DE906356C - Elektrische Sicherung, namentlich strombegrenzende Niederspannungs-Hochleistungssicherung - Google Patents
Elektrische Sicherung, namentlich strombegrenzende Niederspannungs-HochleistungssicherungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Sicherung, namentlich eine strombegrenzende Niederspannungs-Hochleistungssicherang.
Das Wesen der Erfindung besteht in zwei konzentrisch zueinander angeordneten zylindrischen Isoliergehäusen, von denen
das radial innere Isoliergehäuse einen Schmelzeinsatz und ein körniges Löschmittel enthält, das beim Ansprechen
der Sicherung in eine einen Halbleiter bildende Schmelzraupe übergeht und von denen das
ίο radial äußere Isoliergehäuse gemeinsam mit dem
radial inneren Isoliergehäuse eine zur Aufnahme heißer Gase geeignete Kammer bildet, und in einer Vielzahl
von Gasaustrittsöffnungen, welche das radial innere Isoliergehäuse mit der Kammer verbinden und in
Querrichtung der Isoliergehäuse gegeneinander versetzt angeordnet sind, so daß Gase, die entlang dem
radial inneren Isoliergehäuse und sodann in die Kammer fließen, die Neigung haben, eine die Schmelzraupe
kühlende Umhüllung derselben zu bilden.
Die Zeichnung stellt einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dar.
Fig. ι ist ein Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel
;
Fig. 2 ist ein Querschnitt gemäß der Ebene II-II
der Fig. 1;
Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel;
Fig. 4 ist ein Querschnitt gemäß der Ebene III-III
der Fig. 3, und
Fig. 5 ist ein Längsschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Unter einer strombegrenzenden Sicherung versteht man im allgemeinen eine Sicherung, die den Strom
in einem elektrischen Stromkreis auf viel kleinere
Werte beschränkt als der maximale Kurzschlußstrom, den der betreffende Stromkreis hervorzubringen vermag.
Der höchste Strom, den eine strombegrenzende Sicherung hindurchläßt, mag als Durchlaßstrom bezeichnet
werden.
Die strombegrenzende Wirkung einer strombegrenzenden Sicherung beruht auf der Wechselwirkung
zwischen den Metalldämpfen, die durch die Verdampfung des Schmelzeinsatzes der Sicherung
ίο gebildet werden und einem inerten, körnigen bzw. pulverförmigen Füllstoff, von dem der Schmelzeinsatz
umgeben ist. Der Schmelzeinsatz besteht, wenn auch nicht notwendigerweise so doch im allgemeinen aus
Silber, weil Silber im festen Aggregatzustand eine verhältnismäßig hohe Leitfähigkeit besitzt, während
dessen Dämpfe eine verhältnismäßig geringe Leitfähigkeit haben, es sei denn, daß ihre Temperatur
besonders hoch ist. Anders ausgedrückt, bei einer bestimmten, nur wenig über dem Siedepunkt von
so Silber liegenden Temperatur ist der Prozentsatz des ionisierten Silbers verhältnismäßig gering, was die
verhältnismäßig geringe Leitfähigkeit von Silber in diesem Temperaturbereich zur Folge hat. Wenn ein
aus Silber bestehender Schmelzeinsatz innerhalb eines inerten körnigen bzw. pulverförmigen Füll- oder
Löschmittels, wie etwa Quarzsand, 'verdampft, so werden die von der Verdampfung des Schmelzeinsatzes
herrührenden Silberdämpfe schnell auf eine so niedrige Temperatur gebracht, daß sie ihre Fähigkeit
verlieren, als Stromleiter zu wirken. Trotz der Kürze, während der ein Lichtbogen innerhalb einer strombegrenzenden
Sicherung brennt, ist die in einer solchen Sicherung während der Brenndauer des Lichtbogens
entwickelte Wärmemenge groß genug, um einen Teil des die Sicherung ausfüllenden körnigen Löschmittels
zum Schmelzen zu bringen. Es bildet sich dann innerhalb der Sicherung eine Art von Konglomerat, das
im wesentlichen aus geschmolzenem Quarz und verdampftem und nachträglich kondensiertem Silber
besteht. Dieses Konglomerat wird wegen seines raupenähnlichen Aussehens als Schmelzraupe bezeichnet. Es hat, von seinen Metalleinschlüssen abgesehen,
eine glasartige Beschaffenheit und bildet, solange seine Temperatur hoch ist, einen Halbleiter, d. h. einen
Körper, dessen Leitfähigkeit mit zunehmender Temperatur zunimmt.
