)或强迫热对流(也称为“主动的”冷却)来充分冷却该装置。然而，在用液体冷却的单元上的辅助装置不会被空气充分冷却。电熔丝或熔丝阵列为辅助装置的一种类型，其当与用液体冷却的单元或更高功率的空气冷却的单元连接时需要额外的冷却。
熔丝的作用是在发生电气故障期间，通过熔化其元件，来切断电路并且停止电流的流动，以隔离电力转换器电路或其它电气组件和装置。这种隔离限制了由故障期间的高电流引起的损坏。由于熔丝在正常工作中产生废热，因此必须冷却该熔丝，以保持温度范围，使之适用于适当的电力转换器保护和熔丝寿命。
当设计更高功率的单元时，可在现存的熔丝阵列上加入附加的熔丝，以帮助增加额定功率，但是该熔丝可能不再与电力转换器在电气上相配合。该熔丝的元件必须与其所保护的电力转换器组件在热容量和电弧电压方面相配合。热容量的电气配合为熔丝的热容量与电力转换器的电导体相配合(其可通过电流的平方乘以时间来计算，或I2·t)。电弧电压的电气配合为当熔丝元件熔化时所产生的电压水平的配合，该电压水平可被电气组件、装置和绝缘系统所承受。
简单地将更多的熔丝加到熔丝受限单元中不能提供所需的电气配合，并且会提高熔丝阵列的成本。因而，从性能和经济的角度来看，在液体冷却的单元和空气冷却的单元上，使用现有的熔丝阵列或略微更改的熔丝阵列是所希望的，这些单元是熔丝受限制的并且可转换为更高功率的单元。
使得在更高功率的单元上可使用现有的熔丝阵列的解决办法是使用主动冷却的熔丝。某些熔丝在其被主动冷却时可工作在更高的功率水平。如果该熔丝为主动冷却的，设计为高功率的单元或被改装成更高功率单元的空气冷却单元的电力转换器几乎不需要额外的熔丝，以处理提高的电负荷。
实现主动冷却的熔丝的一种方法是强迫空气吹过熔丝。虽然强迫空气冷却具有可提供冷却的优点，但是此系统会引起额外的问题。例如，增加的流到熔丝的空气流量伴随着增加的微粒物质和其它杂质的数量，该微粒物质和其它杂质可凝结在熔丝和其它电力转换器装置上及其周围并引起故障。此外，用强迫空气冷却熔丝形成了对熔丝阵列中单独熔丝的不一致的冷却。例如，在熔丝端部和电气连接端子之间，以及熔丝的壳体之间，通常有狭窄的间隙。此狭窄的间隙限制了气流，引起不充分的冷却。在熔丝端部产生的局部热量会极大地降低熔丝的性能和寿命。为了使熔丝阵列中电气上并联的熔丝均匀地分配电流，单独的熔丝必须保持在相同的温度。
由于这些问题和其它问题，提供用于冷却熔丝阵列的改进设备是所希望的，该设备可被加到现有的电力转换器上，或结合入设计成使得现有的熔丝阵列或略微更改的熔丝阵列在提高的额定功率下工作的新的电力转换器。以最小的成本提供该设备也是所希望的。此外，由于电力转换器单元通常在工业和商业应用中使用，使得用于维修或改装的“停机时间”是花费昂贵的，因此提供可快速和便捷安装以最小化停机时间的改进设备同样是所希望的。

发明内容
本发明通过使用冷却电气保护装置的流体冷却设备克服了上面讨论的问题，并且提供了额外的优点，该电气保护装置例如为安装到电气端子上的具有一个或多个熔丝的熔丝阵列。
本发明的示例性的实施例具有以热传导方式与一对电气端子接附的一个或多个冷却剂通道。多个冷却剂导管与冷却系统通道连接，并与加压的冷却剂源相连接。该加压的冷却剂源使冷却剂流经导管与通道，由此直接冷却该端子并间接冷却熔丝阵列。本发明的示例性的实施例可使用热交换器，以冷却通向电气端子的连续的通道之间的冷却剂。该冷却设备也可结合熔丝周围的环境空气冷却或其它冷却系统一起使用。
在本发明的设备的另一示例性的实施例中，该设备具有一对冷却剂通道，每个通道被弯曲成具有两个近似平行的部分。每个弯曲的冷却剂通道通过将该平行的部分钎焊到端子上而与端子中的一个接附，使得将每个连接端子分为三个尺寸近似相同的区域。两个端子通过六个熔丝相互连接，熔丝在其各个端部处与端子相接附。在上述每个连接端子区域中安放两个熔丝。多个冷却剂导管与该弯曲的冷却剂通道连接，并与加压的冷却剂源相连接，该冷却剂源使冷却剂流经导管与通道。
