DE2323512A1 - Schmelzsicherung - Google Patents
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Description
6 Frankfort am Man 70
SCHMELZSICHERUNG
Die Erfindung betrifft Schmelzsicherungen, die zum schnellwirkenden
Schutz von elektrischen Stromkreisen, z.B. von Halbleiterventilen dienen·
Pur die meisten Ausfuhr ungsf or men von flinken Schmelzsicherungen
wird zum Lichtbogenlöschen Quarzsand oder ein ähnlicher
Stoff verwendet· Ein wesentlicher Vorteil derartiger Sicherungen besteht darin, daß der mittlere Spannungsgradient, des Lichtbogens
beim Abschalten von überströmen relativ hoch ist, wobei sich eine
genügend gute Strombegrenzung ergibt· Beim Lichtbogenlöschen in einem feinkörnigen Füllstoff treten außerdem keine hohen Überspannungsspitzen
auf.
Bei Erhöhung der Nennstromdichte bis zu einem fur den Schutz
3098Λ8/ΪΚ74
von Halblelterventilen erforderlichen Wert steigt aber die Temperatur
des Schmelzleiters In der Sicherung infolge ungenügender Wärmeleitfähigkeit der feinkörnigen Füllstoffe bedeutend an, wobei
auch der Widerstand des Schmelzleiters sowie die Energieverluste durch Joulesche Warme größer werden.
In den letzten Jahren sind Versuche unternommen worden, flüssige Füllmittel in din Schmelzsicherungen anzuwenden. Der
Nennstrom wird für die Sicherungen mit flüssigem Füllmittel so
gewählt, daß die Schmelzleitertemperatur in der Sicherung der
Siedetemperatur der Flüssigkeit entspricht· Die
Flüssigkeit verdampft und überträgt die-Warme In die Kondensat ionszone.
Auf diese Weise wird die Wärmeableitung vom Schmelzleiter bedeutend verbessert, wobei die Möglichkeit gegeben wird, die Nennstromdichte
zu erhöhen· Aber b·! einfachen flüssigkeitsgefüllten
Sicherungen, die keine besonderen Vorrichtungen zur Licntbogendehnung
besitzen, ist der mittlere Spannungsgradient des Lichtbogens nicht groß· Außerdem können in derartigen Sicherungen während
der Lichtbogenzündung und -löschung Überspannungsspitzen auf-
Bine.,
treten·* großer β Flussigkeitsmenge im Gehäuse der Sicherung bedingt ungenügend große Abmessungen der Kondensationszone (die Flüssigkeit füllt gewöhnlich 2/3 bis 3/4 des Gehäuse Volumens aus), wobei
treten·* großer β Flussigkeitsmenge im Gehäuse der Sicherung bedingt ungenügend große Abmessungen der Kondensationszone (die Flüssigkeit füllt gewöhnlich 2/3 bis 3/4 des Gehäuse Volumens aus), wobei
der Druck beim Ansprechen der Sicherung relativ hoch ist· Wesentlich
1st es auch, daß der hydrodynamische Stoß bsi großen, infolge
der Schmelzlelterexploslon entstehenden Stromstärken sich in der
Flüssigkeit bis zu den Gehäusewänden der Sicherung ausbreitet
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und die Zerstörung der Sicherung verursachen kann*
Bekannt sind auch Schmelzelnhtrungen mit zusätzlicher Elektrode, die zur Steuerung des Schmelzvorganges durch Bildung eines
zusätzlichen Lichtbogens benutzt wird, welcher den Schmelzleiter durchbrennt (vgl· ζ·Β· das USA-Patent Nr, 2400408 vom Jahre 1946)£
Weiterhin sind ähnliche Sicherungen bekannt, bei denen die zusätzliche Elektrode zur überbrückung des zu schützenden Objekts
beim Lichtbogenlöschen benutzt wird (vgl· z.B. das Patent der
BED Hr · 1299356 vom Jahre 1970).
