SE470118B - Device for protection against overcurrent in electrical circuits - Google Patents
Device for protection against overcurrent in electrical circuitsInfo
- Publication number
- SE470118B SE470118B SE9201223A SE9201223A SE470118B SE 470118 B SE470118 B SE 470118B SE 9201223 A SE9201223 A SE 9201223A SE 9201223 A SE9201223 A SE 9201223A SE 470118 B SE470118 B SE 470118B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- pressure
- electrodes
- electrically conductive
- elastomeric
- bodies
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H77/00—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting
- H01H77/02—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism
- H01H77/10—Protective overload circuit-breaking switches operated by excess current and requiring separate action for resetting in which the excess current itself provides the energy for opening the contacts, and having a separate reset mechanism with electrodynamic opening
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- H01C10/00—Adjustable resistors
- H01C10/10—Adjustable resistors adjustable by mechanical pressure or force
- H01C10/106—Adjustable resistors adjustable by mechanical pressure or force on resistive material dispersed in an elastic material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
- H01H1/021—Composite material
- H01H1/029—Composite material comprising conducting material dispersed in an elastic support or binding material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Fuses (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
- Adjustable Resistors (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Centrifugal Separators (AREA)
- Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
- Crushing And Grinding (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
15 20 25 30 35 ff70 118 2 brytaren ingående kontaktsystem eller indirekt via en speciell excitationsanordning bestående av en elektromagnetisk utlösare så kallad “plunger eller schlagstiftanordnung", som också exciteras av huvudströmmen, varvid ett ankare i en magnetisk krets verkar på kontaktsystemet och/eller pà en utlösare till en fjädermekanism, som verkställer till /från-funktion. Även fjärrmanövrering förekommer t ex i kontaktorer, för att upprätthålla 2 stabila mekaniska jämviktslägen, till resp från. Kontaktsystem där elektrodynamiska strömkrafter verkar direkt på kontakterna är tidigare kända t ex genom patentskrifterna GB 1 519 559, GB l 489 010, GB l 405 377. 15 20 25 30 35 ff70 118 2 switch contact system or indirectly via a special excitation device consisting of an electromagnetic trigger so-called "plunger or percussion pin device", which is also excited by the main current, an anchor in a magnetic circuit acting on the contact system and / or on a trigger for a spring mechanism, which performs on / off function.Remote control also occurs, for example, in contactors, to maintain 2 stable mechanical equilibrium positions, to or from Contact contact systems where electrodynamic currents act directly on the contacts are previously known, e.g. 1 519 559, GB l 489 010, GB l 405 377.
Hybrider där de två principerna utnyttjas är beskrivna bland annat i patentskriften GB l 472 412 samt genom artikeln “ A New PTC Resistor for Power Applications" av R S Perkins m fl, publicerad i tidskriften IEEE Transactions on Components, Hybrids and Manufacturing Technology, V0l.CHMT-5,No.2,juni 1982, s 225-230 samt U.S. 3,249,810 och DE 35 446 47.Hybrids where the two principles are used are described in the patent publication GB l 472 412 and through the article "A New PTC Resistor for Power Applications" by RS Perkins et al., Published in the journal IEEE Transactions on Components, Hybrids and Manufacturing Technology, V0l.CHMT -5, No.2, June 1982, pp. 225-230 and US 3,249,810 and DE 35 446 47.
En allvarlig nackdel med kortslutningsskydd enligt punkt 1 och 2 ovan, speciellt vid höga och branta (=snabbt växande) kortslutningsströmmar, är den stora inbyggda trögheten, Termisk tröghet är begränsande för de under punkt l nämnda kortslutningsskydden, medan det i ljusbágsbaserade brytare är den mekaniska trögheten, dvs masströgheten, som gör sig gällande vid en önskad snabb kontaktseparation. I ljusbàgsbaserade brytare blir, pga nämnda masströghet, ljusbàgen fördröjd pà kontakterna, varför den för strömbegränsningen viktiga ljusbágsspänningen först efter en relativt lång fördröjningstid (ms) uppnår värden, som begränsar den annars monotont växande kortslutningsströmmen.A serious disadvantage of short-circuit protection according to points 1 and 2 above, especially with high and steep (= fast-growing) short-circuit currents, is the large built-in inertia. Thermal inertia is limiting for the short-circuit protection mentioned under point 1, while in arc-based switches it is mechanical the inertia, ie the mass inertia, which prevails at a desired rapid contact separation. In arc-based switches, due to said mass inertia, the arc is delayed on the contacts, so the arc voltage important for current limitation only reaches values after a relatively long delay time (ms), which limits the otherwise monotonically growing short-circuit current.
Dessutom erfordras mycket höga kontakttryck, proportionella mot apparatens märkström i kvadrat, för att kontakterna under normala driftströmmar skall kunna bära märkströmmen.In addition, very high contact pressures, proportional to the rated current of the device squared, are required for the contacts to be able to carry the rated current during normal operating currents.
Detta hindrar ytterligare en snabb kontaktseparation, eftersom kontakttrycket är motriktat de separerande elektrodynamiska repulsionskrafterna. 10 15 20 25 30 35 470118 Möjligheten att justera känsligheten hos kortslutningsskydden under punkt l och 2 ovan är mycket begränsad. Detta får till följd att ett omfattande koordinationsarbete med över- och underordnade, i elektriska kretsen ingående skydd, erfordras.This prevents further rapid contact separation, since the contact pressure is opposite to the separating electrodynamic repulsive forces. 10 15 20 25 30 35 470118 The possibility of adjusting the sensitivity of the short-circuit protectors under points 1 and 2 above is very limited. As a result, extensive coordination work with superiors and subordinates, protection included in the electrical circuit, is required.
Normer har därför utarbetats, t ex DIN 57636 Teil 21/VDE 0636 Teil 21 § 7,12 samt IEC 947-2, eftersom felaktig koordination bl a kan innebära selektivitetsproblem, vilka är svåra att åtgärda (justera) i befintliga anläggningar.Standards have therefore been prepared, eg DIN 57636 Part 21 / VDE 0636 Part 21 § 7.12 and IEC 947-2, as incorrect coordination can mean selectivity problems, which are difficult to remedy (adjust) in existing facilities.
Kortslutningsskydd baserade på principerna l och 2, är på grund av ovan nämnda nackdelar, speciellt trögheten, mindre lämpade såsom kortslutningsskydd eller strömtransient- skydd för tyristorer eller elektronikutrustningar, då dessa är känsliga för såväl höga strömderivator som hög ' energiutveckling.Short-circuit protection based on principles 1 and 2, are due to the above-mentioned disadvantages, especially inertia, less suitable as short-circuit protection or current transient protection for thyristors or electronic equipment, as these are sensitive to both high current derivatives and high energy development.