在本发明的示例性的实施例中，熔丝的额定电流可高于其正常的额定电流。在本发明的另一示例性的实施例中，熔丝的使用寿命可高于其正常的使用寿命。在本发明的又一示例性的实施例中，提高熔丝的额定电流和使用寿命，同时保持熔丝和其所保护的电力转换器之间的热容量配合(其可通过I2·t来计算)或电弧电压配合。
在本发明的另一示例性的实施例中，由熔丝产生的废热被消除，由此降低了环境空气温度并增加了与熔丝一起工作的其它装置的空气冷却。在本发明的另一示例性的实施例中，从熔丝消除的废热用来对系统的其它部分提供有益的作用。


通过阅读下面的结合附图的典型实施例的详细说明，可更完全地理解本发明，其中图1为本发明的实施例的一部分的等角投影图；图2A为本发明的实施例的一部分的视图，其显示了一个局部截取的电气连接端子和一个冷却剂通道、两个冷却剂导管，而为了显示清楚，去掉了加压的冷却剂源；图2B为沿图2A的线AA截取的本发明的实施例的一部分的截面图；图2C为沿图2A的线BB截取的本发明的实施例的一部分的截面图；图3为本发明的一个实施例的冷却回路的示意图；图4为本发明的另一实施例的冷却回路的示意图；和图5为本发明的实施例的示意图，其用于冷却电气装置并更进一步提供废热回收功能。
具体实施例方式
这里所描述的本发明的实施例通常与安装在两个电气端子之间的熔丝阵列配合使用。虽然这里所描述的实施例以熔丝阵列的形式来描述并且尤其以与电力转换器相关的熔丝阵列的形式来描述，但是本发明应理解为可与各种受益于流体冷却系统的电气保护装置一起使用。
在本发明的一个实施例中，熔丝阵列安装在一对电气连接端子之间。其中的一个或两个端子借助于流体冷却剂直接冷却，并且被冷却的端子将熔丝的温度保持在所需的工作范围内。通过使冷却剂经过冷却剂通道传送，热量由该端子被传递给冷却剂，该冷却剂通道以热传导的方式与端子接附，并且其可以是任何能连通来自冷却剂源并经过冷却回路的流体的适当的结构和材料。加压的冷却剂源迫使冷却剂经过该通道。该加压的冷却剂源可直接与该通道连接，或可通过位于加压的冷却剂源与通道之间的额外的冷却剂导管将冷却剂传送到该通道。该冷却剂也可经过一个或多个热交换装置，以帮助冷却。此外，由于该端子通常相对于彼此、其它装置、和电接地具有很大的电势能，因此通过由不导电材料构成冷却剂导管和通道并使用诸如去离子水的不导电冷却剂，使得该冷却剂导管和通道是电绝缘的。
这里所描述的实施例的适当的热力工作范围是提供可接受的熔丝工作的温度范围。在一个实施例中，当其温度在约零摄氏度至约一百摄氏度之间时，该熔丝的工作是可接受的。
图1示出了结合本发明一起使用的流体冷却设备的一个实施例。在图1的实施例中，包括六个电熔丝12的熔丝阵列被安装在一对电气端子14之间，在此实施例中该电气端子被描述为板状端子。在图1中做为管道所示的冷却剂通道16与每个电气端子14相接附。
熔丝阵列的熔丝12可在每个熔丝12的两端与端子14相接附。电流由一个端子14，经过熔丝12，流入相对的端子14。熔丝12被选择成使得其熔丝元件在电力转换器或其它相关的装置遭受到具有破坏性的电能水平之前熔化或“烧断”。电熔丝通常为本领域内普通技术人员所知，并且熔丝12可以是许多电熔丝类型中的任何类型，其包括诸如圆柱熔丝、刃形圆柱熔丝、铁箍固定熔丝、夹锁固定熔丝、旋入式熔丝等。熔丝12可使用任何的电路断路元件，诸如并联的纯银元件、折叠的银元件、陶瓷封装的元件等。
