專利名稱：多功能全自動(dòng)保險(xiǎn)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)，電路以及電器的安全保險(xiǎn)裝置，特別是涉及一種以恒溫電導(dǎo)互控普適效應(yīng)管(簡(jiǎn)稱溫電效應(yīng)管)為核心元件的交流或直流單相電路的多功能全自動(dòng)保險(xiǎn)器裝置。溫電效應(yīng)管的中國專利申請(qǐng)?zhí)?7106054。
現(xiàn)有的電路保險(xiǎn)和裝置主要有保險(xiǎn)絲、保險(xiǎn)管、熔斷絲(片)、限流繼電器、自動(dòng)開關(guān)等。在它們各自的不足之處當(dāng)中，有一個(gè)共同的缺陷就是當(dāng)合上電鍵時(shí)，沒有防止線路中沖擊電流過大的功能，即沒有從起步低電壓自動(dòng)升向高電壓的功能，因此易導(dǎo)致合閘時(shí)有害的高壓電離火花，也不利于延長電器的使用壽命。另一方面，這些保險(xiǎn)裝置尤其是前三種在電網(wǎng)中往往應(yīng)用于多級(jí)保險(xiǎn)，因此在后幾級(jí)的干路或者支路保險(xiǎn)絲過粗以及保險(xiǎn)設(shè)置不當(dāng)時(shí)，容易因超負(fù)荷或短路引起火災(zāi)。在日常生活用電以至工業(yè)用電中，通常的保險(xiǎn)裝置沒有防觸電傷人的功能，一般只具備電路或電器設(shè)備的保險(xiǎn)功能，所以無法保障帶電作業(yè)人員不慎觸電時(shí)的安全。關(guān)于自動(dòng)化方面，除限流繼電器(熱繼電器)和自動(dòng)開關(guān)具有半自動(dòng)的斷電功能外，其它三類保險(xiǎn)在熔斷之后，均需人工換修接通，可見，自動(dòng)復(fù)通是這些保險(xiǎn)裝置都沒有的功能。在應(yīng)用時(shí)，換修保險(xiǎn)的維修工作，是不少人們懼怕的事情，如某些家庭主婦。當(dāng)請(qǐng)電工修理時(shí)，固定保險(xiǎn)絲的螺釘也存在被熔斷時(shí)的電火花電氣腐蝕而不易被擰動(dòng)的現(xiàn)象;局部短路熔斷的保險(xiǎn)，換好保險(xiǎn)合閘時(shí)，還存在再次熔斷傷人的危險(xiǎn)。如果電壓達(dá)到380伏的工業(yè)用電甚至更高時(shí)，操作人員直接合閘已比較危險(xiǎn)，這時(shí)則采用低壓控制高壓的方式進(jìn)行合閘工作，這樣不僅增加了供電設(shè)備和維修工作，而且也不利于節(jié)能?？傊瑐鹘y(tǒng)的保險(xiǎn)及其裝置有著多方面的不足。
在種類繁多的現(xiàn)有保險(xiǎn)裝置中，除了上述傳統(tǒng)的主要保險(xiǎn)器件外，還有其它一些新品種擠身于這一行列之中，例如電冰箱保安器、漏電斷電器。這類新型裝置在電路、電器中主要發(fā)揮的是專門的保安(保險(xiǎn))功能，一般只具有單一功能的特點(diǎn)，所以適用范圍狹，如電冰箱保安器就是這樣的專用產(chǎn)品;漏電斷電器比前者的功能多點(diǎn)，具有漏電觸電的雙重保護(hù)功能，但是它同樣有保護(hù)范圍窄，工作環(huán)境要求嚴(yán)格和觸電保護(hù)不利的不盡人意之處。以中國柳州開關(guān)廠的DZL18-20型漏電斷路器產(chǎn)品為例其工作原理是對(duì)進(jìn)線電流I1和回線電流I2的矢量和不為零時(shí)作出的功能反應(yīng)，因此不適合于高頻交流的遠(yuǎn)距離保護(hù)，也不適用于人體同相線與零線形成觸電回路時(shí)的安全保護(hù)該型產(chǎn)品的工作環(huán)境要求-氣溫應(yīng)在區(qū)間〔-5℃，+40℃〕之內(nèi)，24小時(shí)的平均溫度小于+35℃，海拔不超過2000米，垂直安裝誤差不超過5°，外磁場(chǎng)小于地磁的5倍，無振動(dòng)等等。象這樣的產(chǎn)品，除了不能保護(hù)人體在同相線形成回路時(shí)的觸電安全，也不能確?！癥”字型觸電時(shí)的安全，即人體的一頭觸電，一頭接大地，再一頭接零線-這時(shí)流經(jīng)人體的電流是其(漏電)動(dòng)作電流的幾倍之多，而該產(chǎn)品的動(dòng)作電流根據(jù)不同的規(guī)格為10-30毫安。據(jù)有關(guān)醫(yī)學(xué)資料或物理電學(xué)知識(shí)介紹，即使電流不通過心臟，要確保觸電時(shí)人身安全、也就是觸電者能夠自救的電流應(yīng)小于20毫安?？傊?，漏電短路器的主要功能是在較窄的工作環(huán)境中防止漏電，附帶的功能是觸電保護(hù)，其保護(hù)效果只能是減小人身傷亡的概率而無法確保人身安全。
本發(fā)明為了解決好上述的許多問題，在中國專利申請(qǐng)87106054的f型溫電效應(yīng)管的基礎(chǔ)上，接入第二根觸液電極形成一種新的自動(dòng)化工作核心，并配合工作狀態(tài)調(diào)節(jié)裝置同特定的電極連接方式及其輔助件組成多功能全自動(dòng)的保險(xiǎn)器。多功能的目的1、電器沒工作時(shí)或者包括電器在內(nèi)的整個(gè)電路有故障時(shí)，本發(fā)明保護(hù)維修人員帶電做業(yè)或其他人員各種不慎觸電形式的人身安全;2、防止合閘初導(dǎo)通時(shí)沖擊電流過大;3、消除短路引起火災(zāi)的危險(xiǎn);4、能在排除故障后的一定時(shí)間內(nèi)自動(dòng)復(fù)通供電;5、具有限流繼電的功能。根據(jù)本發(fā)明的這些功能，還可以附帶出許多有益的實(shí)際作用，如各類家用電器的專門保護(hù)，超高壓電網(wǎng)的自動(dòng)化控制等。
本發(fā)明是如下實(shí)現(xiàn)的。
首先，在核心元件的結(jié)構(gòu)組成方面一、它即可以是具有波紋管等可調(diào)性的直管式f型構(gòu)造管，也可以是由上、下兩個(gè)泡室組成的c形狀的f型構(gòu)造管，如果上、下泡室具有相同半徑時(shí)則是啞鈴球式f型構(gòu)造管;二、在f型三極構(gòu)造的基礎(chǔ)上，再接入1-2根觸液電極，從而構(gòu)成按順序排列的a、b、c、(d)、e個(gè)電極的可調(diào)式溫電效應(yīng)管，一般觸液電極d不接入，只有在必要時(shí)作為b電極的輔助電極，所以本發(fā)明主要以4根電極的f型溫電效應(yīng)管為核心，特殊用作時(shí)也有以5根電極的f型管為核心;三、a、b兩電極組成開關(guān)電極，b又是調(diào)阻電極，c、e電極都是觸液電極(當(dāng)存在輔助電極d時(shí)，則d代替b成為調(diào)阻電極)，調(diào)阻功能是在b(d)與c、e之間形成的，為了配合波紋管伸縮量的變化，其下(末)端的e又是彈性或彈簧電極;四、根據(jù)實(shí)際需要，開關(guān)電極的a-b之間的開關(guān)區(qū)間，除設(shè)置在直管型的上端外，還可以設(shè)置在上泡室內(nèi)或上下泡室聯(lián)通的柄腔中;五、開關(guān)電極處的管內(nèi)(上泡室)真空區(qū)是這樣一個(gè)稀有(惰性)氣體的低氣壓，當(dāng)管內(nèi)溫度升到與外界溫差為某一個(gè)定值或定值區(qū)間時(shí)，真空區(qū)的低壓強(qiáng)轉(zhuǎn)變?yōu)榈扔诨虼笥诠芡鈿鈮旱母邏簭?qiáng);六、在稍高電壓上使用的本發(fā)明裝置，核心元件的b、c、e或c、d、e電極各自串接有特定阻值的電阻，a電極只有在特殊條件下才串接一個(gè)較小的電阻。
在電路接法方面七、b為本發(fā)明裝置的輸入電極，如果有輔助d電極，則b、d并聯(lián)一起為輸入端;八、沿核心管的中軸線附近，距金屬波紋管下的e電極為一個(gè)小距離的地方，設(shè)置一個(gè)同地線相聯(lián)的又可以微調(diào)該距離的金屬螺釘旋鈕;九、a、c電極并聯(lián)一起為本發(fā)明裝置的輸出電極即輸出相線，當(dāng)短路故障發(fā)生時(shí)，則a、c、e形成并聯(lián)電極。
在配合核心工作的輔助部件方面十、為把溫電效應(yīng)管這一核心部件安全地固定到外殼(罩)內(nèi)，除了固定架外，還有故定夾中由塑料、橡膠或其它軟彈性材料制造的墊環(huán);十一、微調(diào)節(jié)器是重要的輔助部件，它不僅用來校定導(dǎo)電液在標(biāo)值點(diǎn)上的零狀態(tài)位置，而且還可以根據(jù)實(shí)際需要，用來大范圍地調(diào)節(jié)限流繼電功能所控制的電流大小，以及調(diào)整本發(fā)明適用于很大氣溫變化的環(huán)境，如赤道熱帶或極地寒帶的氣溫環(huán)境;十二、對(duì)于波紋管或活塞式的可調(diào)性機(jī)械伸縮部件，微調(diào)節(jié)器一般采用機(jī)械動(dòng)作的螺旋微調(diào)部件，主要由螺母架及螺管微旋鈕組成，此外對(duì)其它的伸縮部件，還可以采用不同的機(jī)械方式或自動(dòng)方式完成微調(diào);十三、整個(gè)總裝的外殼或外罩是利于熱空氣對(duì)流的盒形部件，其主要部分是金屬導(dǎo)體，它通過金屬螺釘旋鈕或其它位置與地(零)線相接。如果本發(fā)明裝置是應(yīng)用于某個(gè)電器設(shè)備上，關(guān)于十三的保護(hù)外殼或外罩可以取消，但是它應(yīng)有一個(gè)利于散熱的環(huán)境。
本發(fā)明裝置的工作電路如

圖1A所示。以日常用電或普通工業(yè)用電為例，其多功能的保險(xiǎn)是-這樣實(shí)現(xiàn)的。
1、確保人身觸電安全無論人體與相線構(gòu)成的是回路觸電還是Y字型觸電，這一功能只有在工作電器未起動(dòng)時(shí)，或者電路-電器發(fā)生短路故障以及超限流斷電時(shí)才有效。這時(shí)，本發(fā)明輸出的相線電壓均很低，觸電電流可保證小于20mA。在工作電器未起動(dòng)的時(shí)候，因?yàn)槿说牟簧髟斐闪烁鞣N觸電回路都必須與b、c或d、c的電極電阻串聯(lián)，此時(shí)受串聯(lián)電阻壓降的作用，流經(jīng)人體及回路的電流都很小，所以很難使a、b開關(guān)電極導(dǎo)通;由于現(xiàn)代家電的功耗變化范圍很大，每支電器可以從幾瓦到幾百瓦甚至上千瓦，為了滿足給小功率的家電正常供電，家庭電路上的本發(fā)明裝置是可以用20mA的觸電電流接通a、b開關(guān)電極的，但是接通前會(huì)有一個(gè)足夠保證觸電者自己擺脫危險(xiǎn)的延遲時(shí)間。延遲時(shí)間的提供是由于小電流在溫電效應(yīng)管內(nèi)產(chǎn)生的電熱效應(yīng)較小，使導(dǎo)電液要用一定的膨脹時(shí)間才能接通a、b開關(guān)電極的。在短路故障或限流斷電發(fā)生的時(shí)候，輸出線路上的電壓會(huì)比未起動(dòng)電器時(shí)的電壓還低，以致于完全短路時(shí)故障點(diǎn)外圍的輸出線電壓為零，所以觸電時(shí)也就越不用擔(dān)心人身安全了。
2、防止合閘時(shí)沖擊電流過大起動(dòng)電器時(shí)，開關(guān)或閘刀剛接通的瞬間是由b(d)、c電極同電器串聯(lián)構(gòu)成的回路，此刻由于b或d同c電阻串聯(lián)電壓降的影響，則不會(huì)產(chǎn)生過大的沖擊電流。此后，導(dǎo)電液的膨脹上升使調(diào)阻阻值減小到只有c電阻的電壓降供電，導(dǎo)電液的再上升就完成了a、b開關(guān)電極的導(dǎo)通，使電器最終處于正常的工作狀態(tài)。這一從低電壓逐步升至正常供電電壓的過程，雖然在短時(shí)間內(nèi)完成的，象大功率家電一般不超過幾秒的時(shí)間，但是它對(duì)沖擊電流的減小卻可以達(dá)到原來的十多分之一至幾十分之一，甚至不足百分之一。此外，電路或電器處于完全短路或部分短路狀態(tài)而沒被發(fā)現(xiàn)，這時(shí)去接通開關(guān)或合上閘刀，就會(huì)產(chǎn)生前面說過的十分危險(xiǎn)的巨大沖擊電流。對(duì)于這種危險(xiǎn)狀態(tài)，一般的保險(xiǎn)器件都是在形成了巨大的沖擊電流之后才燒毀或象熱繼電器那樣斷開，而這些保險(xiǎn)的反應(yīng)卻在危險(xiǎn)發(fā)生了之后-傳統(tǒng)保險(xiǎn)的效果只是阻斷危險(xiǎn)(如引起火災(zāi))的延續(xù)。當(dāng)本發(fā)明裝置遇到這種情況時(shí)，由于溫電效應(yīng)管內(nèi)電阻壓降的影響，仍然不會(huì)形成有害的沖擊電流，并且隨著合上閘刀，會(huì)很快的自動(dòng)完成從小電流到大電流、再向短路保險(xiǎn)狀態(tài)的過渡。