Das Hauptziel der Erfindung ist die Gawahrleistung einer
besseren Lichtbogenlöschung sowie Erhöhung aer nenns-crondioht·
Lm Schmelzleiter·
Bar Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, «in« Schmelzsicherung alt den Vorteilen zu entwickeln, dl· den
sowohl alt Pulver als auch mit Flüssigkeit gefüllten Sicherungen
eigen sind, und eine Möglichkeit zu gewährleisten, dl« zusätzliche Elektrode zur effektiveren Erhöhung der Hennstromdlcnte
{(άβτ schwächsten Stelle)\
im Engpaß des Schmelzleiters durch seine zusätzliche Kühlung zu benutzen·
im Engpaß des Schmelzleiters durch seine zusätzliche Kühlung zu benutzen·
Dies wird dadurch erreicht, daß Ui der Schmelzsicherung
mit einem abgedichteten, teils mit einem flüssigen Füllmittel
gefüllten Gehäuse, das mit Stromzuführungekontakten ausgestattet
1st, welche im Inneren des Gehäuses durch einen Schmelzleiter verbunden sind, - der Schmelzleiter erfindungsgemäß In einen
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Xn das flüssige Füllmittel eingetauchten körper aus einem kapillar-porösen
Werkstoff mit kommunizierenden Poren eingebettet 1st, wobei ein Teil der kommunizierenden Poren dieses Körpers
unmittelbar- mit dem Schmelzleiter In Berührung steht und beim
Normalbetrieb der Sicherung das flüssige Füllmittel der Schmelz-
/_Auftreten von übermäßigen,/
lelterzone 2uführt7~"oelin Y Strömen aber der erwähnte Körper zur
Löschung des in der Sicherung entstehenden Lichtbogens beiträgt·
Der kapillar-poröse Körper» m den der Schmelzleiter eingebettet
ist ι kann in das flüssige Füllmittel nur mit einem Teil
seines Volumens versenkt sein$ wobei die Menge des flüssigen
Füllmittels minimal gewählt wird, aber ausreichend sein soll, um
die Poren des ganzen Korpervolumens zu füllen sowie die Innenfläche
vom Gehäuse dor Schmelzsicherung zu benetzen und dadurch
einen ununterbrochenen Zyklus der Füllmittelverdampfung und -kondensation
beim Hormalbetrieb der Sicherung au ermöglichen·
Zweckentsprechend soll der im Gehäuse der Sicherung bei ihrer Füllung mit flüssigem Füllmittel freigelassene Pufferraum
hauptsächlich nur Dampfe des flussigen Füllmittels enthalten· Die Menge von Fremdgasen, die bai der Henntemperatur der Sicherung
nicht kondensieren, soll praktisch gleich null sein·
2v/ischen dem kaplllar-porosen Körper und den Seitenwäaden
des Sicherungsgehäuses ist die Elldung eines flüssigkeitfreien
Spielraumes erwünscht, der die Ausbreitung der hydrodynamischen Stoßwelle zu den Gehäuseseltenwänden verhindern soll. Der kapillar-poröse
Körper kann als Quarzsandbrikett ausgeführt werden.
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Die Sicherung kann zweckmäßigerweise wenigstens mit einer
an die Spannimgsquelle angeschlossenen zusätzlichen Elektrode ausgestattet sein, die in unmittelbarer Nähe des Schmelzleiliers
ein zusätzliches elektrisches Feld erzeugt, welches das Sieden der Flüssigkeit in den am Schmelzleiter anliegenden Poren des
erwähnten kapillar-porösen Körpers beeinflußt und dadurch eine Intensive Kühlung des Schmelzleiters bewirkt·
Die zusätzliche Elektrode kann von dem Füllmittel Isoliert
sein oder galvanische Verbindung mit dem Schmelzleiter über das
Füllmittel haben·
Die erflndungsgemäß ausgeführte Schmelzsicherung funktioniert
beim Nennstrom wie eine Sicherung mit flüssigem Füllmittel und
bei überströmen wie eine mit feinkörnigem Pulver gefüllte Sicherung,
Versuche haben ergeben, daß die Anwesenheit von önigen
dielektrischen Flüssigkeiten, z.B. von DItοIylmethan, in den
Poren des kapillar-porösen Körpers mit eingebettetem Schmelzleiter
die Lichtbogenlöschung ungünstig beeinflußen kann (in
einigen Fällen fällt der Bogenspannun^sgradlent um 20% ab). Aber
dabei vergrößert sich die Kennstromdichte gegenüber der Stromdichte
im ähnlichen, aber in ein trockenes feinkörniges Füllmittel
eingebetteten Schmelzleiter fast um das Zweifache·
Die Erhöhung des ^ennstromes ruft bei gleichbleibendem Engpaß
des Schmelzleiters eine Vergrößerung der Ansprechgeschwindigkeit
der Sicherung hervor, insofern die durch eine größere Ilenn-
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stromdichte gekennzeichnete Sicherung den Stromkreis schneller (mit kleinerem I t) beim gleichem Überstrom-Nennstrom-Verhältnis
abschaltet.