Es wurde festgestellt, daß Sicherungen, die im Prüffeld zufriedenstellend arbeiteten, im praktischen
Betrieb versagten. Diese Erscheinung war zunächst unerklärlich, da die Bedingungen, unter denen eine
Sicherung im Prüffeld geprüft wird, höhere Anforderungen an sie stellen als diejenigen, die im praktischen
Betrieb bestehen. Genauere Untersuchungen ergaben, daß das Versagen der Sicherungen im praktischen
Betrieb nach erfolgreicher Unterbrechung von Kurzschlußströmen und namentlich nach erfolgreicher
Unterbrechung von unzulässig lang andauernden geringen Überlasten erfolgte. Dieses nachträgliche
Versagen von Sicherungen nach erfolgreicher Abschaltung von Kurzschlußströmen und Überlasten führte
zu der Hypothese, daß die sich beim Unterbrechungsvorgang bildenden Schmelzraupen für den Übelstand
verantwortlich seien. Diese Hypothese wurde durch eine umfangreiche Reihe von Versuchen bestätigt.
Zunächst wurde eine direkte Beziehung zwischen der Schaltarbeit und der Häufigkeit des Versagens
von Sicherungen nach vorausgegangener erfolgreicher Unterbrechung des Stromkreises festgestellt. Es wurde
gefunden, daß die Temperatur, die in einer Sicherung nach erfolgreicher Unterbrechung eines fehlerbehafteten
Stromkreises besteht, mit zunehmender Schaltarbeit zunimmt und daß der nach erfolgter einwandfreier
Unterbrechung durch die noch heiße Schmelzraupe nachfließende, an sich sehr geringe Strom zu einer
allmählichen Nachheizung der Schmelzraupe führen kann, die progressiv zunimmt und schließlich zu einer
Wiederzündung des Lichtbogens und einem totalen Kurzschluß an der Einbaustelle der Sicherung führen
kann. Es wurde festgestellt, daß solche Kurzschlüsse
im praktischen Betrieb mitunter erst viele Stunden
nach erfolgreicher Abschaltung eines unzulässigen Stromes auftreten. Bei Versuchen im Prüffeld wurden
Sicherungen bisher nicht so lange nach erfolgreicher Unterbrechung des durch sie zu schützenden Stromkreises
unter Spannung gehalten, als zur thermischen Zerstörung der Sicherungen erforderlich ist, falls der
durch die Schmelzraupe nachfließende Strom ursprünglich sehr klein ist und nur sehr langsam anwächst.
So kam es dazu, und so ist es erklärlich, daß Siehe- go
rungen im Prüffeld bisher für tauglich befunden wurden, die sich im praktischen Betrieb dann unverständlicherweise
als untauglich erwiesen.
Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, das Versagen von Sicherungen nach erfolgreicher
Unterbrechung des durch sie zu schützenden Stromkreises zu verhüten. Eine Lösung dieser Aufgabe
wurde darin gefunden, die einen Halbleiter bildende Schmelzraupe durch eine sie umhüllende, in Längsrichtung
der Schrnelzraupe verlaufende Gasströmung zu kühlen.
Das Vorsehen von Kühlmitteln zu diesem Zweck scheint zunächst den erforderlichen Raumbedarf erheblich
zu erhöhen. Die Erfindung löst die Aufgabe, den erforderlichen Raumbedarf trotz des Vorhandenseins
einer Strömungskühlung für die Schrnelzraupe drastisch herabzusetzen. Hierzu hat es sich als erforderlich erwiesen, der Sicherung eine weitaus höhere
mechanische Festigkeit zu verleihen als ähnliche Sicherungen bisher aufwiesen, um sie in den Stand zu
setzen, besonders hohen Innendrucken standzuhalten. Die Erfindung stellt auch eine Lösung dieser zusätzlichen
Aufgabe dar.
In allen Figuren der Zeichnung wurden für einander
entsprechende Bauteile die gleichen Bezugszeichen gebraucht.
