DE2403354A1

DE2403354A1 - SELF-RESETTING DEVICE FOR CURRENT LIMITING

Info

Publication number: DE2403354A1
Application number: DE2403354A
Authority: DE
Inventors: Suenobu Hamano; Takeo Inoue; Toshio Miyamoto; Teijiro Mori; Takashi Shirasawa; Yuichi Wada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1973-01-25
Filing date: 1974-01-24
Publication date: 1974-08-08
Also published as: DE2403354B2; CH560462A5; IT1007060B; GB1453782A; FR2215698B1; FR2215698A1; US3886511A

Description

PATENTANWALT E HENKEL— KERN — FEILER — HÄNZEL— MÜLLERPATENT ADVERTISER E HENKEL— KERN - FEILER - HÄNZEL— MÜLLER

DR. PHIL. DIPL.-ING. DR. RER. NAT. DIPL.-ING. DIPL.-ING. DR. PHIL. DIPL.-ING. DR. RER. NAT. DIPL.-ING. DIPL.-ING.

²'^aaZH<r3^. £ - EDUARD-SCHMID-STRASSE 2 ^SSSSS =S ² ' ^aaZH <r3 ^. £ - EDUARD-SCHMID-STRASSE 2 ^ SSSSS = S

MÜNCHEN D-8000 MÜNCHEN 90 POSTSCHECK: MCHN 162147-809 MUNICH D-8000 MUNICH 90 POSTSCHECK: MCHN 162147-809

Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha „ . ,.., .Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha “. , ..,.

lokio, Japan " '" '""" ¹ lokio, Japan " '"'""" ¹

Selbstrückstellende Vorrichtung zur StrombegrenzungSelf-resetting device for current limitation

Die Erfindung betrifft eine Strombegrenzervorrichtung, insbesondere einen rückstellenden Strombegrenzer mit einer Masse eines strombegrenzenden Materials in fester oder flüssiger Form, das bei Raumtemperatur gute elektrische Leitfähigkeit besitzt und das in Abhängigkeit von der Größe eines Kurzschlußstroms verdampft und dabei eine hohe Impedanz gewährleistet, um sich anschließend wieder zu verfestigen oder zu verflüssigen und die gute elektrische leitfähigkeit wieder herzustellen, wobei die Vorrichtung einen geschlossenen Raum aufweist, in welchem das strombegrenzende Material enthalten ist.The invention relates to a current limiter device, in particular a resetting current limiter with a mass of a current-limiting material in solid or liquid Shape that has good electrical conductivity at room temperature and that depends on the size of a short-circuit current evaporates and thereby ensures a high impedance in order to subsequently solidify or to liquefy and restore good electrical conductivity, the device being an enclosed space has, in which the current-limiting material is contained.

Herkömmliche Strombegrenzervorrichtungen der genannten Art weisen ein zylindrisches Metallgehäuse in Form einer Hülse mit einem Strom-Anschlußblock auf, in dem ein Manschettenteil unter elektrischer Isolierung angeordnet ist, und enthalten eine Masse eines rückstellenden strombegrenzenden Materials, welches eine feine Zentralbohrung ausfüllt, die eine im Gehäuse angeordnete zylindrische Isolation durchsetzt. Weiterhin ist ein anderer zylindrischer Strom-Anschlußblock mit einer Druckentlastungseinrichtung vorgesehen, in den das GehäuseConventional current limiter devices of the type mentioned have a cylindrical metal housing in the form of a sleeve with a power connection block in which a sleeve part is arranged under electrical insulation, and included a mass of restoring current-limiting material, which fills a fine central bore that penetrates a cylindrical insulation arranged in the housing. Farther Another cylindrical power connection block with a pressure relief device is provided in which the housing

Mü/B1/Ro -Mü / B1 / Ro -

409832/0782409832/0782

eingeschraubt ist, wobei das strombegrenzende Material den Anschlußblock bei Raumtemperatur innerhalb des Gehäuses elektrisch mit dem äußeren Anschlußblock und dem Gehäuse verbindet.is screwed in, the current-limiting material electrically connecting the terminal block within the housing to the outer terminal block and the housing at room temperature.

Da derartige Vorrichtungen nach Gießverfahren hergestellt werden, ist der Mansche tt ent eil des Anschluß- oder Klemmenblocks beim Abkühlen der Vorrichtung nach dem Vergießen einer seine höchste zulässige Druckbeanspruchung übersteigenden hohen Druckspannung unterworfen,, Außerdem unterliegen derartige Vorrichtungen Einschränkungen bezüglich der angelegten Spannung. Since such devices are manufactured by casting processes, The sleeve is part of the connection or terminal block when the device cools down after one of its has been potted subject to high compressive stress exceeding the highest permissible compressive stress, also subject to such Devices Limitations on Applied Voltage.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte rückstellende Strombegrenzervorrichtung mit gegenüber einer Druckbeanspruchung eines Strom-Anschlußblocks erhöhter mechanischer festigkeit bei verringerter Gesamtlänge der Vorrichtung zu schaffen. Diese Vorrichtung soll insbesondere für sehr hohe Spannungen ausgelegt werden.The invention is therefore based on the object of providing an improved resetting current limiter device a compressive stress on a power terminal block increased To provide mechanical strength with a reduced overall length of the device. This device should in particular designed for very high voltages.

Diese Aufgabe wird bei einer selbstrucksteilenden Strombegrenzervorrichtung erfindungsgemäß gelöst durch eine metallene zylindrische Hülse, einen von dieser umschlossenen elektrischen Isolator, der von einer engen Bohrung durchsetzt ist, eine in die Bohrung eingefüllte Masse eines selbstrückstellenden, strombegrenzenden Materials, das bei Durchfluß eines Überstroms durch Verdampfung unter dem Einfluß Joule·scher Wärme anspricht, und einen Strom-Anschlußblock mit einer Druckentlastungseinrichtung zur Entlastung des durch den verdampften Teil des strombegrenzenden Materials erzeugten Drucks und mit einem Manschettenabschnitt, der radial über den Außenumfang des Anschlußblocks hinausragt und über eine elektrische Isolierhülse mit der zylindrischen Hülse verbunden ist.This task is performed in the case of a self-jerk-dividing current limiter device solved according to the invention by a metal cylindrical sleeve, an electrical sleeve enclosed by this Insulator, which is penetrated by a narrow bore, a mass of a self-resetting, filled into the bore, current-limiting material which, when an overcurrent flows through, evaporation under the influence of Joule heat responds, and a power connection block with a pressure relief device for relieving the vaporized by the Part of the flow-limiting material generated pressure and having a cuff portion that extends radially over the outer circumference of the connection block protrudes and over an electrical insulating sleeve is connected to the cylindrical sleeve.

Eine vorteilhafte Weiterbildung dieses ErfindungsgedankensAn advantageous development of this inventive concept

409832/0782409832/0782

besteht darin, daß der Manschettenabschnitt des Anschluß-Blocks so bemessen ist, daß er zumindest die gesamte Axialausdehnung der mit der Masse des strombegrenzenden Materials gefüllten Kammer umschließt.is that the sleeve portion of the terminal block is dimensioned so that it has at least the entire axial extent of the mass of the current-limiting material filled chamber encloses.

Es können zwei Strom-Anschlußblöcke mit der Druckentlastungseinriehtung zu beiden Seiten der elektrischen Isolierung angeordnet sein, von denen der eine über die elektrische Isolierung am zylindrischen Gehäuse angreift. Wahlweise können beide Blöcke über die Isolierung am zylindrischen Gehäuse angreifen.Two power connection blocks can be connected to the pressure relief device be arranged on both sides of the electrical insulation, one of which over the electrical insulation engages the cylindrical housing. Optionally, both blocks can be isolated on the cylindrical housing attack.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The following are preferred embodiments of the invention in comparison to the prior art explained in more detail with reference to the accompanying drawing. Show it:

Pig. 1 einen Längsschnitt durch eine Strombegrenzervorrichtung nach dem Stand der Technik,Pig. 1 shows a longitudinal section through a current limiter device according to the prior art,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine Strombegrenzervorrichtung mit Merkmalen nach der Erfindung,2 shows a longitudinal section through a current limiter device with features according to the invention,

Fig_o 3 eine Fig. 2 ähnelnde Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung,Figure 3 is a _o Fig. 2 similar representation of a modified embodiment of the invention,

Fig. 4 eine Figo 2 ähnelnde Darstellung einer weiter abgewandelten Ausführungsform der Erfindung,4 shows a representation similar to FIG. 2 of a further modified one Embodiment of the invention,

Fig_e 5 einen Längsschnitt durch noch eine weitere Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,FIG _e 5 is a longitudinal section through a still further modification of the device according to the invention,

Fig. 6 eine Fig. 5 ähnelnde Darstellung einer gegenüber Fig. 5 abgewandelten Ausführungsform,FIG. 6 shows a representation similar to FIG. 5, opposite one another Fig. 5 modified embodiment,

Fig, 7 eine Fig_e 5 ähnelnde Darstellung einer weiter abgewandelten Ausführungsform undFig, 7 is a view similar to Figure 5 _e of a further modified embodiment, and

409832/0782409832/0782

Fig. 8 bis 10 Längsschnitte durch noch weiter abgewandelte Ausführungsformen der Erfindung.8 to 10 are longitudinal sections through further modified ones Embodiments of the invention.

