DE656796C - Schmelzleiteranordnung fuer Sicherungen, insbesondere fuer Hochspannungssicherungen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
18. FEBRUAR 1938

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 656796 KLASSE 21 c GRUPPE

Voigt & Haeffner Akt.-Ges. in Frankfurt, Main*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 23. Februar 1936 ab

Geschlossene Sicherungen höherer Spannung müssen nicht nur kurzschlußfest, sondern auch überlastungsfest sein, d. h. sie müssen auch solche Stromstärken mit Sicherheit abschalten, die verhältnismäßig wenig über dem Grenzstrom der Sicherung liegen. Der bei dem Ansprechen der Sicherung an der ursprünglichen Trennstelle entstehende Lichtbogen bzw. Schmelzfluß verlängert sich

ίο bekanntlich bei geringen Überströmen nur sehr langsam, und es vergehen bei den bisherigen Ausführungsarten unter Umständen einige Sekunden und mehr, bis die zur endgültigen Abschaltung notwendige Trennstrecke erreicht ist. Infolge dieser langen Abschaltdauer wird eine große Energiemenge in Wärme umgesetzt. Aus Sicherheitsgründen war man bei den bekannten Ausführungsarten zu einer beträchtlichen Vergrößerung der Sicherungspatrone gezwungen, wenn man nicht zwecks Verbilligung auf Überlastungsfestigkeit verzichtete.

Es ist demgemäß von Vorteil, wenn es durch geeignete Maßnahmen gelingt, eine erhebliche Verkürzung der Abschaltdauer zu erreichen, etwa auf die Art, daß für ein schnelleres Entstehen der zur endgültigen Unterbrechung des Stromes notwendigen Trennstrecke gesorgt wird.

Es ist bekannt, in einer Niederspannungssicherung zwei Schmelzleiter verschiedener Querschnitte anzuordnen, wobei der eine dem anderen benachbart ist oder mit ihm ein gemeinsames Stück bildet. Beim Ansprechen der Sicherung schmilzt zunächst der Leiter großen Querschnitts durch. Der dabei entstehende Lichtbogen entwickelt so viel Wärme, daß alsdann auch der andere Leiter durchschmilzt. Die Trennstrecke ist bei dieser Ausführung jedoch für Hochspannungssicherungen nicht groß genug.

Wird die bekannte Anordnung nun vervielfacht, indem man mehrere Lichtbögen in Reihe entstehen läßt, um die Abschaltdauer nach Ansprechen der Sicherung zu verkürzen, so kann dennoch nicht der angestrebte Zweck erreicht werden. Wenn mehrere Lichtbögen in Reihe liegen, fließt durch jeden der gleiche Strom. Jeder Lichtboge-n verlängert sich gerade so schnell, wie es auch ein einzelner 5« getan hätte. Für die Abschaltdauer ist aber die Summe aller Trennstrecken maßgebend. Bei der Reihenanordnung wird daher der notwendige Gesamtbetrag an Trennstrecken schneller erreicht als bei einem einzelnen Lichtbogen.

Erfahrungsgemäß wirkt eine derartige Maßnahme nur bei verhältnismäßig hohen Überströmen; bei geringen Überströmen, wie sie in der Praxis nicht weniger häufig vorkommen, streuen jedoch die Ansprechzeiten der einzelnen Trennstellen so stark, daß der zuerst entstehende Lichtbogen mit großer Wahrscheinlichkeit bereits erloschen ist, bevor die übrigen Lichtbögen zur Unterbrechung beitragen können.

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Hans Johann in Hochstadt, Main.

Bei der Anwendung mehrerer nicht in Reihe, sondern parallel vom Strom durchflossener, getrennter Schmelzleiter mit vorbestimmten Trennstellen ist es dagegen bekannt, daß zwar die Ansprechzeiten der einzelnen Trennstellen fast beliebig schwanken dürfen, ein Lichtbogen jedoch erst entsteht, . wenn die letzte Trennstelle anspricht. Sobald im Lichtbogen bzw. Schmelzfluß ein genagender Spannungsabfall entstanden ist, werden auch die übrigen, vorläufig nur kurzen Trennstrecken von der Spannung durchschlagen und Lichtbogen gezündet. Man kann also sagen, daß an sämtlichen parallel liegenden, vorbestimmten Trennstellen in der Wirkung so gut wie gleichzeitig Lichtbogen entstehen.