Fig. ι steEt ein Isoliergehäuse 1 dar, in dem sich
der Schmelzeinsatz 2 befindet. Das Isoliergehäuse 1 besteht aus einem Baustoff hoher mechanischer
Festigkeit, etwa einem geschichteten Glasfasergewebe, das mit einem geeigneten Kunstharz imprägniert ist.
Keramische Massen wären zur Herstellung des Isoliergehäuses ι wenig geeignet. Der Schmelzeinsatz 2 kann
aus verschiedenen Metallen bestehen, etwa aus Zink, doch sind aus den eingangs erwähnten Gründen
Schmelzeinsätze aus Silber vorzuziehen. Der Schmelz-
einsatz 2 ist im wesentlichen entlang seiner gesamten
Länge mit equidistanten Perforationen 2° versehen. Beim Auftreten kurzschlußartiger Ströme wird der
Schmelz- und Verdampfungsvorgang des Einsatzes 2 an den zahlreichen Querschnittsverjüngungen eingeleitet,
die durch die Perforationen 2a erzeugt werden, wogegen im Fall von kleinen, unzulässig andauernden
Überlasten der Unterbrechungsvorgang an der Stelle des Schmelzeinsatzes 2 eingeleitet wird,
an der die höchste Temperatur besteht. Der Schmelzeinsatz 2 ist entlang seiner gesamten Länge von einem
körnigen Löschmittel 3, und zwar Quarzsand, umgeben. Das Isoliergehäuse 1 ist von dem Isoliergehäuse
4 umgeben, das konzentrisch in bezug auf das erstere angeordnet ist. Das radial innere Isoliergehäuse
ι ist mit zwei in einem Abstand voneinander angeordneten runden Querflanschen i°, ib versehen.
Die lichte Weite des radial äußeren Isoliergehäuses 4 ist gleich dem Durchmesser der Flansche ia, i6, und
ao es ist auf sie aufgeschoben und wird von ihnen getragen. Die Länge des radial äußeren Isoliergehäuses 4
ist größer als der Abstand zwischen den Flanschen ia, i6,
aber kleiner als die Länge des radial inneren Isoliergehäuses i. Das radial äußere Isoliergehäuse 4 und
as das radial innere Isoliergehäuse 1 gemeinsam mit
seinen Flanschen ia, ib bilden eine zur Aufnahme
heißer Gase geeignete toroidförmige Kammer 5. Das radial äußere Isoliergehäuse 4 besteht aus einem
Baustoff ähnlicher Eigenschaften wie das radial innere Isoliergehäuse 1, und zwar vorzugsweise aus geschichtetem
Glasfasergewebe, das mit einem geeigneten Kunstharz imprägniert ist. Das Innere des Isoliergehäuses
ι ist mit der Kammer 5 durch eine Vielzahl von die Wandung des Isoliergehäuses 1 durchsetzenden
Gasaustrittsöffnungen ic verbunden. Die Gasaustrittsöffnungen
ιc sind in Querrichtung der Isoliergehäuse
gegeneinander versetzt angeordnet. Gemäß Fig. ι ist die Wandung des radial inneren Isoliergehäuses
ι von vier Gasaustrittsöffnungen i" durchsetzt,
die um go Bogengrade gegeneinander versetzt angeordnet sind und sich annähernd in der Mitte
zwischen den Enden des radial inneren Isoliergehäuses ι befinden. Diese geometrische Konfiguration
der Sicherung bewirkt eine Tendenz zur Bildung von zwei Gasströmen entgegengesetzter Richtung, welche
die aus einem Halbleiter bestehende Schmelzraupe in Querrichtung derselben, d. h. längs ihres Umfanges,
umhüllen und bespülen und kühlend auf sie einwirken. Diese beiden kühlenden Gasströme werden in erster
Linie durch Lufteinschlüsse in dem körnigen Kühlmittel bzw. Quarzsand 3, in das der Schmelzleiter 2
eingebettet ist, hervorgerufen. In Fig. 1 sind die zur Kühlung der Schmelzraupe dienenden Gasströme
durch Pfeile angedeutet worden. Beide Gasströme begegnen einander in der Mitte der Sicherung, werden
dort um etwa 900 von ihrer ursprünglichen Flußrichtung abgelenkt und entweichen durch die Öffnungen
x° in die Kammer 5. Die lichte Weite einer jeden der Gasaustrittsöffnungen ic ist größer als die
durchschnittliche Größe der das Löschmittel 3 bildenden Körner, und die Gasaustrittsöffnungen i" sind
durch Klebstreifen 6 verschlossen, die beim Auftreten von Hitze und Druck innerhalb des radial inneren
Isoliergehäuses 1 die Gasaustrittsöffnungen i° freigeben.
