一种熔丝切割器及新型跌落式熔断器的制作方法

本发明涉及一种断路装置，特别是一种熔丝切割器以及跌落式熔断器。

背景技术：

跌落式熔断器安装在10kv配电线路分支线上，可缩小停电范围，因其有一个明显的断开点，具备了隔离开关的功能，给检修段线路和设备创造了一个安全作业环境，提高了检修人员的安全性。安装在配电变压器上，可以作为配电变压器的主保护，在10kv配电线路和配电变压器中普遍使用。

普通跌落式熔断器工作原理是熔丝管两端的动触头依靠熔丝(熔体)系紧，将上动触头推入“鸭嘴”凸出部分后，磷铜片等制成的上静触头顶着上动触头，故而熔丝管牢固地卡在“鸭嘴”里。当短路电流通过熔丝使其熔断时，产生电弧，熔丝管内衬的铜纸管在电弧作用下产生大量的气体。因熔丝管上端被封死，气体向下端喷出，吹灭电弧。由于熔丝熔断，熔丝管的上下动触头失去熔丝的系紧力，在熔丝管自身重力和上、下静触头弹簧片的作用下，熔丝管迅速跌落，使电路断开，切除故障段线路或者故障设备。

这种跌落式熔断器后段设备出线短路故障时，熔体开断弧前时间过长，有极大的可能会出现熔体在变电站出线开关切断故障电流前无法熔断的情况，导致跌落式熔断器无法正确隔离故障点，线路重合闸时故障设备再次短路，造成线路重合闸失败，全线停电。其次，受灭弧介质及熔管内壁产气材质影响，产气量少、速率低，电弧产生时不能有效吹弧和冷却，造成灭弧能力差。同时由于跌落式熔断器普遍安装在户外，受自然环境风雨影响，熔管内消弧管易受潮膨胀，发生内径减小或堵塞等情况。当发生故障时，熔丝烧断，但由于消弧管内径减小或出现堵塞，堵塞部位会将已熔断的熔丝连接导线夹紧，导致当熔丝熔断时熔管仍较长时间保持原状态，不能快速跌落，而电弧在熔管中未被切断，最终出现连续电弧，使得保险管烧坏，造成线路重合闸失败，全线停电。因此，有必要采取措施以便尽可能快的、可靠的切断隔离故障点，保障电网运行。

当出现故障时，熔断器要在变电站出线开关启动重合闸(通常60ms)前，可靠切断故障线路，使变电站出线开关合闸成功，无故障线路能正常供电，不受故障线路的影响。首先，可以通过适当的设计，通过改变熔断器的熔断方式，缩短熔丝断开时间。其次可以借助于合适的传感器来更快更准确监测到电流的的异常。

为实现在60ms以内动作，出现了一种通过炸药爆炸实现快速切断的方式。

cn200820028343.9公开了一种基于火药爆炸的原理的切断隔离装置，它通过火药直接炸断熔丝，起到快速切断的效果。

上述专利采用火药爆炸的威力直接炸断熔丝的方式，该方法虽然直接快速，但是火药安装在导流排上，在变化的大电流产生的电磁场影响下，可能引起火药爆炸，造成误动作，导流排在变化的大电流作用下会发热，也可能引起火药爆炸，造成误动作；使整个装置失效，造成严重的损失。上述专利采用将导流排炸开翻转的方式形成断口，需要的空间较大，因此产品的体积过大。另外开关炸开动作后，整个开关需更换，使用成本过高。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种熔丝切割器及新型跌落式熔断器，能在极短时间内完成动作，可靠切断故障线路，避免线路重合闸失败，全线停电，提高装置安全可靠性和经济性。

本发明采用的技术方案为：

一种熔丝切割器，包括基体，基体上设置有可供熔丝穿过的通孔，基体的左侧设置有气缸、活塞，活塞端部设置有切割刀，所述基体内设置有可供切割刀移动的腔体，所述气缸底部还设置有气体发生器，所述切割刀和基体均采用绝缘材料制成，气体发生器通过启动单元启动。

按上述方案，所述启动单元包括监测线路电流的传感器、启动电路，所述传感器将监测的电流信号传给启动电路，启动电路根据监测电流是否超过设定阈值向气体发生器输送点火电流。