In der vorgeschlagenen Schmelzsicherung wird die
Menge der Flüssigkeit, zum Unterschied von bekannten flüssigkeltsgefüllten
Sicherungen, vorzugsweise minimal gewählt. Infolgedessen
wird der Druck la Gehäuse der Sicherung bei ihrem Ansprechen herabgesetzt,
und der hydrodynamische Stoß wird beseitigt. Die Benutzung
einer geringeren Menge des flüssigen Füllmittels wird dadurch
möglich, daß der kapillar-poröse Körper als Docht funktioniert und
die Flüssigkeit auch bei einem ziemlich niedrigen FÜllmlttelnlveau
bis zum Schmelzleiter hebt.
Für ein besseres Verständnis des Erfindungsgedankens folgt
eine ausführliche Beschreibung von Ausführungsbe!spielen für die
Schmelzsicherung mit Verweisen auf die beiliegenden Zeichnungen,
Hierbei zeigen
Flg. 1 eine erfindungsgemäs ausgeführte SehneIzsicherung
mit in das flüssige Füllmittel zum Teil versenktem kapillar-porösem
Körper;
Flg. 2 eine Schmelzsicherung gemäß der Erfindung, in der
der kaplllar-jp'oröse Körper in das flüssige Füllmittel vollständig
versenkt 1st;
Flg. 35 eine erfindungsgemäß, aufgebaute Schmelzsicherung3in
welcher der kapillar-poröse Körper mit einem Spielraum In bezug
auf die Seltenwände des Gehäuses angeordnet ist;
3 U 9 H 4 8 / 0 U 7 k
— Γ7 «-
Flg. 4 ein KatodenstrahlossGlllogramm der Spannung an einem
Im Quarzsand mit Zusätzen einer dielektrischen Flüssigkeit brennenden
Lichtbogen und ein zum Vergleich angeführtes Oszlllogramm
der Bogenspannung an einem im reinen Quarzsand bei gleichen Bedingungen
entstehenden Lichtbogens;
Flg. 5 eine Charakteristik der Spannungsverluste als Stromfunktion
für eine mit Quarzsand- und Äthylenglyko!gemisch gefüllte
Sicherung und zum Vergleich die gleiche Charakteristik für eine Sicherung mit reinem Quargsand;
Flg. 6 eine erfindungsgemäße ausgeführte Schmelzsicherung
mit galvanischer Kopplung der zusätzlichen Elektrode mit dem
Schmelzleiter über das Füllmittel}
Fig. 7 eine gemäß der Erfindung aufgebaute SchmeIsssicherung
mit einer vom Füllmittel isolierten zusätzlichen Elektrode;
Flg. 8 Kennlinien der Spannungsverluste am Schmelzleiter
als Funktion des durch die Sicherung mit zusätzlicher Elektrode
fließenden Stromes»
Wie aus Flg. 1 zu ersehen 1st, enthält die Schmelzsicherung
ein luftdichtes Gehäuse 1 mit eingelassenen Stromzuführungskontakten
2 und 3 sowie zwischen diesen Kontakten 2 und 3 liegende
Schmelzleiter 4, die In einen kapillar-porösen Körper 5 eingebettet
sind. Der letztere 1st zum Teil In ein flussiges Füllmittel
6 getaucht. Das flüssige Füllmittel 6 füllt den Innenraum der Sicherung unter Bildung eines Pufferraums nur teilweise aus.