Der Klebstreif en Verschluß 6 der öffnungen ic
bleibt im allgemeinen bei Kurzschlußabschaltungen unbeschädigt, wird jedoch im allgemeinen beim
Unterbrechen von Überlasten zerstört, da in dem zuletzt genannten Fall die Schaltarbeit infolge der
längeren Lichtbogendauer erheblich größer sein kann.
Die Sicherung ist mit einem ersten Paar von Verschlußkappen 8°, 8b versehen, das die Enden des
radial inneren Isoliergehäuses 1 verschließt und mit ihm verbunden ist. Über jede Verschlußkappe 80^6
des ersten Paares ist eine Verschlußkappe ga, gb
eines zweiten Paares von Verschlußkappen gestülpt. Die Sicherung weist überdies ein drittes Paar von
Verschlußkappen 7°, yb auf, das auf den Enden des
radial äußeren Isoliergehäuses 4 sitzt und mit ihm verbunden ist. Eine jede der Verschlußkappen 70^6
des dritten Paares liegt an einer der Verschlußkappen 9°, gb des zweiten Paares an und sichert die
betreffende Verschlußkappe gegen Längsverschiebung. Zu diesem Zweck besitzt jede der Verschlußkappen
7°, yb des dritten Paares eine runde öffnung 14°, 14"
an ihrer betreffenden Stirnfläche 15", ΐ5δ, durch die
eine Verschlußkappe ga bzw. gb des zweiten Paares
hindurchtritt, und eine jede Verschlußkappe g", gb
weist eine kreisförmige Schulter i6a, i66 auf, an der
eine der Verschlußkappen 7", yb des dritten Paares
anliegt. Die beiden Enden des Schmelzeinsatzes 2 sind an den beiden Verschlußkappen 8°, 8δ beispielsweise
durch Schweißen stromleitend befestigt. Jede der beiden Verschlußkappen 8a, 8b ist mit einem
kreisförmigen Vorsprung ioa bzw. io6 versehen, der
in eine entsprechende kreisringförmige Nut ii" bzw. n*
des Gehäuses 1 eingreift. Die Kappe 8° steht mit der
Kappe ga und die Kappe 8b mit der Kappe gb in
metallischem Kontakt. Jede der Kappen 7°, yb hat
an ihrer zylindrischen Seitenwandung einen kreisring- ioo
förmigen Vorsprung 12" bzw. 12^, der in eine entsprechende
kreisringförmige Nut 13s bzw. 13s in dem
radial äußeren Gehäuse 4 eingreift.
Die oben beschriebene dreifache Verschlußkappenanordnung zeichnet sich durch außerordentlich große
mechanische Festigkeit aus, d. h. sie ist imstande, ganz besonders hohen Innendrucken standzuhalten.
Dies ermöglicht einen äußerst gedrängten Bau der Sicherung, d. h. die Wahl eines großen Verhältnisses
zwischen der bei der Unterbrechung eines Stromkreises verdampftenMetallmengedesSchmelzeinsatzes2
und dem Volumen des radial inneren Isoliergehäuses 1. Fig. ι stellt in natürlicher Größe eine Sicherung dar,
die es ermöglicht, bei einer Nennspannung von 1000 Volt Stromkreise zu unterbrechen, die in der Lage sind,
Kurzschlußströme in der Größenordnung von 80000 A zu erzeugen. Der Nennstrom der Sicherung beträgt
30 A und der höchste Strom, den sie hindurchläßt (eingangs als Durchlaßstrom bezeichnet), 3500 A. Die
Abschaltzeit der Sicherung liegt in der Größen- iao Ordnung von 1Z900 Sekunde.
Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Sicherung eignet sich namentlich für solche Anwendungsfälle,
in denen nicht nur Kurzschlußströme, sondern auch lange andauernde Überlasten unterbrochen werden
sollen.
Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Sicherung besitzt eine abseits der Mitte des Schmelzeinsatzes 2
an dem Schmelzeinsatz 2 vorgesehene Metallauflage 17,
welche die Eigenschaft hat, mit dem Metall, aus dem der Schmelzeinsatz besteht, eine Legierung zu bilden,
die einen geringeren Schmelzpunkt hat als das Metall, aus dem der Schmelzeinsatz 2 besteht. Der Schmelzeinsatz
2 mag beispielsweise aus Silber bestehen und die Auflage 17 aus Zinn. Silber und Zinn verbinden
sich zu einer Legierung, die einen niedrigeren Schmelzpunkt hat als Silber. Der Schmelzeinsatz 2 wird
vorzugsweise durch ein perforiertes Silberband gebildet, und die obenerwähnte Metallauflage 17 besteht
vorzugsweise aus einem Niet, der aus Zinn hergestellt und in eine der Perforationen 2a des Silberbandes
eingesteckt ist, woselbst er durch Stauchen festgehalten sein kann. Die Metallauflage 17 ist von
einem körnigen Kühlmittels6 umgeben, das die
Eigenschaft hat, unter dem Einfluß von Hitze erheblieh
größere Gasmengen abzugeben als Quarzsand. Ein solches körniges Kühlmittel ist z. B. chemisch
reiner Kalk. Gemäß Fig. 3 ist die Metallauflage 17 von chemisch reinem Kalkpulver 3 b umgeben, wogegen
der überwiegende Teil der gesamten Länge des Schmelzeinsatzes von Quarzsand 30 umgeben ist.
Das gasabgebende Kühl- und Löschmittel 3" ist von dem Quarzsand 3a durch eine Scheibe 18 getrennt,
durch die der Schmelzeinsatz 2 hindurchgeführt ist.
Von den obigen Unterschieden abgesehen, stimmt die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Sicherung im
wesentlichen mit der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Sicherung überein, und da einander entsprechende
Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, kann auf eine ausführlichere Beschreibung der in den
Fig. 3 und 4 dargestellten Sicherung verzichtet werden. Die Wirkungsweise dieser Sicherung ist im wesentlichen
folgende: Obzwar die höchste Temperatur in der Mitte des Schmelzeinsatzes 2 besteht, wird der
Unterbrechungsvorgang beim Auftreten verhältnismäßig geringer, unzulässig langer Überlasten an der
Stelle der Metallauflage 17 eingeleitet, weil es dort zur Bildung einer Legierung gekommen ist, die einen
erheblich niedrigeren Schmelzpunkt hat als das Metall, aus dem der Schmelzeinsatz 2 besteht. Die
Metalldämpfe, die durch Verdampfen der Metallauflage 17 und der ihr benachbarten Teile des Schmelzeinsatzes
2 gebildet werden, sind stark ionisiert. Die von rechts nach links entweichenden Metalldämpfe
streichen über die kühlen Quarzkörner 3ffi, an deren Oberfläche sie niedergeschlagen, gekühlt und entionisiert
werden. Eine gewisse Metalldampfmenge mag durch die Öffnungen ic entweichen, nachdem der
sie abdeckende Klebstreifen 6 zerstört worden ist. Gase, welche von dem Kühlmittels6 abgegeben worden
sind, bewirken einerseits eine Verdünnung der im Bereich der Metallauflage 17 gebildeten Metalldämpfe
und haben andererseits eine Spülwirkung zur Folge, wenn sie in Richtung der Öffnungen ic strömen bzw.
in dieser Richtung diffundieren. Es besteht keine Gefahr, daß die in die Kammer 5 einströmenden
Abgase zu einem elektrischen Überschlag führen, da die Abgase zur Zeit ihres Eintritts in die genannte
Kammer bereits verhältnismäßig kühl sind und eine hohe elektrische Festigkeit besitzen, welche die
Spannung an den Enden der Sicherung überschreitet. Die Länge des Lichtbogens erfährt mit fortschreitender
Verdampfung des Schmelzeinsatzes 2 eine erhebliche Vergrößerung. Die Verdampfung des Schmelzeinsatzes 2
erfolgt im wesentlichen zur linken Seite der Stelle, an der der Unterbrechungsvorgang eingeleitet wurde,
weil der Schmelzeinsatz dort besonders heiß ist. An den Stellen, an denen der verdampfende Schmelzeinsatz
2 von Quarzsand 3a umgeben ist, kommt es
im Bereich des Schmelzeinsatzes 2 zur Bildung einer im heißen Zustand hochleitfähigen Schmelzraupe.
