本发明涉及高压直流熔断器的技术领域，尤其涉及一种主动断开熔断器及断开方法。其包括保护壳体、熔体和断路灭弧组件；熔体和断路灭弧组件设于保护壳体内，熔体的中部设有位于通孔内的狭颈，断路灭弧组件包括电磁铁锁、剪切移动块和蓄力弹簧；剪切移动块设于熔体底部，蓄力弹簧设于剪切移动块底部并保持蓄能压缩状态，在剪切移动块朝向电磁铁锁的一侧上设有第二连接孔，电磁铁锁插接于第二连接孔内；通过监测系统工作电流状态，控制熔断器内的断路灭弧组件运作，并使剪切移动块向上运动，从而机械切断熔体达到主动断开熔断器功能。
1.一种主动断开熔断器，其特征在于，该熔断器包括：
保护壳体(1)，其包括自上而下依次设置的熔断器上盖(11)、熔断器主体(12)和熔断器底板(13)，所述熔断器主体(12)上设有沿水平方向设置的开槽(14)、沿垂直方向设置的通孔(15)以及设于底部的第一空腔(16)；所述的通孔(15)位于熔断器主体(12)的中部，并竖向贯穿于开槽(14)；其中，所述的通孔(15)与第一空腔(16)之间设有相互连通的第一连接孔(17)；
熔体(2)，所述的熔体(2)设于开槽(14)内，且熔体(2)的两端均凸出于熔断器主体(12)；所述熔体(2)的中部设有位于通孔(15)内的狭颈(21)，且狭颈(21)的两端凸出或位于通孔(15)的内壁处；
以及断路灭弧组件，其包括电磁铁锁(31)、剪切移动块(32)和蓄力弹簧(33)；所述的剪切移动块(32)和蓄力弹簧(33)均设于通孔(15)内，且蓄力弹簧(33)压缩设于剪切移动块(32)底部，而电磁铁锁(31)设于第一空腔(16)内，且电磁铁锁(31)穿设过第一连接孔(17)与剪切移动块(32)进行连接，并在连接时限制剪切移动块(32)运动；
所述开槽(14)包括第一槽(141)和第二槽(142)，第一槽(141)设于熔断器主体(12)顶部并轴向连通于通孔(15)的一侧，第二槽(142)设于熔断器主体(12)顶部并轴向连通于通孔(15)的另一侧，第一槽(141)、通孔(15)与第二槽(142)的连通路径为Z字型；其中，设于开槽(14)内的熔体(2)其形状也同为Z字型；所述狭颈(21)设有若干个，并位于Z字型熔体(2)的中部，靠近第一槽(141)的狭颈(21)位于第一槽(141)和通孔(15)的连接处，靠近第二槽(142)的狭颈(21)位于第二槽(142)和通孔(15)的连接处；剪切移动块(32)的顶部设有Z字型的凹槽(323)，且熔体(2)的狭颈(21)设于凹槽(323)内；
其中，保护壳体(1)和剪切移动块(32)均采用绝缘材料；
所述的电磁铁锁(31)包括锁铁壳体(311)，凸出于锁铁壳体(311)的顶针(312)以及控制引脚（313），所述的顶针(312)的一端插接于第一连接孔(17)内；剪切移动块(32)设于通孔(15)内，且所述剪切移动块(32)的底部设有第二空腔(321)，所述的蓄力弹簧(33)设于第二空腔(321)并保持蓄能压缩状态，在剪切移动块(32)朝向电磁铁锁(31)的一侧上设有与第一连接孔(17)高度相同的第二连接孔(322)，所述的顶针(312)的一端在插接于第一连接孔(17)的同时，一同插接于第二连接孔(322)内；
熔断器控制引脚（313）可接收信号，主动断开熔断器的断开方法包括以下步骤：
S1、电流传感器检测熔断器在的主回路电流过流检测是否异常；
S2、当检测到异常时，熔断器控制引脚（313）接收信号，使电磁铁锁(31)开始工作，并驱动顶针(312)收缩；
S3、蓄力弹簧(33)在弹性势能的作用下释放压力，并将剪切移动块(32)顶起；
S4、剪切移动块(32)在被顶起的过程中将熔体(2)剪断；
