DE10021123A1 - Schmelzsicherung - Google Patents

Abstract

Die hier gezeigte Schmelzsicherung (1) hat zwei Anschlußkontakte (2) und einen zwei Teilwicklungen aufweisenden Verbindungsleiter (5), der die beiden Anschlußkontakte (2) verbindet und teilweise als Schmelzleiter (5) ausgebildet ist. DOLLAR A Um eine solche Schmelzsicherung induktivitätsarm und kostengünstig herstellen zu können, so daß sie auch zur Übertragung hochfrequenter Ströme in Hochspannungsnetzen ohne wesentliche Dämpfung der Signalgröße eingesetzt werden kann, sieht die Erfindung vor, daß die zwei Teilwicklungen derart angeordnet sind, daß die Magnetfelder, die von den beiden Teilwicklungen bei einem sich ändernden Stromfluß durch die Schmelzsicherung induziert werden, sich zumindest teilweise auslöschen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schmelzsicherung mit zwei Anschlußkontakten und einem mindestens zwei Teilwicklungen aufweisenden Verbindungsleiter, der die beiden Anschlußkon­ takte verbindet und mindestens teilweise als Schmelzleiter ausgebildet ist.

Eine elektrische Sicherung ist ein Element zum Überlastschutz bzw. Überstromschutz bei Hoch- oder Niederspannungsnetzen, Haushaltsanschlüssen und elektrischen Geräten, das insbeson­ dere im Kurzschlußfall den Stromkreis sofort unterbricht. Sicherungen werden, im Gegensatz zu Fehlerstromschutzschaltungen, die hauptsächlich dem Personenschutz dienen, in erster Linie eingesetzt, um die elektrischen Leitungen vor zu hohem Strom und damit verbundener Erwär­ mung (Brandgefahr) zu schützen.

Die einfachste Form von Sicherungen sind Schmelzsicherungen, die aus einem Widerstands­ drahtstück bestehen, das so dimensioniert ist, daß bei einem bestimmten Stromfluß die im Wi­ derstand erzeugte Wärme nicht mehr in ausreichender Form abgeleitet werden kann und der Draht deshalb durchschmilzt. Dabei ist der Schmelzleiter bzw. Widerstandsdraht im allgemeinen in einem Schutzgehäuse aus Glas oder Porzellan untergebracht, das meist zusätzlich noch mit feinem Quarzsand gefüllt ist, um eine Lichtbogenausbildung in der durchgeschmolzenen Siche­ rung zu unterbinden.

Der Widerstandsdraht bzw. Schmelzleiter kann je nach Anwendungsfall, insbesondere bei hohen Betriebsspannungen eine beträchtliche Länge aufweisen. Da die Schmelzsicherung aus Kosten- und Platzgründen nicht beliebig groß gestaltet werden kann, wird der Schmelzdraht speziell in der Schmelzsicherung für hohe Betriebsspannungen im allgemeinen gewickelt angeordnet. Auf diese Weise ist es möglich, auch einen Schmelzleiter größerer Länge in eine relativ klein dimen­ sionierte Schmelzsicherung einzubringen.

Die Schmelzleiter werden aus fertigungstechnischen Gründen wendelförmig um einen zylindri­ schen Tragkörper gewickelt, wobei auch bei mehreren parallelen Teilschmelzleitern stets dersel­ be Wickelsinn eingehalten wird.

Die erhöhte magnetische Induktivität solcher wendelförmig gewickelter Schmelzleiter gegenüber einem gestreckten Draht gleicher Länge ist in der Regel beim Betrieb mit 50 Hz Wechselspan­ nung vernachlässigbar.

Die hohe Induktivität macht sich jedoch insbesondere beim Hochfrequenzbetrieb negativ be­ merkbar, indem sie die Übertragung von hochfrequenten Signalströmen behindert. Diese Art von Sicherungen ist daher nicht oder nur mit Einschränkungen für die Absicherung von Hochfre­ quenzeinrichtungen in Hochspannungsnetzen geeignet.