In den Figuren sind gleiche Teile mit jeweils den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.In the figures, the same parts are denoted by the same reference numerals.

In Fig« 1 ist eine an sich bekannte rückstellende Strombegrenzervorrichtung dargestellt«» Diese Vorrichtung weist ein zylindrisches Metall-G-ehäuse bzw_o -Hülse 10 auf, das bzw. die mit einer koaxialen, abgestuften zylindrischen Bohrung versehen ist, die am einen Ende ein weiteres offenes Ende und an der anderen Seite einen dünneren Abschnitt aufweist. In der zylindrischen Bohrung befinden sich ein metallenes Pufferglied 12 in Form eines flachen Uapfes, ein zylindrischer Isolator 14 z„B. aus Porzellan und ein Stromanschluß- oder -klemmenblock 16, dessen eines Ende über das eine Ende der Hülse 10 hinausragt und der an seinem anderen Ende einen radial abstehenden Manschettenteil 18 trägt. Eine elektrische Isolierhülse 20 von ringförmigem Querschnitt ist zwischen die Innenfläche der abgestuften Bohrung des Gehäuses 10 und die Bauteile 12, 14 und 16 eingefügt, während ein metallener Haltering 22 in den weiteren Endabschnitt der Bohrung eingeschraubt ist, so daß er über die Isolierhülse 20 den benachbarten Abschnitt des zylindrischen Klemmenblocks 16 umschließt. Eine dünne Zentralbohrung 24 durchsetzt den anderen Endabschnitt der Hülse 10, das Pufferglied 12 und einen beträchtlichen Teil des Isolators 14 j und diese Bohrung kommuniziert über eine verengte Bohrung 26 mit einer Bohrung 28 mit praktisch dem gleichen Durchmesser wie die Bohrung 24, welche sich durch den Anschlußblock 16 erstreckt. Die Bohrung 28 geht in eine Bohrung von größerem Durchmesser am Ende des Anschlußblocks über, die durch ein unter Abdichtung in sie eingesetztes Nadelventil 30 verschlossen ist.In Figure "1 a restoring current limiting device known per se is shown""This device comprises a cylindrical metal-G-ehäuse or _o -Hülse 10 which or with a coaxial stepped cylindrical bore is provided, the one on one end has another open end and a thinner section on the other side. In the cylindrical bore there is a metal buffer member 12 in the form of a flat Uapfes, a cylindrical insulator 14, for example. made of porcelain and a power connection or terminal block 16, one end of which protrudes beyond one end of the sleeve 10 and which carries a radially protruding sleeve part 18 at its other end. An electrical insulating sleeve 20 of annular cross-section is inserted between the inner surface of the stepped bore of the housing 10 and the components 12, 14 and 16, while a metal retaining ring 22 is screwed into the further end portion of the bore so that it over the insulating sleeve 20 the adjacent Section of the cylindrical terminal block 16 encloses. A thin central bore 24 penetrates the other end portion of the sleeve 10, the buffer member 12 and a considerable part of the insulator 14 j and this bore communicates via a narrowed bore 26 with a bore 28 of practically the same diameter as the bore 24, which extends through the Terminal block 16 extends. The bore 28 merges into a bore of larger diameter at the end of the connection block, which is closed by a needle valve 30 inserted into it with a seal.

409832/0782409832/0782

Ein weiterer metallener Anschlußblock 32 in Form eines Zylinders mit praktisch, dem Durchmesser der Hülse 10 entsprechendem Durchmesser ist am einen Ende mit einer zylindrischen Bohrung versehen, deren Form praktisch dem dünneren Abschnitt der Hülse 10 komplementär ist, und er weist einen koaxial zu dieser Bohrung angeordneten zylindrischen Raum auf, der in den Boden dieser Bohrung einmündet und mit einer dünnen Bohrung kommuniziert, die durch ein am anderen Endabschnitt des Klemmenblocks 32 angeordnetes Nadelventil 34 verschlossen istc Der zylindrische Raum im Anschlußblock 32 bildet eine Kammer 36, deren eine Seite zum Boden der Bohrung hin offen ist und deren andere Seite durch einen bewegbar in diesen Raum eingesetzten Kolben 38 begrenzt wird. Der restliche Teil dieses Raums bildet eine Druckgaskammer 40, die mit einer gewissen Druckgasmenge gefüllt ist, um auf den Kolben 38 einen Gegendruck auszuüben«, Der Kolben 38 weist in seiner Mantelfläche einen O-Ring 44 zur Abdichtung des Druckgases 42 gegenüber der Kammer 36 auf«,Another metal connection block 32 in the form of a cylinder with practically, the diameter of the sleeve 10 corresponding Diameter is provided with a cylindrical bore at one end, the shape of which is practically the thinner one Section of the sleeve 10 is complementary, and it has a arranged coaxially to this bore on cylindrical space which opens into the bottom of this bore and with a Communicates thin bore which is closed by a needle valve 34 arranged at the other end portion of the terminal block 32 istc The cylindrical space in the connection block 32 defines a chamber 36, one side of which faces the bottom of the bore is open and the other side is limited by a piston 38 movably inserted into this space. The rest Part of this space forms a pressurized gas chamber 40 which is filled with a certain amount of pressurized gas in order to reach the piston 38 to exert a counter pressure «, the piston 38 has in its outer surface has an O-ring 44 for sealing the compressed gas 42 against the chamber 36 «,

Der dünnere Abschnitt der zylindrischen Hülse 10 ist in die Gewindebohrung des Anschlußblocks 32 unter Zwischenfügung einer Dichtung 46 eingeschraubt. Die Dichtung 46 weist eine enge Bohrung auf, welche die Kammer 36 mit der Bohrung 24 verbindet. Die Bohrungen 24, 26 und 28 sowie die Kammern 36 sind mit einer Masse eines an sich bekannten, rückstellenden strombegrenzenden Materials gefüllt«, Hierbei is t der in den Bohrungen 24, 26, 28 befindliche Teil dieses Materials mit 48 und der in der Kammer 36 befindliche Teil mit 48' bezeichnet.The thinner portion of the cylindrical sleeve 10 is in the Screwed in the threaded hole of the connection block 32 with the interposition of a seal 46. The seal 46 has a narrow bore, which connects the chamber 36 with the bore 24. The bores 24, 26 and 28 and the chambers 36 are with a mass of a known, resetting current-limiting Material filled ", here the part of this material located in the bores 24, 26, 28 is marked 48 and the part located in the chamber 36 is designated by 48 '.