Die Füllmittelmenge wird minimal gewählt, soll aber ausreichend
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sein, um die Poren des ganzen Körpers 5 zu füllen und die Innenfläche
des Gehäuses 1 sowie die hohlen Stromzuführungskontakte
2 und 3 zu benetzen. Vor dem Einfüllen des flüssigen FÜllmit oels
6 ist eine sorgfältige Entgasung der Sicherung, z.B· durch Ausglühen
im Vakuum erwünscht, um die Bildung eines Baspolsters zu vermeiden, das die Kondensation behindert. Wegen der Erwärmung des
Schmelzlelters 4 bei Hennstrom beginnt das flüssige Füllmittel 6
In den am Schmelzleiter liegenden Poren des Körpers 5 zu sieden,
wobei die Darapfblasen durch die Poren des Körpers 5 dringen und
an den Innenwänden des Gehäuses 1 sowie des Pufferraumes 7 kondensieren,
indem sie ihre Warme dem oberen Strcmzuführungskontakt
2 abgeben» Das Kondensat fließt an den Gehäusewanden In den
unteren Gehäuseteil ab, wird durch Einwirkung von Kapillarkräften wieder aufgesaugt und erreicht die Schmelzlelterzone. Somit
ergibt sich ein Zyklus der ununterbrochenen Verdampfung und Kondensation des Füllmittels 6 beim ITennbetrieb· Bei überströmen
wird der an den Schmelzleiter 4 grenzende Teil des Körpers 5
ausgetrocknet. Die Temperatur des Schmelzleiters 4 steigt an,
und der letztere schmilzt. Der entstehende Lichtbogen gelangt in die Poren des Körpers 5 und erlischt wie in den Sicherungen mit
einem gewöhnlichen trockenen dispersen Füllmittel·
In einer anderen, in Fig. 2 gezeigten AusfuhrungsVariante
der Schmelzsicherung 1st der kapillar-poröse Körper 8, der den
Schmelzleiter umgibt, vollkommen in das flüssige Füllmittel 10 eingetaucht· in diesem Falle wird da& Gehäuse 11 der Sicherung
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aus einem schlagfesten V/erkstoff, z.B· aus Metall, hergestellt,
da bei diesem Aufbau der Sicherung die Entstehung «Ines hydrodynamischen
Stosses nlcfrt ausgeschlossen ist. Zum besseren Wärmeaustausch
mit dem Umgebungsmedium weist das Gehäuse 11 Rippen auf. Der Schmelzleiter 9 ist zwischen den Stromzuführungskontakten
15 eingeschaltet, die Im Isolator 14 befestigt sind. Der Körper
besteht bei dieser AusführungsVariante der Sicherung aus verdichtetem
und durch ein Gitter 15 festgehaltenem Quarzsand·
Eine derart aufgebaute Sicherung funktioniert wie die vorher
beschriebene Schmelzsicherung· Der einzige Unterschied besteht darin, daß beim voll in das flüssige Füllmittel 10 versenkten
Körper 8 die Arbelt der KapillarSaugkräfte erleichtert wird und
infolgedessen ein vorzeitiges Austrocknen der am Schmelzleiter
liegenden Poren des Körpers 8 vermieden wird»
Die In Flg. ^,als dritte Ausführungsvariante gezeigte Schmelz
sicherung enthält auch ein luftdichtes Gehäuse 16, Stromzuführungskontakte
17 nii-t dazwischen eingeschaltetem Schmelzleiter 18,
der in einen kapillar-porösen Körper 19 eingebettet ist, welcher
zum Teil in das flüssige Füllmittel 20 versenkt ist·
Der Körper 19 ist ebenfalls aus Quarzsand gefertigt und
wird von den Wanden des Gehäuses 16 mittels eines zylindrischen
Gitters 21 In einiger Entfernung gehalten· Dadurch wird die Ausbreitung
der Stoßwelle bis zu den Gehäusewänden verhindert, und deswegen kann man das Gehäuse 16 aus Werkstoffen herstellen, an
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die keine Forderungen bezüglich ihrer Schlagfestigkeit gestellt
werden.
Diese Sicherung funktioniert wie die oben beschriebene und
in Fig. 1 dargestellte Schmelzsicherung 9 und zwar wie folgt·
Das flüssige Füllmittel 20 dringt durch das Gitter 21 In
den Körper 19 hindurch, wird durch Kapillarkräfte bis zum Schmelz?
leiter 18 gehoben und verdampft In der angrenzenden Zone· Der entstehende
Dampf dieser Flüssigkeit drängt sich durch den Quarzsand
und das Gitter 21 hindurch und wird an der Innenwand des Gehäuses 16 kondensiert, wobei er seine Warme den Gehauserippen
abgibt.
