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In üblicher Weise sind bei Niederspannungs- und Hochspannungs-Hochleistungssicherungen
die meist aus Keramik bestehenden und mit stirnseitigen Abdeckblechen versehenen
Hohlkörper mit einem Löschmittel, z. B. Quarzsand, gefüllt, das den oder die Schmelzleiter
umgibt. Quarzsand als Löschmittel hat sich gut bewährt, so daß davon allgemein Gebrauch
gemacht wird. Mit der Wahl der Körnung und der Verdichtung des Löschsandes hat man
gute Löschwirkung erzielt.
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In jüngerer Zeit ist die gute Isolier- und Lichtbogenlöschwirkung
der elektronegativen Gase bekanntgeworden, von denen insbesondere das Schwefelhexafluorid
(SF8) und Selenhexafluorid (SeSFB) genannt seien. Es ist bereits bekannt, diese
elektronegativen Gase sowohl als"Isoliermittel für elektrische Apparate, z. B. Transformatoren,
als auch als Löschmittel für elektrische Schalter zu verwenden. Auch ist bereits
eine Sicherung bekanntgeworden, die allein mit Schwefelhexafluorid gefüllt ist.
Bei dieser Sicherung soll das Schwefelhexafluorid vorzugsweise unter überdruck in
dem Sicherungskörper stehen, um die Löschwirkung zu verbessern. Des weiteren ist
auch eine Sicherung bekannt, bei der als Löschmittel die Kombination eines körnigen
Löschmittels, z. B. Sand, und eines elektronegativen Gases dient. Bei dieser Sicherung
ist der Schmelzleiter in einem mit elektronegativem Gas gefüllten Röhrchen eingeschmolzen,
das in Quarzsand eingebettet ist.
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Die Herstellung solcher Sicherungen ist jedoch mit größeren Schwierigkeiten
verbunden. Diese sind in erster Linie in der bei überdruck notwendigen besonders
guten Abdichtung bzw. in dem gesonderten Einschmelzen des-Schmelzleiters in das
Glasröhrchen zu sehen, welche jeweils einen erheblichen Aufwand erfordern. Außerdem
ist das Gas selbst relativ teuer, so daß sich eine derartige Sicherung außer durch
die Herstellungsmethoden auch durch den Werkstoff verteuert. Infolgedessen sind
derartige Sicherungen bisher nicht auf dem Markt erschienen.
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Die Erfindung hat eine Hochleistungssicherung zurh:Gegenständ, die.
die-Nachteile einer solchen. allem mit Schwefelhexafluorid gefüllten Sicherung bzw.
einer Schmelzsicherung, bei der der Schmelzleiter gesondert in ein mit negativem
Gas gefülltes Glasröhrchen eingeschmolzen ist, vermeidet und die gegenüber einer
Sicherung, die allein mit Quarzsand als Löschmittel gefüllt ist, eine höhere Leistung
aufweist und eine kürzere Bauweise ermöglicht.
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Die Erfindung bezieht sich also -auf eine Schmelzsicherung, insbesondere
eine Hochleistungssicherung, bei der als Löschmittel die Kombination eines körnigen
Löschmittels, z. B. Sand, und eines elektronegativen Gases dient, und ist dadurch
gekennzeichnet, daß das körnige Löschmittel, z. B. Quarzsand, mit elektronegativem
Gas oder elektronegatives Gas, insbesondere Schwefelhexafluorid (SFs), enthaltendem
Material versetzt ist. Erst durch die Vereinigung der Vorteile des Quarzsandes als
Löschmittel und des Schwefelhexafluorids wird eine Sicherung geschaffen, die höchsten
Anforderungen gerecht wird und außerdem billig herstellbar ist, da Quarzsand als
Hauptbestandteil des Löschmittels billig ist und der Aufwand für den geringen Anteil
an Schwefelhexafluorid von etwa 20 % kostenmäßig nicht nennenswert ins Gewicht fällt.
überdies bietet Quarzsand in an sich bekannter Weise als das eine der beiden Lösehmittel
den Vorteil besonders guter Wärmeabführung. Das Schwefelhexafluorid kann z. B. in
vorteilhafter Weise unter atmosphärischem Druck zwischen dem körnigen Löschmittel
gasförmig verteilt sein. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß eine Abdichtung der
Sicherung nicht in dem Maß stattfinden muß, wie es notwendig wäre, wenn die Sicherung
allein mit Gas oder sogar mit Gas unter überdruck gefüllt wäre. Das Gas zeigt in
mit körnigem Löschmittel gefüllten Sicherungen viel weniger Neigung zum Entweichen,
da es zwischen dem mit ziemlich großer Verdichtung eingebrachten Quarzsand in den
sehr kleinen Zwischenräumen zwischen den einzelnen Körnern festgehalten wird.