Abzweigungen in Hochspannungsverteilnetzen werden üblicherweise durch Hochspannungs- Hochleistungssicherungen gegen Überströme geschützt. Hierdurch wird sichergestellt, daß bei einem fehlerhaften Abzweig die Hauptleitung ungestört bleibt und weiterhin für den Betrieb ver­ fügbar ist. Neben den Energieabzweigungen, die in der Regel aus Transformatoren bestehen, welche die Spannung auf die Verbrauchsspannung umformen (in der Regel unter 1.000 V), gibt es eine Reihe von energieschwachen Abzweigen, die für Meß- und Überwachungseinrichtungen oder die Übertragung von Signalen benutzt werden. Über diese Abzweigungen fließen typi­ scherweise sehr kleine Ströme mit einer Stärke von wenigen mA bis einigen A.

Da die Nutzung des Hochspannungsenergieverteilungsnetzes zur Übertragung von hochfre­ quenten Signalströmen immer stärkeren Raum gewinnt, können einerseits die in den Hauptab­ zweigen vorhandenen Hochspannungs-Hochleistungssicherungen durch ihre konstruktionsbe­ dingte Induktivität eine unerwünschte Signaldämpfung herbeiführen, andererseits reduziert die Induktivität von Hochspannungssicherungen auch die Ein- und Auskoppelung hochfrequenter Meß- und Signalströme.

Die Induktivität von Hochspannungssicherungen ist konstruktiv durch die Länge und die wen­ delförmige Anordnung des Schmelzleiters im Sicherungskörper bestimmt. Ihre Größe von eini­ gen µH ist bei netzfrequenten Betriebsströmen von 50 Hz vernachlässigbar. Bei hochfrequenten Signalströmen von z. B. 5 mHz steigt der induktive Widerstand demgegenüber auf das 100.000- fache an und führt damit zu einer merklichen Dämpfung der Signal- oder Meßgröße.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schmelzsicherung zur Ver­ fügung zu stellen, die induktivitätsarm und kostengünstig herstellbar ist, so daß sie auch zur Übertragung hochfrequenter Ströme in Hochspannungsnetzen ohne wesentliche Dämpfung der- Signalgröße eingesetzt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die mindestens zwei Teilwicklungen derart angeordnet sind, daß die Magnetfelder, die von den beiden Teilwicklungen bei einem sich änderndem Stromfluß durch die Schmelzsicherung induziert werden, sich zumindest teilweise auslöschen. Versuche haben ergeben, daß die Induktivität von Hochspannungssicherungen durch die erfinderischen Maßnahmen mindestens um Faktor 2 bis 3 vermindert werden kann.

Besonders bevorzugt weist mindestens eine (Teil-)Wicklung einen Wicklungssinn auf, der zu mindestens einer anderen (Teil-)Wicklung im wesentlichen entgegengesetzt ist.

Es versteht sich, daß eine Wicklung nicht notwendigerweise kreisförmig ausgebildet sein muß. Vielmehr ist es beispielsweise auch möglich, Wicklungen oval oder auch mit einer oder mehre­ ren Ecken vorzusehen. Überdies muß eine Wicklung in der Projektion auf eine Ebene senkrecht zur Wicklungsachse nicht unbedingt eine geschlossene Kurve bilden. Es ist daher auch möglich, daß sich im Falle von wendelförmigen Wicklungen der Durchmesser von Wicklung zu Wicklung oder auch innerhalb einer Wicklung ändert, zudem wird auch unter einer Teilwicklung eine Wicklung im erfindungsgemäßen Sinn verstanden.

Dadurch, daß der Verbindungsleiter mindestens zwei (Teil-)Wicklungen mit entgegengesetztem Wicklungssinn aufweist, ist gewährleistet, daß die Induktivität der Schmelzsicherung herabge­ setzt ist. Dabei kommt es im wesentlichen darauf an, daß die Magnetfelder, die sich durch Ände­ rungen des Stromflusses innerhalb des Verbindungsleiters bilden, derart überlagern, daß sie sich zumindest zum Teil gegenseitig aufheben bzw. auslöschen. Um eine möglichst geringe Indukti­ vität zu erhalten, werden daher vorzugsweise in etwa die Hälfte der Wicklungen mit einem zu der anderen Hälfte entgegengesetzten Wicklungssinn versehen.