Im Betrieb der Vorrichtung fließt ein Strom vom Klemmenblock 10 über das strombegrenzende Material 48, 48· zum anderen Klemmenblock 32. Wenn das strombegrenzende Material von einem Überstrom, etwa einem Kurzschlußstrom durchflossen wird, wird in diesem Material Joule'sehe Wärme erzeugt, wodurch zunächstWhen the device is in operation, a current flows from the terminal block 10 via the current-limiting material 48, 48 · to the other terminal block 32. If an overcurrent, such as a short-circuit current, flows through the current-limiting material in this material Joule'sehe heat is generated, whereby initially

409832/0782409832/0782

der in der verengten Bohrung 26 befindliche Teil dieses Materials 48 verdampft. Sodann pflanzt sich die Verdampfung zum Pufferglied 12 fort, bis schließlich das gesamte strombegrenzende Material 48 innerhalb des Porzellan-Isolators 14 verdampft ist. Außerdem wird dabei das in der Kammer 36 befindliche Material 48' zumindest teilweise verdampft. Das verdampfte Material besitzt dabei einen elektrischen Widerstand, der etwa das 1000-fache seines Widerstands bei Raumtemperatur beträgt. Beispielsweise ist es hierbei möglich., einen Kurzschlußstrom mit einem Spitzenwert von 400 kA auf etwa 20 kA zu begrenzen.the part located in the narrowed bore 26 of this Material 48 evaporates. The evaporation then continues to the buffer member 12 until finally the entire current-limiting Material 48 within the porcelain insulator 14 has evaporated. In addition, the one located in the chamber 36 is thereby used Material 48 'at least partially evaporated. The vaporized material has an electrical resistance, which is about 1000 times its resistance at room temperature. For example, it is possible here., limit a short-circuit current with a peak value of 400 kA to around 20 kA.

Genauer gesagt, nimmt beim Auftreten eines Kurzsehlußstroms das Volumen des strombegrenzenden Materials infolge der Verdampfung beträchtlich zu. Infolgedessen erhöht sich der Druck in den Bohrungen 24, 26 und 28 sowie in der Kammer 36, so daß der Kolben 44 gegen die Wirkung des Druckgases 42 in Richtung auf das Nadelventil 32 verschoben wird^ wodurch der Druck des verdampften Materials verkleinert wird· Die Druckgas-Kammer 40, der Kolben 38 und die mit dem Material 48' gefüllte Kammer wirken mithin als Druckentlastungseinrichtung.More specifically, it increases when a short-circuit current occurs the volume of the flow-limiting material increases considerably as a result of the evaporation. As a result, the pressure increases in the bores 24, 26 and 28 and in the chamber 36, so that the piston 44 against the action of the compressed gas 42 in the direction on the needle valve 32 is shifted ^ whereby the pressure of the vaporized material is reduced in size · The compressed gas chamber 40, the piston 38 and the chamber filled with the material 48 ' therefore act as a pressure relief device.

Andererseits wird der durch das verdampfte Material begrenzte Strom durch eine nicht dargestellte Schaltvorrichtung unterbrochen, die mit der Vorrichtung gemäß I¹Xg. 1 in Reihe geschaltet ist. Der Strom fließt mithin nicht mehr durch die Anordnung, so daß das verdampfte, strombegrenzende Material in seinen ursprünglichen flüssigen oder festen Zustand zurückkehren kann, wobei der Kolben 38 unter der Wirkung des Druckgases 42 in der Kammer 40 seine Ausgangsstellung wieder einnimmt· Nunmehr kann wieder ein Strom über die Vorrichtung gemäß Pig. 1 fließen=On the other hand, the current limited by the vaporized material is interrupted by a switching device, not shown, which is connected to the device according to I ¹ Xg. 1 is connected in series. The current therefore no longer flows through the arrangement, so that the vaporized, current-limiting material can return to its original liquid or solid state, the piston 38 taking up its starting position again under the action of the compressed gas 42 in the chamber 40 Current through the device according to Pig. 1 flow =

Die Vorrichtung gemäß Pig· 1 kann auf die in der USA-Patent-The device according to Pig 1 can be based on the US patent

409832/0782409832/0782

anmeldung Serial Fo. 210 772 vom 22.12.1971 beschriebene Weise hergestellt werden. G-emäß dieser Patentanmeldung erfolgt das Vergießen bei einer Temperatur, welche den Schmelzpunkt des Materials der Isolierhülse 20 übersteigt, worauf die erhaltene Anordnung bei Raumtemperatur langsam abgekühlt wird. Während dieser Abkühlung schrumpfen die Hülse 10 und der Klemmenblock 16 infolge ihres hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten sehr stark, während die aus Porzellan bestehende Isolierhülse 20 aufgrund ihres niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten nur sehr wenig schrumpft. Außerdem schrumpft der KlemmenblQck 16 weniger als die Hülse 10, da er kürzer ist als letztere_o Infolgedessen wird der Manschettenteil 18 des Klemmenblocks 16 einer Druckbeanspruchung unterworfen, die wesentlich höher ist als seine zulässige Belastung. TJm nun eine solche Überbelastung des Manschettenteils des Klemmenblocks zu verhindern, kann die axiale Länge des Manschettenteils 18 des Klemmenblocks 16 vergrößert werden. Dies führt jedoch zu einer Vergrößerung der Gesamtlänge und zu einer Erhöhung der Fertigungskosten der hergestellten Vorrichtung.registration Serial Fo. 210 772 of December 22nd, 1971. According to this patent application, the casting takes place at a temperature which exceeds the melting point of the material of the insulating sleeve 20, whereupon the arrangement obtained is slowly cooled at room temperature. During this cooling, the sleeve 10 and the terminal block 16 shrink very strongly due to their high coefficient of thermal expansion, while the insulating sleeve 20 made of porcelain shrinks very little due to its low coefficient of thermal expansion. In addition, the KlemmenblQck 16 shrinks less than the sleeve 10, since it is shorter than the latter _o Consequently, the sleeve portion 18 is subjected to the clamping block 16 of a compressive stress which is much higher than its permissible load. In order to prevent such an overloading of the sleeve part of the terminal block, the axial length of the sleeve part 18 of the terminal block 16 can be increased. However, this leads to an increase in the overall length and an increase in the manufacturing costs of the device produced.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 ist auch insofern unvorteilhaft, als sie einer Einschränkung bezüglich der an sie anlegbaren .Spannung unterworfen ist. Beispielsweise muß bei einer Erhöhung der angelegten Spannung die axiale Länge des Porzellan-Isolators 14 vergrößert werden. Diese axiale Länge des Isolators 14 ist in Fig. 1 mit A bezeichnet. Eine Verlängerung der Axialabmessung des Isolators 14 bewirkt jedoch eine Zeitverzögerung in bezug auf die Verschiebung des Kolbens 44 nach Einleitung der Verdampfung des strombegrenzenden Materials, so daß die Druckentlastungsfähigkeit des Kolbens 44 verschlechtert wird. Infolgedessen muß die mechanische Festigkeit der Strombegrenzervorrichtung sehr hoch sein_o Es ist jedoch nahezu unmöglich, der Vorrichtung eine derart hoheThe device according to FIG. 1 is also disadvantageous in that it is subject to a restriction with regard to the voltage that can be applied to it. For example, as the applied voltage increases, the axial length of the porcelain insulator 14 must be increased. This axial length of the insulator 14 is denoted by A in FIG. 1. However, an increase in the axial dimension of the insulator 14 causes a time delay with respect to the displacement of the piston 44 after the initiation of evaporation of the flow-limiting material, so that the pressure relief capability of the piston 44 is impaired. As a result, the mechanical strength of the current limiter _{device must be very high. However,} it is almost impossible for the device to have such a high mechanical strength

409832/0782409832/0782

mechanische Festigkeit zu verleihen. Dies bedeutet, daß die bekannten Strombegrenzervorrichtungen Einschränkungen bezüglich der angelegten Spannung unterworfen sind.to give mechanical strength. This means that the known current limiter devices have limitations with respect to the applied voltage.

