CN106229241A - 熔断电阻器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种熔断电阻器，包括：第一连接端子和第二连接端子；熔断体，分别与第一连接端子和第二连接端子连接；其中，熔断体为铜、锡合金体；应用本发明技术方案的熔断电阻器，通过设置第一连接端子和第二连接端子，在第一连接端子和第二连接端子之间设置有分别与第一连接端子和第二连接端子连接的熔断体，熔断体为铜、锡合金体，采用铜、锡合金体的熔断体上没有断点，可以精确确定熔断体的电阻率，从而确定其熔断温度和熔断时间，解决了现有技术中的保险丝产生的热量不易控制进而导致熔断温度和熔断时间不易控制的问题，有效提高了电路工作的安全性，同时大幅度提高了工作的电压范围，扩展了熔断电阻器的使用范围。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备领域，具体而言，涉及一种熔断电阻器。
背景技术
保险丝是电力输电领域常用的安全器件，传统的保险丝的熔丝在玻璃管或者陶瓷管里面再配合端帽和引线，电流变化时其电阻产生的热量不易控制，从而使熔断时间的分散性太大，使用的安全性大大降低。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种熔断电阻器，以至少解决现有技术中保险丝的产生的热量不易控制进而导致熔断温度和熔断时间不易控制的问题。
为了实现上述目的，根据本发明，提供了一种熔断电阻器，包括：第一连接端子和第二连接端子；熔断体，分别与第一连接端子和第二连接端子连接；其中，熔断体为铜、锡合金体。
进一步地，第一连接端子和第二连接端子为纯铜基体。
进一步地，第一连接端子、第二连接端子和熔断体为一体成型，熔断体采用渗锡工艺形成铜、锡合金体。
进一步地，熔断体为直杆形。
进一步地，熔断体为“V”字形。
进一步地，熔断体为“Z”字形。
进一步地，熔断体为“S”形。
进一步地，熔断体为片状体，熔断体沿其厚度方向开设有多个通孔。
进一步地，熔断电阻器还包括：绝缘外壳，设置在第一连接端子和第二连接端子的一端，第一连接端子和第二连接端子的至少部分以及熔断体位于绝缘外壳内。
进一步地，绝缘外壳上开设有通气孔。
应用本发明技术方案的熔断电阻器，通过设置第一连接端子和第二连接端子，在第一连接端子和第二连接端子之间设置有分别与第一连接端子和第二连接端子连接的熔断体，熔断体为铜、锡合金体，采用铜、锡合金体的熔断体上没有断点，可以精确确定熔断体的电阻率，从而确定其熔断温度和熔断时间，解决了现有技术中的保险丝产生的热量不易控制进而导致熔断温度和熔断时间不易控制的问题，有效提高了电路工作的安全性，同时大幅度提高了工作的电压范围，扩展了熔断电阻器的使用范围。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例可选的一种熔断电阻器的结构示意图；
图2是根据本发明实施例可选的第二种熔断电阻器的结构示意图；
图3是根据本发明实施例可选的第三种熔断电阻器的结构示意图；
图4是根据本发明实施例可选的第四种熔断电阻器的结构示意图；
图5是根据本发明实施例可选的第五种熔断电阻器的结构示意图；
图6是根据本发明实施例可选的熔断体的渗锡过程结构变化示意图；
图7是根据本发明实施例可选的熔断电阻器的熔断体的电阻值分布与熔断时间的对应关系图；
图8是根据本发明实施例可选的熔断电阻器的熔断体在正常工作和未分断情况下的电流对比示意图；
图9是根据本发明实施例可选的熔断电阻器的熔断体在熔断过程中结构变化示意图；
图10是根据本发明实施例可选的熔断电阻器的熔断体在熔断过程中的电流变化示意图；以及