2.根据权利要求1所述的一种主动断开熔断器，其特征在于，狭颈(21)采用合金材料，具体可使用银或锡。
3.根据权利要求1所述的一种主动断开熔断器，其特征在于，绝缘材料可为陶瓷或SMC或DMC耐高温的绝缘材料。
4.根据权利要求1所述的一种主动断开熔断器，其特征在于，保护壳体(1)上设有若干个竖向设置的螺栓(101)，通过螺栓(101)来连接熔断器上盖(11)、熔断器主体(12)和熔断器底板(13)，并在螺栓(101)上设置螺母(102)，用以进行固定。
5.根据权利要求1所述的一种主动断开熔断器，其特征在于，保护壳体(1)上设有排气孔（4）以及出线孔（5），控制引脚（313）穿过出线孔（5）。
6.一种如权利要求1所述的主动断开熔断器的断开方法，其特征在于，熔断器控制引脚（313）可接收信号，该方法包括以下步骤：S1、电流传感器检测熔断器在的主回路电流过流检测是否异常；
S2、当检测到异常时，熔断器控制引脚（313）接收信号，使电磁铁锁(31)开始工作，并驱动顶针(312)收缩；
S3、蓄力弹簧(33)在弹性势能的作用下释放压力，并将剪切移动块(32)顶起；
S4、剪切移动块(32)在被顶起的过程中将熔体(2)剪断；
一种主动断开熔断器及断开方法
技术领域
[0001] 本发明涉及高压直流熔断器的技术领域，尤其涉及一种主动断开熔断器及断开方法。
背景技术
[0002] 熔断器是指当电流超过规定值时，以本身产生的热量使熔体熔断，断开电路的一种电器。熔断器是根据电流超过规定值一段时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开；运用这种原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于高低压配电系统和
控制系统以及用电设备中，作为短路和过电流的保护器，是应用最普遍的保护器件之一。
[0003] 熔断器的金属熔体是一个易于熔断的导体。当电路发生过负荷或短路故障时，通过熔体电流增大，过负荷电流或短路电流对熔体加热，熔体由于自身温度超过熔点，在被保护设备的温度未达到破坏其绝缘之前熔化，将电路切断，从而使线路中的电气设备得到了
保护。
[0004] 熔断器的熔断过程大致上可分为四个阶段
[0005] 1、熔断器的熔体因通过超载电流或短路电流而发热，其温度上升到熔体合金材料的熔点，但熔体仍处于固态状，尚未开始熔化。
[0006] 2、熔体合金金属开始由固态向塑态及液态转化，由于此时熔体要吸收一部分（熔解热）热量，因此熔体温度一直保持为熔点。
[0007] 3、己熔化的金属被继续加热，直到其温度上至熔体气化点为止，此为第二次加热阶段。
[0008] 4、熔体金属断裂，出现间隙，间隙被电场击穿而产生电弧，直至电孤完全熄灭。
[0009] 这四个阶段实际上是两个连续的过程：未产生电弧之前的热量积累过程及熔断产生电孤以后的电弧过程。孤前过程的特征在于发热与熔化，也就是说，熔断器在此过程中的功能是对故障电流作出何种反应。很明显，故障电流越大，熔体温度上升就越快，弧前过程也就越短。反之，故障电流小，孤前过程自然就长些。
[0010] 当故障电流处于超载状态，超载电流越小，熔断器的工作的弧前状态越久，熔断器熔断时间越久，系统超载损伤无法短时间内切断。
[0011] 目前熔断器是在规定的电压条件下（电压、时间常数or功率因数），线路电流通过熔体，利用电流热积累效应，使熔体设置的电流感知点（狭颈）在约定时间里熔化断开并熄灭电弧，从而安全分断故障电流的被动保护器件，而熔断器熔断状态以及熔断时间均被动的由电路工作电流决定，在一些电流区间熔断器熔断时间不合理就无法对工作电路的元器