Dabei kann auch der Teil des Verbindungsleiters, der nicht als Schmelzleiter ausgebildet ist, für die Wicklungen verwendet werden.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß der Schmelzleiter im wesentlichen wendelförmig angeordnet ist, wobei sich der Wicklungssinn der wendelförmigen Anordnung min­ destens einmal umkehrt.

Dabei ist ein besonders bevorzugter Schmelzleiter auf einen Wickelkörper aufgebracht. Bei der Herstellung der Schmelzsicherung wird dann der Schmelzleiter zunächst beispielsweise im Uhr­ zeigersinn um einen Wickelkörper gewickelt. Nach etwa der Hälfte der beabsichtigten Wicklun­ gen wird während des Wickelvorganges der Drehsinn bzw. der Wicklungssinn geändert, so daß die zweite Hälfte der Wicklungen entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn gewickelt wird. Selbstver­ ständlich ist es aber auch möglich, den Wicklungssinn mehrmals während des Wicklungsvor­ gangs zu ändern. Eine weitere Möglichkeit zur Verwirklichung dieser Ausführungsform besteht darin, zwei wendelförmig gewickelte Schmelzleiter mit entgegengesetztem Wicklungssinn in Reihe entlang einer gemeinsamen (Wicklungs-) Achse auszurichten. Alternativ dazu kann auch ein wendelförmiger Schmelzleiter mit einer entgegengesetzten Spule in Reihe geschaltet wer­ den. Dabei löschen sich die induzierten Magnetfelder des Schmelzleiters und der Spule weitge­ hend aus. Es ist nicht notwendig, die Spule ebenfalls als Schmelzleiter auszubilden.

Eine andere besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß der Schmelzleiter im we­ sentlichen mäanderförmig angeordnet ist. Hier besteht der Schmelzleiter im wesentlichen aus einer Vielzahl von aneinander geketteten Teilwicklungen, die sich jeweils im Wicklungssinn un­ terscheiden. Diese Art der Wicklung wird im Zusammenhang mit der Beschreibung der bevor­ zugten Ausführungsformen noch deutlicher werden.

Eine weitere besonders zweckmäßige Ausführungsform sieht vor, daß der Schmelzleiter minde­ stens zwei Abschnitte mit wendelförmigen Wicklungen aufweist, wobei die Wicklungen minde­ stens eines ersten Abschnitts einen zu den Wicklungen mindestens eines zweiten Abschnitts entgegengesetzten Wicklungssinn aufweisen und die beiden Abschnitte im wesentlichen koaxial zueinander angeordnet sind. Durch diese Anordnung kann die Bauhöhe der gesamten Schmelz­ sicherung reduziert werden, was kostensparend in der Herstellung ist. So ist es beispielsweise möglich, eine Schmelzsicherung derart auszubilden, daß sie zwei Wickelkörper, einen äußeren als Hohlkörper ausgebildeten Wickelkörper und einen innerhalb des Hohlkörpers angeordneten inneren Wickelkörper, aufweist, wobei die Wicklungen, die auf dem äußeren Wickelkörper auf­ gebracht sind, einen Wicklungssinn aufweisen, der dem Wicklungssinn der auf den inneren Hohlkörper aufgebrachten Wicklungen entgegengesetzt ist.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die Durchmesser der beiden wen­ delförmigen Abschnitte im wesentlichen gleich sind, so daß sich die beiden Abschnitte an min­ destens einem Punkt berühren, wobei ein elektrischer Kontakt zwischen den beiden Abschnitten an dem Berührungspunkt entsteht. Mit anderen Worten werden die beiden Schmelzleiterab­ schnitte mit Wicklungen entgegengesetzten Wickelsinns beispielsweise auf die Außenseite des­ selben Wickelkörpers aufgebracht, wobei die Wicklungen mit dem einen Wicklungssinns direkt auf bzw. direkt unter den Wicklungen mit dem anderen Wicklungssinn verlaufen. Diese Anord­ nung ist besonders kostengünstig herzustellen. Der elektrische Kontakt zwischen den beiden Wicklungen mit unterschiedlichem Wicklungssinn ist grundsätzlich nicht von Nachteil. Hier wer­ den schaltungstechnisch lediglich zwei Spulen (bzw. Teilwicklungen) mit entgegengesetztem Wicklungssinn, die koaxial zueinander verlaufen, parallel geschaltet. Auch durch diese Maß­ nahme wird die Induktivität der Schmelzsicherung stark herabgesetzt. Infolge der Kreuzungs­ punkte beider Wicklungen ergibt sich jedoch ein geringerer mittlerer Windungsabstand, wodurch das Hochspannungsausschaltvermögen etwas vermindert wird. Auch dies wird weiter unten an­ hand eines Beispiels noch deutlicher werden.

