一种提高分断能力的可熔体结构的制作方法

本实用新型属于电路过电流保护装置的技术领域，尤指一种提高分断能力的可熔体结构。

背景技术：

现有在电器产品正朝小型化、高功率方向发展，对于产品安全性要求也不断提高，对于熔断器也对应要求更小的体积、更高的额定电压、能承担更大的分断电流、或者同尺寸结构可制作更大额定电流的熔断器规格。

对于熔断器的分断能力的提高，现行已经有很多方法，这包括提高管体材料的性能、提高填充石英砂的密度、内置产气材料、石英砂固化、减少可熔体金属总量、采取多片并联、设置窄颈等等许多方法。这些方法对于提高产品分断能力起到很大作用，但要继续提高分断能力，或提高产品额定电压、提高分断可靠性，取得性能更加优越的产品，仍需要更多利于及时熄灭分断电弧措施同时实施。

有鉴于此，本设计人针对上述熔断器的结构设计上未臻完善所导致的诸多缺失及不便，而深入构思，且积极研究改良试做而开发设计出本创作。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种提高分断能力的可熔体结构，其可加快分断电弧的熄灭，提高熔断器的分断能力。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种提高分断能力的可熔体结构，可熔体架设在熔断器中，可熔体中设置至少一个凸起段，凸起段在可熔体中形成一凸出的半包围结构，电流的运行方向沿着凸起段上升后下降，凸起段中设置有至少一个使可熔体的导电截面积减小的窄颈。

进一步，凸起段在可熔体上形成两凸边，电流的运行方向从一凸边上升后再从另一凸边下降，至少一凸边上设置有窄颈。

进一步，窄颈为在凸起段中设置一可使可熔体的导电截面积减小的缺口。

进一步，凸起段形成形如方波形、曲线波形或三角形的半包围结构。

进一步，熔断器中填充有石英砂。

采用上述结构后，本实用新型通过可熔体中形成至少一凸起段，再于凸起段中设有至少一个窄颈，在故障电流经过时，可加快分断电弧的熄灭，提高熔断器的分断能力，利于相同体积的熔断器可承受更高的电压和更大的故障电流，进一步提高安全性能。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的结构示意图（正常使用状态）；

图2为本实用新型第一实施例的结构示意图（熔断形成拉长电弧）；

图3为本实用新型第二实施例的结构示意图（正常使用状态）；

图4为本实用新型第二实施例的结构示意图（熔断形成拉长电弧）；

图5a为样品a的结构示意图；

图5b为样品b的结构示意图；

图5c为样品c的结构示意图；

图5d为样品d的结构示意图。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

本实用新型揭示了一种提高分断能力的可熔体结构，可熔体架设在熔断器中，熔断器中可填充有石英砂。其中，熔断器包括有绝缘管壳（图中示出），管壳的两端配合有端帽，可熔体可通过焊接于端帽中的焊锡上而位于管壳的两端帽之间，此为现有技术，非本案重点，再此不再详述。

如图1所示，本实用新型中，在可熔体1中设置至少一个凸起段11，凸起段11在可熔体1中形成一凸出的半包围结构，电流的运行方向沿着凸起段11上升后下降，再于凸起段11中设置至少一个使可熔体的导电截面积减小的窄颈12。其中，窄颈可以是在可熔体上形成一缺口结构，该位置可熔体中的导电截面积减小，当故障电流侵入时首先熔断并形成电弧。本实施例中，凸起段11为一形如方波形的半包围结构，方波形的凸起段11中包括两平行凸边111的上端之间连接一横边112，凸起段11上设置有至少一个窄颈12。如图1所示实施例，可在两个凸边111中分别都设有一个窄颈12，在凸边111上分别设置一可使可熔体的导电截面积减小的缺口。

结合图1、图2所示，由于熔断器内的可熔体1设计为具有至少一个方波形的凸起段11，凸起段11中设置有窄颈12。可熔体1通电状态时，电流的运行方向会从其中一凸边111上升后再从另一凸边111下降。当故障电流侵入时，可熔体中的窄颈12由于导电截面积较小而首先熔断并形成电弧。由于凸起段11中上升和下降的部分（如图1所示的两侧凸边111）的电流方向相反，上升和下降的部分的电弧电流方向也相反，电弧是有带电粒子和中性粒子等组成的气体导电通道，在这凸起段11（本实施例中为方波形）部分的电弧会受此处的电磁场作用而向外侧拉伸（该作用力本质上就是洛伦磁力），电弧被向外拉长，电弧电阻提高，对故障电路电流有限制作用，从而可加快电弧冷却，加快电弧熄灭过程。对于有石英砂等填料的熔断器结构，上述凸起段中设有窄颈的结构可提高电弧向可熔体左右两侧石英砂缝隙运动的动力，形成的电弧被拉长，使得电弧更易于深入石英砂缝隙，这样就会让电弧电阻提高，加快了电弧冷却（使电弧中离子运动速度减慢，这样不但使热游离作用减弱，同时离子的复合作用也增强，有利于电弧的熄灭），从而加快电弧熄灭，避免熔断过程电弧熄灭慢，热量高，造成熔断体内部受高温及气压的影响容易爆开，提高安全性能。