Die Erfindung zielt nun auf eine Erhöhung der mechanischen festigkeit des Strom-Anschlußblocks 16 gegenüber Druckbeanspruchungen sowie auf eine Verkleinerung der Gesamtlänge der Strombegrenzervorrichtung ab. Weiterhin sieht die Erfindung die Schaffung einer Strombegrenzervorrichtung vor, die mit hohen Spannungen zu arbeiten vermag«,The invention is now aimed at increasing the mechanical strength of the power connection block 16 against pressure loads as well as a reduction in the overall length of the current limiter device. The invention also provides propose the creation of a current limiter device capable of working with high voltages «,

In Figo 2 ist eine erfindungsgemäß ausgebildete Strombegrenze rvor richtung dargestellt«, Die dargestellte Ausführungsform weist, ähnlieh wie die Anordnung gemäß Fig«, 1, eine zylindrische, metallene Hülse 10 auf» Genauer gesagt, ist die Hülse 10 mit einer abgestuften, zylindrischen Bohrung versehen, in welche ein metallenes Pufferglied 12 in Form eines flachen Hapfes, ein zylindrischer Isolator 14 aus z.B_o Porzellan und ein aus dem einen Ende der Hülse herausragender Anschlußblock 16 eingesetzt sind. Die Bauteile 12, 14 und 16 sind, ebenso wie bei der Anordnung gemäß Fig«, 1, koaxial zur Hülse 10 angeordnet. Zwischen die Innenwand der abgestuften Bohrung der Hülse 10 und die Bauteile 12, 14 und 16 ist eine elektrische Isolierhülse 20 von ringförmigem Querschnitt eingesetzt, während ein Haltering 22 in den offenen Endabschnitt der Bohrung eingeschraubt ist, so daß er unter Zwischenfügung der Isolierhülse 20 den Anschlußblock 16 umschließt. Eine sich durch das Pufferglied 12 und den Isolator 14 in den Anschlußblock 16 erstreckende, enge zentrale Bohrung 24 ist mit einem strombegrenzenden Material 48 gefüllt.In Figo 2 a current limit device designed according to the invention is shown «, the embodiment shown has, similar to the arrangement according to Figure«, 1, a cylindrical, metal sleeve 10 »More precisely, the sleeve 10 is provided with a stepped, cylindrical bore , in which a metal buffer member 12 in the form of a flat cup, a cylindrical insulator 14 made of _{porcelain, for example,} and a terminal block 16 protruding from one end of the sleeve are inserted. The components 12, 14 and 16, as in the arrangement according to FIG. 1, are arranged coaxially to the sleeve 10. Between the inner wall of the stepped bore of the sleeve 10 and the components 12, 14 and 16, an electrical insulating sleeve 20 of annular cross-section is inserted, while a retaining ring 22 is screwed into the open end portion of the bore so that it, with the interposition of the insulating sleeve 20, the terminal block 16 encloses. A narrow central bore 24 extending through the buffer member 12 and the insulator 14 into the connection block 16 is filled with a current-limiting material 48.

Der Anschlußblock 16 weist einen zylindrischen Raum ähnlich demjenigen im Klemmenblock 32 gemäß Fig· 1 auf, mit welchem die enge Bohrung 24 kommuniziert. Die von der Bohrung 24Terminal block 16 has a cylindrical space similar to that in terminal block 32 of FIG. 1, with which the narrow bore 24 communicates. The from hole 24

409832/0782409832/0782

abgewandte Seite dieses Raums ist durch einen Verschluß 50 begrenzt, der in den herausragenden Endabschnitt des Anschlußblocks 16 eingeschraubt ist. Der genannte Raum enthält eine Kammer 36, die mit dem gleichen strombegrenzenden Material 48' wie die Bohrung 24 gefüllt ist, einen Kolben 38 und eine Kammer 40, die mit einem Druckgas 42 gefüllt und durch ein im Verschluß 50 angeordnetes Nadelventil 30 verschlossen ist. Mithin ist im Anschlußblock 16 eine ähnliche Druckentlastungseinrichtung wie diejenige gemäß Jig. 1 angeordnet· Der Kolben 38 weist an seiner Mantelfläche einen 0-Ring 44 zur Abdichtung des Druckgases 42 in der Kammer 40 gegenüber dem in der Kammer 36 befindlichen strombegrenzenden Material 48' auf.remote side of this space is limited by a closure 50, which in the protruding end portion of the connection block 16 is screwed in. Said space contains a chamber 36 which is covered with the same flow-limiting material 48 ' as the bore 24 is filled, a piston 38 and a chamber 40, which is filled with a pressurized gas 42 and through an im Closure 50 arranged needle valve 30 is closed. Consequently, a similar pressure relief device as that according to Jig is in the connection block 16. 1 arranged · The piston 38 has an O-ring 44 on its outer surface for sealing the compressed gas 42 in the chamber 40 from that in the chamber 36 located current-limiting material 48 '.

Der Anschlußblock 16 ist ebenso wie der Block 16 gemäß Mg«, 1 mit einem Manschettenteil 18 versehen, der radial von dem neben dem Isolator 14 befindlichen Bndabschnitt dieses Anschlußblooks absteht.The connection block 16, like the block 16 according to FIG. 1, is provided with a sleeve part 18 which extends radially from the next the insulator 14 located band portion of this connection block protrudes.

Die zylindrische Hülse 10 kann aus einem metallischen Werkstoff, wie rostfreier Stahl, hochzugfestes Messing oder Hartkupferlegierung, hergestellt werden. Das Pufferglied 12 besteht vorzugsweise aus einem weichen Metall, wie Kupfer, um einen möglichen Schlag zu mildern, der infolge einer Druckbeanspruchung aufgrund der Verkürzung der zylindrischen Hülse 10 während des Vergießens der Vorrichtung auf den Isolator 14 ausgeübt wird.The cylindrical sleeve 10 can be made of a metallic material such as stainless steel, high-tensile brass or hard copper alloy, getting produced. The buffer member 12 is preferably made of a soft metal such as copper to mitigate a possible shock that occurs as a result of compressive stress due to the shortening of the cylindrical sleeve 10 is exerted on the insulator 14 during the potting of the device.

Der Anschlußblock 16 kann aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, z.B₀ aus einer chromhaltigen Kupferlegierung bestehen.The terminal block 16 may be made of copper or a copper alloy, for example, ₀ consist of a chromium-containing copper alloy.

Wie erwähnt, kann der zylindrische Isolator 14 aus Porzellan bestehen. Dieser Isolator 14 kann aus einem elektrischen Isoliermaterial gegossen werden, das nur dem beim Gießen auf es einwirkenden Druck sowie den bei der Strombegrenzung auftre-As mentioned, the cylindrical insulator 14 can be made of porcelain. This insulator 14 can be made of an electrical insulating material be poured, which occurs only the pressure acting on it during pouring and the current limitation

409832/0782409832/0782

tenden hohen Drücken und hohen Temperaturen zu widerstehen vermag und außerdem gegenüber dem zugeordneten stromführenden Material hochkorrosionsbeständig ist. Diese Erfordernisse werden durch Aluminiumoxid, Berylliumoxid o.dgl. erfüllt» Die Isolierhülse 20 besteht vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden, anorganischen Material. Das zweckmäßigste Material für die Isolierhülse ist ein sogenannter gegossener Glimmer, der dadurch hergestellt wird, daß ein Pulver aus natürlichem oder synthetischem Glimmer mit einem Glaspulver niedrigen Schmelzpunkts vermischt, das resultierende Gemisch in eine Gießform eingegeben, das Gemisch in der Gießform auf eine Temperatur erhitzt wird, bei welcher das Glas anschmilzt und weich wird, und das in erhitztem Zustand erhaltene Gemisch einem Druck ausgesetzt wird.tendency to withstand high pressures and high temperatures and also compared to the associated current-carrying Material is highly corrosion resistant. These requirements are by aluminum oxide, beryllium oxide or the like. fulfilled »The insulating sleeve 20 preferably consists of one electrically insulating, inorganic material. The most functional Material for the insulating sleeve is a so-called cast mica, which is produced by a Powder of natural or synthetic mica mixed with a glass powder with a low melting point, the resulting Entered mixture in a mold, the mixture is heated in the mold to a temperature at which the Glass melts and softens, and the heated mixture is subjected to pressure.

Das strombegrenzende Material soll ein selbstrückstellendes Material in Form einer Flüssigkeit oder eines Feststoffs sein, das bei Raumtemperatur gute elektrische Leitfähigkeit besitzt und auf einen Überstrom, beispielsweise einen es durchfliessenden Kurzschlußstrom, durch Verdampfen unter der in ihm erzeugten Joule'sehen Hitze anspricht, so daß es hohe Impedanz besitzt. Nach der Stromunterbrechung kann das verdampfte Material bei Raumtemperatur abgekühlt werden, so daß es wieder flüssig bzw. fest wird und seine gute elektrische Leitfähigkeit wieder erhält. Das in Form einer Flüssigkeit oder eines Feststoffs vorliegende strombegrenzende Material verbindet den Anschlußblock 16 elektrisch mit der zylindrischen Hülse Bevorzugte Beispiele für derartige strombegrenzende Materialien sind Hatrium (Na), Kalium (K) oder eine Feststofflösung aus Natrium und Kalium. Weitere Einzelheiten bezüglich dieses strombegrenzenden Materials ergeben sich aus der US-PS 3 501 730.The current-limiting material should be a self-resetting material in the form of a liquid or a solid, which has good electrical conductivity at room temperature and to an overcurrent, for example a flowing through it Short-circuit current, produced by evaporation below that in it Joule is sensitive to heat, so it has high impedance owns. After the power interruption, the vaporized material can be cooled down at room temperature so that it can be restored becomes liquid or solid and regains its good electrical conductivity. That in the form of a liquid or a Solid current-limiting material present electrically connects the terminal block 16 to the cylindrical sleeve Preferred examples of such current-limiting materials are sodium (Na), potassium (K) or a solid solution Sodium and potassium. Further details regarding this current limiting material can be found in US Pat 3,501,730.