图11是根据本发明实施例可选的熔断电阻器的熔断体在熔断过程中的温度变化示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、第一连接端子；20、第二连接端子；30、熔断体；40、绝缘外壳；41、通气孔。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。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，都应当属于本发明保护的范围。
根据本发明实施例的熔断电阻器，如图1至图5所示，包括：第一连接端子10、第二连接端子20和熔断体30；熔断体30分别与第一连接端子10和第二连接端子20连接；其中，熔断体30为铜、锡合金体。
应用本发明技术方案的熔断电阻器，通过设置第一连接端子10和第二连接端子20，在第一连接端子10和第二连接端子20之间设置有分别与第一连接端子10和第二连接端子20连接的熔断体30，熔断体30为铜、锡合金体，采用铜、锡合金体的熔断体30上没有断点，可以精确确定熔断体30的电阻率，从而确定其熔断温度和熔断时间，解决了现有技术中的保险丝产生的热量不易控制进而导致熔断温度和熔断时间不易控制的问题，有效提高了电路工作的安全性，同时大幅度提高了工作电压的范围，扩展了熔断电阻器的使用范围。
为了保证第一连接端子10和第二连接端子20的导电性，可选地，第一连接端子10和第二连接端子20为纯铜基体，纯铜基体具有良好的导电性，电阻数值稳定、损耗低。第一连接端子10、第二连接端子20和熔断体30采用纯铜一体成型，熔断体30采用渗锡工艺渗入少量锡形成铜、锡合金体，熔断体30部分没有任何的断点，其一致性仅仅取决于熔断体30材料的电阻率以及形状，设计简单易行，可靠性极高。
根据渗入锡的量的多少可以精确控制熔断体30的电阻值，从而可以确定熔断温度和熔断时间，保证在低温下也可以正常熔断。当不同的电流流过熔断体30时其电阻会发生变化，同时产生热量，在温度达到预定温度时熔断，保护后级电路，确保安全。
通常的情况下金属铜的熔点非常高，一般会达到1083.4摄氏度，通过在熔断体30部分渗入锡会把融化的反应温度控制在150-170摄氏度开始融化。渗锡过程中熔断体30的结构变化如图6所示，在刚开始时，铜基体与锡球都是固体状；随着温度的升高，进入第二阶段，铜基体依然为固体，锡球开始融化为液态，并开始向铜基体进行扩散；进入第三阶段时，部分铜基体也开始融化为液态，锡球持续向铜基体扩散，两者的混合部为固体和液体；在最后一个阶段，铜基体和锡球完全形成液态合金，等待冷却后即可形成铜、锡合的熔断体30。
除过熔断体30的材料外，通过将熔断体30设计为不同的形状也可以精确控制熔断体30的电阻值。根据不同的熔断温度和熔断时间要求，可选地，如图1至图5所示，熔断体30可以为直杆形、“V”字形、“Z”字形、“S”形。另外，熔断体30也可以为片状体，片状的熔断体30沿其厚度方向开设有多个通孔。不同的熔断体30的形状在静态电流和动态电流下具有不同的电阻值，可以根据需要选择。
如图7所示，通过大量的数理统计和仿真设计可以得到熔断体30的电阻值分布与熔断时间的对应关系，从而可以根据熔断体30电阻值的不同判断出熔断电阻的熔断时间。通过熔断时间和熔断体30电阻值的对应关系，可以设计出不同的熔断时间的熔断电阻器，达到精准地控制产品参数的效果。
熔断体30的工作原理为：通常电路出现故障时元器件损坏，引起电路短路，这时电源就会被短路造成瞬间电流急剧增大，把设备器件进一步烧毁，会伴随冒烟着火的现象发生。要避免这些危险因素的产生就是要限制电流而且要安全的分断电流。如图8所示，实线部分为正常工作时的电流，虚线部分为没有使用熔断电阻或者熔断电阻没有正常工作时的电流。