I kapacitiva kretsar eller induktiva motorkretsar med höga presumtiva kortslutninsströmmar kan också höga strömderivator och höga kortslutningsströmmar uppstå. Typiska värden på presumtiva kortslutningsströmmar är Ik = SO-l0OkA samt motsvarande strömtidderivator från 22-44 kA/ms. En konventionell säkring med märkströmmen 100 A släpper då igenom en strömpeak på ca 16 kA och liz-dt=2O kA?s, vilket mycket överskrider tillåtna värden hos motsvarande tyristor.In capacitive circuits or inductive motor circuits with high presumptive short-circuit currents, high current derivatives and high short-circuit currents can also occur. Typical values of presumptive short-circuit currents are Ik = SO-10OkA and the corresponding current-time derivative from 22-44 kA / ms. A conventional fuse with the rated current 100 A then transmits a current peak of about 16 kA and liz-dt = 20 kA? S, which greatly exceeds the permitted values of the corresponding thyristors.
Drosslar inkopplas därför ofta i tyristorkretsar för att minska strömderivator, varvid kortslutningsskydden ovan kan användas.Chokes are therefore often connected in thyristor circuits to reduce current derivatives, whereby the short-circuit protectors above can be used.
Självàterhämtande kortslutningsskydd utgöres främst av s k termistorer. Uttrycket PTC-element är en vedertagen benämning pà termistorer vars resistivitet har en positiv temperaturkoefficient (Positive Temperature Coefficient).Self-retrieval short-circuit protection consists mainly of so-called thermistors. The term PTC element is a common term for thermistors whose resistivity has a Positive Temperature Coefficient.
Elektriskt ledande polymerkompositioner, speciellt PTC- kompositioner, och anordningar i vilka PTC-kompositioner ingàr, är tidigare kända. Refereringar kan göras till t ex U.S. Patents Nos. 2,978,665, 3,35l,882, 4,0l7,7l5, 4,l77,376 och 4,246,468 och U.K Patent No. l,534,7l5. Senare framsteg har t ex beskrivits i Tyska patent Nos. 2,948,350, 2,948,28l, 2,949,l74 och 3,002,72l och inom olika applikationer 10 15 20 25 30 35 470 “H8 4 U-S. Serial Nos. 41,071 (MPO295), 67,207 (MPO299) och 88,344 (MPO70l), samt applikationspatent såsom U.S. Serial Nos. l4l,984 (Mp=7l2), 141,98? (MPO7l3), l4l,988 (MPO7l4), l4l,989 (MP07l5), l4l,99l (MPO720) och l42,054 (MpO725).Electrically conductive polymer compositions, especially PTC compositions, and devices incorporating PTC compositions are known in the art. References can be made to e.g. Patents Nos. 2,978,665, 3,351,888, 4,017,715, 4,177,376 and 4,246,468 and U.K. l, 534.7l5. Recent advances have been described, for example, in German Patent Nos. 2,948,350, 2,948,28l, 2,949, l74 and 3,002,72l and in various applications 10 15 20 25 30 35 470 “H8 4 U-S. Serial Nos. 41,071 (MPO295), 67,207 (MPO299) and 88,344 (MPO701), as well as application patents such as U.S. Pat. Serial Nos. ll1, 984 (Mp = 7l2), 141.98? (MPO713), 141, 988 (MPO714), 141, 989 (MP0715), 141, 991 (MPO720) and 142,054 (MpO725).
Ett problem med PTC-element, då de upphettas av den i desamma genomflytande strömmen, är att vid temperaturen, då PTC- elementen blir självreglerande, upptas spänningen över av ett fragment av PTC-elementet, varför fragmentet utsättes för mycket stora pàkänningar i nämnda fragment. PTC-elementet kan därmed förstöras- PTC-utföranden där detta problem elimineras är kända t ex genom europapatent EP O 038 716 . PTC-element för överströmsskydd är ofta uppbyggda av ett polymert material, t ex högtryckspolyeten, innehållande partiklar av ett elektriskt ledande material, t ex kimrök, och uppvisar en resistivitet med positiv temperaturkoefficient.A problem with PTC elements, when heated by the current flowing through them, is that at the temperature, when the PTC elements become self-regulating, the voltage is absorbed by a fragment of the PTC element, so that the fragment is subjected to very large stresses in said fragments. . The PTC element can thus be destroyed. PTC embodiments where this problem is eliminated are known, for example, from European patent EP 0 038 716. PTC elements for overcurrent protection are often made up of a polymeric material, eg high-pressure polyethylene, containing particles of an electrically conductive material, eg carbon black, and have a resistivity with a positive temperature coefficient.
Keramiska termistorer, som uppvisar PTC-karakteristik är kända genom patentpublikation GB-A-1570138. De vanligast förekommande keramiska termistorerna baseras på BaTiO3 eller v20, .Ceramic thermistors which exhibit PTC characteristics are known from patent publication GB-A-1570138. The most common ceramic thermistors are based on BaTiO3 or v20,.
En fördel med den polymerbaserade termistorn jämfört med den keramiska är att dess resistans är monotont stigande med temperaturen. Den är dessutom relativt billig. Kommersiellt tillgängliga termistorer av polymertyp är dock utförda för relativt låga märkspänningar och kan därför ej utan vidare användas i t ex distributionsnät. Termistorernas konfiguration och elektrodanslutningar är dessutom i regel så beskaffade, att termistorerna vid höga kortslutningsströmmar utsättes för stora repulsionskrafter prg a antiparallella strömbanor, varvid elektroderna slites isär. Det är vidare känt att plastbaserade PTC-element av sk sandwich-typ efter övergång från lågresistivt till högresistivt tillstånd inte återgår till initialresistansen. I allvarligare fall då PTC-elementen utsättes för mycket stora elektriska påkänningar, såsom kortslutningsströmmar uppträder blàsbildning och sprickbildning i centrala eller andra delar av PTC-elementets polymerkomposition, så att det inte längre kan fungera, dvs elemenetet blir förstört. -if 10 15 20 25 30 35 470118 yfi P g a ovannämnda skäl har polymerbaserade termistorer hittills inte kommit till nämnvärd praktisk användning inom elkrafttekniken, utan har i huvudsak använts för skydd av elektronikutrustningar, där dock den termiska trögheten begränsar det möjliga applikationsomràdet.An advantage of the polymer-based thermistor compared to the ceramic one is that its resistance is monotonically rising with temperature. It is also relatively inexpensive. Commercially available polymer-type thermistors are, however, designed for relatively low rated voltages and can therefore not be used without further ado in, for example, distribution networks. In addition, the configuration and electrode connections of the thermistors are generally such that the thermistors are exposed to high repulsive forces due to high short-circuit currents due to antiparallel current paths, whereby the electrodes are torn apart. It is further known that plastic-based PTC elements of the so-called sandwich type do not return to the initial resistance after the transition from a low-resistance to a high-resistance state. In more severe cases when the PTC elements are exposed to very large electrical stresses, such as short-circuit currents, blistering and cracking occur in central or other parts of the PTC element's polymer composition, so that it can no longer function, ie the element is destroyed. -if 10 15 20 25 30 35 470118 y fi Due to the above reasons, polymer-based thermistors have so far not come into significant practical use in electric power technology, but have mainly been used for protection of electronic equipment, where the thermal inertia limits the possible application area.