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Eine andere Möglichkeit zur Erzielung der gewünschten Wirkung mittels
Quarzsand und elektronegativem Gas besteht darin, daß in dem Quarzsand Teile aus
einem Kunststoff mit eingelagertem Schwefelhexafluorid vorgesehen sind. Diese Teile
aus Kunststoff mit eingelagertem Schwefelhexafluorid können entweder als größere
Teile in den Schmelzraum hineinreichen oder sie können auch als feinkörnige Teile
zwischen dem Quarzsand verteilt sein. Zweckmäßig sind diese mit - Schwefelhekafluorid
imprägnierten Kunststoffteilchen mit dem Quarzsand in einem bestimmten Verhältnis
gemischt und werden als Mischung in den Sicherungskörper in der bei Quarzsand bekannten
Art, z. B. durch Einrütteln, eingebracht.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die innere Mantelfläche
des Patronenkörpers reit in die Schmelzzone hineinreichenden Teilen aus Kunststoff
mit Eingelagertem Schwefelhexafluorid ausgekleidet.
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Es ist bekannt, in Kunststoff elektronegative Gase einzulagern in
der Art, daß sie in den Zwischenräumen der Kristallgitter des Kunststoffes festgehalten
werden. Ein Herstellungsweg für einen solchen Stoff kann. z. B. darin bestehen.,
daß ein solcher Gas enthaltender Trägerstoff mit Bindemittel verformt und gehärtet
wird. Auch kann -man diesen Stoff vermischt mit dem Quarzsand in den Sicherungskörper
einbringen. Diese Stoffe geben dann unter dem Einfluß von Wärme in ausreichendem
Maß elektronegatives Gas ab und erhöhen das Löschvermögen.
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Ein weiterer Vorteil, der. durch die Erfindung erzielt wird, besteht
auch darin, daß die Baulänge der Sicherung verringert werden kann. Dies ist auf
die hohe Isolationsfähigkeit der elektronegativen Gase zurückzuführen. Die kurze
Bauweise erlaubt daher unter Einhaltung von-genormten Maßen eine .Sicherung mit
Motor- und Kurzschlußcharakteristik dadurch zu erstellen, daß man z. B. zwei Sicherungen
entsprechender Charakteristiken hintereinanderschallet, von denen mindestens eine
Sicherung gemäß der Erfindung ausgebildet ist, ohne daß durch die Sicherungskombination
eine zu große Baulänge bedingt wird.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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F i g. 1 zeigt in vereinfachter Darstellung einen Schnitt durch eine
Niederspannungs-Hochleistungssicherung, die aus dem aus Keramik bestehenden Patronenkörper
1 besteht, dessen Stirnseiten mit Deckblechen 2 versehen sind. Diese Deckbleche
2 sind in bekannter Weise mittels nicht dargestellter Schrauben an dem Keramikkörper
1 gehalten. Die Kontaktmesser sind mit 3 und die Schmelzleiter mit 4 bezeichnet.
Zwischen den Deckblechen 2 und dem
Patronenkörper 1 ist eine Abdichtscheibe
5 aus wärmefestem Material angeordnet.
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Die Füllung der Patronen besteht aus z. B. durch Einrütteln eingebrachtem
Quarzsand 6, in dem sich verteilt zwischen den einzelnen Körnern Schwefelhexafluorid
befindet, das unter atmosphärischem Druck steht. Das Einbringen von Schwefelhexafluorid
in den Löschsand kann durch verschiedene an sich bekannte Verfahren erfolgen.
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F i g. 2 stellt ebenfalls einen Schnitt durch eine Niederspannungs-Hochleistungssicherung
dar. Zum Unterschied gegenüber dem Beispiel nach F i g. 1 ist hier das elektronegative
Gas, z. B. Schwefelhexafluorid, nicht gasförmig zwischen dem Löschsand 6 verteilt,
sondern das Schwefelhexafluorid befindet sich gebunden in feinkörnigen Teilen 7,
die im Löschsand 6 verteilt und als Gemisch mit diesem in den Patronenkörper eingebracht
sind. Diese mit Schwefelhexafluorid imprägnierten Teile 7 geben bei der Wärmeentwicklung
durch den Lichtbogen Gas ab, das zur besseren Lichtbogenlöschung beiträgt. Unter
Umständen entsteht in der Sicherung durch den Kurzschlußlichtbogen ein überdruck,
der durch das frei werdende elektronegative Gas unter Umständen über dem üblicherweise
auftretenden überdruck liegt. Bei diesem erhöhten Druck ist die Löschwirkung des
Schwefelhexafluorids noch besser. Durch geeignete Mittel kann natürlich verhindert
werden, daß der überdruck zu einer Zerstörung des Sicherungskörpers führt.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt F i g. 3. Hier
reichen in die Schmelzzone Teile aus einem Kunststoff hinein, die elektronegatives
Gas enthalten. Mit diesen Teilen 8 ist entweder die innere Mantelfläche des Körpers
1 besetzt oder ganz ausgekleidet. Teile aus diesem Kunststoff können natürlich auch,
wie in der rechten Hälfte der Figur gezeigt, an den Deckblechen 2 befestigt sein.
Diese Teile sind mit 9 bezeichnet.