Alternativ dazu kann auch eine Ausführungsform vorgesehen sein, bei der sowohl ein Außen­ wickelkörper als auch ein Innenwickelkörper vorhanden ist, wobei der eine wendelförmige Ab­ schnitt an dem Außenwickelkörper angeordnet ist und der andere wendelförmige Abschnitt mit Wicklungen entgegengesetzten Wicklungssinns auf dem Innenwickelkörper angebracht ist. Bei­ de Abschnitte sind in diesem Falle gegeneinander isoliert, so daß das Hochspannungsaus­ schaltvermögen gegenüber der oben beschriebenen Ausführung verbessert ist.

Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform sieht vor, daß die beiden wendelförmigen Ab­ schnitte einen unterschiedlichen Durchmesser besitzen, wobei der eine Abschnitt an der Außen­ seite eines als Hohlkörper ausgebildeten Wickelkörpers verläuft und der andere Abschnitt an der Innenseite des als Hohlkörper ausgebildeten Wickelkörpers verläuft.

Diese Anordnung hat den Vorteil, daß lediglich ein Wickelkörper für beide Wendelabschnitte benötigt wird, wobei dennoch sichergestellt ist, daß keine Berührung zwischen den unterschied­ lichen Abschnitten erfolgt. Auch hier können selbstverständlich die beiden Wendelabschnitte parallel geschaltet werden.

Es versteht sich, daß der Schmelzleiter nicht unbedingt aus einem separaten Draht bestehen muß, so ist es für manche Anwendungsfälle von Vorteil, wenn der Schmelzleiter von einer auf einem Substrat aufgebrachten Leitungsbahn gebildet wird. Der Schmelzleiter kann auf dem Sub­ strat einfach durch die bekannten Beschichtungsverfahren aufgebracht werden. Besonders be­ vorzugt ist dabei eine Ausführungsform, bei der der Wickelkörper selbst das Substrat für die Be­ schichtung darstellt, so daß der Schmelzleiter sowohl auf der Innen- als auch auf der Außenseite des als Hohlkörper ausgebildeten Wickelkörpers angebracht werden kann.

Für besonders spezielle Anwendungsfälle, z. B. in Verbindung mit einem Kondensator, kann es von Vorteil sein, daß die Schmelzsicherung eine Möglichkeit zur Veränderung ihrer Induktivität aufweist. So ist es in manchen Fällen gewünscht, daß die Schmelzsicherung nicht nur eine mög­ lichst geringe Eigeninduktivität annimmt, sondern es kann für manche Anwendungsfälle von Vorteil sein, wenn die Induktivität möglichst genau auf einen bestimmten Wert eingestellt werden kann. So kann es z. B. vorteilhaft sein, die Induktivität einer Schmelzsicherung, die zum Kurz­ schlußschutz eines Kondensators für eine Meß- oder Übertragungseinrichtung in Hochspan­ nungsanlagen eingesetzt ist, so anzupassen, daß bei Strömen einer bestimmten Frequenz Seri­ enresonanz eintritt. Hierdurch ergibt sich ein besonders gutes Übertragungsverhalten für Ströme mit der Resonanzfrequenz, während Ströme anderer Frequenzen stark gedämpft werden. So kann z. B. durch Anpassung der Sicherungsinduktivität an einen zu schützenden Kondensator eine Resonanzfrequenz von 1 MHz bis 100 MHz eingestellt werden. Dies erlaubt die Übertra­ gung von hochfrequenten Signalen über den Kondensator, während netzfrequente Ströme von 50 oder 60 Hz gesperrt werden. Eine solche Anordnung eignet sich besonders zum Messen, Überwachen und Übertragen hochfrequenter Überlagerungen der 50 oder 60 Hz Betriebsspan­ nung.