En väsentlig skillnad mellan termistorer och smältsäkringar är att termistorer är återanvändbara, “self restoring", efter en kortslutning, d v s termistorer kan àteranvändas efter kortslutning, vilket även gäller effektbrytare.A significant difference between thermistors and fuses is that thermistors are reusable, "self restoring", after a short circuit, ie thermistors can be reused after a short circuit, which also applies to circuit breakers.
Elastomerer utgöres av alla polymerer, som uppvisar liknande elastiska egenskaper som naturgummi. Inom ett relativt stort tillåtet elastiskt område, kan elastomerer komprimeras eller sträckas, för att återgå till initialtillstànd efter att belastningen upphört. Elektriskt ledande elastomerer är en klass av gummi och plaster, som gjorts elektriskt ledande antingen genom addition av metallblandningar, eller genom orientering av metallfibrer under inverkan av elektriska fält, eller genom addition av olika kolblandningar eller keramer, t ex VZO3- material dispergerat såsom beskrivs i artikeln "VZO3 Composite Thermistors“ av D Moffat m fl, publicerad i Proceedings of the Sixth IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics, 1986 s 673-676. I gummi användes flera typer av "carbon black" t ex grafit, acetylene black, lamp black och furnace black med partikeldiametrar från lO~300nm. Exempel på lämpliga gummimaterial, som efter addition av metallblandningar eller kolblandningar blir elektriskt ledande är butyl, natural, polykloropren, neopren, EPDM samt det vanligaste, silikongummi. Additiver av metaller och metallegeringar i pulverform lämpade som additiver i elastomerer är silver, nickel, koppar, silverpläterad koppar, silverpläterad nickel samt silverpläterad aluminium.Elastomers are all polymers which have similar elastic properties to natural rubber. Within a relatively large allowable elastic range, elastomers can be compressed or stretched, to return to the initial state after the load has ceased. Electrically conductive elastomers are a class of rubber and plastics made electrically conductive either by the addition of metal mixtures, or by the orientation of metal fibers under the influence of electric fields, or by the addition of various carbon mixtures or ceramics, for example VZO3 materials dispersed as described in article "VZO3 Composite Thermistors" by D Moffat et al., published in Proceedings of the Sixth IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics, 1986 pp. 673-676. In rubber several types of "carbon black" were used eg graphite, acetylene black, lamp black and furnace black with particle diameters from 10 ~ 300nm.Examples of suitable rubber materials which, after the addition of metal mixtures or carbon mixtures, become electrically conductive are butyl, natural, polychloroprene, neoprene, EPDM and most commonly, silicone rubber. as additives in elastomers are silver, nickel, copper, silver-plated copper, silver-plated nickel and silver-plated aluminum.
Inom givartekniken användes elektriskt ledande elastomerer såsom tryckgivare. De elektriska egenskaperna ändras då elektriskt ledande elastomer deformeras, t ex genom att de utsättes för tryck eller dragpákänningar, vilket yttrar sig i 10 15 20 25 30 35 470 'H8 en resistansändring.In the sensor technology, electrically conductive elastomers are used as pressure sensors. The electrical properties change when electrically conductive elastomer is deformed, for example by being subjected to pressure or tensile stresses, which manifests itself in a resistance change.
De mest vanliga typerna av kol eller metallfyllda plaster är polyetylen och polypropylen- Dessa användes i dag för värmekablar samt överströmsskydd, de senare t ex tidigare nämnda polymerbaserade PTC-termistorer.The most common types of carbon or metal-filled plastics are polyethylene and polypropylene. These are used today for heating cables and overcurrent protection, the latter, for example, the previously mentioned polymer-based PTC thermistors.
Emellertid försämras de mekaniska egenskaperna hos plasten, efter att elektriskt ledande fyllmedel tillsatts. Materialet blir sprött och hårt och därmed svårt att deformera. Dessa material är därför olämpliga som tryckgivare och kräver för PTC-applikationer, dessutom en relativt komplicerad kontakteringsteknik. En ytterligare begränsning hos kolfyllda plaster är den relativt höga resistiviteten typiskt l Ohmcm och mer. Metallfyllda plaster kan däremot tillverkas med betydligt lägre resistivitet, mindre än O.50hmcm, men spänningshållfastheten blir mycket dålig, varför dessa material ej lämpar sig som överströmsskydd.However, the mechanical properties of the plastic deteriorate after the addition of electrically conductive fillers. The material becomes brittle and hard and thus difficult to deform. These materials are therefore unsuitable as pressure sensors and require for PTC applications, in addition to a relatively complicated contacting technique. A further limitation of carbon-filled plastics is the relatively high resistivity typically 1 Ohmcm and more. Metal-filled plastics, on the other hand, can be manufactured with significantly lower resistivity, less than 0.50hmcm, but the stress resistance becomes very poor, which is why these materials are not suitable as overcurrent protection.
Resistansen för elektriskt ledande elastomerer kan genom inblandning av metallpulver göras mycket låg t ex 2mOhmcm eller lägre. En fördel med elastomerer är att de är mycket mjuka jämfört med kolfylld polyetylen och polypropylen även vid stora halter av elektriskt ledande fyllmedel, typiska shoretal enligt amerikansk standard ASTM D224O (Q/C) mellan 20-80.The resistance of electrically conductive elastomers can be made very low by mixing in metal powder, for example 2mOhmcm or lower. An advantage of elastomers is that they are very soft compared to carbon-filled polyethylene and polypropylene even at high levels of electrically conductive fillers, typical shoretal according to American standard ASTM D224O (Q / C) between 20-80.
REnoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en relativt enkel och billig skyddsanordning, som kan begränsa de högsta i lågspänningsnät förekommande kortslutningsströmmar även vid mycket höga strömderivator, och vars utlösnings- karakteristik dvs känslighet lätt kan anpassas till det aktuella skyddsobjektet. Detta uppnås enligt uppfinningen genom en anordning, som uppvisar de i patentkrav l angivna kännetecknen. Q Genom att deformera åtminstone en i strömbegränsningselementet 41 10 15 20 25 30 35 470118 ingående elektriskt ledande elastomerkropps välvda eller konvexa begränsningsyta, medelst en tryckanordning, samt integrera elektroder för ledande av ström genom ström- begränsningselementet, uppnås en betydligt effektivare strömbegränsning än hos konventionella kortslutningsskydd beskrivna under rubriken "teknikens ståndpunkt". Detta innebär väsentliga kostnadsfördelar speciellt på nedströmssidan om strömbegränsningselementet_ Anordningen kan ersätta såväl konventionella smältsäkringar som sk automatsäkringar(MCB), och uppvisar båda dessa säkringstypers fördelar utan att vara behäftad med deras nackdelar, t ex smältsäkringens begränsade livslängd och automatsäkringens begränsade brytförmàga vid kortslutning.OBJECT OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a relatively simple and inexpensive protection device which can limit the highest short-circuit currents occurring in low voltage networks even at very high current derivatives, and whose trip characteristics i.e. sensitivity can be easily adapted to the object of protection. This is achieved according to the invention by a device which has the features stated in claim 1. By deforming at least one electrically conductive elastomeric body of the electrically conductive elastomer body 470118 included in the current limiting element, by means of a pressure device, and integrating electrodes for conducting current through the current limiting element, a much more effective current limiting limitation is achieved than with conventional described under the heading "State of the art". This entails significant cost advantages, especially on the downstream side of the current limiting element. The device can replace both conventional fuses and so-called circuit breakers (MCBs), and has the advantages of both of these fuse types without their disadvantages, such as the limited life of the fuse and the circuit breaker.
I den såsom strömbegränsningselement fungerande anordningen ingår åtminstone en elektriskt ledande elastomerkropp samt 2 elektroder. Polymerkompositionen i elastomerkroppen kan vara av känt slag och utgör ingen del av föreliggande uppfinning.The device acting as a current limiting element includes at least one electrically conductive elastomer body and 2 electrodes. The polymer composition of the elastomer body may be of a known type and does not form part of the present invention.
Som exempel på lämpliga elastomerer kan särskilt nämnas butyl, natural, polykloropen, neopren, EPDM och silikongummi.Examples of suitable elastomers which may be mentioned in particular are butyl, natural, polychloroprene, neoprene, EPDM and silicone rubber.
Det ledande pulverformiga materialet består företrädesvis av silver, nickel, kobolt, silverpläterad koppar, silverpläterad nickel, silverpläterad aluminium, kimrök, ledande sot eller carbon black. Lämplig partikelstorlek hos det pulverformiga materialet är 0.01-10 mikrometer och lämplig halt av det pulverformiga fyllmedlet är 40-90% av den sammanlagda vikten av det pulverformiga fyllmedlet och elastomermaterialet. Den elektriska elastomerkroppens resistivitet ligger företrädesvis inom området 0.1 mohmcm - 10 Ohmcm. Om mer än en kropp av elektriskt ledande elastomer ingår i anordningen kan kropparna vara av samma eller olika elastomer och då med samma eller olika fyllmedel och resistivitet- Elektroderna är av konventionellt slag t ex försilvrad koppar. De har företrädesvis orienterats så, att då de genomflytes av höga strömmar, uppstår repulsionskrafter mellan sagda elektroder.The conductive powdery material preferably consists of silver, nickel, cobalt, silver-plated copper, silver-plated nickel, silver-plated aluminum, carbon black, conductive soot or carbon black. Suitable particle size of the powdered material is 0.01-10 micrometers and suitable content of the powdered filler is 40-90% of the total weight of the powdered filler and elastomeric material. The resistivity of the electric elastomer body is preferably in the range 0.1 mohmcm - 10 Ohmcm. If more than one body of electrically conductive elastomer is included in the device, the bodies may be of the same or different elastomers and then with the same or different fillers and resistivity. The electrodes are of a conventional type, for example silver-plated copper. They have preferably been oriented so that when they are traversed by high currents, repulsive forces arise between said electrodes.
Det tryck som upprätthålles på elektroderna, t ex med en känd tryckanordning beskriven i US 3 914 727 eller en konventionell fjädermekanism, till/fràn, för elkopplare, deformerar den konvexa anliggningsytan hos de elastomerkroppar där en sådan 10 15 20 25 30 35 anliggningsyta ingår. Deformationen uppgår företrädesvis till minst 5% . Speciellt föredrages en deformation av 5-30%, definierat utifrån avståndet mellan kropparna som angränsar till en betraktad elastomerkropp , dvs om avståndet, då trycket är O och angränsande kroppar nätt och jämnt anligger mot elastomerkroppen, är d, och efter att trycket har applicerats avståndet ändras till O.7~d, så har kroppen deformerats 309. Speciellt föredrages elastomerkroppar med hårdhet mellan 30-50 IRHD i överensstämmelse med brittisk standard BS903/A26, men material med såväl lägre som högre hårdhet kan tänkas användas.The pressure maintained on the electrodes, for example with a known pressure device described in US 3,914,727 or a conventional spring mechanism, on / off, for electrical couplers, deforms the convex abutment surface of the elastomer bodies where such an abutment surface is included. The deformation preferably amounts to at least 5%. Particularly preferred is a deformation of 5-30%, defined by the distance between the bodies adjacent to a considered elastomer body, i.e. if the distance, when the pressure is 0 and adjacent bodies abut the elastomer body, is d, and after the pressure has been applied the distance changed to O.7 ~ d, the body has been deformed 309. In particular, elastomeric bodies with a hardness between 30-50 IRHD in accordance with British standard BS903 / A26 are preferred, but materials with both lower and higher hardness may be used.
Enligt en särskild föredragen utföringsform av uppfinningen är tryckanordningen försedd med tryckutövande anordningar med förmåga att fjädra. En sådan föredragen utformning av tryckanordningen underlättar markant en separation och därmed en minskning av övergángsarean mellan den konvexa anliggningsytan hos de elastomerkroppar där en sådan anliggningsyta ingår och angränsande kropp.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the pressure device is provided with pressure-applying devices capable of springing. Such a preferred design of the pressure device markedly facilitates a separation and thus a reduction of the transition area between the convex abutment surface of the elastomeric bodies where such an abutment surface is included and adjacent body.
Enligt en särskilt föredragen utföringsform av uppfinningen är kroppen av elektriskt ledande elastomer, om endast en sådan ingår i strömbegränsningselementet, inskjuten mellan en elektriskt isolerande platta med en slits. Elastomerkroppen placeras i slitsen, som då elastomerkroppen utsattes för tryck, fyller ut slitsutrymmet. Därmed erhålles en elektrisk isolation, som förhindrar elektriska överslag vid kortslutning.According to a particularly preferred embodiment of the invention, the body of electrically conductive elastomer, if only one is included in the current limiting element, is inserted between an electrically insulating plate with a slot. The elastomer body is placed in the slot, which when the elastomer body is subjected to pressure, fills the slot space. This provides an electrical insulation that prevents electrical shocks in the event of a short circuit.
Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen är en elastomerkropp staplad på en annan elastomerkropp enligt uppfinningen i samma tryckanordning.According to a further embodiment of the invention, an elastomer body is stacked on another elastomer body according to the invention in the same pressure device.
Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen har elastomekroppen utformats ihålig, vilket medför att kroppen kan deformeras betydligt mer än 30%, bestämt av hålets diameter. Fördelen med denna lösning är också att relativt hårda elastomermaterial kan väljas och elastomerkroppen ändå tillåtes deformeras betydligt. 10 15 20 25 30 470118 Enligt den föreliggande uppfinningen har det visat sig möjligt att motverka eller helt eliminera de under rubriken "Teknikens ståndpunkt" beskrivna nackdelarna såsom okänslighet mm hos kortslutningsskydden. Strömbegränsningselementet ändrar sin resistans då höga kortslutningsströmmar uppträder vid en lägre energiutveckling, varvid den termiska och mekaniska trögheten har minskat. Vidare återgår strömbegränsningselementet efter övergång från làgresistivt till högresistivt tillstànd till initialresistansen, och är återanvändbart även sedan det utsatts för kortslutningsströmmar. En tänkbar förklaring till det enligt uppfinningen uppnådda resultatet kan vara följande.According to a further embodiment of the invention, the elastomeric body has been designed hollow, which means that the body can be deformed considerably more than 30%, determined by the diameter of the hole. The advantage of this solution is also that relatively hard elastomeric materials can be selected and the elastomeric body is still allowed to deform significantly. According to the present invention, it has been found possible to counteract or completely eliminate the disadvantages described under the heading "Prior art" such as insensitivity etc. of the short-circuit protectors. The current limiting element changes its resistance when high short-circuit currents occur at a lower energy development, whereby the thermal and mechanical inertia has decreased. Furthermore, the current limiting element returns to the initial resistance after the transition from low-resistivity to high-resistivity state, and is reusable even after it has been subjected to short-circuit currents. A possible explanation for the result obtained according to the invention may be the following.
Vid normal strömgenomgång upprätthàlles en låg övergångs- resistans mellan de element, som bildar kontakt med varandra genom den övergångsyta, som bildas då kroppen med konvex anliggningsyta, eller kropparna om flera sådana ingår, på grund av en yttre tryckanordning deformeras. Då höga kortslutningsströmmar uppträder vill elektroderna separera av strömkrafter. Dessutom uppstår sk striktionskrafter i övergången mellan den konvexa anliggningsytan, hos de elastomerkroppar där en sådan anliggningsyta ingår, och angränsande kroppar, på grund av den föredragna anliggningsytans utformning- Därmed minskar anliggningsytan dels p g a att elastomerkropp med konvex anliggningsyta kan deformeras samt att elektroderna vill separera- Som en följd av detta ökar energiutvecklingen snabbare i den minskande övergångsytan, vilket medför att elastomerkroppens resistans ökar kraftigt i övergàngsytan utan att elastomerkroppen i övrigt utsätts för otillåtet höga pàkänningar. Dessutom är, på grund av den föredragna elastomerkroppens tvärsnitt strömtätheten störst utefter tvärsnittsytans symmetrilinje mellen elektroderna, vilket medför att materialet stressas mest här, varvid sprick och blåsbildning i tvärsnitt vinkelrätt mot strömriktningen förhindras. 10 15 2Û 25 30 35' 10 Genom att kombinera de i teknikens ståndpunkt beskrivna fysikaliska egenskaperna sásom, elektriskt ledande elastomerers tryckkänslighet, övergàngsytor, erhàllen elektrodynamisk repulsionsverkan genom lämplig geometri- utformning av elektriskt ledande elastomerkroppar och elektroder tillsammans med lämpligt val av elektrodmaterial, en anordning för strömbegränsning uppnås bl a följande fördelar: a) b) d) e) f) 9) h) Avsevärt ökad känslighet vid höga strömderivator och kortslutningsströmmar p g a en fjädrande tryckanordning samt föredragen elektrodutformning som tillsammans med den speciellt utformade, elektriskt ledande, elastomerkroppen vill repellera elektroderna.During normal current passage, a low transition resistance is maintained between the elements which make contact with each other through the transition surface formed when the body with convex abutment surface, or the bodies if several are included, are deformed due to an external pressure device. When high short-circuit currents occur, the electrodes want to separate by current forces. In addition, so-called restrictive forces arise in the transition between the convex abutment surface, of the elastomeric bodies where such an abutment surface is included, and adjacent bodies, due to the design of the preferred abutment surface. As a result, the energy development increases more rapidly in the decreasing transition surface, which means that the resistance of the elastomer body increases sharply in the transition surface without the elastomer body otherwise being subjected to impermissibly high stresses. In addition, due to the cross-section of the preferred elastomer body, the current density is greatest along the line of symmetry of the cross-sectional area between the electrodes, which causes the material to be most stressed here, thereby preventing cracking and blistering in cross-section perpendicular to the current direction. By combining the physical properties described in the prior art such as, the pressure sensitivity of electrically conductive elastomers, transition surfaces, obtained electrodynamic repulsive action by suitable geometry design of electrically conductive elastomer bodies and electrodes together with a suitable choice of electrode material, for current limitation, the following advantages are achieved: a) b) d) e) f) 9) h) Significantly increased sensitivity at high current derivatives and short-circuit currents due to a resilient pressure device and preferred electrode design which together with the specially designed, electrically conductive, elastomer body wants to repel the electrodes.
Anordningen kan göras mycket làgohmig på grund av deformation av kontaktövergången mellan elektriskt ledande elastomerkropp och elektrod.The device can be made very low impedance due to deformation of the contact transition between electrically conductive elastomer body and electrode.
Minskade selektivitetsproblem i elektriska kretsar där det finns över- och underordnade skydd.Reduced selectivity problems in electrical circuits where there is superior and subordinate protection.
Elementet återgår till initialresistansen efter övergång från làgresistivt till högresistivt tillstànd.The element returns to the initial resistance after the transition from low-resistive to high-resistive state.
Enkel brytanordning, som eventuellt ej behöver vara försedd med ljusbàgsskärmar, om elektroderna mekaniskt kopplas till en konventionell till/fránslagsmekanism för strömbrytare, som i tilläge dà upprätthåller erforderligt tryck mellan elektrod(=kontakt) och elektriskt ledande elastomerkropp.Simple switching device, which may not need to be provided with arc shields, if the electrodes are mechanically connected to a conventional switch-on / switch-off mechanism for switches, which in addition then maintains the required pressure between electrode (= contact) and electrically conductive elastomer body.
Eliminerad svetsrisk då en brytanordning enligt punkt e) ovan införes.Eliminated welding risk when a breaker device according to point e) above is inserted.
Vibrationsokänslig samt studsokänslig tillslagsfunktion.Vibration-insensitive and bounce-insensitive switch-on function.