Hingegen wird dabei die Lichtbogenzeit nicht abgekürzt, da ja jeder einzelne Schmelzleiter auf die notwendige Trennstrecke abschmelzen muß.

Erfindungsgemäß sind nun der oder die Hauptschmelzleiter derart mit unter sich parallelen Nebenschmelzleitern versehen, daß die an vorbestimmten Trennstellen der Nebenschmelzleiter entstehenden Lichtbogen auf Grund der Wärmewirkung oder infolge des Anwachsens der Lichtbogen in Reihe liegende Trennstrecken an dem oder den Haupt-Schmelzleitern erzeugen. Diese i\nordnung besitzt den Vorteil, mit Sicherheit durch mehrfache Reihenunterbrechung des Schmelzleiters eine Verkürzung der Lichtbogenzeiten und damit der Wärmebeanspruchung der Sicherung zu erzielen, wodurch bei geringem Aufwand an Material bereits Überlastungsfestigkeit erzielt wird.

Eine Ausführungsart der Erfindung ist bei- ■ spielsweise, daß bei dicht nebeneinanderliegenden Einzelschmelzleitern die Trennstellen in verschiedene Abschnitte gelegt werden. Dann kann jeder an einer Trennstelle entstehende Lichtbogen durch seine Wärme auch die benachbarten Schmelzleiter noch einmal trennen. Vorteilhaft werden zwei parallele Hauptschmelzleiter, die mit nur einem Ende an entgegengesetzte Kontakte augeschlossen sind, durch unter sich parallele Nebenschmelzleiterstücke verbunden, in denen vorbestimmte Abschmelzstellen angebracht sind. Entstehen nun an den letzteren durch Überlast Lichtbogen, so werden diese bei Anwachsen auf die parallelen Hauptschmelzleiter übertreten. Hierdurch entwickeln sich aber aus den vorher parallelen Lichtbogen in Reihe liegende Lichtbogen, Sie natürlich die Lichtbogendauer stark verkürzen.

Es ist nicht notwendig, daß die in den parallelen Nebenschmelzleitern befindlichen vorbestimmten Abschmelzstellen normal in den Stromkreis eingeschaltet sind. Liegen die Enden der beiden parallelen Hauptschmelzleiter beiderseitig an Spannung und besitzen sie gleichfalls je eine, und zwar an entgegengesetzten Enden angeordnete vorbestimmte Abschmelzstelle, so werden nach deren Ansprechen die übrigen an den parallel liegenden Nebenschmelzleitern befindlichen vorbestimmten Abschmelzstellen zum Ansprechen kommen.

An Stelle zweier paralleler Hauptschmelzleiter kann ein einziges Schmelzleiterband treten, das auf seiner ganzen Länge dicht aneinanderschließende Löcher beliebiger Form besitzt, so daß hierdurch zwei nebeneinanderlaufende Schmelzbänder mit zahlreichen Verbindungsstücken entstehen. Sowohl an den Verbindungsstücken als auch am Anfang und Ende des Schmelzleiterbandes befinden sich vorbestimmte Abschmelzstellen.

An Hand der Abbildungen sei die Erfindung näher erläutert. In Abb. 1 bedeuten α und b die beiden. Hauptschmelzleiter, die durch drei parallele Nebenschmelzleiter c, d, e überbrückt sind. - Die Hauptschmelzleiter a, b liegen mit ihren entgegengesetzten Enden/ und g an Spannung. Die Nebenschmelzleiter c, d, e besitzen vorbestimmte Trennstellen h, i, k in Form von Lötstellen. Bei Überlast entsteht, wie Abb. 2 zeigt, an den Lötstellen h, i, k je ein Lichtbogen /, m, n. Mit fortschreitender Verlängerung der parallelen Lichtbogen erreichen diese die Hauptschmelzleiter a, b und verlängern sich weiterhin in der in Abb. 3 angedeuteten Weise. Nunmehr besitzt jeder Hauptschmelzleiter drei in Reihe liegende Lichtbogen. Selbstverständlich lassen sich nach diesem Grundsatz beliebig viele in Reihe liegende Lichtbogen erzeugen.

Eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Erfindung zeigt Abb. 4. Die Bezeichnung ist die gleiche wie in den vorhergehenden Abbildungen. Bei dieser Anordnung liegen die beiden parallel geführten Hauptschmelzleiter a, b mit ihren beiden Enden /, g an Spannung. Die parallelen Nebenschmelzleiter c, d, e mit ihren vorbestimmten Abschmelzstellen werden erst dann in die Strombahn eingeschaltet, wenn die Abschmelzstellen 0, p in den Hauptschmelzleitern a, b angesprochen haben.

Abb. 5 zeigt eine erfindungsgemäß ausgebildete Sicherung, die besondere Vorteile hinsichtlich der Herstellung besitzt. Ein Band aus üblichem Schmelzleitermaterial enthält auf seiner ganzen Länge dicht aneinander anschließende Löcher q beliebiger Form, so daß man es auch als zwei nebenemanderlaufende Bänder mit zahlreichen Verbindungsbrücken ansehen kann, in denen

Lötstellen angeordnet sind. Jedes Längsband trägt eine Trennstelle ο und p in einigem Abstand voneinander. Alle zwischen beiden liegenden Brücken werden jedoch erst zu Strombahnen, wenn bei ο und p eine Trennung eingetreten ist und wirken dann ".entsprechend der Anordnung nach Abb. 4. Es ist übrigens für die Wirkung gleichgültig, in welcher Reihenfolge die Trennstellen ansprechen.

Ferner können bei gleicher Wirkung entsprechend viele der bisher erwähnten verbestimmten Trennstellen bereits bei der Herstellung der Sicherung durch kurze Trennstrecken derart ersetzt werden, daß im Verlauf der Abschaltung auch diese Strecken von der Spannung durchschlagen und an ihnen Lichtbogen gezündet werden.

Ein Ausführungsbeispiel zeigt Abb. 6.

Neben den Lötstellen r, s und den Verbindungsstücken t, u sind als parallele Leiter Trennstrecken v, w angeordnet, an denen nach Ansprechen der Lötstellen 0, p an den Hauptschmelzleitern Lichtbögen gezündet werden.

Die vorbestimmten Abschmelzstellen können in bekannter Weise durch Ouerschnittsverringerung oder Anwendung eines leichter schmelzenden Metalls bzw. einer Legierung vorbestimmt werden. Auch kann der Schmelzleiter in an sich bekannter Weise zwecks besserer Ausnutzung des Raumes der Sicherung· zu Wendeln, Zickzackform o. dgl. gelegt oder mehrere derartige Schmelzleiter parallel verwendet werden.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Schmelzleiteranordnung für Sicherungen, insbesondere für Hochspannungssicherungen, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Hauptschmelzleiter derart mit unter sich parallelen Nebenschmelzleitern versehen sind, daß die an vorbestimmten Trennstellen der Nebenschmelzleiter entstehenden Lichtbogen auf "Grund der Wärmewirkung oder infolge Anwachsens der Lichtbogen in Reihe liegende Trennstrecken an dem oder den Hauptschmelzleitern erzeugen.
2. 2. Schmelzleiteranordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die mit vorbestimmten Trennstellen versehenen parallelen Nebenschmelzleiter zwei parallel geführte Hauptschmelzleiter verbinden, die mit nur einem Ende an entgegengesetzte Kontakte angeschlossen sind.
3. 3. Schmelzleiteranordnung nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptschmelzleiter mit vorbestimmten Abschmelzstellen versehen sind, nach deren Abschmelzen die Nebenschmelzleiter derart in die Strombahn eingeschaltet werden, daß sie zum Abschmelzen kommen.
4. 4. Schmelzleiteranordnung nach Anspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmelzleiterband¹ auf seiner ganzen Länge mit dicht aneinandergereihten Löchern beliebiger Form versehen ist, wobei an den Verbindungsstücken zwischen benachbarten Löchern sowie auch am Anfang und Ende des Bandes auf entgegengesetzten Seiten eines Loches-· je eine vorbestimmte Abschmelzstelle angeordnet ist.
5. 5. Schmelzleiteranordnung nach Anspruch, ι bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel liegenden, vorbestimmten Trennstellen ganz oder teilweise bereits bei Herstellung der Sicherung durch Trennstrecken, die als Funkenstrecken wirken, derart ersetzt werden, daß bei Ansprechen der Sicherung auch an diesen Trennstrecken mit Sicherheit Lichtbogen entstehen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen