本發(fā)明屬于低壓電器，具體涉及一種電的融合保護(hù)電器。

背景技術(shù)：

1、在雙碳戰(zhàn)略推動(dòng)下，隨著風(fēng)電、光伏等新能源和儲(chǔ)能爆發(fā)式增長(zhǎng)及向更大容量發(fā)展，為獲取更大的功率和更低的成本，需要將直流系統(tǒng)的高壓提升的更高，直流側(cè)電壓提升到dc2000v以上甚至更高電壓；隨著功率的提升，系統(tǒng)所需的變壓器或電池容量也越來(lái)越大，極間或相間短路時(shí)，產(chǎn)生的短路電流也越來(lái)越大，短路電流達(dá)到50ka以上。

2、高電壓+大短路電流的系統(tǒng)需要一種分?jǐn)嗨俣瓤?、成本低、安全性高、可靠性好的保護(hù)電器，斷路器作為低壓直流的關(guān)鍵保護(hù)設(shè)備，因此斷路器直流故障開(kāi)斷和保護(hù)技術(shù)是確保新能源系統(tǒng)安全運(yùn)行的決定性因素。

3、現(xiàn)有方案大都采用隔離開(kāi)關(guān)+熔斷器的上下串連組合而成，該方案在實(shí)際應(yīng)用中存在一些不足，一方面，熔斷器在供電系統(tǒng)處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，始終處于通電狀態(tài)，熔斷器工作時(shí)產(chǎn)生的溫升較高，將對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行產(chǎn)生不利影響，也將消耗一部分回路功耗；另一方面，目前在儲(chǔ)能或光伏系統(tǒng)應(yīng)用的熔斷器，為解決溫升過(guò)高問(wèn)題，大都采用大于額定電流170％以上進(jìn)行配置，這將導(dǎo)致系統(tǒng)存在保護(hù)有死區(qū)，此外需選用規(guī)格較大熔斷器，會(huì)造成開(kāi)關(guān)保護(hù)設(shè)備體積較大及熔斷器成本較高問(wèn)題，已不能適應(yīng)新能源以更安全、可靠、成本低為主要的需求?，F(xiàn)有斷路器結(jié)構(gòu)如采用滅弧柵片區(qū)空氣介質(zhì)絕緣的滅弧系統(tǒng)，也很難開(kāi)斷如此高的電壓和短路電流，只能將體積做的更大，但失去了經(jīng)濟(jì)性。此外斷路器機(jī)械開(kāi)關(guān)，其開(kāi)斷能力不足、開(kāi)斷時(shí)間長(zhǎng)，已不能適用新能源的發(fā)展和需求，固態(tài)斷路器具有體積小、使用壽命長(zhǎng)、動(dòng)作速度快等特點(diǎn)，能夠在故障電流上升到危害電力設(shè)備前就能將故障線路切斷，但固態(tài)斷路器存在損耗大、成本高等問(wèn)題，不適合大規(guī)模應(yīng)用。國(guó)外少數(shù)直流快速斷路器可實(shí)現(xiàn)毫秒內(nèi)故障隔離，但價(jià)格昂貴，并存在技術(shù)壁壘。

4、熔斷器為一次性使用的產(chǎn)品，斷路器為可重復(fù)性使用的產(chǎn)品，熔斷器的安秒特性能更好分?jǐn)喔唠妷汉痛蠖搪饭收想娏鳎瑪嗦菲骺啥啻畏謹(jǐn)嗟瓦^(guò)載故障電流和進(jìn)行正常分閘和合閘，這兩者的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)都很明顯。如何將熔斷器和斷路器的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行融合，創(chuàng)新一種新的機(jī)理電器，是低壓電器行業(yè)亟待解決的重大的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于上述背景，本發(fā)明提供一種電的融合保護(hù)電器，通過(guò)斷路器與熔斷器串聯(lián)、并聯(lián)組合的方式，以及設(shè)置了常開(kāi)型開(kāi)關(guān)，熔斷器在正常電流工作時(shí)不能參與導(dǎo)電，大電流、高電壓故障時(shí)接入熔斷器回路，解決了大電流、高電壓系統(tǒng)開(kāi)斷問(wèn)題及熔斷器串聯(lián)在回路中溫升高、冶金效應(yīng)等問(wèn)題。同時(shí)將熔斷器小型化。以此滿足新能源+儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用的需求，并且無(wú)需頻繁對(duì)融合保護(hù)電器進(jìn)行維護(hù)，提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低了維護(hù)成本。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種電的融合保護(hù)電器，至少包括斷路器、至少一個(gè)熔斷器及其他元件，所述斷路器至少包括絕緣外殼、至少一個(gè)斥力型靜觸頭、動(dòng)觸頭、至少一個(gè)滅弧室、操作機(jī)構(gòu)、第一接線端、第二接線端，所述熔斷器的兩端至少設(shè)置一個(gè)常開(kāi)型開(kāi)關(guān)裝置，常開(kāi)型開(kāi)關(guān)裝置與熔斷器組成常開(kāi)型熔斷器裝置，所述常開(kāi)型熔斷器裝置的兩端連接在所述兩個(gè)斥力型靜觸頭之間或連接在一個(gè)斥力型靜觸頭與動(dòng)觸頭之間或兩個(gè)斥力型靜觸頭與動(dòng)觸頭之間或連接在所述第一接線端與第二接線端之間或第一接線端與動(dòng)觸頭之間或第二接線端與動(dòng)觸頭之間；所述常開(kāi)型開(kāi)關(guān)裝置被所述動(dòng)觸頭或/和電磁裝置直接或間接地驅(qū)動(dòng)閉合

4、以此方式，實(shí)現(xiàn)熔斷器在正常電流工作時(shí)不參與導(dǎo)電，防止了熔斷器溫升忽高忽低，熔斷器也不會(huì)產(chǎn)生冶金效應(yīng)，保證了熔斷器在分?jǐn)喙收想娏鲿r(shí)的可靠性和安全性，且功耗低、體積小、成本低。

5、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，至少有一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)的常開(kāi)型開(kāi)關(guān)裝置，適于接通單個(gè)或多個(gè)熔斷器；所述常開(kāi)型開(kāi)關(guān)裝置所承受的額定沖擊耐壓(uimp)值不低于7000v，以使得所述常開(kāi)型開(kāi)關(guān)裝置未接通時(shí)不會(huì)被電壓擊穿。

6、在上述實(shí)施例中，有效提高了斷路器的分?jǐn)嗄芰Α?/p>

7、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述常開(kāi)型開(kāi)關(guān)裝置至少設(shè)置有第二靜觸頭、第二動(dòng)觸頭。

8、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述斥力型靜觸頭和動(dòng)觸頭的導(dǎo)體截面積比所述第二靜觸頭和第二動(dòng)觸頭的導(dǎo)體截面積大。

9、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述熔斷器的額定電流值比所述斷路器的額定電流值小。

10、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述動(dòng)觸頭為旋轉(zhuǎn)式單斷點(diǎn)或旋轉(zhuǎn)式雙斷點(diǎn)。

11、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述動(dòng)觸頭的接觸片至少為一片或多片并聯(lián)。

12、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述動(dòng)觸頭的接觸片為多片時(shí)，設(shè)置有弧觸頭先于所述接觸片與所述斥力型靜觸頭相接觸，適于分?jǐn)啻箅娏鲿r(shí)保護(hù)所述接觸片不受電弧侵蝕。

13、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述動(dòng)觸頭為旋轉(zhuǎn)雙斷點(diǎn)時(shí)，動(dòng)觸頭上設(shè)置有與所述熔斷器直接或間接連接的連接導(dǎo)體，以使得大電流故障時(shí)電弧電流轉(zhuǎn)移至熔斷器回路。

14、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述動(dòng)觸頭為旋轉(zhuǎn)雙斷點(diǎn)時(shí)，所述連接導(dǎo)體與所述動(dòng)觸頭的中間的單片接觸片或者多片接觸片和/或弧觸頭連接。

15、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述連接導(dǎo)體與所述接觸片或/和弧觸頭的連接為固定連接或活動(dòng)連接。

16、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述動(dòng)觸頭上設(shè)有動(dòng)觸頭強(qiáng)制隔弧裝置，以使得分?jǐn)啻箅娏鞴收蠒r(shí)電弧被迅速拉長(zhǎng)。