如图3、图4所示，窄颈13设置在凸边111上端处，在凸边111与横边112相交的顶点处形成一可使可熔体的导电截面积减小的缺口。由于两凸边111的电流方向相反，在出现故障电流时，在窄颈13处，同样也可以提高电弧长度，从而可加快熔断，提高可熔体的分断能力。

进一步，凸起段也可以形成形如曲线波形、梯形或三角形等形状的半包围结构，如三角形凸起段（图中未示出）。当凸起段中电流的运行方向上升和下降的两个区间并非完全平行时，上述电磁场仍会对形成的电弧有向外拉伸作用，依然利于电弧的熄灭，只是作用效果略有不同。

以下通过测试试验对本实用新型的作用效果作进一步说明。结合图5a至图5d所示，为进行试验的4个样品，其中，4个样品的可熔体中均设有窄颈，样品a和样品c的可熔体中为具有半包围结构（以方波形凸起段为示例），样品a和样品b的熔断器中填充有石英砂，样品c和样品d的熔断器中无填料。

试验方法：

1、采用6φ玻璃管作为管体，以便试验阶段观察和调整内部熔体结构位置；

2、样品a和样品c的可熔体中具有方波形凸起段，该凸起段结构部分在分断阶段可形成磁场，在方波形凸起段的上升和下降位置设置窄颈，以保证该方波形凸起段部分在分断阶段有电弧出现，以便观察该结构磁场对电弧的影响，对分断的影响（为方便，直接取用hc10lgpv8a的可熔体的一半进行试验，一个hc10lgpv8a的可熔体中间一份为二，形成2个试验样品材料）；

3、鉴于不同长度可熔体也是影响试验结果的一个因素，应保证穿丝每个保险丝管内均有4个窄颈，且整根可熔体位置尽量居中，不论有无半包围结构的；其次每种结构的可熔体均有空管和灌砂两种（样品a和样品b的熔断器中填充有石英砂）。

4、采用交流测试，接通相角统一为30°，测试取得总熔断时间、预飞弧时间、飞弧时间。

试验结果

1、测试电压250v，分断电流800a，接通相角30度，对比测试2种可熔体结构（填充石英砂）

2、测试电压250v，分断电流100a，接通相角30度，对比测试2种可熔体结构（无填充物）

归纳：

1、对于没有填充物的样品，总熔断时间样品c均值比样品d略微短120μs，即比直线型减少1.5%，预飞弧时间也是几乎无差别，样品c均值比样品d略微长40μs，两者相差1.2%，但飞弧时间样品c均值比样品d略微短160μs，比直线型少3.4%。

2、对于有填充石英砂的样品，总熔断时间样品a均值比样品b短约78μs，即比直线型减少8.5%；预飞弧时间也是几乎无差别，样品b均值比样品a略微长8μs，两者相差1.4%，但飞弧时间样品a均值比样品b短50μs，比直线型减少20.5%。

试验带来有用的初步结论：

通过该试验印证了可熔体中设计一个方波形凸起段结构有缩短分断时间的作用，在有石英砂填充时表现更明显，无填料时有表现但较不明显。

同时，对于测试后拍摄x射线透视图（图中未示出）也可看出，半包围结构处（方波形凸起段）存在半包围结构形成的磁场产生的洛伦兹力的拉力作用，在电弧中段吸引了更多金属粒子，从而形成了整个熔断通路较均匀分布的图片表象，而直线型的则表现为靠近熔断端处浓度大，中段稀薄。图像上也间接印证了半包围结构形成的磁场产生的洛伦兹力起了作用，并且这样提高了电弧冷却速度。图像和试验结果吻合，在分断阶段磁场引发的洛伦兹力对电弧的吹弧作用分析，也是符合试验结果，两者能互相印证。

采用上述结构后，本实用新型通过可熔体中形成至少一凸起段，再于凸起段中设置至少一个窄颈，在故障电流经过时，可加快分断电弧的熄灭，提高熔断器的分断能力，利于相同体积的熔断器可承受更高的电压和更大的故障电流，进一步提高安全性能。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。