Das Druckgas 42 ist vorzugsweise ein Inertgas»The compressed gas 42 is preferably an inert gas »

409832/0782409832/0782

Die Anordnung gemäß Mg. 2 kann dadurch hergestellt werden, daß zuerst das Pufferglied 12, der Porzellan-Isolator 14 und der Anschlußblock 16 in der genannten Reihenfolge in die zylindrische Hülse eingesetzt werden, so daß sie zwischen sich einen Ringraum festlegen, der anschliessend unter Druck mit einem elektrisch isolierenden Material, ZoB. einem anorganischen Isoliermaterial, bei einer dessen Schmelzpunkt übersteigenden Temperatur gefüllt wird, worauf man die Anordnung bei Raumtemperatur langsam abkühlen läßt.The arrangement according to Mg. 2 can be produced by that first the buffer member 12, the porcelain insulator 14 and the terminal block 16 in the order mentioned are inserted into the cylindrical sleeve so that they define an annular space between them, which then under pressure with an electrically insulating material, ZoB. an inorganic insulating material, one of which Melting point exceeding temperature is filled, whereupon the arrangement is allowed to cool slowly at room temperature.

Während der Abkühlung wird infolge der Verkürzung bzw« Kontraktion der zylindrischen Hülse 10 eine axiale Druckbelastung auf den Manschettenteil 18 des Anschlußblocks 16 ausgeübt. Außerdem wirkt eine radiale Druckbelastung infolge der Kontraktion der Hülse 10 über die Isolierhülse 20 auf den zylindrischen Isolator 14 ein, und diese Druckbelastung bleibt als Restdruckbelastung bei Raumtemperatur im Isolator 14 erhalten. Diese Restdruckbelastung erhöht die mechanische Festigkeit des zylindrischen Isolators 14.During the cooling process, the shortening or contraction of the cylindrical sleeve 10 exerted an axial compressive load on the sleeve part 18 of the connection block 16. In addition, a radial pressure load acts as a result of the contraction of the sleeve 10 via the insulating sleeve 20 on the cylindrical insulator 14, and this pressure load is retained as residual pressure load in the insulator 14 at room temperature. This residual pressure load increases the mechanical strength of the cylindrical insulator 14.

Die Anordnung gemäß Fig. 2 arbeitet auf die gleiche Weise, wie dies in Verbindung mit Hg. 1 beschrieben worden ist.The arrangement according to FIG. 2 works in the same way, as described in connection with Ed.

Wie erwähnt, weist die Vorrichtung gemäß Mg. 2 eine Druckentlastungseinrichtung auf, die aus der mit dem strombegrenzenden Material 48' gefüllten Kammer 36, dem Kolben 38 und der Druekgaskammer 40 besteht, und welche sich im Ansohlußblock 16 befindet. Infolgedessen kann der Anschlußblock 32 gemäß Fig* 1 entfallen, wobei stattdessen der Verschluß 50 im Endabschnitt des Anschlußblocks 16 vorgesehen ist,· um das eine Ende der Druekgaskammer 40 zu verschließen. Infolgedessen besitzt die Vorrichtung gemäß Mg. 2 im Vergleich zu derjenigen gemäß Mg_e 1 wesentlich verkürzte Axialabmessungen.As mentioned, the device according to Mg. As a result, the connection block 32 according to FIG. 1 can be omitted, the closure 50 instead being provided in the end section of the connection block 16 in order to close one end of the pressurized gas chamber 40. As a result, the device according to Mg. 2 has significantly shortened axial dimensions _{compared to that according to Mg e 1.}

409832/0782409832/0782

Gemäß Pig. 2 weist der Anschlußblock 16 einen Manschettenteil 18 mit solcher Axialausdehnung auf, daß er nicht die Gesamtlänge der mit dem strombegrenzenden Material 48' gefüllten Kammer 36 zu umschließen vermag.According to Pig. 2, the connection block 16 has a sleeve part 18 with such an axial extent that it does not cover the entire length of the filled with the current-limiting material 48 ' Chamber 36 is able to enclose.

Mg. 3 veranschaulicht eine Abwandlung der Vorrichtung gemäß Fig. 2, bei welcher der Anschlußblock 16 einen Manschettenteil 18 aufweist, dessen Axialerstreckung groß genug ist, um die gesamte axiale Länge der Kammer 36 und des Kolbens zu überdecken.Mg. 3 illustrates a modification of the device according to FIG. 2, in which the connection block 16 is a sleeve part 18 has, the axial extent of which is large enough, around the entire axial length of the chamber 36 and the piston to cover.

Damit der Manschettenteil 18 des Anschlußblocks 16 zufriedenstellend einer Druckbeanspruchung zu widerstehen vermag, die von der Verkürzung bzw« Kontraktion der zylindrischen Hülse 10 während des Vergießens der Vorrichtung herrührt, besitzt der Manschettenteil 18 vorzugsweise eine solche Axialausdehnung, daß er zumindest die Gesamtlänge der mit dem strombegrenzenden Material 48' gefüllten Kammer 36 und insbesondere deren axiale Länge zuzüglich ihrer zusätzlichen axialen Länge, die sich durch die Verschiebung des Kolbens 38 infolge der Verdampfung des strombegrenzenden Materials in der Bohrung 24 vergrößert, sowie zumindest einen Teil des in der Kammer 36 befindlichen strombegrenzenden Materials, wenn dieses von einem Kurzschluß strom durchflossen wird, umschließt. Es hat sich herausgestellt, daß ein Manschettenteil 18 mit einer solchen Axialabmessung zufriedenstellend den beim Vergießen auftretenden Druckbeanspruchungen infolge der Kontraktion der Hülse 10 zu widerstehen vermag« Außerdem besitzt die in Mg. 3 dargestellte Hülse 10 eine größere axiale Länge als die Hülse gemäß Figo 2, so daß ihr Endabschnitt die Druckgaskammer 40 vollständig umschließt. Die Vorrichtung gemäß Figo 3 kann jedoch die gleiche Gesamtlänge wie die Vorrichtung gemäß Fig. 2 besitzen und dabei auf etwa zwei Drittel der Gesamtlänge der herkömmlichen Vorrichtung gemäß Fig_e 1 verkürzt sein.So that the sleeve part 18 of the connection block 16 is able to withstand a compressive stress satisfactorily, which results from the shortening or contraction of the cylindrical sleeve 10 during the casting of the device, the sleeve part 18 preferably has such an axial extension that it is at least the total length of the current limiting Material 48 'filled chamber 36 and in particular its axial length plus its additional axial length, which is increased by the displacement of the piston 38 as a result of the evaporation of the flow-limiting material in the bore 24, as well as at least part of the flow-limiting material located in the chamber 36, if this is traversed by a short-circuit current, encloses. It has been found that a sleeve part 18 with such an axial dimension is able to withstand the compressive stresses occurring during casting as a result of the contraction of the sleeve 10. In addition, the sleeve 10 shown in FIG. 3 has a greater axial length than the sleeve according to FIG. so that its end section completely encloses the compressed gas chamber 40. However, the device in accordance with Figo 3, the same overall length as the apparatus according to Fig. 2 have the conventional apparatus and thereby be shortened 1 to about two thirds of the total length as shown in FIG _e.

409832/0782409832/0782

Bei den Ausführungsformen gemäß den Pig. 2 und 3 besteht die Gefahr, daß der Kolben 38 bei der Verdampfung des strombegrenzenden Materials gegen den Verschluß 50 stößt und dabei den an einer Dichtung 46' eingestellten Dichtungsflächendruck herabsetzt. Dies würde zu einem Entweichen des in der Kammer 40 enthaltenen Druckgases 42 um die Dichtung 46' herum führen. Zur Verhinderung eines derartigen Druckgasaustritts kann gemäß H.g. 4 ein Begrenzer bzw. ein Anschlag 52 in IPorm eines Rings in der Druckgaskammer 42 befestigt sein. Dieser Anschlag 52 begrenzt die gemäß ]Fig_e 4 nach rechts erfolgende Bewegung des Kolbens, so daß dieser nicht gegen den Verschluß 50 schlägt. In jeder anderen Hinsicht entspricht die Ausführungsform gemäß Fig«, 4 praktisch derjenigen gemäß Hg«, 3.In the embodiments according to Pig. 2 and 3, there is a risk that the piston 38 will hit the closure 50 as the flow-limiting material evaporates, thereby reducing the sealing surface pressure set on a seal 46 '. This would lead to an escape of the compressed gas 42 contained in the chamber 40 around the seal 46 '. According to FIG. 4, a limiter or a stop 52 in the form of a ring can be fastened in the compressed gas chamber 42 in order to prevent such a discharge of compressed gas. This stop 52 limits the under] Fig 4 _e rightward movement of the piston taking place so that it does not strike against the closure 50th In every other respect the embodiment according to FIGS. 4 and 4 corresponds practically to that according to FIGS. 3.

In Mg. 5 ist eine weitere Abwandlung der Erfindung dargestellt, bei welcher ein Anschlußblock, wie er beispielsweise in Mg. 1 bei 32 dargestellt ist, in axialer Ausrichtung betrieblich mit einer Anordnung ähnlich derjenigen gemäß Mg. gekoppelt ist. Genauer gesagt, unterscheidet sich diese Ausführungsform von derjenigen gemäß Mg. 2 hauptsächlich darin, daß der zylindrische Isolator 14 eine etwa das Doppelte des Isolators 14 gemäß Mg. 2 betragende Axialerstreckung bzw. Länge besitzt und von einer engen Bohrung 24 durchsetzt wird, die in ihrem Mittelteil eine verengte Bohrung 26 enthält, während das Nadelventil 3^ gemäß ilg_e 2 weggelassen ist. Der Isolator 14 gemäß Mg. 5 besitzt auch im Vergleich zum Isolator 14 gemäß iig. 1 doppelte Axialausdehnung.Fig. 5 shows another variation of the invention in which a terminal block such as that shown in Fig. 1 at 32 is operatively coupled in axial alignment to an arrangement similar to that of Fig. 1. More precisely, this embodiment differs from that according to Mg. 2 mainly in that the cylindrical insulator 14 has an axial extension or length which is approximately twice that of the insulator 14 according to Mg Middle part contains a narrowed bore 26, while the needle valve 3 ^ according to ilg _e 2 is omitted. The insulator 14 according to Mg. 5 also has, in comparison to the insulator 14 according to iig. 1 double axial expansion.

Die zylindrische Hülse 10 ist auf die auch in Mg. 1 gezeigte Weise über einen mit Bohrung versehenen Dichtungsring bzw_o eine Dichtscheibe 46 in den Anschlußblock 32 eingeschraubt, wie dies vorher in Verbindung mit Mg«, 1 beschrieben wurde.The cylindrical sleeve 10 is screwed to the position shown in Mg. 1 manner via a bore provided with gasket or _o a sealing disk 46 in the terminal block 32, as previously described in connection with Mg "1.

409832/078 2409832/078 2

Die auf diese Weise erhaltene Vorrichtung eignet sich für Hochspannungs-Anwendungszwecke und besitzt praktisch die doppelte axiale länge wie die Anordnung gemäß Fig, 2, wobei die in der Mitte der engen Bohrung 24 ausgebildete verengte Bohrung 26 mit zwei zu beiden Seiten des zylindrischen Isolators 14 vorgesehenen Druckentlastungseinrichtungen verbunden ist. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß die Hülse 10 nur über den zylindrischen Isolator 20 am Anschlußblock angreifteThe device obtained in this way is suitable for high voltage applications and practically has the twice the axial length as the arrangement according to FIG. 2, the one formed in the center of the narrow bore 24 being narrowed Bore 26 connected to two provided on both sides of the cylindrical insulator 14 pressure relief devices is. In this context, it should be noted that the sleeve 10 only over the cylindrical insulator 20 on the connection block attacked

Aus einem Vergleich mit F-^g. 1 ergibt sich aus Fig. 5_t daß der links der verengten Zentralbohrung 26 gelegene Teil der Vorrichtung praktisch genauso aufgebaut ist wie der entsprechende Teil der Vorrichtung gemäß I¹Ig₀ 1, während der rechte Vorrichtungsabschnitt praktisch der Anordnung gemäß Mg. 2 entspricht.From a comparison with F- ^ g. 1 results from FIG. 5 _t that the part of the device located to the left of the narrowed central bore 26 is constructed practically in the same way as the corresponding part of the device according to I ¹ Ig ₀ 1, while the right device section corresponds practically to the arrangement according to Mg.

Beim Auftreten eines Überstroms, etwa eines Kurzschlußstroms, wird zuerst der in der zentralen, verengten Bohrung 26 befindliche Teil des strombegrenzenden Materials verdampft, worauf sich die Verdampfung zu beiden Enden der Bohrung 24 hin fortsetzt. Hierbei wird der gemäß Fig«, 5 linke Kolben 38 gegen das Nadelventil 34 und der rechte Kolben 38 gegen das Nadelventil 30 verlagert. Die Druckentlastung findet also zu beiden Seiten der verengten Bohrung 26 statt. Infolgedessen sind die Anforderungen an die mechanische Festigkeit bei der Vorrichtung gemäß Fig. 5 die gleichen wie bei derjenigen gemäß Fig. 1, obgleich bei der Vorrichtung gemäß Fig. 5 der zylindrische Porzellan-Isolator 14 gegenüber dem Isolator von Fig. 1 die doppelte Länge besitzt.If an overcurrent occurs, such as a short-circuit current, the part of the flow-limiting material located in the central, narrowed bore 26 is evaporated first, whereupon the evaporation continues to both ends of the bore 24. In this case, the piston 38 on the left according to FIG. 5 against the needle valve 34 and the right piston 38 against the Needle valve 30 relocated. The pressure relief therefore takes place on both sides of the narrowed bore 26. Consequently the requirements for mechanical strength in the device according to FIG. 5 are the same as in that according to FIG Fig. 1, although in the device according to FIG. 5, the cylindrical porcelain insulator 14 compared to the insulator of Fig. 1 has twice the length.

Fig. 6 veranschaulicht eine praktisch der Vorrichtung gemäß Fig. 5 entsprechende Anordnung, nur mit dem Unterschied,daß der Manschettenteil 18 des Anschlußblocks 16, wie bei derFIG. 6 illustrates an arrangement practically corresponding to the device according to FIG. 5, only with the difference that the sleeve part 18 of the terminal block 16, as in the

409832/0782409832/0782

Anordnung gemäß Pig. 3» vergrößerte axiale Länge besitzt.Arrangement according to Pig. 3 »has increased axial length.

Die Anordnung gemäß Fig. 7 ähnelt derjenigen gemäß Hg. 6 mit dem Unterschied, daß wie im FaIl der Ausführungsform gemäß Fig« 4 ein Anschlag 52 in die Druckgaskammer 40 eingesetzt ist.The arrangement according to FIG. 7 is similar to that according to FIG. 6 with the difference that as in the case of the embodiment According to FIG. 4, a stop 52 is inserted into the compressed gas chamber 40 is.