Die Effektivität der Lichtbogenlösoiiüng In den in Fig. 1
bis 3 gezeigten Schmelzsicherungen veranschaulicht Fig. 4- mit
dem angeführten typischen Katodenstrahloszillogramm, das die
Bogenspannung U& (Kurve A) als Funktion der Zeit für Sicherungen
darstellt, in denen der kapillar-poröse Körper durch fixierten
Quarzsand gebildet wird und als flüssiges Füllmittel Ä'thylenglykol
zur Verwendung kommt. Man erkennt an der Kurve, daß die
Uberspannungsspltzen klein bleiben·
In derselben Flg. 4 ist zum Vergleich ein Oszlllogramm der
Bogenspannung bei Verwendung von reinem Quarzsand (Kurve B) angeführt, Man merkt, daß die Kurven A und B ähnlich aussehen, was
also beweist, daß ein Quarzsand-Äthylenglykol-Gemlsch in bezug
auf seine Löscheigenschaften lern Quarzsand ohne Zusatz beinahe
nicht nachsteht, dessen ausgezeichnete Bogenlöscheigenschaften
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allgemein bekannt sind.
In Fig. 5 ist die Abhängigkeit der Spannungsverluste Λ u
vom Strom I für eine Sicherung vom gleichen Typ gezeigt, wobei die Kurve C dem Fall mit Quarzsand und einem Äthylenglykolzusatz
entspricht, die Kurve D aber sich auf reinen Quarzfüllstoff bezieht·
Die Abhängigkeit Δ u von I ist für eine konstante mittlere Temperatur des Schmelzleiters (t = +1800C) durch eine
Gerade E dargestellt·
Wenn man die Ergebnisse bei der gegebenen mittleren Schmelzleltertemperatur
unter Zuhilfenahme von Schnittpunkten der Kurven C und D mit der Geraden E vergleicht, kann man feststellen, daß
der Hennstrom in einem Im Quarusand mit A'thyleaglykol elagebettet«
Schmelzleiter anderthalb mal so groß ist, wie im Falle mit reinem
Quarzsand. Bessere Bedingungen für die Kühlung von Schmelzleitern
geben die Möglichkeit, ihre Dicke kleiner zu wählen·
Die SchmelzleIterdicke betrug in der beschriebenen Ausführungsvariante
der Sicherung 0,028 mm, die minimale SchmelzleIterbreite
war im Engpaß gleich 0,54 mm. Die Hennstromdichte betrug
ρ im Minimalquerschnitt des Schmelzlolters 15ΟΟ A/mm , war also
bedeutend großer als bei bekannten Typen schnellwirkender Sicherungen,
deren Stromdichte in der Größenordnung von 400 bis 600
A/mm liegt,
Ausführungsbeispiele für Sicherungen mit zusätzlicher Elektrode
sind in ll>lg. 6 und 7 angeführt. Die in Flg. 6 gezeigte
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Sicherung hat ein luftdichtes Metallgehäuse 22, dessen Fortsetzung
der obere Stromzuführungskontakt 25 bildet. Der untere Stromzuführungskontakt
ist luftdicht in einen Isolator 25 eingebaut.
Zwischen den Stromsuführungskontakten 23 und 24 1st ein Schmelzleiter
26 geschaltet· Um den Schmelzleiter 26 ist In einer geringen Entfernung von diesem eine zusätzliche Elektrode 27 befestigt,
die als dünne Metallspirale.ausgeführt ist, wobei diese
zusätzliche Elektrode mit dem Schmelzleiter 26 über ein schwach leitendes Füllmittel galvanisch verbunden ist· Im Innenraum 28
des Gehäuses 22 befindet sloh das erwähnte Füllmittel, das aus
einem kapillar-porösen Stoff, ζ·Β· aus Quarzsand und einer dielek·
tr Ischen Flüssigkeit besteht· Zwischen einem P-1Uf ferraum 29 und
dem Hauptraum 28 ist ein festes Gitter 30 eingebaut, das den
kapillar-porösen Stoff festhält.
Beim ITennbetrieb der Sicherung erzeugt die zwischen dem
unteren Stromzuführungskontakt 24 und der zusätzlichen Elektrode angelegte Spannung U in der am Schmelzleiter 26 liegenden E1UlI-mlttelschicht
ein elektrisches Feld. Bei genügend hoher Feldstärke
beeinflußt dieses Feld das Sieden der flüssigen FÜllmlttelphase,
wobei infolgedessen für den Schmelzleiter eine größere
Nennstromdichte als bei ähnlichen Arten von Sicherungen ohne zusätzliche Elektrode gewählt werden kann·
Die in Flg. 7 gezeigte Sicherung weist Stromzuführungskontakte
31 auf, zwischen denen sich ein aus wärmebeständigem (bis
30O...400°C) Isolierstoff, z.B. Quarzglas oder Teflon herge-
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stelltes Kapillarrohre 32 befindet. Das Kapillarrohre 32 umfassen
SehneIzleIter 33, die als Halbzylinder geformt und an die Stromzuführungskontakte
31 angeschweißt sind. Im Inneren des Kaplllarrohres 32 ist eine zusätzliche Metallelektrode 34· angeordnet.