17、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述動(dòng)觸頭強(qiáng)制隔弧裝置包括隔弧罩及用于使所述隔弧罩在分?jǐn)酄顟B(tài)時(shí)能夠罩住所述動(dòng)觸頭的復(fù)位扭簧，所述隔弧罩上設(shè)有限位凸臺(tái)。

18、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述限位凸臺(tái)在所述滅弧室中的產(chǎn)氣材料限位孔內(nèi)滑動(dòng)。

19、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述斥力型靜觸頭至少設(shè)置有導(dǎo)電體和合金觸點(diǎn)，所述導(dǎo)電體的至少部分結(jié)構(gòu)為u形，設(shè)置所述合金觸點(diǎn)的導(dǎo)電體流過(guò)的電流方向與其相對(duì)的導(dǎo)電體上流過(guò)的電流方向相反；所述斥力型靜觸頭與第一接線端或第二接線端相連接。

20、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，設(shè)置所述合金觸點(diǎn)的導(dǎo)電體上設(shè)置有與所述熔斷器直接或間接連接的第二連接導(dǎo)體，以使得大電流故障時(shí)電弧電流轉(zhuǎn)移至熔斷器回路。

21、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述斥力型靜觸頭上設(shè)置有斥力型靜觸頭強(qiáng)制隔弧裝置，以使得分?jǐn)啻箅娏鞴收蠒r(shí)電弧被迅速拉長(zhǎng)。

22、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述斥力型靜觸頭強(qiáng)制隔弧裝置包括第二隔弧罩、至少一個(gè)用于在動(dòng)觸頭斥開(kāi)時(shí)使所述第二隔弧罩罩住所述斥力型靜觸頭的驅(qū)動(dòng)桿，所述第二隔弧罩上設(shè)有凸臺(tái)。

23、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述驅(qū)動(dòng)桿的上設(shè)有第一孔和第二孔，所述第一孔與所述第二隔弧罩上的凸臺(tái)連接，所述第二孔與所述動(dòng)觸頭的接觸片上設(shè)有的凸臺(tái)連接。

24、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述常開(kāi)型開(kāi)關(guān)裝置至少還設(shè)置有彈性件。

25、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述彈性件直接或間接作用在第二動(dòng)觸頭上，所述彈性件為所述第二動(dòng)觸頭提供遠(yuǎn)離所述第二靜觸頭的力。

26、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述常開(kāi)型開(kāi)關(guān)裝置設(shè)置有多連桿機(jī)構(gòu)和脫扣件，所述脫扣件解鎖帶動(dòng)所述多連桿機(jī)構(gòu)動(dòng)作從而驅(qū)動(dòng)所述常開(kāi)型開(kāi)關(guān)裝置閉合。

27、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述多連桿機(jī)構(gòu)上設(shè)置有第二彈性件，所述第二彈性件和第二動(dòng)觸頭連接，所述第二彈性件為所述第二動(dòng)觸頭提供靠近所述第二靜觸頭實(shí)現(xiàn)閉合的驅(qū)動(dòng)力。

28、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述脫扣件與多連桿機(jī)構(gòu)活動(dòng)連接，所述電磁裝置或動(dòng)觸頭直接或間接驅(qū)動(dòng)所述脫扣件與多連桿機(jī)構(gòu)脫離，使多連桿機(jī)構(gòu)在所述第二彈性件的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)所述第二動(dòng)觸頭向第二靜觸頭方向運(yùn)動(dòng)并與其閉合導(dǎo)電。

29、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述常開(kāi)型開(kāi)關(guān)裝置的絕緣保護(hù)裝置為空氣式、真空式或填充惰性氣體式。

30、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述動(dòng)觸頭與所述常開(kāi)型開(kāi)關(guān)裝置之前設(shè)置有動(dòng)觸頭驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，所述電磁裝置為拍合式電磁機(jī)構(gòu)。

31、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述動(dòng)觸頭周邊活動(dòng)地設(shè)置有連桿推動(dòng)件，所述動(dòng)觸頭在所述動(dòng)觸頭與斥力型靜觸頭共同所產(chǎn)生的電磁力作用下，動(dòng)觸頭斥開(kāi)后帶動(dòng)所述連桿推動(dòng)件運(yùn)動(dòng)。