Nach Erlöschen des Lichtbogens hört die Abgabe von Gas seitens des körnigen Löschmittels 36 keineswegs
sofort auf, und das nach Erlöschen des Lichtbogens vom Löschmittel 3* abgegebene Gas bewirkt eine
wirksame Kühlung der heißen Schmelzraupe und verhindert hierdurch deren Nachheizung durch einen
geringen nachfließenden Strom, der schließlich zur Wiederzündung des Lichtbogens führen könnte.
In Fällen, in denen das Vorsehen nur eines Gasstromes zur Kühlung der Schmelzraupe nicht ausreicht,
kann der Schmelzeinsatz 2 an beiden Enden mit Metallauflagen 17 versehen werden, welche eine
annähernd gleichzeitige Unterbrechung des Stromkreises an zwei verschiedenen Stellen des Schmelzeinsatzes
2 einleiten. In diesem Fall werden an beiden Enden der Sicherung Stoffe nach Art des körnigen
Kühlmittels 36 vorgesehen, die unter dem Einfluß
von Hitze verhältnismäßig große Gasmengen abgeben. Es kommt dann zum Entstehen zweier entgegengesetzt
gerichteter Gasströme, ähnlich wie im Zusammenhang mit den Fig. 1 und 2 beschrieben.
Um die zur Kühlung der Schmelzraupe erforderliche Gasströmung bzw. Gasströmungen zu ermöglichen,
ist es erforderlich, die Öffnungen ic hinreichend groß
zu machen, und zwar erheblich größer als die durchschnittliche Größe der als Löschmittel dienenden
Quarzkörner. Dies führt zur Notwendigkeit des Vorsehens des obenerwähnten Klebstreifenverschlusses 6.
Der genannte Klebstreifenverschluß 6 wird, wie oben erwähnt, beim Unterbrechen lange anhaltender, ver- i°5
hältnismäßig geringer Überlastungen regelmäßig zerstört,
doch kommt es beim Unterbrechen von kurzschlußartigen Strömen nicht regelmäßig zur Zerstörung
des genannten Klebstreifenverschlusses. Dies ist auf entsprechende Wahl der Stärke des Klebstreifen-Verschlusses
zurückzuführen.
Während bei der Sicherung gemäß den Fig. 1 und 2
vier je um 900 gegeneinander versetzte Öffnungen ic
vorgesehen sind, weist die Sicherung gemäß den Fig. 3 und 4 drei je um 120° gegeneinander versetzte Öffnungen
auf. Der Durchmesser dieser Öffnungen beträgt annähernd 1 mm. Die Anordnung der Öffnungen
i° kann in gewissen Grenzen verändert werden, muß aber stets die Bildung eines die Schmelzraupe im
wesentlichen allseitig umhüllenden Gasstromes bewirken.
Die Anordnung von drei Verschlußkappen an den beiden entgegengesetzten Enden von zwei konzentrischen
Isoliergehäusen ist in erster Linie für Sicherungen gedacht, die so ausgebildet sind, daß sie einen
oder mehrere die Schmelzraupe kühlende, in Längs-
richtung der Sicherung verlaufende Gasströme erzeugen. Die Fig. 5 zeigt indessen, daß diese Anordnung
keineswegs auf derartige Sicherungen beschränkt ist. Die Fig. 5 unterscheidet sich von den
übrigen Figuren durch das Fortlassen der Kammer 5, die zur Erzeugung der obengenannten Gasströme
erforderlich ist. Die Anwendung der Sicherung gemäß Fig. 5 ist stets dann angebracht, wenn es auf Erzielung
hoher mechanischer Festigkeit, Bewältigung besonders hoher Drucke und geringe Abmessungen
ankommt.