3、防止短路起火本發(fā)明不僅在上述的合閘-短路狀態(tài)可以阻止沖擊電流過大，而且在a、b開關(guān)導(dǎo)通處于工作狀態(tài)的時(shí)候，若發(fā)生著短路故障，依然可以防止大電流引起的線路火災(zāi)。無論何種情況發(fā)生的短路，都有一個(gè)在a、b開關(guān)電極間通過大電流的瞬間，這一時(shí)刻，溝通a、b開關(guān)電極的金屬液導(dǎo)體已處于整個(gè)短路回路的最熱點(diǎn)、最敏感的狀態(tài)中，因此短路造成的大電流首先使a、b的部分液導(dǎo)體汽化，并迅速熱化溫電效應(yīng)管，尤其是上部的低氣壓室-結(jié)果，低氣壓室的壓強(qiáng)同時(shí)也就大于管外氣壓的壓強(qiáng)，隨之推動(dòng)波紋管伸長，并使導(dǎo)電液下降斷開a、b開關(guān)。波紋管的伸長使下端的e電極與微調(diào)接地的金屬旋鈕接通，這一勢(shì)態(tài)構(gòu)成了c極、e極電阻并聯(lián)之后又與b(d)極電阻串聯(lián)的負(fù)載回路，而這一負(fù)載是在核心管上形成的，并且負(fù)載的電熱足以維持這一管內(nèi)構(gòu)成的回路不變。由此可見，合閘-短路態(tài)的短路實(shí)際是一種假短路，故對(duì)合閘時(shí)的附近操作人員沒有危險(xiǎn);而工作時(shí)發(fā)生的短路，或者說a、b導(dǎo)通時(shí)發(fā)生的短路才是真短路，然而a、b開關(guān)導(dǎo)通的時(shí)刻也就是為短路做好應(yīng)變準(zhǔn)備的時(shí)刻，也是整個(gè)回路最敏感的時(shí)刻，因此也沒有引起火災(zāi)的危險(xiǎn)。再一方面，短路時(shí)的相線與零線一樣處于零電位狀態(tài)。
4、自動(dòng)復(fù)通短路故障發(fā)生時(shí)或電流超限額時(shí)，本發(fā)明在管內(nèi)形成了負(fù)載回路，這時(shí)只有在故障排除后，即c極的輸出相線與零線斷開或與超負(fù)載工作器斷開(也可以減小超負(fù)載的電負(fù)荷)之后，才形成了b(d)與e串聯(lián)的新的管內(nèi)回路;這一新回路的管內(nèi)電功熱不足以繼續(xù)維持住這一狀態(tài)，管內(nèi)的溫度同壓強(qiáng)便開始下降，最終使a、b開關(guān)電極自動(dòng)導(dǎo)通或重新回到未開啟工作器的供電狀態(tài)。由于管內(nèi)的熱擴(kuò)散同壓強(qiáng)下降不是很快進(jìn)行的，所以在故障排除后的自動(dòng)復(fù)通，一般需十多秒到幾十秒，以至更長的時(shí)間，這就為排除故障的人員脫離相線留有足夠的時(shí)間。對(duì)于本發(fā)明的通用裝置，自動(dòng)復(fù)通相線的電壓是逐漸上升的，這也會(huì)給遲留相線的人員以最后離開時(shí) 告警信號(hào)。
5、限流繼電當(dāng)電流超負(fù)荷時(shí)，限流斷電往往同短路故障的情況一樣，只有當(dāng)實(shí)際的電流值稍超過限流值或在限流值上起伏波折時(shí)，自動(dòng)處理的情況才與短路情況不一樣，也就是在這種狀況中，開關(guān)電極a、b容易發(fā)生斷續(xù)現(xiàn)象。斷續(xù)現(xiàn)象的結(jié)束，只有在再次試接通時(shí)的電流量小于限流值或更大時(shí)，前者則恢復(fù)正常供電，后者則自動(dòng)處于短路狀態(tài)。