Die Anpassung der Sicherungsinduktivität kann z. B. durch die Zahl der Windungen der Teil­ wicklungen, durch verschiedene Durchmesser und/oder Längen der Teilwicklungen und/oder durch geschickte räumliche Anordnung der Teilwicklungen mit gegenläufigem Wickelsinn zuein­ ander erfolgen.

Besonders vorteilhaft kann dies beispielsweise auch mit Hilfe eines Ferritkerns geschehen, der zumindest teilweise in den Wickelkörper hineinragt. Je nach Ausführungsform kann dann die Induktivität des Schmelzleiters dadurch verändert werden, daß beispielsweise der Ferritkern weiter in den als Hohlkörper ausgebildeten Wickelkörper hinein- bzw. herausgeschoben wird. Bei der Ausführungsform mit einem Innenwickelkörper und einem Außenwickelkörper kann al­ ternativ dazu auch vorgesehen werden, daß der Außenwickelkörper und/oder der Innenwickel­ körper zumindest teilweise über den Ferritkern geschoben werden können, so daß die Induktivi­ tät der Schmelzsicherung dadurch verändert werden kann.

Die vorliegende Erfindung erlaubt es, die Schmelzsicherung in einem Hochspannungskreis ein­ zusetzen. Unter Hochspannung wird eine Spannung über 1.000 V, vorzugsweise zwischen 10 kV und etwa 50 kV, verstanden. Dabei hat der Schmelzleiter vorzugsweise eine effektive Länge von mindestens 50 cm. Unter der effektiven Länge wird die Länge verstanden, die der Schmelz­ leiter hätte, wenn man ihn abwickeln und ausgestreckt hinlegen würde. Mit anderen Worten ver­ steht man unter der effektiven Länge die Strecke, die der Strom durch den Schmelzleiter zu­ rücklegt.

Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, Schmelzsicherungen mit festen vorbestimmten Induktivitäten herzustellen. Dies erlaubt es, die Schmelzsicherung selbst als induktives Bauele­ ment, vorzugsweise in Verbindung mit einem Kondensator, in einem Schaltkreis einzusetzen. Dadurch kann ein Bauelement eingespart werden, was neben Kosten auch Platz spart.

Eine mögliche Anwendung könnte beispielsweise die Verwendung der Schmelzsicherung zu­ sammen mit einem kapazitiven Bauelement in einem Saugkreis sein. Damit ist es beispielsweise möglich, aus einer Hochspannungsstarkstromleitung bestimmte Frequenzen herauszufiltern ("zu saugen"), wobei alle anderen Frequenzen nicht gefiltert werden. Zu diesem Zweck könnte die erfindungsgemäße Schmelzsicherung mit ihrem eingangsseitigen Ende mit einer Starkstrom- Hochspannungsleitung verbunden sein, während das abgangsseitige Ende mit dem kapazitiven Bauelement verbunden ist, welches wiederum geerdet ist. Die Kombination aus induktiver Schmelzsicherung und kapazitivem Bauelement ermöglicht es, bestimmte Störfrequenzen aus dem Hochspannungskreis herauszunehmen. Da die Kombination aus Schmelzsicherung und kapazitivem Bauelement für alle anderen Frequenzen sperrt, ist gewährleistet, daß alle anderen Frequenzen durch das Saugkreiselement nicht gestört werden.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen sowie der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittzeichnung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer mäanderförmigen Wicklung gemäß einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 3 eine Schnittzeichnung einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 eine Schnittzeichnung einer Schmelzsicherung gemäß einer vierten Ausfüh­ rungsform und

Fig. 5 eine Schnittzeichnung einer Schmelzsicherung gemäß einer fünften Ausfüh­ rungsform.

