一种管状高压大电流熔断器的制作方法

本发明属于熔断器技术领域，具体涉及一种管状高压大电流熔断器。

背景技术：

熔断器是电子电路系统的核心元件，是串联安装在电路中，保证电路安全运行的电路保护器件。其运用范围很广，例如用于武器系统、地面装备、水下设备、船舶、雷达机站、信息网络、航空等军事装备的电路系统中。现在随着科技技术水平的不断提高，及为适应当代国防科技与民用科技的需要，高压大电流大负载熔断器是现在及今后的一个发展大方向。

熔断体是熔断器的关键部件之一，且任何熔断体材料都具有电阻值。当电路发生故障或异常时，其流经熔断器的电流会异常升高，当电流升高到一定程度，并经过一定时间后，在熔断体上就会产生相当的热量，而产生的热量遵循理论公式：q＝i²rt，其中q是发热量，i是通过导体的电流，r是导体的电阻，t是电流通过导体的时间。当产生热量的速度小于热量耗散的速度时，熔断器就不会表现出热量的累积，熔断器是不会熔断的；若产生热量的速度等于热量耗散的速度时，在相当长的时间内它也不会熔断；若产生热量的速度大于热量耗散的速度时，那么产生的热量就会越积越多。而在局部积累热量的多少是以温度高低的形式表现出来。从而使熔断体温度升高，当温度达到熔断体的熔点时，就会使熔断体溶化而分断，从而切断电路中电流，起到保护后级电路的作用。防止故障扩大，达到保护电路的目的。

现阶段市面上有许多大安培电流熔断器(如图1)，但大部分产品是低压大电流熔断器且体积空间较大，因此只能运用于低电压系统设备中，无法适用于高压大电流大功率系统。这是由于其熔断体被灭弧介质包裹的不够严实，熔断体与灭弧介质接触面积也比较小，因此该结构使熔断体灭弧效果有限，对耐高压承受能力不强，整个熔断器的灭弧效果不佳。并且该熔断器在组件装配完成后，需要在装配螺钉位置处与边缘缝隙处涂上一层防水绝缘胶，防止湿气等进入熔断器内部，影响熔断器的电气性能。但也是由于这种结构装配方式使得熔断器内部积累的热量无法及时散去，使得熔断器无法在同时承载高压大安培电流情况下使用，若强制承载高压大安培数电流就会造成熔断器破裂甚至爆炸的现象。

技术实现要素：

本发明的目的在于：提供一种管状高压大电流熔断器，解决现有熔断器无法适用于高压大电流大功率系统的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种管状高压大电流熔断器，包括陶瓷管，陶瓷管两端铆接固定有内端帽，还设置有外端帽，外端帽内安装有隔离挡板，所述外端帽铆接于内端帽，外端帽上焊接有l形引出端，所述l形引出端的竖直段与外端帽的端面焊接，所述l形引出端的水平段开设有安装孔，所述陶瓷管内还安装有熔断体，所述熔断体两端焊接于内端帽的外端面上，陶瓷管内还填充有灭弧介质层。

进一步地，所述熔断体为片状熔体，所述片状熔体两侧开设有若干v形槽。

进一步地，所述熔断体设置有两层且两层熔断体沿陶瓷管轴线对称设置。

进一步地，所述灭弧介质层的材料为石英砂。

进一步地，所述内端帽的端面上开设有矩形窗口。

进一步地，所述熔断体的材料为表面镀镍的铜。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，包括陶瓷管，陶瓷管两端铆接固定有内端帽，还设置有外端帽，外端帽内安装有隔离挡板，所述外端帽铆接于内端帽，外端帽上焊接有l形引出端，所述l形引出端的竖直段与外端帽的端面焊接，所述l形引出端的水平段开设有安装孔，所述陶瓷管内还安装有熔断体，所述熔断体两端焊接于内端帽的外端面上，陶瓷管内还填充有灭弧介质层。