In Mg. 8 ist eine noch weiter abgewandelte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welche an der rechten Seite aus der gleichen Anordnung wie derjenigen gemäß Fig. 5 besteht, mit welcher eine spiegelbildlich gleiche Konstruktion einstückig verbunden ist_e Diese Ausführungsform weist somit zwei Druckentlastungseinrichtungen der vorstehend beschriebenen Konstruktion auf, die in zweiseitig symmetrischem Verhältnis zu beiden Seiten des Porzellan-Isolators 14 angeordnet sind. Die Axialabmessung des Isolators 14 entspricht dabei praktisch dem Doppelten der axialen Länge des Isolators 14 gemäß Figo 1. Ersichtlicherweise greift hierbei die zylindrische Hülse 10 an beiden Anschlußblöcken 16 über die Porzellan-Isolierhülse 20 an, so daß' sie gegenüber den Anschlußblöcken 16 elektrisch isoliert ist.In Mg. 8 shows a further modified embodiment of the invention is shown, which is on the right side of the same arrangement as that shown in FIG. 5, with which a mirror image of same construction integrally _e This embodiment thus comprises two pressure relief devices of the above-described Construction, which are arranged in two-sided symmetrical relationship on both sides of the porcelain insulator 14. The axial dimension of the insulator 14 corresponds practically to twice the axial length of the insulator 14 according to FIG .

Die dargestellte Ausführungsform besitzt neben den vorher in Verbindung mit Fig. 5 beschriebenen Vorteilen auch den Vorteil, daß die zylindrische Hülse 10 zur Halterung und/oder Befestigung der Vorrichtung an einem anderen Bauteil benutzt werden kann, ohne daß eine getrennte Isolierung in Form eines oder mehrerer Isolatoren zwischen beide Teile eingefügt zu werden brauchte. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Hülse 10 gegenüber dem zwischen den Anschlußblöcken 16 verlaufenden Strompfad vollständig elektrisch isoliert ist»In addition to the advantages previously described in connection with FIG. 5, the illustrated embodiment also has the Advantage that the cylindrical sleeve 10 is used to hold and / or attach the device to another component can be without a separate insulation in the form of a or several insulators had to be inserted between the two parts. This is due to the fact that the Sleeve 10 is completely electrically isolated from the current path running between the connection blocks 16 »

Fig. 9 zeigt eine Ausführungsform, welche praktisch derjenigen gemäß Fig,; 8 mit dein Unterschied entspricht, daß jederFIG. 9 shows an embodiment which is practically that of FIG. 8 with your difference that corresponds to everyone

409832/0782409832/0782

4nschlußblock 16 einen Manschettenteil 18 aufweist, dessen Axialausdehnung, wie "bei der Vorrichtung gemäß Pig. 3, grosser ist als beim Anschlußblock 16 gemäß üg_o 8.Having 4nschlußblock 16 a sleeve portion 18, whose axial extension, such as "in the apparatus of Pig. 3, is bigger than the connection block 16 according to üg _o 8.

Die Ausführungsform gemäß Pig_o 10 unterscheidet sich von derjenigen gemäß Figo 9 nur darin, daß ein ringförmiger Anschlag der in Pig. 4 beschriebenen Art in jede Druckgaskammer 40 eingesetzt ist.The embodiment according to Pig _o 10 differs from that according to FIG. 9 only in that an annular stop in Pig. 4 is inserted into each compressed gas chamber 40.

Bei den Vorrichtungen gemäß den Pig· 5 bis 10 kann die Axial— ausdehnung bzw« axiale L^nge ^im Vergleich zu der herkömmlichen Vorrichtung gemäß Pig. 1 verkürzt werden· Obgleich diese Vorrichtungen praktisch den gleichen Außendurchmesser besitzen wie die bekannte Vorrichtung, besitzt der zylindrische Isolator 14 eine axiale Länge, welche dem Doppelten derjenigen des zylindrischen Isolators 14 bei der bekannten Vorrichtung gemäß Pig· 1 entspricht. Aus diesem Grund lassen sich die erfindungsgemäßen Vorrichtungen gemäß den Pig. 5 bis 10 mit einer herkömmlichen Vorrichtung doppelter länge vergleichen, d«h. mit einer Vorrichtung der in Pig. 1 dargestellten Art, mit welcher eine an der linken Seite von Pig«, 1 in strichpunktierten Linien dargestellte gleichartige Vorrichtung axial verbunden ist.In the devices according to the Pig x 5 to 10, the axial expansion or "axial length L ^ ^compared to the conventional device according to Pig. 1 · Although these devices have practically the same outer diameter as the known device, the cylindrical insulator 14 has an axial length which corresponds to twice that of the cylindrical insulator 14 in the known device according to Pig · 1. For this reason, the devices according to the invention can be according to the Pig. Compare 5 to 10 to a conventional double length device; with a device of the Pig. 1, with which a similar device shown in dash-dotted lines on the left side of Pig «, 1 is axially connected.

Im folgenden sei angenommen, daß in Pig_o 1 "A^H die axiale Länge des zylindrischen Isolators 14, "B" die axiale Länge zwischen den Enden des Anschlußblocks 32 und des Isolators 14 und "C" die axiale Länge des Anschlußblocks 16 bedeuten«. In diesem Pail besitzt die Vorrichtung gemäß Pig. 1 mit doppelter axialer Länge eine axiale Länge, die sich durch 2A + 233 + 2C ausdrucken läßt. Werden die Dimensionen A, B und G auf die entsprechenden Abschnitte gemäß den Pig. 5 und 8 übertragen, so besitzt die Vorrichtung gemäß Pig« 5 eine axiale Länge von 2A + B + D, während die axiale Länge"der AusführungsformIn the following it is assumed that in Pig _o 1 "A ^H " denotes the axial length of the cylindrical insulator 14, "B" denotes the axial length between the ends of the connection block 32 and the insulator 14 and "C" denotes the axial length of the connection block 16 ". In this Pail, the device according to Pig. 1 has twice the axial length and an axial length which can be expressed by 2A + 233 + 2C. If the dimensions A, B and G are transferred to the corresponding sections according to Pigs. 5 and 8, Thus, the device according to Pig «5 has an axial length of 2A + B + D, while the axial length" of the embodiment

409832/0782409832/0782

gemäß Pig. 8 durch 2A + 2D ausgedrückt werden kann. Da die Maße B, C und D praktisch gleich sind, ist die axiale Länge der Ausführungsformen gemäß den Fig. 5 bis 10 um etwa 2G kurzer als bei der Vorrichtung gemäß Pig. 1. Hierdurch wird die axiale Länge der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber derjenigen der Vorrichtung gemäß Fig. 1 um etwa 30$ verkürzt.according to Pig. 8 can be expressed by 2A + 2D. Since the dimensions B, C and D are practically the same, the axial length is of the embodiments according to FIGS. 5 to 10 by about 2G shorter than the Pig device. 1. This will the axial length of the device according to the invention is shortened by about $ 30 compared to that of the device according to FIG.

Die Erfindung gewährleistet mehrere Vorteile. Beispielsweise vermag der Anschlußblock 16 einer Druckbeanspruchung zufriedenstellend zu widerstehen, die in ihm infolge der Kontraktion des Gehäuses bzw. der Hülse 10 beim Vergießen der Vorrichtung erzeugt wird. Die axiale Gesamtlänge kann im Vergleich zur bekannten Vorrichtung um etwa 30$ verkürzt sein, solange die angelegte Spannung gleich bleibt. Die an die Vorrichtung anlegbare höchstzulässige Spannung kann verdoppelt werden, indem die Länge des zylindrischen Isolators 14 verdoppelt wird, während die Gesamtlänge der erfindungsgemäßen Vorrichtung weiterhin klein gehalten werden kann. Beispielsweise kann dabei die Gesamtlänge um etwa 30$ kleiner sein als die doppelte Länge der bekannten Vorrichtung. Wenn die Druckentlastungseinrichtungen an beiden Endabschnitten der Vorrichtung vorgesehen sind, lassen sich die strengen Anforderungen bezüglich der mechanischen Festigkeit herabsetzen, auchThe invention provides several advantages. For example, the terminal block 16 is capable of compressive stress satisfactorily to withstand the in him as a result of the contraction of the housing or the sleeve 10 when potting the device is produced. The total axial length can be shortened by about $ 30 compared to the known device, as long as the applied voltage remains the same. The to the device maximum allowable voltage that can be applied can be doubled by doubling the length of the cylindrical insulator 14 is, while the overall length of the device according to the invention can still be kept small. For example the total length can be about $ 30 less than twice the length of the known device. When the pressure relief devices Are provided at both end portions of the device, the strict requirements decrease in terms of mechanical strength, too

yhocn bzwr wenn die angelegte Spannung/niedrig gehalten wird.yhocn or when the applied voltage / is kept low.