In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schmelzsicherung 1 gezeigt. Diese besteht aus einem Isolatorhohlkörper 3 mit zwei Anschlußkontakten 2, wobei der Isolator­ hohlkörper 3 einen quarzsandgefüllten Hohlraum 4 aufweist. In dem Hohlraum 4 ist ein Wickel­ körper 6 angeordnet, auf dessen Oberfläche der Schmelzleiter aufgebracht ist. Der Schmelzleiter verbindet den oberen Anschlußkontakt 2 mit dem unteren Anschlußkontakt 2. Deutlich zu erken­ nen ist, daß der Schmelzleiter 5 in etwa in der Mitte einen Wendepunkt 10 aufweist. An diesem Wendepunkt 10 ändert der Schmelzleiter seinen Wicklungssinn. Diese Wendewicklung ist eine einfache Möglichkeit, eine erfindungsgemäße Schmelzsicherung zu verwirklichen. Während der Herstellung muß beim Wickeln des Schmelzleiters auf den Wickelkörper 6 lediglich zwischen­ zeitlich die Wickelrichtung geändert werden. Es versteht sich, daß es auch möglich ist, die Wic­ kelrichtung mehrmals zu ändern, so daß eine Mehrzahl von Wendepunkten 10 entsteht. Erfin­ dungsgemäß ist dabei darauf zu achten, daß die Induktivität der Schmelzsicherung möglichst gering wird. Dies wird dadurch erreicht, daß in etwa die gleiche Anzahl von Wicklungen einen zu der anderen Hälfte von Wicklungen entgegengesetzten Drehsinn hat. Selbstverständlich ist es aber ebenfalls erfindungsgemäß auch möglich, das Verhältnis der Anzahl der Wicklungen mit einem Wicklungssinn zu der Anzahl der Wicklungen mit dem anderen Wicklungssinn nicht 1 : 1 zu wählen, um eine definierte Induktivität der Schmelzsicherung zu erzielen.

Eine zweite Ausführungsform der Wicklung ist in Fig. 2 gezeigt. Hier ist der Wickelkörper 6 nicht rotationssymmetrisch, sondern besteht aus einem langen schmalen Quader, wie aus der Querschnittsansicht des Wickelkörpers unten in Fig. 2 ersichtlich ist. Auf diesen Wickelkörper 6 ist der Schmelzleiter 5 mäanderförmig aufgebracht. Die Mäanderform kann als alternierende Folge von Halbwicklungen mit jeweils umgekehrtem Richtungssinn aufgefaßt werden. Beispiel­ haft ist eine Halbwicklung durch den Bereich 13 gekennzeichnet worden. Die Pfeile deuten je­ weils die Wicklungsrichtung an. Die Teilwicklungen mit unterschiedlichem Wickelsinn sind an den Wendepunkten 10 miteinander verbunden.

In Fig. 3 ist eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Hier verläuft der Schmelzleiter zunächst wendelförmig über die ganze Länge des Wickelkörpers mit gleichem Wicklungssinn. An einem Ende des Wickelkörpers (nicht gezeigt) befindet sich ein Wendepunkt, an dem sich der Wicklungssinn des Schmelzleiters ändert, so daß der Schmelzleiter mit entge­ gengesetztem Wicklungssinn dann erneut über die ganze Länge des Wickelkörpers wendelför­ mig verläuft. Dadurch ergeben sich zwangsläufig Berührungspunkte 9 zwischen Wicklungen mit dem einen Wicklungssinn und Wicklungen mit dem anderen Wicklungssinn. Zwar ist es möglich, den Schmelzleiter zu isolieren, so daß an den Berührpunkten 9 kein elektrischer Kontakt ent­ steht, dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. In diesem Fall kann die Verbindung zwischen den Punkten 9 und 9" schaltungstechnisch als Parallelschaltung zweier Teilwicklungen mit ent­ gegengesetztem Wicklungssinn aufgefaßt werden. Wird die Schmelzsicherung ausgelöst, so wird der Schmelzleiter an einem der Berührpunkte 9, 9', 9" aufgetrennt, da hier die größte Wär­ meentwicklung stattfindet. Daher ist bei der Anordnung der Wicklungen darauf zu achten, daß die Berührpunkte 9 und 9', die auf derselben Seite des Wickelkörpers angeordnet sind, einen genügend großen Abstand aufweisen, damit das beispielsweise im Berührpunkt 9 aufgetrennte freie Ende nicht mit dem noch intakten Berührpunkt 9' in Berührung kommen kann und somit die bereits ausgelöste Sicherung wieder leitfähig machen kann.