件起到保护作用。
发明内容
[0012] 为了解决上述的技术问题，本发明的目的是提供一种主动断开熔断器及断开方法，本发明专利主要通过监测系统工作电流状态，控制熔断器内的断路灭弧组件运作，并使其机械切断熔体达到主动断开熔断器功能。
[0013] 为了实现上述的目的，本发明采用了以下的技术方案：
[0014] 一种主动断开熔断器，该熔断器包括：
[0015] 保护壳体，其包括自上而下依次设置的熔断器上盖、熔断器主体和熔断器底板，所述熔断器主体上设有沿水平方向设置的开槽、沿垂直方向设置的通孔以及设于底部的第一空腔；所述的通孔位于熔断器主体的中部，并竖向贯穿于开槽；其中，所述的通孔与第一空腔之间设有相互连通的第一连接孔；
[0016] 熔体，所述的熔体设于开槽内，且熔体的两端均凸出于熔断器主体；所述熔体的中部设有位于通孔内的狭颈，且狭颈的两端凸出或位于通孔的内壁处；
[0017] 以及断路灭弧组件，其包括电磁铁锁、剪切移动块和蓄力弹簧；所述的剪切移动块和蓄力弹簧均设于通孔内，且蓄力弹簧压缩设于剪切移动块底部，而电磁铁锁设于第一空腔内，且电磁铁锁穿设过第一连接孔与剪切移动块进行连接，并在连接时限制剪切移动块
运动；
[0018] 其中，保护壳体和剪切移动块均采用绝缘材料。
[0019] 作为优选，所述的电磁铁锁包括锁铁壳体，凸出于锁铁壳体的顶针以及控制引脚，所述的顶针的一端插接于第一连接孔内，顶针的另一端与控制引脚连接；剪切移动块设于通孔内，且所述剪切移动块的底部设有第二空腔，所述的蓄力弹簧设于第二空腔并保持蓄
能压缩状态，在剪切移动块朝向电磁铁锁的一侧上设有与第一连接孔高度相同的第二连接
孔，所述的顶针的一端在插接于第一连接孔的同时，一同插接于第二连接孔内。
[0020] 作为优选，开槽包括第一槽和第二槽，第一槽设于熔断器主体顶部并轴向连通于通孔的一侧，第二槽设于熔断器主体顶部并轴向连通于通孔的另一侧，第一槽、通孔与第二槽的连通路径为Z字型；其中，设于开槽内的熔体其形状也同为Z字型。
[0021] 作为优选，狭颈设有若干个，并位于Z字型熔体的中部，靠近第一槽的狭颈位于第一槽和通孔的连接处，靠近第二槽的狭颈位于第二槽和通孔的连接处。
[0022] 作为优选，剪切移动块的顶部设有Z字型的凹槽，且熔体的狭颈设于凹槽内。
[0023] 作为优选，狭颈采用合金材料，具体可使用银或锡。
[0024] 作为优选，绝缘材料可为陶瓷或SMC或DMC耐高温的绝缘材料。
[0025] 作为优选，保护壳体上设有若干个竖向设置的螺栓，通过螺栓来连接熔断器上盖、熔断器主体和熔断器底板，并在螺栓上设置螺母，用以进行固定。
[0026] 作为优选，保护壳体上设有排气孔以及出线孔，控制引脚穿过出线孔。
[0027] 进一步的，一种主动断开熔断器的断开方法，熔断器控制引脚可接收信号，该方法包括以下步骤：
[0028] S1、电流传感器检测熔断器在的主回路电流过流检测是否异常；
[0029] S2、当检测到异常时，熔断器控制引脚接收信号，使电磁铁锁开始工作，并驱动顶针收缩；
[0030] S3、蓄力弹簧在弹性势能的作用下释放压力，并将剪切移动块顶起；
[0031] S4、剪切移动块在被顶起的过程中将熔体剪断；
[0032] S5、当熔体被剪断时，熔断器发生断路。
[0033] 综上所述，本发明的优点如下：
[0034] 本发明作用，是使熔断器有主动断路作用，在熔断器工作时，系统对熔断器工作回路进行电流监测，当电流状态超出额定状态，但该电流状态下熔断器熔断时间较久的状态下，系统可控制电磁铁锁的吸合，主动使熔断器形成断路，在熔断器故障无法熔断时也可主动形成断路。