通过该设置，l形引出端与熔断体是分离设计，并且采用了内端帽、外端帽的设计，便于l形引出端与熔断器主体部分进行连接固定。同时，灭弧介质层对熔断体的包裹范围更大，熔断体与灭弧介质层的接触面积大大增加，使得熔断器灭弧效果大大提升，同时提升了熔断体产生的热量的散发，继而在大电流负载的工作情况下，提升了额定工作电压，使其能够适用于高压大电流大功率系统。同时具有低电弧电压和低能量通过特性。抗浪涌冲击能力强即浪涌耐受能力强，抗尖峰冲击次数大于等于100000次。

2、本发明中，所述熔断体为片状熔体，所述片状熔体两侧开设有若干v形槽。通过该设置，熔断体采用v形槽片状结构，严密地与灭弧介质层进行接触，同时增大了与灭弧介质的接触面积，确保熔断体在产生拉弧的瞬间能很好的吸走热量，起到很好的灭弧效应。

3、本发明中，所述熔断体设置有两层且两层熔断体沿陶瓷管轴线对称设置。通过该设置，能够增大熔断体与灭弧介质层的接触面积，确保熔断体在产生拉弧的瞬间能很好的吸走热量，起到很好的灭弧效应。

4、本发明中，所述灭弧介质层的材料为石英砂。通过该设置，石英砂的主要作用是增加熔断器的灭弧能力。石英砂具有较高的导热性和绝缘性能，石英砂能限制弧柱的扩展并加强电弧的冷却，能起到灭弧的作用。在熔断器开断时，电弧在石英砂的狭沟中产生，并且石英砂与电弧有很大的接触面积，电弧受到石英砂的冷却和表面吸附作用，使电弧迅速熄灭，同时，熔断体气化时产生的金属蒸汽渗入石英砂中遇冷而迅速凝结，大大减少了弧隙中的金属蒸汽，使得电弧容易熄灭。石英砂填充能够促进电弧的扩散，降低过电压，把熔断体包围在中间。当熔断体通过电流时产生的热量绝大部分通过石英砂传导陶瓷管及内外端帽四周，然后与周围的空气进行热交换，建立动态平衡。

5、本发明中，所述内端帽的端面上开设有矩形窗口。通过该设置，方便向陶瓷管内添加灭弧介质。

6、本发明中，所述熔断体的材料为表面镀镍的铜。通过该设置，铜具有优良的导电性、导热性、延展性、耐腐蚀性、耐磨性，能很好地满足熔断体的电气参数特性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图，其中：

图1为现有大电流熔断器的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明内端帽的结构示意图；

图4为本发明外端帽的结构示意图；

图5为本发明熔断体的结构示意图；

图6为电路正常工作模式示意图；

图7为电路异常工作模式示意图；

图中标记：1-陶瓷管、2-内端帽、21-矩形窗口、3-外端帽、4-隔离挡板、5-l形引出端、51-竖直段、52-水平段、53-安装孔、6-熔断体、61-v形槽、7-灭弧介质层。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；可以使机械连接，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，可以是两个原件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种管状高压大电流熔断器，包括陶瓷管，陶瓷管两端铆接固定有内端帽，还设置有外端帽，外端帽内安装有隔离挡板，所述外端帽铆接于内端帽，外端帽上焊接有l形引出端，所述l形引出端的竖直段与外端帽的端面焊接，所述l形引出端的水平段开设有安装孔，所述陶瓷管内还安装有熔断体，所述熔断体两端焊接于内端帽的外端面上，陶瓷管内还填充有灭弧介质层。

进一步地，所述熔断体为片状熔体，所述片状熔体两侧开设有若干v形槽。

进一步地，所述熔断体设置有两层且两层熔断体沿陶瓷管轴线对称设置。

进一步地，所述灭弧介质层的材料为石英砂。

进一步地，所述内端帽的端面上开设有矩形窗口。

进一步地，所述熔断体的材料为表面镀镍的铜。

本发明在实施过程中，首先，将熔断器产品串联安装在电路中，

当电路中以正常工作电流工作时(如图6所示)，电流从前级电路流经熔断器引出端，再从引出端经过熔断器的陶瓷管内部双层片状熔体，再到熔断器另一端，此时，双层片状熔体上产生热量速率小于或等于耗散热量速率，熔断器能正常工作；