An diesem Beispiel wird deutlich, daß der Schmelzleiter 5 nicht unbedingt aus einem gewickelten Draht bestehen muß. Es ist z. B. auch möglich, daß der Draht auf den Wickelkörper mit Hilfe ei­ nes der bekannten Beschichtungsverfahren aufgebracht wird. In diesem Fall besteht der Wickel­ körper aus einem Substrat. Eine andere Möglichkeit besteht darin, auf dem Wickelkörper eine Metallfolie anzuordnen, die rautenförmige Ausstanzungen aufweist, wie beispielhaft durch die mit der Bezugszahl 14 versehene Raute angedeutet wurde.

In Fig. 4 ist eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu sehen; Hier befinden sich die Wicklungen sowohl außerhalb als auch innerhalb eines Wickelkörpers 6. Die innerhalb des Wickelkörpers 6 geführten Wicklungen sind in Fig. 4 mit durchgezogener Linie dargestellt, während die Wicklungen außerhalb des Wickelkörpers 6 mit unterbrochenen Linien dargestellt sind. Dabei haben die Wicklungen, die sich außerhalb des Wickelkörpers 6 befinden, einen zu den Wicklungen, die sich innerhalb des Wickelkörpers 6 befinden, entgegengesetzten Wick­ lungssinn. Dies wird durch die Zeichen und verdeutlicht. Dabei steht für eine in die Pa­ pierebene hinein führende Richtung und für eine aus der Papierebene heraus führende Rich­ tung.

Auch hier ist es beispielsweise möglich, den Schmelzleiter 5 durch geeignete Beschichtungs­ verfahren direkt auf den als Substrat ausgebildeten Wickelkörper 6 aufzubringen, so daß sich entlang der Außen- und der Innenfläche des als Hohlkörper ausgebildeten Wickelkörpers 6 Lei­ terbahnen bilden, die sich in ihrem Wicklungssinn unterscheiden.

Schließlich ist in Fig. 5 eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. Inner­ halb des Isolierhohlkörpers 3 befinden sich sowohl ein innerer Wickelkörper 7 als auch ein äuße­ rer Wickelkörper 8. Die Wicklungen auf dem äußeren Wickelkörper 8 haben einen zu den Wick­ lungen auf dem inneren Wickelkörper 7 entgegengesetzten Wicklungssinn. Mit anderen Worten ist auf dem äußeren Wickelkörper 8 eine wendelförmige Wicklung mit einem festen Durchmesser und einer Orientierung angebracht, während auf dem inneren Wickelkörper 7 eine wendelförmi­ ge Wicklung mit kleinerem Durchmesser und entgegengesetztem Wicklungssinn angeordnet ist. Zusätzlich ist hier ein Ferritkern 11 zu erkennen. In der hier gezeigten Ausführungsform kann der innere Wickelkörper 7 entlang der Längsachse 12 bewegt werden, so daß er hülsenartig über den Ferritkern 11 geschoben werden kann. Durch das teilweise Eintauchen des Ferritkerns in den inneren Wickelkörper 7 findet eine teilweise Verstärkung des vorher reduzierten induktiven Effekts der Wicklungen statt. Durch diese Maßnahme kann die Induktivität der Schmelzsicherung 1 auf niedrigem Niveau leicht eingestellt werden. Dies eröffnet den erfindungsgemäßen Schmelzsicherungen ein weites Anwendungsgebiet, da es hierdurch erstmals möglich ist, die erfindungsgemäßen Schmelzsicherungen auch als induktives Bauteil einzusetzen.

Mit der vorliegenden Erfindung ist es auf einfache kostengünstige Weise möglich, auch Hoch­ spannungskreise mit Hilfe von Schmelzsicherungen gegenüber zu hoher Last abzusichern.