Das Gehäuse 35 der Sicherung besteht aus einem widerstandsfähigen
Isolierstoff. Den Haupt Innenraum 7Jo der Sicherung füllt das beschriebene
Füllmittel (Quarzsand + dielektrische Flüssigkeit) aus. Bei der V/ärmeausdehnung dringt ein Teil der Flüssigkeit aus
dem Raum 36 durch einen schmalen Spalt 37 in den E>ufferraum 38
ein.
Beim Nennbetrleb liegt zwischen einem Stromzuführungskontakt
31 und der zusätzlichen Elektrode Jfo eine von einer Spannungsquelle gelieferte hochspannung U. Da die zusätzliche Elektrode
isoliert angeordnet ist, wird eine Wechselspannung verwendet·
In den beschriebenen Varianten der Sicherungen nach Flg. 6
und 7 wird zur Kühlung des Schmelzleiters ein physikalischer Effekt ausgenutzt, und zwar der Einfluß des elektrischen Feldes
auf das Sieden von dielektrischen Flüssigkelten.
Dieser Einfluß des elektrischen Feldes besteht In einer
bedeutenden Intensivierung der Verdunstungskühlung des bchmelzlelters.
Die Spannung wird an die zusätzliche Elektrode ständig, sowohl
beim Nennbotrieb, als auch bei überströmen angelegt, bei
denen der Schmelzleiter schmilzt und die Lichtbogenlöschung erfolgt.
Diese Spannung ist praktisch aber nufc beim Nennstrom von
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Bedeutung, da diese Spannung über einen In ^1Ig. 7 nicht gezeigten
hochohmigen Widerstand öder über einen Kondensator mit geringer
Kapazität zugeführt wird, die den Strom in dem Hochspannungskreis bis auf den Wert von etwa 1 β A begrenzen, und dieser Strom kann
wegen seiner geringen Stärke keine Bogenentladung hervorrufen· Außerdem beeinflußt das elektrische Transversalfeld mit der entsprechenden
Stärke praktisch keinesfalls den Vorgang der Bogenlöschung·
Die Höhe der an die Elektrode angelegten Spannung hängt hauptsächlich von der benutzten Flüssigkeit, von den Eigenschaften
des kapillar-porösen Körpers sowie vom gewählten Abstand der Elektrode vom Schmelzleiter ab und liegt in der Größenordnung von
einigen hundert Volt bis zu einigen Kilovolt.
Die vorliegende Erfindung kann ^iir Herabsetzung von Stromwärmeverlusten
benutzt worden, insofern die Temperatur des
Schmelzlelters infolge der Einwirkung dos elektrischen Feldes
verringert wird und deswegen auch sein Widerstand kleiner wird·
In Flg. 8 sind die Prüfungsergebnisse für einen einzelnen
Zweig des Schmelzleiters als Abhängigkeit, des Spannungsabfalls
Δ. am Schmelzleiter vom Strom I dargestellt. ISs wurde ein
Muster der Schmelzsicherung mit isolierter zusätzlicher Elektrode
f\ τ yi ^j *-\
(Fig. 7) geprüft. Die Kurve F bezieht sich auf * ' aus Quarzsand
+ CCI4. bestehenden Füllstoff und auf den Fall, wenn die .Spannung
an dor zusätzlichen Elektrode gleich WuIl 1st, also wenn kein
elektrisches Fold erzeugt wird. Die Ergebnisse der Versuche mit
309848/047 4
dem gleichen Füllmittel bei einer Spannung von 10 kV, 50 Hz an
der zusätzlichen Elektrode sind mit der Kurve G dargestellt. Fur
einen Vergleich wird ein Fall angeführt, bei dem das erwähnte
Füllmittel durch trockenen Quarzsand ersetzt wurde und die Spannung
U gleich Hull war· Die Abhändlgkelt des Spannungsabfalls vom
Strom I bei einer mittleren Schmelzleitertemperatur von +1800C
1st in Flg. 8 mit Hilfe einer Geraden i dargestellt. Die Schnittpunkte
der Geraden i mit den Kurven F* G, H ergeben Stromwerte,
bei denen der Schmelzleiter die Temperatur von +1800C aufweint.