该熔丝阵列可包括单独的熔丝12，或在熔丝阵列中包括多于一个的熔丝12。在一个实施例中，在熔丝阵列中有六个熔丝12。熔丝12可以多种方式排列。如这里所更详细描述的，该方式可选择成有助于熔丝12冷却的方式。在一个实施例中，熔丝12排列为两排。为了促进熔丝之间的电流的平均分配(并从而使熔丝提供最佳的保护)，优选的是，该熔丝被构造成，为熔丝提供大致相同的热量、电气、和电磁的环境。为了达到此目标，该熔丝彼此分离并且以环状放置，或以围绕电流流经被保护装置的路线的其它构形放置。在此方式中，在正常工作期间和在诸如熔丝烧断的瞬时期间，流经该装置的电流是大致相同的。然而实际上，通过将所有或部分熔丝分成多个组可获得实际的好处。虽然此熔丝的分组可引起一些整体性能的降低，但是该降低可为最小限度的，并且祢补该缺点的节约成本、改善使用可靠性等优点是重要的。
在一个典型的实施例中，该熔丝阵列包括六个熔丝，例如部件号为W221509(可由北美总部在麻萨诸塞州的Newburyport的公司FerrazShawmut Incorporated得到)的Ferraz-Shawmut半导体熔丝，其以两行与三列的3乘2的方式排列。在此典型的实施例中，熔丝12的中心距离同一行或列中邻近的熔丝约三又四分之三英寸。在此实施例中，只要熔丝12壳体保持在可接受的温度范围内，例如在约零摄氏度和约一百摄氏度之间时，该熔丝阵列可提供适当的过流保护。基于这里所讲述的内容，对于本领域内的普通技术人员，行与列的其它排列方式将是显而易见的。例如，该行与列可具有更多或更少的熔丝数量，或交错布置，以使列或行以任何种类的构形或其它方式的排列被定向。
电气端子14可由任何适当的诸如铜、铝等导电材料制成。端子14与熔丝12之间必须能够来回传送电流，而不会因电负荷使熔丝或端子到熔丝的连接过热。在一个实施例中，端子14包括十六分之三英寸厚度的铜片。熔丝12可通过任何适当的在本领域内普通技术人员所知的装置与端子14接附。在图1所描述的实施例中，熔丝12通过安装螺栓20与端子14接附，该安装螺栓穿过端子14并被拧入每个熔丝12的每个端部。任何其它适当的在本领域内普通技术人员所知的接附装置也可使用，其包括诸如钩扣、弹簧夹、和锥形孔。不同类型的熔丝的接附类型可不同。然而总而言之，该连接优选为使电流在熔丝12与端子14之间流动而不会导致熔丝12与端子14之间的接合点过热，并且防止任何开口间隙受到电弧放电的影响。
在一个实施例中，冷却剂通道16或通道的布置被设计成，使得提供给每个熔丝12大致相同冷却量。该设计防止了单独的熔丝的过热，并且帮助平衡任何取决于在整个熔丝阵列上熔丝性质的变化的熔丝温度。提供一致的熔丝温度促进了在电并联方式中安装的熔丝12当中的电流的均匀流动或分配。一个或两个端子14可装备有一个或多个冷却剂通道16。在一个实施例中，两个端子14都设置有大致相同的通道布置，以在熔丝12的两个端部对熔丝12提供相等的冷却。而在某些应用中，额外的冷却供给到仅一个端子14上或一个端子的局部，以解决由周围环境引起的局部发热或其它不均匀的发热方式。
冷却剂通道16或通道在管状材料的长度上可为直的，或者其可被弯曲或成型。单独的一段管状材料可处理成这样一种形状，即，向端子14提供全部的必要冷却，从而提供更简单的通道16的端部入口，或为了其它的原因理成这样一种形状。该冷却剂通道16的设计依特定的应用、生产和制造考虑的冷却需要而不同。
图2A、2B和2C为本发明实施例的三个视图，为了清楚的显示某些部分被去掉或截掉。在图2A、2B和2C所描述的实施例中，单独的弯曲的冷却剂通道16与每个端子14相接附。每个冷却剂通道16被弯成具有两个近似平行的长度段22的“U”形，该长度段在熔丝12的不同列之间与端子14相接附。此实施例已被发现可向每个熔丝12提供大致均匀的冷却分配。
冷却剂通道16可由任何适合作为导热体的材料并且可与诸如铜、铝、钢等的端子14有效地接附的材料制成。通道16也可具有诸如圆形、矩形、和正方形的多种横截面形状的任何形状，并且可更进一步包括冷却散热片。在本发明的一个实施例中，通道16由不锈钢管制成。该管形物质为良好的导热体，易于构形，较廉价，并且耐腐蚀。在一个实施例中，通道16由具有十分之三英寸内径和八分之三英寸外径的不锈钢管制成。