Bezugszeichenliste

1

Schmelzsicherung

2

Anschlußkontakte

3

Isolatorhohlkörper

4

quarzsandgefüllter Hohlraum

5

Verbindungsleiter, Schmelzleiter

6

Wickelkörper

7

innerer Wickelkörper

8

äußerer Wickelkörper

9

,

9

',

9

" Berührungspunkt

10

Wendepunkt

11

Ferritkern

12

Längsachse

13

Halbwicklung

14

Ausstanzung

Claims (16)

1. Schmelzsicherung (1) mit zwei Anschlußkontakten (2) und einem mindestens zwei Teil­ wicklungen aufweisenden Verbindungsleiter (5), der die beiden Anschlußkontakte (2) ver­ bindet und mindestens teilweise als Schmelzleiter (5) ausgebildet ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mindestens zwei Teilwicklungen derart angeordnet sind, daß die Ma­ gnetfelder, die von den beiden Teilwicklungen bei einem sich ändernden Stromfluß durch die Schmelzsicherung induziert werden, sich zumindest teilweise auslöschen.

2. Schmelzsicherung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Teilwicklung einen Wicklungssinn aufweist, der zu mindestens einer anderen Teilwicklung im wesentlichen entgegengesetzt ist.

3. Schmelzsicherung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Verbindungsleiters (5) im wesentlichen wendelförmig angeordnet ist, wobei sich der Wicklungssinn der wendelförmigen Anordnung mindestens einmal umkehrt.

4. Schmelzsicherung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsleiter (5) zumindest teilweise auf einen Wickelkörper (6, 7, 8) aufgebracht ist.

5. Schmelzsicherung (1) nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Schmelzleiters (5) im wesentlichen mäanderförmig angeordnet ist.

6. Schmelzsicherung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsleiter (5) in einem ersten Abschnitt und einem zweiten Abschnitt im we­ sentlichen wendelförmig angeordnet ist, wobei die Wicklungen der beiden Abschnitte ei­ nen entgegengesetzten Wicklungssinn aufweisen und die beiden Abschnitte im wesentli­ chen koaxial zueinander angeordnet sind.

7. Schmelzsicherung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der beiden wendelförmigen Abschnitte im wesentlichen gleich sind, so daß sich die beiden Abschnitte an mindestens einem Punkt (9, 9', 9") berühren, wobei ein elektrischer Kontakt zwischen den beiden Abschnitten an dem Berührungspunkt (9, 9', 9") entsteht.

8. Schmelzsicherung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden wen­ delförmigen Abschnitte einen unterschiedlichen Durchmesser haben, wobei der eine Ab­ schnitt an der Außenseite eines als Hohlkörper ausgebildeten Wickelkörpers (6) verläuft und der andere Abschnitt an der Innenseite des als Hohlkörper ausgebildeten Wickelkör­ pers (6) verläuft.

9. Schmelzsicherung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden wen­ delförmigen Abschnitte einen unterschiedlichen Durchmesser besitzen, wobei der eine Abschnitt auf der Außenseite eines inneren Wickelkörpers (7) verläuft und der andere Ab­ schnitt an der Außenseite eines äußeren Wickelkörpers (8) verläuft.

10. Schmelzsicherung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Schmelzleiters (5) von einer Leitungsbahn auf einem Substrat ge­ bildet ist.

11. Schmelzsicherung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung zur Veränderung der Induktivität der Schmelzsicherung (1) vorgesehen ist.

12. Schmelzsicherung (1) nach Anspruch 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ferrit­ kern (11) vorgesehen ist, über den der innere Wickelkörper (7) und/oder der äußere Wic­ kelkörper (8) zumindest teilweise, den Ferritkern (11) umgebend, geschoben werden, so daß die Induktivität der Schmelzsicherung (1) verändert werden kann.

13. Schmelzsicherung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzleiter (5) eine effektive Länge von mindestens 30 cm, vorzugsweise zwischen 0,5 m und 2 m, aufweist.

14. Verwendung einer Schmelzsicherung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 in einem Hochspannungskreis, wobei die Spannung vorzugsweise über 1.000 V, besonders bevor­ zugt zwischen 6 kV und etwa 50 kV, beträgt.

15. Verwendung einer Schmelzsicherung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 als indukti­ ves Bauelement.

16. Verwendung einer Schmelzsicherung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzsicherung zusammen mit einem kapazitiven Bauelement einen Saugkreis bil­ det.