本發(fā)明與現(xiàn)有保險(xiǎn)裝置相比，除了功能多、自動(dòng)化處理故障能力強(qiáng)外，還有通過這五大功能表現(xiàn)出的-顯著的優(yōu)點(diǎn)。1、在電器沒起動(dòng)時(shí)或故障發(fā)生時(shí)，無論是何種回路的觸電都可以確保人身的安全，因?yàn)檫@時(shí)正是維修人員與電路、電器接觸的主要時(shí)候，也是觸電傷亡最多的時(shí)候，這點(diǎn)即是漏電斷路器沒有的功能，也是其它傳統(tǒng)保險(xiǎn)無法相比的優(yōu)點(diǎn)。2、從短路故障的排除到自動(dòng)正常供電約需十多秒以上的時(shí)間，這時(shí)間會(huì)給帶電作業(yè)提供安全操作的方便，這個(gè)功能是現(xiàn)有技術(shù)沒有的。3、防止沖擊電流過大，尤其是用一個(gè)本發(fā)明裝置保安一臺(tái)電器時(shí)，不僅能有效地防止沖擊電流火花的危害，阻止電火花擊傷合閘的人員，而且還能減少所控制的真空電器的老化，成倍地延長它們的使用壽命，減小沖擊電流的好處，也是一些電機(jī)設(shè)備歡迎的;這一功能也可以防止不正常的間續(xù)供電對(duì)電器設(shè)備產(chǎn)生的壞處。4、防止沖擊電流過大，讓合閘時(shí)微小電火花的形成降低到最低限度，以致完全消除電火花，這一功能為在易燃易爆的環(huán)境中使用本發(fā)明，提供了安全的保險(xiǎn)。5、短路起火，這是電引起火災(zāi)的一個(gè)主要方面，本發(fā)明能夠有效地自動(dòng)處理短路故障，這對(duì)消除這方面的火災(zāi)危害具有十分突出的優(yōu)點(diǎn);由于本發(fā)明是通過導(dǎo)電液接通a、b開關(guān)的，所以它比現(xiàn)有的熱繼電器利用固態(tài)熱敏感部位處理短路或處理電流超限更為靈敏有效。6、自動(dòng)復(fù)通的功能，不僅有效地解決了人們換修保險(xiǎn)的麻煩，也給那些怕電的人們尤其是怕動(dòng)電的家庭主婦解除了不便之憂。這一優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)有的保險(xiǎn)裝置無法相比的。7、自動(dòng)復(fù)通，除了對(duì)家庭自動(dòng)化供電有好處，而且對(duì)大型電網(wǎng)的自動(dòng)化控制也會(huì)有重要的益處;特別是，本發(fā)明對(duì)超高壓輸電線的無人控制和自動(dòng)保險(xiǎn)，提供了可以選擇的手段。8、在限流繼電上，優(yōu)點(diǎn)5只說明了本發(fā)明比現(xiàn)有熱繼電器靈敏的方面，另一方面，本發(fā)明的開關(guān)斷通是在管內(nèi)完成的，所以不會(huì)產(chǎn)生現(xiàn)有的繼電器那種有害的電火花。9、根據(jù)本發(fā)明的多功能同自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)，以及核心元件即可以大型化、又可以微形化的特點(diǎn)，讓它在某些特殊的領(lǐng)域或者某些專門的設(shè)備上，一定能發(fā)揮獨(dú)特的作用。例如可考慮應(yīng)用于昂貴的計(jì)算機(jī)集成線路板以至于集成芯片的保護(hù)，海底高壓輸電電纜的保護(hù)。
根據(jù)電路原理圖和各個(gè)附圖所示，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地說明。
圖1A是根據(jù)4根電極的本發(fā)明裝置繪制的工作電路示意圖?！?〕端是輸入相線同輸入零線，〔2〕端是輸出相線同零線，〔3〕是本發(fā)明裝置的核心-溫電效應(yīng)管，它有a、b、c、e4個(gè)電極，其波紋管〔4〕，導(dǎo)電液〔5〕，上泡室〔6〕，下液(泡)室〔7〕，柄腔部〔8〕;下面是閘刀或電器開關(guān)〔9〕，工作電器〔10〕。圖1B是本發(fā)明裝置的電路圖專用符號(hào)，〔11〕表示管體及其電極，符號(hào)內(nèi)a、b電極端各有一個(gè)小圓圈表示由這兩個(gè)電極組成的開關(guān)電極，〔12〕的彈簧符號(hào)即表示可以機(jī)械伸縮的波紋管，也表示e電極是一種彈性電極。這些符號(hào)的示意，扼要地說明了本發(fā)明裝置的幾個(gè)要點(diǎn);此外，如果有d電極，則還要在管體上加一根電極引線的示意符。