Aus Fig· 8 kann man ersehen, daß der erwähnte Stromwert für trockenen Quarzsand 6,1 A und beim Füllstoff aus Quarzsand und
CCl2J. 7>4 A beträgt, bei Beeinflussung dieses Füllstoffes durch
das elektrische Feld aber bei 9i7 A liegt.
Die Sicherung mit zusätzlicher Elektrode 1st steuerbar, da lnre Schmelzcharakteristik von der Spannungsgröße U an der zusätzlichen
Elektrode abhängt. Wird z.B. der. Nennstrom nahe dem
kritischen Stromwert gewählt, so ruft die Abschaltung der Steuej?-
spannung das Durchbrennen des Schmelzleiters hervor, wobei die Sicherung den Stromkreis unterbricht.
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Claims (1)
- /1.)Schmelzsicherung mit einem luftdichten Gehäuse, das mit einen flüssigen Füllmittel gefüllt ist und mit Stromzuführungskontakten ausgestattet ist, die im Innenraum des Gehäuses durch einen Schmelzleiter verbunden slndf dadurch gekenn zeichnet ,daß der Schmelzleiter (4) in einen in das flüssige Füllmittel (6) eingetauchten Körper (5) aus einem kapillar-porösen Werkstoff mit kommunizierenden Poren eingebettet ist ι wobei ein Teil der kommunizierenden Poren dieses Körpers (5) unmittelbar mit dem Schmelzleiter (4) in Berührung steht und beim Nennbetrieb der Sicherung das flüssige Füllmittel (6) der Schmelzleiterzone zuführt, bei Überströmen aber der erwähnte Körper (5) zur Löschung des in der Sicherung entstehenden Lichtbogens beiträgt,2. Schmelzsicherung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet ,daß der kapillar-poröse Körper (5) in das flüssige Füllmittel (6) nur mit einem Teil seines Volumensgetaucht ist, wobei die Menge des flüssigen Füllmittels (6) minimal,aber ausreichend gewählt ist, um die Poren des ganz'en kapillar-porösen Stoffes zu füllen sowie die Innenfläche des Gehäuses der Sicherung zu benetzen und dadurch einen ununterbrochenen Zyklus der Füllmittelverdampfung und -kondensation beim Nennbetrieb der Sicherung zu ermöglichen· J5, Schmelzsicherung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch309848/0474gekennze lehne t ,daß der Im Gehäuse (1) der Sicherung bei ihrer Füllung mit dem flüssigen Füllmittel (6) freigelassene P*-ufferraum (7) hauptsächlich nur Dampfe des flüssigen Füllmittels enthält, wobei die Menge von Fremdgasen, die bei der ^enntemperatur der Sicherung nicht kondensieren, praktisch gleich Null ist.4·. Schmelzsicherung nach Anspruch 1,dadurch g e -konn ze lehnet ,daß zwischen dem kapillar-porösen Körper (19) und den Seltenwänden des Sicherungsgehäuses (16) ein flüssigkeitsfreier Spielraum (a) gebildet ist, der die Ausbreitung der hydrodynamischen Stoßwelle bis zu den Seltenwänden des Gehäuses (16) verhindert,5· Schmelzsicherung nach Ansprüchen 1 bis 4·, dadurch gekennze lehnet ,daß der kapillar-poröse Körper aus ftuarzsand besteht·6. Schmelzsicherung nach Ansprüchen 1 bis 5» d a d u r c h gekennze lehnet ,daß sie wenigstens eine an die Spannungsquelle angeschlossene zusätzliche Elektrode enthält, die In unmittelbarer Näh* ies Schmelzlelters ein zusätzliches elektrisches Feld erzeugt, welches eine Intensive Kühlung des Schmelzleiter s bewirkt, indem es das Sieden der Flüssigkeit in den Poren des kapillar-porösen Körpers beeinflußt·7· Schmelzsicherung nach Anspruch 5> dadurch gekennze lehnet ,daß die in sie eingebaute zusätzliche Elektrode (27) galvanische Verbindung mit dem Schmelzleiter (26) über das Füllmittel hat.309848/04748. Schmelzsicherung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet ,daß die zusätzliche Elektrode (354) von dem Füllmittel isoliert ist·3 0 9 8 - t"Leerseite
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