通道16可通过任何在本领域内普通技术人员所知的方法与端子14相连接，其使得在通道16和端子14之间形成热传导通路。该接附方法也可选择成，以增加由端子14到冷却剂通道16的传热。该连接方法包括诸如固定带、低温焊接、钎焊、定位焊接、和胶接。优选的是，将通道16布置成以尽可能最大的表面积与端子14直接接触，以增进传热。同样优选的是，该接附装置包括增加通道16和端子14之间有效接触面积的导热材料，从而增进传热。
在一个实施例中，通道16钎焊到端子14上。可使用诸如吹管硬焊、沉浸钎焊、感应钎焊等任何钎焊的方法。由于钎焊接点24具有适当的强度和高的传热性，并且生产上较廉价，所以钎焊特别有用。钎焊接点24可部分地包围通道16，从而增加通道16和端子14之间的总接触面积，并增进由端子14到通道16的传热。
冷却剂通过一个或多个冷却剂导管18被输送到冷却剂通道16中，该冷却剂管道可与冷却剂通道16整体地形成或为冷却剂通道16的延长部分。导管18可包括任何适当的材料。为了适应生产需要和空间约束，导管18可由一容易地成型和弯曲的材料构造成和/或适合于容易地成型和弯曲。更进一步的设计考虑要求通道16和/或导管18可适合于承受电气系统的工作温度和电压。而且，导管18优选为电绝缘体，以防止系统的有害的接地或短路。如果导管18与通道16分离，则导管18适合于容易地与通道16接附或分开，以有利于安装和维护。多种众所周知的安装装置可被用于将导管18与通道16接附，例如，软管夹、过盈配合、和压紧配合。在一个实施例中，导管18由具有八分之五英寸外径和八分之三英寸内径的硅酮管制成。此实施例的导管18可通过将其用手工装配到冷却剂通道的带套圈的端部上，再将其用夹子固定，来与冷却剂通道相接附。
现参考图3，该设备更还包括一个或多个迫使冷却剂经过热交换装置的加压的冷却剂源。该加压的冷却剂源可以是例如泵26、贮存器(未示出)等。
冷却剂28可以是任何液体或气体形式的流体，其具有在设备的全部工作范围内可提供充分冷却的热容量。例如，水可用于具有约零摄氏度到约100摄氏度的工作范围的设备。通过防冻剂或其它化学物质的加入，可稳定或扩展冷却剂28的液相，使得冷却剂28热稳定性可被扩展到其正常范围之外。冷却剂28可以是适当的电绝缘体，其可防止电气系统的有害的接地或短路。在一个实施例中，冷却剂28为去离子的水，其提供了良好的电气绝缘和较高的载热能力。
或者，冷却剂28可包括诸如自来水的导电物质。然而，如果冷却剂28为电导体，那么附加的部件是所希望的或所需的，以使冷却剂28与冷却剂通道16的内表面电绝缘，或者使设备电绝缘以防止冷却剂28有害的接地、短路或电流过高。在一个实施例中，通过将冷却剂通道16的内表面涂以诸如塑料、硅酮、或某种陶瓷制品等材料形成的绝缘层，或通过使冷却剂通道16由电绝缘材料形成，可实现此目的。在另一个实施例中，通过使用电绝缘的冷却剂导管18，以使该设备电绝缘，该导管的外径的尺寸确定成其安装在冷却剂通道16内。该导管18可按给定路线穿过通道16，以使热量在不与冷却剂直接接触的情况下由端子14传递给冷却剂。在又一个实施例中，如果电气系统的电压较低，则可使用自来水，而不用额外的绝缘措施。在设计使用诸如普通自来水的导电流体的系统中，必须注意确保流体中的电流不会引起组成系统的材料严重腐蚀。该系统也会产生额外的对地电流，从而触发接地故障探测器，或引起其它问题，这需要更进一步的更改该系统。
在足够使熔丝12的温度保持在其所需的电负荷的工作温度限定范围内的流速下，冷却剂28经过冷却剂导管18和冷却剂通道16循环流动。该流速的计算是在本领域内普通技术人员所知的，并且该限定范围可通过常规试验获得。在一个实施例中，去离子的水以每分钟约一又二分之一加仑的流速循环流动。