32、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述連桿推動(dòng)件上一端設(shè)置有鉤狀凹陷部。

33、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述連桿推動(dòng)件直接或間接地驅(qū)動(dòng)所述第二動(dòng)觸頭或脫扣件運(yùn)動(dòng)。

34、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述拍合式電磁機(jī)構(gòu)至少設(shè)置有磁軛和銜鐵，所述磁軛和銜鐵套設(shè)在所述第一接線端或/和第二接線端上，以使得大電流流過(guò)時(shí)銜鐵與磁軛相吸合。

35、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述拍合式電磁機(jī)構(gòu)直接或間接驅(qū)動(dòng)所述常開(kāi)型開(kāi)關(guān)裝置進(jìn)行閉合運(yùn)動(dòng)。

36、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述拍合式電磁機(jī)構(gòu)與所述常開(kāi)型開(kāi)關(guān)裝置之間至少設(shè)置有一條第二驅(qū)動(dòng)桿，所述第二驅(qū)動(dòng)桿用于傳遞所述拍合式電磁機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)力。

37、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述熔斷器至少設(shè)置為一個(gè)或多個(gè)，適于所述斷路器與所述熔斷器的多種連接方式，包括單個(gè)所述熔斷器與單極所述斷路器并聯(lián)、單個(gè)所述熔斷器與單極所述斷路器中的動(dòng)觸頭一個(gè)斷點(diǎn)串聯(lián)一個(gè)斷點(diǎn)并聯(lián)、多個(gè)所述熔斷器與單極所述斷路器中的動(dòng)觸頭每一個(gè)斷點(diǎn)并聯(lián)。

38、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述操作機(jī)構(gòu)上連接有第二脫扣器，所述第二脫扣器與設(shè)置在第一接線端或第二接線端上的過(guò)電流保護(hù)驅(qū)動(dòng)件相連動(dòng)，所述過(guò)電流保護(hù)驅(qū)動(dòng)件為所述第二脫扣器過(guò)載和/或短路提供脫扣力。

39、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述過(guò)電流保護(hù)驅(qū)動(dòng)件有電磁式脫扣器、合金材料熱彎曲機(jī)構(gòu)。

40、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述過(guò)電流保護(hù)驅(qū)動(dòng)件直接或間接地驅(qū)動(dòng)第二脫扣器動(dòng)作。

41、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述常開(kāi)型開(kāi)關(guān)裝置設(shè)置在操作機(jī)構(gòu)后方。

42、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述第一接線端與第二接線端成90度至180度角設(shè)置。

43、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述熔斷器設(shè)置在操作機(jī)構(gòu)的兩側(cè)。

44、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述操作機(jī)構(gòu)或/和熔斷器被至少一個(gè)整體或分體地蓋罩住。

45、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述蓋上設(shè)置有熔斷器狀態(tài)指示孔和控制器。

46、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述其他元件還設(shè)置有二次端子、分勵(lì)脫扣器或欠壓脫扣器/失壓脫扣器的一種或多種的組合。

47、在上述實(shí)施例中，電的融合保護(hù)電器附件齊全，可以實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)或信號(hào)傳遞達(dá)到智能化。

48、在一優(yōu)選實(shí)施方式中，所述電的融合保護(hù)電器設(shè)置有安裝裝置，所述安裝置設(shè)置為一對(duì)側(cè)板時(shí)設(shè)置在所述電的融合保護(hù)電器的兩側(cè)，為其所述電的融合保護(hù)電器提供安裝及結(jié)構(gòu)支持。

49、本發(fā)明的有益效果如下：

50、1.熔斷器長(zhǎng)期工作物理特性不會(huì)變化：熔斷器的前或后端都設(shè)置了常開(kāi)型開(kāi)關(guān)，熔斷器在正常電流工作時(shí)不能參與導(dǎo)電，故此沒(méi)有熔斷器溫升忽高忽低的現(xiàn)象，所以，也就沒(méi)有使熔斷器產(chǎn)生冶金效應(yīng)的機(jī)理，所以，熔斷器的特征長(zhǎng)期使用也不會(huì)產(chǎn)生變化，保證了熔斷器在分?jǐn)喙收想娏鲿r(shí)的可靠性和安全性。