在實(shí)際應(yīng)用的許多方面，僅靠導(dǎo)電液構(gòu)成電極的特定阻值還不可能達(dá)到要求，這時(shí)就要在管內(nèi)電極上接入特制的電極電阻。一般，根據(jù)不同的需要，應(yīng)用于約50V-100V以上的電網(wǎng)或電路的本發(fā)明裝置，有關(guān)電極上就要接入特制的電阻。圖2A就是本發(fā)明應(yīng)用于110V-240V的不同標(biāo)準(zhǔn)的日常生活用電的溫電效應(yīng)管示意結(jié)構(gòu)圖。為了維持住家用小功率電器的正常供電，開關(guān)電極a、b處就要有較大的電功熱，這一電功熱就由a電極〔13〕上的特制電阻〔14〕提供。為了確保觸電時(shí)的人身安全同其它功能的需要，b電極〔15〕上應(yīng)有一個(gè)特定阻值的電阻〔16〕，c電極〔17〕上也應(yīng)有另一個(gè)特定電阻〔18〕;在工作電器未開啟前，〔16〕與〔18〕串聯(lián)構(gòu)成的電壓降可確保觸電者的安全，同樣處于功能上的需要，彈性e電極〔19〕自身是電阻或者是串聯(lián)一個(gè)特定電阻〔20〕。當(dāng)有輔助電極d〔21〕存在時(shí)，它的特定電阻〔22〕就可以取代〔16〕，而b電極這時(shí)往往就是沒有電阻的電極，如圖2B。
考慮到波紋管〔4〕的造價(jià)比較高，而且它與玻管體〔7〕的牢固封接也不是一件易事，所以為了能在普通的電路、電器上使用本發(fā)明，對(duì)波紋管這樣的伸縮體的改革是必要的。圖3A是一種具有活塞式伸縮部件的溫電效應(yīng)管，它的微調(diào)節(jié)器可以同波紋管一樣，不同部分是活塞室〔23〕，活塞〔24〕，活塞限位角或限位突體〔25〕，聯(lián)通e極與下液室的活塞桿導(dǎo)體或半導(dǎo)體〔26〕，也可以說〔26〕是e極的一個(gè)部分。圖3B是一種具有導(dǎo)電膜式的伸縮部件的溫電效應(yīng)管，它更為廉價(jià)簡(jiǎn)單，而調(diào)節(jié)器也可以減化設(shè)計(jì)成自動(dòng)型的;〔27〕為導(dǎo)電膜，它可用特種金屬、導(dǎo)電橡膠或?qū)щ娝芰现谱龀汕蚬谛危瑸楸阌诠ぷ?，金屬膜或?qū)щ娝芰夏み€應(yīng)該成形為同心圓槽，〔28〕是受環(huán)境溫度影響的熱脹冷縮式或熱縮冷脹式自動(dòng)調(diào)節(jié)部件，〔28〕也可以是自動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。這樣一來，包括波紋管在內(nèi)，本發(fā)明共可以選擇三種不同伸縮部件的溫電效應(yīng)管為核心。這三者的比較特點(diǎn)是以波紋管構(gòu)成的核心部件的靈敏度高，適用于大小功率的保險(xiǎn)上;活塞式構(gòu)成的核心部件靈敏度稍次于前者，這是因?yàn)榛钊c活塞壁之間要嚴(yán)格密封，以保證任何時(shí)候管內(nèi)與管外隔絕，優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)低，自身功耗小，也適用于大小功率的保險(xiǎn)上，而且易于一般工藝生產(chǎn)、也比前者利于自動(dòng)化的大生產(chǎn);用導(dǎo)電膜構(gòu)成的核心部件，優(yōu)點(diǎn)是靈敏度好，造價(jià)低廉，易于各種條件的生產(chǎn)，不足點(diǎn)是導(dǎo)電橡膠(導(dǎo)電塑料)容易老化，又不耐電熱高溫，所以使用壽命短，并且只能應(yīng)用于單電器或小功率的保險(xiǎn)方面。
當(dāng)b電極是調(diào)阻電極時(shí)，其電極出頭〔15〕與電阻〔16〕構(gòu)成的直角不利于生產(chǎn)中的制造，特別是由圖4所示a、b電極的開關(guān)區(qū)〔29〕在柄腔時(shí)，生產(chǎn)制造就更為困難。這時(shí)，就要求把b極電阻設(shè)計(jì)成安置于柄腔內(nèi)壁的膜電阻〔30〕;電阻膜〔31〕，絕緣防護(hù)層〔32〕，玻管柄壁〔33〕。