按上述方案，所述切割刀和基体均采用陶瓷材料制成，所述基体的腔体右侧设置有缓冲垫。

按上述方案，所述气缸与活塞之间还设置有剪切销，所述剪切销沿气缸径向方向布置。

按上述方案，所述基体左侧设置有台阶端面，台阶端面上设置有缓冲垫，切割刀穿过此缓冲垫。

按上述方案，所述切割刀呈环形，切割刀的顶部为尖角刀口，尖角刀口角度为45°～85°，所述切割刀与基体紧密配合，间隙为0.01-0.03mm。

一种新型跌落式熔断器，包括断路单元、熔丝，其特征在于还包括熔丝切割器，熔丝穿过熔丝切割器，所述熔丝切割器为上述任一熔丝切割器。

按上述方案，熔丝外部还设置有熔管，所述熔管内壁涂覆灭弧涂料，熔管穿过熔丝切割器的通孔。

本发明专利的动作过程：当电流传感器将监测到线路的电流传给启动电路，启动电路经对比判定线路电流超过阈值后，就向气体发生器输送点火电流，气体发生器立即在瞬间产生大量气体，气缸气压骤然增加，活塞冲断剪切销的阻拦后推动切割刀向迅速向右边移动，切割刀向右移动剪断熔丝，熔断器的短路单元脱落，实现瞬时断路。

本发明的有益效果在于：

1、虽然本专利的切割器也采用火药控制实现快速切断熔丝，但本专利的火药单元安装在导线外，并由绝缘体绝缘，不会受变化大的电流影响，更加安全可靠；

2、此设计是在传统跌落式熔断器上加装了电流传感器、启动电路与快速切割器，保持现有熔断器的所有功能，动作机构，安装接口及操作方式，同时提高了断开故障线路的速度和可靠性，避免重合闸失败，造成无故障线路的停电；

3、切割刀与基体紧密配合，间隙为仅为0.01-0.03mm，降低在熔丝切断时产生电弧的强度，并能可靠切断熔体；

4、由于基体内腔体左右两侧均设置有耐高温材料的缓冲垫，防止割刀高速运动后与基体撞击而损坏；

5、本专利反应迅速，通过气体发生器瞬间产生高压气体，保证在20ms内切断熔丝，满足熔断器快速断开的目的；

6、熔丝切割器垂直安装在熔管上，使整个跌落式熔断器体积变化不大，保持普通跌落式熔断器的体积和安装尺寸；

7、由于熔管内壁涂覆灭弧涂料，电弧所产生的热量可使管壁产品一定的惰性气体，气体喷出时可将电弧迅速熄灭，切断短路电流。

附图说明

图1本发明熔断器结构示意图；

图2本发明熔丝切割器结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限制本发明。

图1和图2具体示出了本专利的结构特点，下面结合图1和图2具体说明本发明实施例。

实施例1

应用于10kv配电线路和配电变压器一侧作为保护和进行设备投、切操作之用的跌落式熔断器，包括熔丝切割器1、启动电路4、电流传感器3，作为传统式跌落熔断器的断路单元5、熔丝2、熔管13，所述熔丝2穿过熔管13，熔管13穿过熔丝切割器。

熔丝切割器1包括气缸8，气缸内从左至右分别设置有压环9、气体发生器10、活塞7、陶瓷切割刀11，陶瓷基体12设置有供陶瓷切割刀移动的腔体，陶瓷基体12左侧端部设置有台阶端面，台阶端面上设置有缓冲垫14，基体的腔体右端亦安设有缓冲垫14，所述缓冲垫具有耐高温特性，陶瓷基体上设置有可供熔管13穿过的通孔，气缸8与活塞7上安装有蓄能作用的剪切销6。气缸8和活塞7均采用金属材料，气缸8与活塞7的配合间隙在0.01～0.03mm之间，保证产生的爆炸气体能够在极短的时间内推动活塞7运动，陶瓷切割刀11呈环形，陶瓷切割刀11的顶部为尖角刀口，刀口角度为45°～85°，与气缸8连接的是陶瓷基体12，陶瓷基体12作为剪断熔体2的腔室，内部中心有熔丝穿过与陶瓷切割刀成90°,陶瓷基体12与陶瓷切割刀的配合间隙为0.01mm-0.03mm，保证能有效降低产生电弧的强度，并可靠切断熔体，熔管13内壁涂覆灭弧材料，电弧所产生的热量可使管壁产品一定的惰性气体，可将电弧迅速熄灭，切断短路电流。线路上安装电流传感器4，监测电流变化，并将电流信息传输给启动电路4，启动电路4判断电流是否过流。当发生故障，电流超出正常范围时，启动电路4向气体发生器输出点火信号，熔丝切割器1迅速动作，切断熔丝，跌落式断路器瞬时断开，从而使故障电路完全可靠断开。

本发明的左右、上下、前后均是为了更容易表述本专利而做相对界定，并不必然表述某一部件绝对在某一位置，如右边。