51、2.全電流分?jǐn)?，無(wú)保護(hù)死區(qū)：斷路器用于分?jǐn)囝~定、過(guò)載電流和較小的短路電流，熔斷器用于分?jǐn)喙收洗蠖搪冯娏?，斷路器與熔斷器分?jǐn)啾Ｗo(hù)，覆蓋全電流保護(hù)。

52、3.分?jǐn)嗄芰Ω撸簶O限分?jǐn)嗄芰τ扇蹟嗥鞯臉O限短路分?jǐn)嗄芰λ鶝Q定，最高可達(dá)250ka/dc2500v；目前塑殼式斷路器和框架式斷路器還沒(méi)有如此高的分?jǐn)嗄芰?，為全球首?chuàng)。

53、4.回路功耗低：沒(méi)有熔斷器參與回路導(dǎo)電，只有斷路器參與工作，回路中的功耗只有斷路器的功耗，故此功耗低。

54、5.成本低：比鐵路用高速斷路器或軍用混合(電子+機(jī)電式)的斷路器成本節(jié)約80％以上。比熔斷器+隔離開(kāi)關(guān)的組合還低：250ka/dc2500v的一個(gè)熔斷器市場(chǎng)價(jià)格為5000元以上，正、負(fù)極各一個(gè)，就得10000元以上，我們這個(gè)融合保護(hù)電器中采用的熔斷器只需要額定電流的60％以下，體積也只有上述熔斷器的50％以下，2只熔斷器的成本只需4000元左右，再是斷路器的成本比隔離開(kāi)關(guān)高1000元，這樣，融合保護(hù)電器的總成本也只有熔斷器+隔離開(kāi)關(guān)組合的40％左右。融合電器因無(wú)熔斷器+隔離開(kāi)關(guān)中間的銅導(dǎo)線連接排，節(jié)約銅排10kg以上，以及節(jié)約柜體的高度的成本、安裝費(fèi)用等等，這兩項(xiàng)節(jié)約成本1000元以上。每年中國(guó)的大型儲(chǔ)能變流在10萬(wàn)套以上，直接創(chuàng)造價(jià)值在7億元以上。

55、6.保護(hù)精度高：斷路器的本體或在配電系統(tǒng)應(yīng)用中的保護(hù)精度相同，都在±20％，而熔斷器在因考慮環(huán)境及溫升等因素在配電系統(tǒng)應(yīng)用中的保護(hù)精度在±30％以上。

56、7.防護(hù)等級(jí)高：熔斷器設(shè)置在塑料外殼內(nèi)部，人手不可觸及。

57、8.操作方便：可手動(dòng)進(jìn)行幾千次以上的人工操作或遙控電動(dòng)操作。

58、9.更換熔斷器方便而且安全：熔斷器保護(hù)分?jǐn)嗪?，絕緣外殼上有熔斷器分?jǐn)嘀甘荆僮魇直幱诜蛛x狀態(tài)，常開(kāi)型開(kāi)關(guān)也始終處于斷開(kāi)狀態(tài)，耐壓達(dá)到3000v以上，而且斷路器和機(jī)構(gòu)也處于分離狀態(tài)，只需打開(kāi)絕緣罩殼，擰開(kāi)螺母，更換上熔斷器即可完成更換工作。

59、10.附件齊全：可設(shè)置有二次端子、分勵(lì)脫扣器、欠壓脫扣器、失壓脫扣器多種附件，實(shí)現(xiàn)各種保護(hù)或信號(hào)傳遞達(dá)到智能化等，這在熔斷器這個(gè)產(chǎn)品上是不能實(shí)現(xiàn)的。

60、11.體積?。喝诤媳Ｗo(hù)電器的體積長(zhǎng)度只有熔斷器+隔離開(kāi)關(guān)組合電器60％。寬度與隔離開(kāi)關(guān)(dc2500都采用四極串聯(lián))相同或更小。

61、12.節(jié)約占地面積：能使成套柜的寬度減少1/3，使集裝箱的尺寸也大幅度減少，

62、13.節(jié)約運(yùn)輸成本：寬度的減少，也給運(yùn)輸?shù)恼加妹娣e大為減少。