附图说明
[0035] 图1为熔断器的结构示意图；
[0036] 图2为熔断器的爆炸示意图；
[0037] 图3为熔断器的剖面结构示意图；
[0038] 图4为熔断器主体的结构透视图；
[0039] 图5为熔体的结构示意图；
[0040] 图6为剪切移动块的结构透视图；
[0041] 图7为熔体被切断后的结构示意图；
[0042] 图8为工作流程图；
[0043] 附图标记：1、保护壳体；2、熔体；4、排气孔；5、出线孔；11、熔断器上盖；12、熔断器主体；13、熔断器底板；14、开槽；15、通孔；16、第一空腔；17、第一连接孔；21、狭颈；31、电磁铁锁；32、剪切移动块；33、蓄力弹簧；101、螺栓；102、螺母；141、第一槽；142、第二槽；311、锁铁壳体；312、顶针；313、控制引脚；321、第二空腔；322、第二连接孔；323、凹槽。
具体实施方式
[0044] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0045] 在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。
[0046] 同时应注意到：相似的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。
[0047] 下面结合附图对本发明的具体实施方式做一个详细的说明。
[0048] 如图1至图2所示，一种主动断开熔断器，该熔断器包括：保护壳体1、熔体2以及断路灭弧组件，熔体2和断路灭弧组件均设置在保护壳体1内，在熔断器的电流状态超出额定状态，但该电流状态下熔断器熔断时间较久的状态下，断路灭弧组件会主动切断熔体2，使得熔断器在故障无法熔断时也可主动形成断路。
[0049] 具体各组件的结构，如图1至图7所示；保护壳体1，其包括自上而下依次设置的熔断器上盖11、熔断器主体12和熔断器底板13，并且在保护壳体1上设有若干个竖向设置的螺栓101，通过螺栓101来连接熔断器上盖11、熔断器主体12和熔断器底板13，使保护壳体1的三个组件连接在一起，并在螺栓101上设置螺母102，对保护壳体1的整体进行一个固定。
[0050] 其中，在所述熔断器主体12上设有沿水平方向设置的开槽14、沿垂直方向设置的通孔15以及设于底部的第一空腔16；所述的通孔15位于熔断器主体12的中部，并竖向贯穿
于开槽14；其中，所述的通孔15与第一空腔16之间设有相互连通的第一连接孔17。当熔断器主体12与熔断器上盖11和熔断器底板13进行连接时，开槽14和通孔15会在保护壳体1内形
成一个腔室，而熔体2则是设置在该腔室内。
[0051] 上述的熔体2在设置时，其两端均凸出于熔断器主体12，且熔体2的中部设有位于通孔15内的狭颈21，且狭颈21的两端凸出或位于通孔15的内壁处，如此设置熔体2的狭颈
21，是为了方便之后的断路灭弧组件对齐进行剪切。
[0052] 如图2、图4和图5所示，关于熔断器的狭颈21处的具体结构，开槽14由于被通孔15竖向贯穿，因此开槽14被一分为二，具体包括了第一槽141和第二槽142，第一槽141设置于熔断器主体12顶部并轴向连通于通孔15的一侧，第二槽142设置于熔断器主体12顶部并轴
向连通于通孔15的另一侧；其中，第一槽141、通孔15与第二槽142的连通路径为Z字型，而设于开槽14内的熔体2其形状也同为Z字型。
