DE906356C - Elektrische Sicherung, namentlich strombegrenzende Niederspannungs-Hochleistungssicherung - Google Patents

Elektrische Sicherung, namentlich strombegrenzende Niederspannungs-Hochleistungssicherung

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DE906356C DEC4866A DEC0004866A DE906356C DE 906356 C DE906356 C DE 906356C DE C4866 A DEC4866 A DE C4866A DE C0004866 A DEC0004866 A DE C0004866A DE 906356 C DE906356 C DE 906356C
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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 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)

  1. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 9. Elektrische Sicherung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallauflage (17) in Kalkpuder (γ) eingebettet ist.
  10. 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 Zeichnungen
    1 5812 3.54
DEC4866A 1950-10-25 1951-10-25 Elektrische Sicherung, namentlich strombegrenzende Niederspannungs-Hochleistungssicherung Expired DE906356C (de)

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