Obgleich die Erfindung vorstehend in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsformen dargestellt und beschrieben ist, sind dem Fachmann selbstverständlich verschiedene Abwandlungen und Änderungen möglich, ohne daß vom Rahmen und von Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird«, Beispielsweise ist die Druckentlastungseinrichtung nicht auf die dargestellte Art beschränkt, vielmehr kann auch eine andere zweckmäßige Druckentlastungseinrichtung, beispielsweise die Balgeneinrichtung gemäß der US-PS 3 501 730 angewandt werden.Although the invention has been shown and described above in connection with various embodiments Obviously, various modifications and changes are possible for the person skilled in the art without departing from the framework or from the basic idea the invention is deviated ", for example, the pressure relief device not limited to the type shown, rather another appropriate pressure relief device, for example the bellows device according to US Pat. No. 3,501,730 can be used.

409832/0782409832/0782

Zusammenfassend wird mit der Erfindung somit eine selbstrückstellende Vorrichtung zur Strombegrenzung geschaffen, bei welcher ein unter Isolierung in eine zylindrische Metallhülse eingesetzter Anschlußblock normalerweise über ein selbstrückstellendes, strombegrenzendes Material, welches eine zentrale enge Bohrung durch einen in der Hülse angeordneten Porzellan-Isolator ausfüllt, elektrisch mit der Hülse verbunden ist. Ein infolge der Verdampfung des Materials in der Bohrung auftretender Überdruck wird durch eine im Anschlußblock angeordnete Druckentlastungseinrichtung aufgefangen. Die Hülse kann betrieblich in koaxialer Lage mit einem anderen Anschlußblock verbunden werden, der eine ähnliche Druckentlastungseinrichtung aufweist. Wahlweise kann die Hülse in koaxialem Verhältnis mit einer spiegelbildlich gleichen Hülse verbunden werden, wobei das strombegrenzende Material normalerweise beide Anschlußblöcke elektrisch miteinander verbindet, während die Hülse gegenüber den Anschlußblöcken isoliert ist.In summary, the invention thus provides a self-resetting Device for current limiting created, in which a under insulation in a cylindrical metal sleeve inserted terminal block usually via a self-resetting, current-limiting material, which fills a central narrow bore through a porcelain insulator arranged in the sleeve, electrically with the Sleeve is connected. An overpressure occurring as a result of the evaporation of the material in the bore is caused by a pressure relief device arranged in the connection block. The sleeve can be operationally in a coaxial position be connected to another terminal block having a similar pressure relief device. Optionally can the sleeve can be connected in coaxial relationship with a mirror image of the same sleeve, the current-limiting Material normally both terminal blocks electrically to one another connects, while the sleeve is isolated from the terminal blocks.

409832/0782409832/0782

Claims

PatentansprücheClaims

Selbstrückstellende Strombegrenzervorrichtung, gekennzeichnet durch eine metallene zylindrische Hülse (10), einen von dieser umschlossenen elektrischen Isolator (14), der von einer engen Bohrung (24) durchsetzt ist, eine in die Bohrung (24) eingefüllte Masse eines selbstrücksteilenden, strombegrenzenden Materials (48), das bei Durchfluß eines Überstroms durch Verdampfung unter dem Einfluß Joule'scher Wärme anspricht, und einen Strom-Anschlußblock (16) mit einer Druckentlastungseinrichtung (38, 40 usw.) zur Entlastung des durch den verdampften Teil des strombegrenzenden Materials erzeugten Drucks und mit einem Manschettenabschnitt (18), der radial über den Außenumfang des Anschlußblocks hinausragt und über eine elektrische Isolierhülse (20) mit der zylindrischen Hülse verbunden ist.Self-resetting current limiter device, characterized by a metal cylindrical Sleeve (10), an electrical insulator (14) enclosed by this, which is surrounded by a narrow bore (24) is penetrated, a mass of a self-dividing, current-limiting material filled into the bore (24) (48), which responds when an overcurrent flows through evaporation under the influence of Joule heat, and a power connection block (16) with a pressure relief device (38, 40, etc.) for relief of the pressure generated by the vaporized portion of the flow restricting material and with a cuff section (18), which protrudes radially over the outer circumference of the connection block and over an electrical insulating sleeve (20) is connected to the cylindrical sleeve.

2e Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckentlastungseinrichtung eine mit einer Menge des strombegrenzenden Materials gefüllte Kammer (36), einen bewegbaren, die eine Seite der Kammer begrenzenden Kolben (38) und eine Druckgaskammer (42) zur Erzeugung eines Gegendrucks auf den Kolben aufweist.2e device according to claim 1, characterized in that the pressure relief device is a chamber (36) filled with an amount of the flow-limiting material, a movable piston (38) delimiting one side of the chamber and a compressed gas chamber (42) for generating a Has back pressure on the piston.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Manschettenabschnitt (18) des Anschlußblocks (16) so bemessen ist, daß er zumindest die gesamte Axialausdehnung der mit der Masse des strombegrenzenden Materials gefüllten Kammer umschließt·3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the sleeve portion (18) of the connection block (16) so is dimensioned that it has at least the entire axial extent of the mass of the current-limiting material filled chamber encloses

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Druckgaskammer ein Anschlag zur Begrenzung der Bewegung des Kolbens angeordnet ist.4. Apparatus according to claim 2, characterized in that a stop for limiting the movement in the compressed gas chamber of the piston is arranged.

409832/0782409832/0782

toto

5. SelBtrüokstellende Strombegrenzervorrichtung, gekennzeichnet durch eine metallene zylindrische Hülse (10), einen von dieser umschlossenen elektrischen Isolator (I4)t der von einer engen Bohrung (24) durchsetzt ist, eine in die Bohrung (24) eingefüllte Masse eines selbstrückstellenden, strombegrenzenden Materials (48), das bei Durchfluß eines Überstroms durch Verdampfung unter dem Einfluß Joule'scher Wärme anspricht, und durch zwei zu beiden Seiten der elektrischen Isolierung angeordnete Strom-Ansohlußblöcke (16, 32) mit jeweils einer Druckentlastungseinrichtung zur Entlastung oder Minderung des durch den verdampften Teil des strombegrenzenden Materials erzeugten Druoks, und dadurch, daß die zylindrische Hülse mit dem einen Anschlußbloek verbunden ist bzw, an diesem angreift.5. Self-adjusting current limiter device, marked by a metal cylindrical sleeve (10), an electrical insulator enclosed by this (I4) t which is penetrated by a narrow bore (24), a mass of a self-resetting, current-limiting material (48) which is filled into the bore (24) and which responds to the flow of an overcurrent by evaporation under the influence of Joule heat, and by two Power connection blocks (16, 32) arranged on both sides of the electrical insulation, each with one Pressure relief device to relieve or reduce the through the vaporized part of the current limiting Material generated pressure, and by the fact that the cylindrical sleeve is connected to the one connection block is or attacks on this.

6«, Selbstrückstellende Strombegrenzervorrichtung, gekennzeichnet durch eine metallene zylindrische Hülse (10), einen von dieser umschlossenen elektrischen Isolator (14)» der von einer engen Bohrung (24) durchsetzt ist, eine in die Bohrung (24) eingefüllte Masse eines selbstrückstellende η , strombegrenzenden Materials (48), das bei Durchfluß eines Überstroms durch Verdampfung unter dem Einfluß Joule'scher Wärme anspricht, und zwei zu beiden Seiten der elektrischen Isolierung angeordnete Strom-Anschlußblöcke mit jeweils einer Druckentlastungseinrichtung zur Entlastung bzw. Minderung des durch den verdampften Teil des strombegrenzenden Materials erzeugten Drucks, und dadurch, daß die zylindrische Hülse mit beiden Anschlußblöcken verbunden ist bzw. an ihnen angreift·6 ", self-resetting current limiter device, characterized by a metal cylindrical sleeve (10), an electrical insulator (14) enclosed by this »which is penetrated by a narrow bore (24), a mass of a self-resetting one filled into the bore (24) η, flow-limiting material (48), which when flowing through an overcurrent by evaporation under responds to the influence of Joule heat, and two to both Power connection blocks arranged on the sides of the electrical insulation, each with a pressure relief device to relieve or reduce the pressure generated by the vaporized part of the flow-limiting material, and in that the cylindrical sleeve is connected to, or engages with, both connection blocks.

4098 32/07824098 32/0782