[0053] 狭颈21设有若干个，使熔体2形成多狭颈21结构，而多狭颈21结构并位于Z字型熔体2的中部。在靠近第一槽141的狭颈21位于第一槽141和通孔15的连接处，靠近第二槽142
的狭颈21位于第二槽142和通孔15的连接处。
[0054] 在熔断器正常工作发生熔断时，多狭颈21能够同时熔断增加熔体2隔断距离，并且Z字型熔体2两端平行被内部熔断器主体12和断路灭弧组件在断点的喷弧直线距离上进行
隔断，从而增强该熔断器的直流灭弧能力。
[0055] 如图1至图4和图6所示，关于断路灭弧组件的具体结构，其包括电磁铁锁31、剪切移动块32和蓄力弹簧33；电磁铁锁31通过螺钉或螺杆固定连接在第一空腔16内，所述的电
磁铁锁31包括锁铁壳体311，凸出于锁铁壳体311的顶针312以及控制引脚313，所述的顶针
312的一端插接于第一连接孔17内，顶针312的另一端与控制引脚313连接。
[0056] 剪切移动块32设于通孔15内，且所述剪切移动块32的底部设有第二空腔321，所述的蓄力弹簧33设于第二空腔321并保持蓄能压缩状态，在剪切移动块32朝向电磁铁锁31的
一侧上设有与第一连接孔17高度相同的第二连接孔322，所述的顶针312的一端在插接于第
一连接孔17的同时，一同插接于第二连接孔322内，此时电磁铁锁31通过顶针312限制住了
剪切移动块32，使得剪切移动块32一直保持压缩蓄力弹簧33的状态。
[0057] 上述说明书内容结合图8的流程进行详细的说明，当控制器对电磁铁锁31进行控制时吸合时，电磁铁锁31顶针312收缩，剪切移动块32的上下移动不再被限位，此时剪切移动块32会被压缩的蓄力弹簧33回弹，将剪切移动块32快速顶起，剪切移动块32运动时与熔
体2接触的边缘为直角边与熔断器上盖11凹槽323直角边产生剪切力，如图7所示，将熔体2
的狭颈21柔软薄弱处剪断，原熔体2通路被剪切移动块32阻断，达到断路灭弧功能。
[0058] 其中，为了使该熔断器能够正常的运行，因此将保护壳体1和剪切移动块32均采用绝缘材料。而绝缘材料可为陶瓷或SMC或DMC耐高温的绝缘材料。
[0059] 上述的狭颈21采用合金材料，具体可使用银或锡。
[0060] 在剪切移动块32的顶部设置有Z字型的凹槽323，且熔体2的狭颈21设于凹槽323内，该设置能够承载熔体2，并且能够更好的保护断路前的狭颈21。
[0061] 并且在熔断器上盖11上设置与开槽14和通孔15相对应的槽，用以增加剪切移动块32的弹起高度，为了更好的剪切熔体2。
[0062] 该熔断器电的控制引脚313可接收信号。
[0063] 关于主动断开熔断器的断开方法：
[0064] S1、电流传感器检测熔断器在的主回路电流过流检测是否异常；
[0065] S2、当检测到异常时，熔断器控制引脚313接收信号，使电磁铁锁31开始工作，并驱动顶针312收缩；
[0066] S3、蓄力弹簧33在弹性势能的作用下释放压力，并将剪切移动块32顶起；
[0067] S4、剪切移动块32在被顶起的过程中将熔体2剪断；
[0068] S5、当熔体2被剪断时，熔断器发生断路。
[0069] 以上为对本发明实施例的描述，通过对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来
说将是显而易见的。本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况
下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施列，而是要符合与本文所公开的原理和新颖点相一致的最宽的范围。