Möjlighet att justera känsligheten om trycket, som i 10 15 20 25 30 35 4701ï8 11 upprätthålles av tryckanordningen pà känt sätt är inställbart och kan varieras, varvid ett och samma kortslutningsskydd kan användas i ett utökat märkströmsomràde. i) Mycket smà yttre dimensioner eftersom resistiviteten hos det elektriskt ledande elastomermaterialet kan fås mycket låg < l mohmcm j) Exklusiva drosslar kan elimineras i tyristorkretsar.Possibility to adjust the sensitivity if the pressure, which is maintained by the pressure device in a known manner, is adjustable and can be varied, whereby one and the same short-circuit protection can be used in an extended rated current range. i) Very small external dimensions because the resistivity of the electrically conductive elastomeric material can be obtained very low <l mohmcm j) Exclusive chokes can be eliminated in thyristor circuits.
FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall förklaras närmare genom beskrivning av utföringsexempel med hänvisning till bifogade ritningar, där fig la-c fig.2 fig 3 fig 4 fig 5 visar ett centralt snitt genom tre föredragna utföranden av uppfinningen, som väsentligen består av elektriskt ledande elastomerkroppar samt elektroder. visar resistansen R som funktion av avståndet d mellan 2 st elektroder, mellan vilka en elektriskt ledande elastomerkropp, med ett tvärsnitt av en halvcylinder, med radien r, komprimeras. visar ett utföringsexempel av strömbegränsningselementet (100) inkopplat i en elektrisk krets enligt uppfinningen. visar strömförloppet vid en kortslutning med en skyddsanordning enligt figur 3. visar en jämförelse mellan fiz-dt kurvor för ett strömbegränsningselement (100) enligt uppfinningen och konventionella skydd såsom smältsäkring och effektfirytare, MCCB. 10 15 20 \___ 25 30 35 12 visar ett centralt snitt genom en elastomerkropp enligt uppfinningen med tillhörande elektroder, samt en repulsionsanordning- fig 8-19 visar ytterligare varianter av utföranden pà strömbgränsningselement enligt uppfinningen.DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be explained in more detail by describing exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings, in which Figs. 1a-c Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 shows a central section through three preferred embodiments of the invention, which essentially consist of electrically conductive elastomer bodies and electrodes. shows the resistance R as a function of the distance d between 2 electrodes, between which an electrically conductive elastomer body, with a cross section of a half-cylinder, with the radius r, is compressed. shows an embodiment of the current limiting element (100) connected in an electrical circuit according to the invention. shows the current course in the event of a short circuit with a protection device according to figure 3. shows a comparison between fiz-dt curves for a current limiting element (100) according to the invention and conventional protection such as fuse and power rider, MCCB. 12 shows a central section through an elastomer body according to the invention with associated electrodes, and a repulsion device - Figs. 8-19 show further variants of embodiments of current limiting elements according to the invention.
I figur 6 visas ett strömbegränsningselement enligt en anordning analog med den i fig lb visade, innehållande en centralt anordnad kropp (10) i form av en homogen cylinder med diametern 3mm och längden 10mm av ett deformerbart elektriskt ledande elastomermaterial t ex bestående av 80 viktsprocent silverpulver och 20 viktsprocent silikonplast, samt tvà till kroppen tangerande, pà motstàende sida om kroppen (10) placerade, parallella elektroder(ll,l2). Elastomerkroppen(l0) har i detta utföringsexempel ett shoretal pà 40 enligt BS 903/A26. Elektroderna(ll,l2) består av 0.7 mm tjocka vinklade plattor av försilvrad koppar. Elektroderna anligger mot kroppen (10) mha en fjäderanordning (14), som på känt sätt genom fjäderverkan utövar ett tryck mot elektroderna (ll,l2 ), och därmed deformerar kroppens anliggningsytor (l0',lO") mot resp elektrod, en deformation av ca 30%. En repulsions- anordning (13), beskriven i t ex GB l 519 559 eller GB l 489 010 kan ingå i anordningen för att öka känsligheten, eller att elektrodutformningen i sig, pga utformningen, ger upphov till repellerande elektrodynamiska strömkrafter.Figure 6 shows a current limiting element according to a device analogous to that shown in Figure 1b, containing a centrally arranged body (10) in the form of a homogeneous cylinder with a diameter of 3 mm and a length of 10 mm of a deformable electrically conductive elastomeric material, for example consisting of 80% silver powder. and 20% by weight of silicone plastic, as well as two parallel electrodes tangential to the body, placed on the opposite side of the body (10) (ll, l2). In this exemplary embodiment, the elastomer body (10) has a shore number of 40 according to BS 903 / A26. The electrodes (ll, l2) consist of 0.7 mm thick angled plates of silver-plated copper. The electrodes abut against the body (10) by means of a spring device (14), which in a known manner exerts a pressure against the electrodes (l1, l2) by spring action, and thereby deforms the abutment surfaces (10 ', 10 ") of the body against the respective electrode, a deformation of A repulsion device (13), described in eg GB 1 519 559 or GB 1 489 010 may be included in the device to increase the sensitivity, or that the electrode design itself, due to the design, gives rise to repelling electrodynamic current forces.
Repulsionsanordningen (13) kan alternativt vara en självaktiverande magnetisk krets, tidigare beskriven i US 4 513 270, anordnad att verka enbart på en elektrod, och riktad så att elektroderna sinsemellan vill separera pga magnetiska krafter eller elektrodynamiska strömkrafter. Resistansen över anordningen är 2mOhm. Då anordningen utsättes för höga kortslutningsströmmar, företrädesvis mer än 50A speciellt mer än 50OA, ökar strömtätheten i de deformerade anliggningsytorna (l0',l0") varvid resistansen i elementet ökar till lO0m0hm eller mer. Detta är tillräckligt för att begränsa kortslutningsströmmar i làgspänningsanläggningar, som genom den föredragna anordningen i figur 6 och inkopplingen enligt F) 10 15 20 25 30 35 41:. “<1 CI) 13 figur 3, begränsas och ger ett ström-tiddiagram enligt figur 4- I figur 7 visas ett strömbegränsningselement enligt figur 6 och fig lc, där elastomerkroppen (20) till skillnad fràn i fig 6 inte är homogen. Ett hål (9) har införts, som medför att elastomerkroppens deformation kan ökas till 30% eller mer bestämt av hàlets dimensioner. Därmed kan elastomermaterial med relativt höga shoretal t ex 80 väljas- Speciellt lämpligt är att deformera kropp(20) så att den därmed uppkomna konvexa anliggningsytan (9') är i fysisk kontakt med anliggningsyta (9").The repulsion device (13) may alternatively be a self-activating magnetic circuit, previously described in US 4,513,270, arranged to act only on one electrode, and directed so that the electrodes want to separate from each other due to magnetic forces or electrodynamic current forces. The resistance across the device is 2mOhm. When the device is exposed to high short-circuit currents, preferably more than 50A, especially more than 50OA, the current density in the deformed abutment surfaces (10 ', 10 ") increases, the resistance in the element increasing to 10 m / h or more. This is sufficient to limit short-circuit currents in low-voltage installations. through the preferred device in Figure 6 and the connection according to F) 10 15 20 25 30 35 41:. <<CI) 13 Figure 3, is limited and gives a current-time diagram according to Figure 4- Figure 7 shows a current limiting element according to Figure 6. and Fig. 1c, where the elastomer body (20) is not homogeneous, unlike in Fig. 6. A hole (9) has been inserted, which means that the deformation of the elastomer body can be increased to 30% or more determined by the dimensions of the hole. shoretal eg 80 is selected- It is particularly suitable to deform the body (20) so that the convex abutment surface (9 ') thus formed is in physical contact with the abutment surface (9 ").
I figur 8 visas en utföringsform av uppfinningen där två elektriskt ledande elastomerkroppar (lOa,lOb) har staplats pá varandra, medan i fig 9 de elektriskt ledande elastomerkropparna (lOa,lOb) har placerats bredvid varandra.Figure 8 shows an embodiment of the invention where two electrically conductive elastomer bodies (10a, 10b) have been stacked on top of each other, while in Fig. 9 the electrically conductive elastomer bodies (10a, 10b) have been placed next to each other.
I figur l0a-b illustreras en anordning enligt uppfinningen, där en elektriskt ledande elastomerkropp (10) enligt fig 7 är anordnad mellan 2, parallellt med kroppen (10) längsgående elektroder (ll,l2). Trycket mot elektroderna och elastomer- kroppens anliggningsytor (lO',lO") àstadkommes genom den tidigare beskrivna fjädrande tryckanordningen.Figures 10a-b illustrate a device according to the invention, in which an electrically conductive elastomer body (10) according to Figure 7 is arranged between 2, longitudinal electrodes (11, 12) parallel to the body (10). The pressure against the electrodes and the abutment surfaces of the elastomer body (10 ', 10 ") is provided by the previously described resilient pressure device.
I figur ll illustreras en anordning enligt uppfinningen, där en elektriskt ledande elastomerkropp (10) är anordnad mellan 2 elektroder (ll, 12) enligt fig l0a-b. En ferromagnetisk repulsionkrets (13) omsluter de längsgående elektroderna(ll,l2) samt elastomerkroppen (10) och förstärker repulsionsverkan på elektrod (ll) då strömbegränsnings- elementet genomflytes av överströmmar. Trycket mot elektroderna och elastomerkroppens anliggningsytor (lO', lO") åstadkommas genom tidigare beskriven fjädrande tryckanordning_ I figur 12 visas en med fig l0a-b analog anordning, med skillnaden att den elektriskt ledande elastomerkroppen (10) är utformad sàsom en halvcylinder, och kan vara fast förankrad med en elektriskt ledande adhesiv till elektrod(l2) eller 10 15 20 25 30 35 470118 14 anligga fritt.Figure 11 illustrates a device according to the invention, where an electrically conductive elastomer body (10) is arranged between 2 electrodes (11, 12) according to Figures 10a-b. A ferromagnetic repulsion circuit (13) encloses the longitudinal electrodes (l1, l2) and the elastomer body (10) and amplifies the repulsive action on the electrode (ll) when the current limiting element is traversed by overcurrents. The pressure against the electrodes and the abutment surfaces (10 ', 10 "of the elastomer body) is provided by a previously described resilient pressure device. Figure 12 shows a device analogous to Figures 10a-b, with the difference that the electrically conductive elastomer body (10) is designed as a half-cylinder, and can be securely anchored with an electrically conductive adhesive to electrode (12) or abut freely.
I figur 13 illustreras en anordning enligt uppfinningen, där tvá elektriskt ledande elastomerkroppar (lOa,lOb) är anordnade mellan 2 elektroder (ll,l2), mellan vilka ytterligare två elastomerkroppar (100) resp (lOd), som omsluter elektroderna (ll,l2), har placerats. Trycket mot elektroderna och speciellt de med konvexa ändytor försedda elastomerkropparna àstadkommes genom tidigare känd tryckanordning.Figure 13 illustrates a device according to the invention, in which two electrically conductive elastomer bodies (10a, 10b) are arranged between 2 electrodes (11, 12), between which two further elastomer bodies (100) and (10d), respectively, which enclose the electrodes (11, 12 ), has been placed. The pressure against the electrodes and especially the elastomeric bodies provided with convex end surfaces is provided by a previously known pressure device.
I figur 14 illustreras ytterligare ett utförande enligt figur 12 och 9 av uppfinningen där de runt elektroderna (ll,l2) omslutande elastomerkropparna (lOc,l6a) respektive (lOe,l6b) utgöres av elektriskt ledande (lOc,10e) respektive elektriskt isolerande (l6a,l6b) elastomermaterial. Elastomerkropparna (l0c,l6a) respektive (lOe,l6b) är med fördel dubbelgjutna, varvid elastomerkropparna blir sammanhängande, och elektroderna elektriskt isolerade. Elektriska anslutningar till elektroderna är inte utritade i figuren.Figure 14 illustrates a further embodiment according to Figures 12 and 9 of the invention in which the elastomer bodies (10c, 16a) and (10e, 16b) enclosing the electrodes (11, 12) are constituted by electrically conductive (10c, 10e) and electrically insulating (16a), respectively. , 16b) elastomeric material. The elastomeric bodies (10c, 16a) and (10e, 16b), respectively, are advantageously double-molded, the elastomeric bodies becoming cohesive and the electrodes electrically insulated. Electrical connections to the electrodes are not drawn in the figure.
-I figur 15 illustreras en anordning enligt figur 6 och 7 enligt uppfinningen, där tvà stycken elektriskt isolerande polymerkroppar, (l5a,l5b), av polyeten, är anordnade parallellt med en elektriskt ledande elastomerkropp (10).Figure 15 illustrates a device according to Figures 6 and 7 according to the invention, in which two pieces of electrically insulating polymer bodies (15a, 15b), of polyethylene, are arranged in parallel with an electrically conductive elastomer body (10).
Då anordningen utsättes för ett tryck, symboliserat med kraften F verkande pà elektroderna (ll,l2), deformeras kropp lO, och anligger därmed mot de elektriskt isolerande kropparnas begränsningsytor (l5a') och (l5b'). Därmed erhålles en elektrisk isolation, som förhindrar överslag vid kortslutning, samtidigt som den elektriskt ledande elastomerkroppen ej flyter ut, vilket annars är ett vanligt problem.When the device is subjected to a pressure, symbolized by the force F acting on the electrodes (11, 12), body 10 is deformed, and thus abuts against the boundary surfaces (15a ') and (15b') of the electrically insulating bodies. This provides an electrical insulation which prevents overcurrent in the event of a short circuit, at the same time as the electrically conductive elastomer body does not flow out, which is otherwise a common problem.