如果熔断体30不熔断，电流在瞬间冲击会很大，一般为额定电流的十多倍，非常容易着火。但是如果熔断体30工作，在电阻变大的瞬间熔断就会把故障电流限制在安全的范围以内，本实施例的熔断体30可以在小于正常工作电流的半个周期内断开，一般对于50Hz的电源其分断时间为10ms，对于60Hz的电源其分断时间为8.3ms，能够快速起到断开电路，保护后级电路的作用。
熔断体30在具体工作时分为两个阶段，如图9和图10所示，在第一个阶段，即在t1至t2时间段内，熔断体30的阻值开始发生变化，产生的热能是I2RT，t1至t2时间段内产生的热能可以采用积分的方式计算出来。熔断体30的电阻随着温度的升高会逐渐增大，电阻增大导致产生的热量进一步增大，这是一个正反馈的过程，熔断体30由固态向液态变化，最终会变软成液态状；在第二个阶段内，即在t2至t3时间段内，液态状的合金体由于重力的作用会脱离熔断体30的本体，这时就会电离空气形成打火时间，两段熔断体30之间开始飞弧并继续灼烧后面的熔断体30，会伴随噼啪的响声和闪光，之后会完全的断开，形成安全的保护间隙，电源的电压全部加在第一连接端子10和第二连接端子20上。
如图11所示，为熔断体30在熔断过程中的温度变化。
如下表所示，为熔断体30在不同的电流下表现出的不同的熔断特性。
为了进行有效绝缘，从而方便使用，如图1至图5所示，在第一连接端子10和第二连接端子20的一端设置有绝缘外壳40，第一连接端子10和第二连接端子20的至少部分以及熔断体30位于绝缘外壳40内，绝缘外壳40内形成腔体结构，熔断体30位于腔体结构中，绝缘外壳40的壳壁上开设有与内部的腔体结构连通的通气孔41，从而使熔断体30暴露在空气中，熔断体30熔断时产生的热量能够通过通气孔41向外部散发，保证熔断时产生的热量能够安全泄放，确保整个电路不会产生明烟明火，确保熔断体30的在高电压下安全分断，保护后一级电路的安全。
通过对熔断体30材料的选择、结构设计以及对绝缘外壳40的结构设计，可以使熔断电阻器的设计电压达到250VDC/AC，甚至可以达到350V，完全满足工频电压下保护使用。同时，不同的结构合计和材料选择可以满足不同的电流要求，设计电流可以从40mA到上百安培。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种熔断电阻器，其特征在于，包括：
第一连接端子(10)和第二连接端子(20)；
熔断体(30)，分别与所述第一连接端子(10)和所述第二连接端子(20)连接；
其中，所述熔断体(30)为铜、锡合金体。
2.根据权利要求1所述的熔断电阻器，其特征在于，所述第一连接端子(10)和所述第二连接端子(20)为纯铜基体。
3.根据权利要求2所述的熔断电阻器，其特征在于，所述第一连接端子(10)、所述第二连接端子(20)和所述熔断体(30)为一体成型，所述熔断体(30)采用渗锡工艺形成铜、锡合金体。
4.根据权利要求1所述的熔断电阻器，其特征在于，所述熔断体(30)为直杆形。
5.根据权利要求1所述的熔断电阻器，其特征在于，所述熔断体(30)为“V”字形。
6.根据权利要求1所述的熔断电阻器，其特征在于，所述熔断体(30)为“Z”字形。
7.根据权利要求1所述的熔断电阻器，其特征在于，所述熔断体(30)为“S”形。
8.根据权利要求1所述的熔断电阻器，其特征在于，所述熔断体(30)为片状体，所述熔断体(30)沿其厚度方向开设有多个通孔。
9.根据权利要求1所述的熔断电阻器，其特征在于，所述熔断电阻器还包括：
绝缘外壳(40)，设置在所述第一连接端子(10)和所述第二连接端子(20)的一端，所述第一连接端子(10)和所述第二连接端子(20)的至少部分以及所述熔断体(30)位于所述绝缘外壳(40)内。
10.根据权利要求9所述的熔断电阻器，其特征在于，所述绝缘外壳(40)上开设有通气孔(41)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161214 |