做为泵26示出的加压的冷却剂源可为任何的泵或诸如城市水源的适当的加压的液体源，该泵或加压的液体源具有足够冷却熔丝12的流量。泵26也可为用于冷却其它的电气装置的加压的冷却剂源，该电气装置为诸如与电力转换器接附的熔丝阵列，或其它熔丝阵列。
可使用多种冷却剂回路设计来实现冷却熔丝阵列中的熔丝12的所需目标。图3中描绘了简单的双回路设计的示例。泵26使冷却剂28流动经过热交换器32，在其上冷却剂28将由端子14获得的热量释放到诸如气流34中。该热交换器是在本领域内普通技术人员所知的。从热交换器32，冷却剂28循环流经第一对冷却剂导管18。每个冷却剂导管18提供冷却剂28到与一个端子14接附的冷却剂通道16。从冷却剂通道16，冷却剂28经过第二对冷却剂导管18，流到冷却剂贮存器30。冷却剂28最终回流到泵26并被回送到端子14，以吸收更多热量。
该冷却剂回路可包括附加的部件，以有助于熔丝12的温度的监视和控制。例如，一个或多个传感器36可安置在端子14或熔丝12上。诸如计算机处理器50的控制系统可利用传感器36的输出量来决定何时开动泵26，或决定何时开启阀38，或接通使冷却剂经过端子14的其它控制装置。在具有多个泵26或阀38的实施例中，当需要时，冷却剂可被直接送到一个或两个端子14。
可开发其它的冷却剂回路设计以适应每个电气系统的特定需要。例如，可使用图4中所描绘的非回流或无源的设计。在图4的实施例中，冷却剂28由本地分配的自来水源40所供应，其以正常的自来水压力通过冷却回路，然后排放到排水装置42中。
多种不同于图3和图4所描绘的其它设计和特征可与本发明一起使用。例如，可使用单回路设计，在其中冷却剂28经过与一个端子14接附的一个冷却剂通道16，然后在排放或回流前再经过与另一个端子14接附的另一个冷却剂通道16。该冷却系统也可为提供冷却剂到其它装置、电气系统或另外的系统的更大的冷却系统的一部分。此外，系统可被设计为具有热交换器32、冷却剂贮存器30、和泵26，其结合到一个或多个整体单元中。在产生较少热量的系统中，可省略热交换器32或冷却剂贮存器30、或两者均省略。该系统的设计为在本领域内的普通技术人员所知的，并且普通技术人员将能使用经适当试验的系统。
本发明可结合附加的空气冷却单元一起使用。当包含较长的熔丝12时，该单元被用来提供对熔丝中心的额外的冷却，例如已发现对具有约七英寸或更长的熔丝提供空气冷却时有必要的。在此情况下，附加的空气冷却单元可减小熔丝中心与熔丝端部之间的温差，由此提高熔丝的使用寿命。
本发明提供了用于保持熔丝12和其所保护的电气装置之间电气配合的有效的设备和方法，并且特别有效的用于适合当受熔丝保护的系统的功率升高时使用的熔丝。在本发明的一个实施例中，该设备被用于使熔丝12的额定电流高于其正常的额定电流。在另一个实施例中，该设备可被用于使熔丝12的使用寿命高于其正常的使用寿命。而且，在又一个实施例中，该设备可被用于提高熔丝12的额定电流和使用寿命，同时与诸如电力转换器的受熔丝12保护的电气装置保持熔丝热容量的电气配合、电弧电压的电气配合、或两者均保持。
图5是本发明的实施例的示意图，其用于冷却保护电力转换器44的熔丝。在所描述的实施例中，泵26使冷却剂28由贮存器30经过通道18循环流到三个熔丝阵列。在典型的实施例中，每个熔丝阵列与对应三相电力转换器44的相Φ1、Φ2、Φ3的电源线按电气顺序接附，以保护电力转换器44。
除了提供上述的电气优点，本发明也可提供与废热排出和重新利用相关的其它优点。例如，已发现的是，通过本发明冷却的熔丝12比常规的用空气冷却的熔丝排放较少的废热到其周围的空气中。因此，邻近的装置不必再与熔丝12为冷却空气而竞争，并且周围环境的空气比内部不使用本发明的系统更有效地冷却邻近的装置。改善邻近的装置的冷却可增加其使用寿命和工作性能，并且可提供其它的优点。当熔丝12和其它电气装置被装入箱体或其它具有较受限气流的壳体内时，此优点是特别有价值的。