Claims (10)
- Patentansprüche:ι. Elektrische Sicherung, namentlich strombegrenzende Niederspannungs-Hochleistungssicherung, gekennzeichnet durch zwei konzentrisch zueinander angeordnete zylindrische Isoliergehäuse (i, 4), von denen das radial innere Isoliergehäuse (1) einen Schmelzeinsatz (2) und ein körniges Löschmittel (3, 3") enthält, das beim Ansprechen der Sicherung in eine einen Halbleiter bildende Schmelzraupe übergeht und von denen das radial äußere Isoliergehäuse (4) gemeinsam mit dem radial inneren Isoliergehäuse (1) eine zur Aufnahme heißer Gase geeignete Kammer (5) bildet, und eine Vielzahl von Gasaustrittsöffnungen (ic), welche das radial innere Isoliergehäuse (1) mit der Kammer (5) verbinden und in Querrichtung der Isoliergehäuse (1,4) gegeneinander versetzt angeordnet sind, so daß Gase, die entlang dem radial inneren Isoliergehäuse (1) und sodann in die Kammer (5) fließen, die Neigung haben, eine die Schmelzraupe kühlende Umhüllung derselben zu bilden.
- 2. Elektrische Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das radial innere Isoliergehäuse (1) mit zwei radialen, in einem Abstand voneinander angeordneten runden Flanschen Ua, ib) versehen ist und daß die lichte Weite des radial äußeren Isoliergehäuses (4) gleich dem Durchmesser dieser Flansche ist und von♦5 ihnen getragen wird.
- 3. Elektrische Sicherung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des radial äußeren Isoliergehäuses (4) größer ist als der Abstand zwischen den Flanschen (i°, i6), aber kleiner als die Länge des radial inneren Isoliergehäuses (1).
- 4. Elektrische Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasaustrittsöffnungen (ic) annähernd in der Mitte zwischen den Enden des radial inneren Isoliergehäuses (1) angeordnet sind.
- 5. Elektrische Sicherung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein erstes Paar von Verschlußkappen (8a, 86), das die Enden des radial inneren Isoliergehäuses (1) verschließt und mit ihm verbunden ist, ein zweites Paar von Verschlußkappen (9°, o,6), von dem eine jede Verschlußkappe über eine Verschlußkappe (8a, 8b) des ersten Paares von Verschlußkappen gestülpt ist und ein drittes Paar von Verschlußkappen (7°, yb), das auf den Enden des radial äußeren Isoliergehäuses (4) sitzt und mit ihm verbunden ist und von denen eine jede Verschlußkappe (7°, jb) an einer der Verschlußkappen (ga, gb) des zweiten Paares anliegt und die betreffende Verschlußkappe gegen Längs verschiebung sichert.
- 6. Elektrische Sicherung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine jede Verschlußkappe (7°, 76) des dritten Paares von Verschlußkappen an einer ihrer Stirnflächen (15°, 156) eine runde Öffnung (14", 146) besitzt, durch die eine der Verschlußkappen (ga, o.6) des zweiten Paares hindurchtritt, und daß eine jede Verschlußkappe (9a, 9^) des zweiten Paares von Verschlußkappen eine kreisförmige Schulter (ΐ6α, ΐ6δ) aufweist, an der eine der Verschlußkappen (70, yb) des dritten Paares anliegt.
- 7. Elektrische Sicherung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine abseits der Mitte des Schmelzeinsatzes (2) an dem Schmelzeinsatz (2) vorgesehene Metallauflage (17), welche die Eigenschaft hat, mit dem Metall, aus dem der Schmelzeinsatz (2) besteht, eine Legierung zu bilden, die einen geringeren Schmelzpunkt hat als das Metall, aus dem der Schmelzeinsatz (2) besteht, und ein die Metallauflage (17) umgebendes körniges Kühlmittel (3*), das die Eigenschaft hat, unter dem Einfluß von Hitze erheblich größere Gasmengen abzugeben als Quarzsand.
- 8. Elektrische Sicherung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzeinsatz (2) aus einem perforierten Silberband besteht und daß die Metallauflage (17) durch einen aus Zinn bestehenden, in eine der Perforationen (2°) des Silberbandes eingesteckten Niet gebildet ist.
- 9. Elektrische Sicherung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallauflage (17) in Kalkpuder (γ) eingebettet ist.
- 10. Elektrische Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite einer jeden der Gasaustrittsöffnungen (i°) größer ist als die durchschnittliche Größe der das Löschmittel (3, 3") bildenden Körner und daß die Gasaustrittsöffnungen (ic) durch Klebstreifen (6) verschlossen sind, die die Gasaustrittsöffnungen (ic) beim Auftreten von Hitze und Druck innerhalb des radial inneren Isoliergehäuses (1) freigeben.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 5812 3.54
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