当电路中以异常工作电流工作时(如图7所示)，电流从前级电路流经熔断器引出端，再从引出端经过熔断器的陶瓷管内部双层片状熔体，再到熔断器另一端，此时，双层片状熔体上产生热量速率大于耗散热量速率，双层片状熔体上就会产生能量的聚集，从而使温度迅速升高，当达到双层片状熔体熔点时，双层片状熔体熔化而断开，起到保护后级电路的作用。

本发明工作在额定电压为240vac，额定电流为180a情况下，当在电路中正常工作时，其能够长时间稳定的工作，同时其温升低于110℃。当电路发生异常电流过载情况时，由于熔断体结构及灭弧层的作用下，可根据电流过载情况，熔断器会作出相应时间的熔断。

实施例1

一种管状高压大电流熔断器，包括陶瓷管，陶瓷管两端铆接固定有内端帽，还设置有外端帽，外端帽内安装有隔离挡板，所述外端帽铆接于内端帽，外端帽上焊接有l形引出端，所述l形引出端的竖直段与外端帽的端面焊接，所述l形引出端的水平段开设有安装孔，所述陶瓷管内还安装有熔断体，所述熔断体两端焊接于内端帽的外端面上，陶瓷管内还填充有灭弧介质层。

通过该设置，l形引出端与熔断体是分离设计，并且采用了内端帽、外端帽的设计，便于l形引出端与熔断器主体部分进行连接固定。同时，灭弧介质层对熔断体的包裹范围更大，熔断体与灭弧介质层的接触面积大大增加，使得熔断器灭弧效果大大提升，同时提升了熔断体产生的热量的散发，继而在大电流负载的工作情况下，提升了额定工作电压，使其能够适用于高压大电流大功率系统。同时具有低电弧电压和低能量通过特性。抗浪涌冲击能力强即浪涌耐受能力强，抗尖峰冲击次数大于等于100000次。

实施例2

在实施例1的基础上，所述熔断体为片状熔体，所述片状熔体两侧开设有若干v形槽。通过该设置，熔断体采用v形槽片状结构，严密地与灭弧介质层进行接触，同时增大了与灭弧介质的接触面积，确保熔断体在产生拉弧的瞬间能很好的吸走热量，起到很好的灭弧效应。

实施例3

在上述实施例的基础上，所述熔断体设置有两层且两层熔断体沿陶瓷管轴线对称设置。通过该设置，能够增大熔断体与灭弧介质层的接触面积，确保熔断体在产生拉弧的瞬间能很好的吸走热量，起到很好的灭弧效应。

实施例4

在上述实施例的基础上，所述灭弧介质层的材料为石英砂。通过该设置，石英砂的主要作用是增加熔断器的灭弧能力。石英砂具有较高的导热性和绝缘性能，石英砂能限制弧柱的扩展并加强电弧的冷却，能起到灭弧的作用。在熔断器开断时，电弧在石英砂的狭沟中产生，并且石英砂与电弧有很大的接触面积，电弧受到石英砂的冷却和表面吸附作用，使电弧迅速熄灭，同时，熔断体气化时产生的金属蒸汽渗入石英砂中遇冷而迅速凝结，大大减少了弧隙中的金属蒸汽，使得电弧容易熄灭。石英砂填充能够促进电弧的扩散，降低过电压，把熔断体包围在中间。当熔断体通过电流时产生的热量绝大部分通过石英砂传导陶瓷管及内外端帽四周，然后与周围的空气进行热交换，建立动态平衡。

实施例5

在上述实施例的基础上，所述内端帽的端面上开设有矩形窗口。通过该设置，方便向陶瓷管内添加灭弧介质。

实施例6

在上述实施例的基础上，所述熔断体的材料为表面镀镍的铜。通过该设置，铜具有优良的导电性、导热性、延展性、耐腐蚀性、耐磨性，能很好地满足熔断体的电气参数特性。

如上所述即为本发明的实施例。前文所述为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明的验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。