本发明提供的另一个优点是，通过冷却剂28由熔丝12消除的废热可被做为用于系统其它部分或某一其它系统的高品质热源使用。诸如热水的高品质热源经常用于工业系统中，以加热装置或物质。例如，为了增加涡轮机的工作效率，加热的冷却剂28可经过热交换器32，以预热进入燃气涡轮燃烧室48的气体46。通过消除例如水的稠密流质内的废热，有助于由熔丝12产生的废热的有益的重新使用，并且使用空气冷却的熔丝难以获得该废热的有益的重新使用。对于在本领域内的普通技术人员显而易见的是，该废热也可被用于其它有益的使用。
虽然本发明已做为用于冷却诸如熔丝的电气保护装置的装置在这里被描述，但对于在本领域内普通的技术人员显而易见的是，本发明也可被用于冷却其它电气装置。例如，本发明可被用来冷却电容器、继电器、诸如硅可控整流器的功率半导体器件、和在其工作期间产生或受热的其它电气装置。此外，对于在本领域内普通的技术人员清楚的是，本发明可容易地更改为热电装置。
虽然上述说明包含了许多细节和特征，但可理解的是，所包含的这些细节和特征仅用于解释的目的，并且不被理解为做为本发明的限制。在不背离包含在下面的权利要求书和等效法律文件的本发明的精神和范围的情况下，可对上述实施例进行许多改变。
权利要求
1.一种用于冷却安装到至少一个电气端子(14)上的一个或多个电气保护装置的设备，该设备包括与至少一个电气端子(14)热传导的一个或多个冷却剂通道(16)；和与所述一个或多个冷却剂通道(16)连接的一个或多个冷却剂源，其用于使冷却剂流体流经一个或多个冷却剂通道(16)，由此冷却所述至少一个电气端子(14)。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述一个或多个电气保护装置中的至少一个是包括一个或多个熔丝(12)的熔丝阵列。
3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，每个所述熔丝(12)具有相对的纵向端部，每个端部安装到电气端子(14)上。
4.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述熔丝阵列包括布置成行或列的形式的两个或多个熔丝(12)。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述一个或多个冷却剂通道(16)在每个所述熔丝列之间接附到每个电气端子(14)上。
6.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述熔丝阵列具有熔丝(12)，该熔丝的工作温度范围约为零摄氏度到约100摄氏度。
7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电气保护装置保护一电力转换器44。
8.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电气端子(14)由铜、铁、钢、和铝组成的材料组中的至少一种材料制成。
9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述一个或多个冷却剂通道(16)是由不锈钢、钢、铜、和铝组成的材料组中的至少一种材料制成的管道。
10.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述冷却剂流体(28)是不导电的物质。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述冷却剂流体(28)是去离子水。
12.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述一个或多个冷却剂源通过一个或多个导管(18)与所述一个或多个冷却剂通道(16)相连接。