圖5為本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)總圖。固定部件有固定夾墊環(huán)〔34〕，固定架〔35〕。導(dǎo)電液的指示溫電效應(yīng)管〔3〕的柄部零點(diǎn)刻度同調(diào)節(jié)范圍〔36〕。微調(diào)節(jié)系統(tǒng)主要由螺母架〔37〕和螺管微旋鈕〔38〕組成，為便于熱對(duì)流，〔38〕下有氣孔〔39〕，同時(shí)也為便于手動(dòng)調(diào)節(jié)，〔38〕上端有一旋鈕盤〔40〕;為配合微調(diào)節(jié)器的工作，該波紋管下粘接有阻擋盤〔41〕?！?2〕為微調(diào)節(jié)觸e距離的金屬螺釘旋鈕，為便于手動(dòng)調(diào)節(jié)這一螺釘，螺釘頭上有碟形片〔43〕。在輸入或輸出相線中，為便于同地線相接的外殼絕緣，進(jìn)線或出線孔均有絕緣橡膠防護(hù)墊〔44〕，〔45〕為輸入或輸出聯(lián)接線;為保證殼內(nèi)的良好熱對(duì)流，外殼〔46〕上有小百葉窗口〔47〕或者其它透氣孔。地線(或零線)〔48〕一般由普通螺釘〔49〕固定于〔46〕的任何部位。
本發(fā)明的最好實(shí)現(xiàn)方式，各個(gè)部分是1、電極與導(dǎo)電液，電極〔13、15、17、19、21〕選用不銹鋼、鈦、鎢及其鎢合金材料等，電極電阻〔14、16、18、22〕選用鈦的同系氧化物TinO2n-1或者碳的合成型半導(dǎo)體電阻材料，e極電阻〔20〕選用高電阻率金屬材料，中、小功率上的本發(fā)明裝置的導(dǎo)電液選用汞或汞鉈合金，大功率的則可以選用堿金屬導(dǎo)電液等;2、圖3A型裝置，活塞〔24〕選用與玻管體〔3〕相同熱脹系數(shù)的電真空玻璃，〔26〕可選用高電阻率金屬材料、碳的合成型半導(dǎo)體材料或其它高電阻率的導(dǎo)電材料;3、導(dǎo)電橡膠膜與玻管體采用粘接方式或彈性緊錮方式封接。
在應(yīng)用方面，本發(fā)明的最好實(shí)施方式是4、波紋管式的溫電效應(yīng)管可應(yīng)用于大、中、小功率保險(xiǎn)的本發(fā)明裝置中，但不適用于微型電路、電器上-主要是微型波紋管難以制造，也不適宜于超高壓輸電網(wǎng)上-主要是節(jié)能效果比另兩種差;5、活塞式的溫電效應(yīng)管應(yīng)用范圍最廣，它可適用于超、大、中、小、微的五個(gè)保險(xiǎn)方面的本發(fā)明裝置中，它用于超高壓電網(wǎng)上，節(jié)能效果好，〔24〕帶動(dòng)e極的伸縮量大，而應(yīng)用于微型保險(xiǎn)方面，又易于制做;6、導(dǎo)電橡膠膜的溫電效應(yīng)管適用于小、微型功率保險(xiǎn)的本發(fā)明裝置中，特殊情況也可以適用于中型功率的保險(xiǎn)上，它在小型、微型功率的保險(xiǎn)上，具有靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)，所以主要利于用在精密電器的保安方面。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)電路、電器的保險(xiǎn)裝置，特別是一種由恒溫電導(dǎo)互控普適效應(yīng)管為核心元件的電網(wǎng)、電路或電器的多功能保險(xiǎn)裝置，其特征是4-5根電極的核心元件具有由波紋管[5]，活塞系統(tǒng)或?qū)щ娔27]之一構(gòu)成的因管內(nèi)壓強(qiáng)變化而可以伸縮的調(diào)節(jié)部件，元件的中部或柄部設(shè)有一個(gè)定位固定器，以及配合核心元件工作的一個(gè)微調(diào)器系統(tǒng)和一個(gè)與e極相對(duì)的接地觸頭[42]。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能全自動(dòng)保險(xiǎn)器，其特征是波紋管由不銹鋼制造、活塞系統(tǒng)包括活塞室〔23〕、活塞〔24〕、活塞限位角〔25〕與活塞桿〔26〕，導(dǎo)電膜〔27〕由特種金屬、導(dǎo)電橡膠或?qū)щ娝芰现瞥傻那蚬谛文ぁ?