13.如权利要求12所述的设备，其特征在于，所述一个或多个导管(18)由不导电材料制成。
14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述一个或多个导管(18)由硅酮制成。
15.如权利要求1所述的设备，其特征在于，其还包括一个或多个热交换器(32)，该热交换器置于所述的一个或多个冷却剂通道(16)和一个或多个冷却剂源之间，以用于冷却所述冷却剂流体(28)。
16.一种用于冷却安装在两个电气端子(14)之间的熔丝阵列的设备，其包括至少一个冷却剂通道(16)，其与每个电气端子(14)相接附，以便冷却剂通道(16)将每个电气端子分为尺寸近似相等的区域；和分组的熔丝(12)，其在每个尺寸近似相等的区域内分别接附到两个电气端子(14)上并居中地设置于所述两个电气端子(14)之间，由此使电气端子(14)相互连接。
17.如权利要求20所述的设备，其特征在于，其还包括多个与冷却剂通道(16)连接的冷却剂导管(18)，冷却剂导管(18)中的至少一个与至少一个冷却剂源连接，该冷却剂源用于使冷却剂流体(28)流经冷却剂导管(18)和冷却剂通道(16)。
18.一种用于冷却安装在电气端子(14)之间的一个或多个电气保护装置的方法，其包括以热传导的方式将一个或多个冷却剂通道(16)与至少一个电气端子(14)相接附；和将一个或多个冷却剂源与所述一个或多个冷却剂通道相连接，以用于使冷却剂流体流经所述一个或多个冷却剂通道。
19.一种用于使熔丝(12)的额定电流高于其正常额定电流的方法，其包括将一个或多个熔丝(12)与至少一个电气端子(14)相接附；以热传导的方式将一个或多个冷却剂通道(16)与至少一个电气端子(14)相接附；和将一个或多个冷却剂源与一个或多个冷却剂通道(16)相连接，以用于使冷却剂流体(28)流经一个或多个冷却剂通道(16)。
20.一种用于使熔丝(12)的使用寿命高于其正常使用寿命的方法，其包括将一个或多个熔丝(12)与至少一个电气端子(14)相接附；以热传导的方式将一个或多个冷却剂通道(16)与至少一个电气端子(14)相接附；和将一个或多个冷却剂源与一个或多个冷却剂通道(16)相连接，以用于使冷却剂流体(28)流经一个或多个冷却剂通道(16)。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，在保持熔丝热容量与被熔丝(12)所保护的电气装置电气配合的同时，使所述熔丝(12)的额定电流高于其正常额定电流。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述热容量电气配合通过电流的平方乘以时间来计算。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，在保持熔丝电弧电压与被熔丝(12)所保护的电气装置电气配合的同时，使所述熔丝(12)的额定电流高于其正常额定电流。
全文摘要
一种用于冷却电气保护装置的设备，该设备包括安装到至少一个电气端子(14)上的电气保护装置，其中电气端子(14)被冷却，从而间接冷却该电气保护装置。冷却剂加压源使冷却剂流体(28)流经与电气端子(14)接附的冷却剂通道(16)，由此冷却电气端子(14)。该冷却的电气端子(14)使电气保护装置的温度保持在适当的工作温度范围内。该方法可用于冷却提高熔丝阵列的熔丝的额定功率，而同时保持熔丝阵列中的熔丝(12)与该熔丝阵列所保护的电气装置之间的电气配合。
文档编号H01H85/47GK1461490SQ02801308
公开日2003年12月10日 申请日期2002年4月19日 优先权日2001年4月19日
发明者B·E·林霍尔姆, P·S·帕特, A·M·里特 申请人:通用电气公司