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求2所述部件，活塞室〔23〕同活塞〔24〕為同樣的熱膨脹系數(shù)材料，活塞桿〔26〕為高電阻率的金屬材料或其它半導(dǎo)體材料，導(dǎo)電液〔5〕與e極由導(dǎo)體或半導(dǎo)體的活塞桿(芯)〔26〕接通，金屬或塑料制的導(dǎo)電膜為同心圓槽形成的球冠表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能全自動(dòng)保險(xiǎn)器，其特征是管體〔3〕分直管形，啞鈴球形或上下泡室非對(duì)稱的葫蘆形，相應(yīng)地，開關(guān)標(biāo)值點(diǎn)〔29〕位于直管形的上部，上泡室內(nèi)或柄腔〔8〕內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能全自動(dòng)保險(xiǎn)器，其特征是對(duì)于使用電壓超過50-100伏特的本發(fā)明，其多數(shù)電極以至全部電極擁有自己的串接電阻〔14、16、18、20、22〕，而固定器由墊環(huán)〔34〕、固定夾和固定架〔35〕組成，微調(diào)節(jié)系統(tǒng)由螺母架〔37〕，螺管微旋鈕〔38〕以及粘接于波紋管〔5〕下端或活塞桿下端的阻擋盤〔41〕同調(diào)節(jié)指示范圍〔36〕組成，或者由自動(dòng)調(diào)節(jié)器組成，觸頭〔42〕為可以調(diào)節(jié)對(duì)e極距離的螺釘。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所示的多功能全自動(dòng)保險(xiǎn)器，其特征是b極電阻〔16〕或d極電阻〔22〕由線材電阻絲或者腔壁內(nèi)的電阻膜〔31〕構(gòu)成，a電極〔13〕和b電極〔15〕是開關(guān)電極，e極由高電阻率的合金材料或半導(dǎo)體材料制成，其它a，b，c，d4個(gè)電極電阻由鈦的同系氧化物或者碳的合成形半導(dǎo)體材料制造。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所示的多功能全自動(dòng)保險(xiǎn)器，其特征是螺管微旋鈕〔38〕上有熱氣對(duì)流孔〔39〕和旋鈕盤〔40〕，調(diào)節(jié)范圍有零點(diǎn)刻度同上下限值刻度，自動(dòng)調(diào)節(jié)器由隨環(huán)境溫度做特定線性變化的〔28〕部件和固定端組成，〔42〕螺釘頭設(shè)有可以手動(dòng)調(diào)節(jié)的碟形片。
8.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求6所述的多功能全自動(dòng)保險(xiǎn)器，其特征是b電極〔15〕或者b電極和d電極〔21〕一起并聯(lián)為輸入電極，a電極〔13〕同c電極〔17〕一起并聯(lián)為輸出電極，e電極〔19〕為故障時(shí)觸地保護(hù)的彈性電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能全自動(dòng)保險(xiǎn)器，其特征是導(dǎo)電液〔5〕為汞，汞鉈合金或堿金屬類，真空室〔6〕為低壓惰性(稀有)氣體，其壓強(qiáng)值在故障發(fā)生時(shí)大于外界壓強(qiáng)值。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能全自動(dòng)保險(xiǎn)器，其特征是接地〔48〕的保護(hù)罩〔46〕有多個(gè)小百葉窗口或其它熱氣交換口〔47〕。
全文摘要
多功能全自動(dòng)保險(xiǎn)器是以中國申請(qǐng)?zhí)?7106054的溫電效應(yīng)管為核心，結(jié)合特定的電極連接方式同工作狀態(tài)調(diào)節(jié)裝置及輔助件組成的電路-電器保險(xiǎn)器，其多功能是通過f管的溫、電、壓的相互關(guān)系反應(yīng)電路中的各種故障和不利情況，自動(dòng)地完成其保險(xiǎn)措施。在日常和工業(yè)用電上，它具防短路起火、減緩初導(dǎo)沖擊電流、自動(dòng)復(fù)通和限流斷電等功能。
文檔編號(hào)H01H87/00GK1036293SQ8810172
公開日1989年10月11日 申請(qǐng)日期1988年3月29日 優(yōu)先權(quán)日1988年3月29日
發(fā)明者周勝剛 申請(qǐng)人:周勝剛