I figur 16 illustreras en anordning enligt uppfinningen där den elektriskt ledande elastomerkroppen (10), har flera konvexa deformerhara anliggningsytor (lOa',lOb',l0c'lOd'), bestående av flera integrerade elastomerkroppar enligt tidigare figurer- Elastomerkroppen (10) är sammanhängande och homogen.Figure 16 illustrates a device according to the invention in which the electrically conductive elastomer body (10) has several convex deformable bearing surfaces (10a ', 10b', 10c'10D '), consisting of several integrated elastomer bodies according to previous figures. The elastomer body (10) is continuous and homogeneous.
Q 10 15 ZÛ 25 30 .Sä- »a <;:> ...S -A oo 15 I figur 17 illustreras en anordning enligt uppfinningen där den elektriskt ledande elastomerkroppen (10), har en konvex deformerbar anliggningsyta i ett "splineutförande", bestående av flera integrerade elastomerkroppar enligt tidigare figurer.Fig. 17 illustrates a device according to the invention in which the electrically conductive elastomer body (10) has a convex deformable abutment surface in a "spline design". , consisting of several integrated elastomer bodies according to previous figures.
Elastomerkroppen (10) är alltså sammanhängande, och flera konvexa ytor kan aktiveras genom att t ex trycket ökas med tryckanordningen (14).The elastomeric body (10) is thus continuous, and several convex surfaces can be activated by, for example, increasing the pressure with the pressure device (14).
I figur l8a-b illustreras en anordning enligt uppfinningen bestående av två elektriskt ledande elastomerkroppar (20a,20b), med konvexa deformerbara anliggningsytor (20a',20b') samt 2 stycken elektroder (ll,l2). Elektroderna omslutes av koncentriska elektriskt ledande elastomer- kroppar(20a,20b), som med anliggningsytorna (20a',20b') anligger i fysisk kontakt med varandra. En tryckanordning (14) utövar ett tryck, som deformerar anliggningsytorna (20a',20b'). Elektroderna (ll,l2) är försedda med anslutningsorgan (31) resp (32).Figures 18a-b illustrate a device according to the invention consisting of two electrically conductive elastomer bodies (20a, 20b), with convex deformable abutment surfaces (20a ', 20b') and 2 electrodes (11, 12). The electrodes are enclosed by concentric electrically conductive elastomer bodies (20a, 20b), which abut with the abutment surfaces (20a ', 20b') in physical contact with each other. A pressure device (14) exerts a pressure which deforms the abutment surfaces (20a ', 20b'). The electrodes (11, 12) are provided with connecting means (31) and (32), respectively.
I figur 19 illustreras en anordning enligt uppfinningen där de elektriskt ledande elastomerkropparna (lOal,lOa2,lOa3,lOa4) har med sina konvexa begränsningsytor orienterats vinkelrätt mot de elektriskt ledande elastomerkropparnas (l0bl,lOb2,lOb3,lOb4) konvexa begränsningsytor. 2 stycken elektroder (ll,l2) ingår i anordningen för ledande av ström genom densamma, elektroder på vilka en tryckanordning utövar ett tryck, som deformerar anliggningsytorna (lOal...lObl...)- Uppfinningen är inte begränsad till de visade utföringsexemplen utan flera varianter är möjliga inom ramen för patentkraven. Exempelvis kan antalet på varandra staplade elektriskt ledande elastomerkroppar enligt figur 8 vara betydligt flera.Figure 19 illustrates a device according to the invention in which the electrically conductive elastomer bodies (10a1, 10a2, 10a3, 10a4) with their convex boundary surfaces are oriented perpendicular to the convex of the electrically conductive elastomer bodies (10bl, 10b2, 10b3, 10b4). 2 electrodes (l1, l2) are included in the device for conducting current through it, electrodes on which a pressure device exerts a pressure which deforms the abutment surfaces (10a1 ... 10b ...) - The invention is not limited to the embodiments shown but several variants are possible within the scope of the claims. For example, the number of electrically conductive elastomer bodies stacked on top of each other according to Figure 8 can be considerably more.
Claims (11)
Priority Applications (10)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9201223A SE470118C (en) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | Device for protection against overcurrent in electrical circuits |
PCT/SE1993/000324 WO1993021677A1 (en) | 1992-04-16 | 1993-04-14 | An overload protective system |
HU9402967A HUT73373A (en) | 1992-04-16 | 1993-04-14 | An overload protective device |
JP5518245A JPH07505757A (en) | 1992-04-16 | 1993-04-14 | overload protection system |
CZ942386A CZ238694A3 (en) | 1992-04-16 | 1993-04-14 | Device for protection against overload |
AT93909127T ATE159385T1 (en) | 1992-04-16 | 1993-04-14 | OVERLOAD PROTECTION |
EP93909127A EP0725993B1 (en) | 1992-04-16 | 1993-04-14 | An overload protective system |
DE69314671T DE69314671D1 (en) | 1992-04-16 | 1993-04-14 | OVERLOAD PROTECTION |
NO943817A NO943817L (en) | 1992-04-16 | 1994-10-10 | Protection for overcurrent protection in electrical circuits |
FI944831A FI944831A (en) | 1992-04-16 | 1994-10-14 | Overload protection system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9201223A SE470118C (en) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | Device for protection against overcurrent in electrical circuits |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9201223D0 SE9201223D0 (en) | 1992-04-16 |
SE9201223L SE9201223L (en) | 1993-10-17 |
SE470118B true SE470118B (en) | 1993-11-08 |
SE470118C SE470118C (en) | 1998-02-23 |
Family
ID=20385990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9201223A SE470118C (en) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | Device for protection against overcurrent in electrical circuits |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0725993B1 (en) |
JP (1) | JPH07505757A (en) |
AT (1) | ATE159385T1 (en) |
CZ (1) | CZ238694A3 (en) |
DE (1) | DE69314671D1 (en) |
FI (1) | FI944831A (en) |
HU (1) | HUT73373A (en) |
NO (1) | NO943817L (en) |
SE (1) | SE470118C (en) |
WO (1) | WO1993021677A1 (en) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE514775C2 (en) * | 1994-04-22 | 2001-04-23 | Seldim I Vaesteraas Ab | Designed for protection against overcurrent in electrical circuits |
US5929744A (en) * | 1997-02-18 | 1999-07-27 | General Electric Company | Current limiting device with at least one flexible electrode |
US6535103B1 (en) | 1997-03-04 | 2003-03-18 | General Electric Company | Current limiting arrangement and method |
US5977861A (en) * | 1997-03-05 | 1999-11-02 | General Electric Company | Current limiting device with grooved electrode structure |
SE509270C2 (en) | 1997-04-14 | 1998-12-21 | Asea Brown Boveri | Variable electrical resistance and method for increasing and changing the resistance of an electrical resistance respectively |
US6191681B1 (en) | 1997-07-21 | 2001-02-20 | General Electric Company | Current limiting device with electrically conductive composite and method of manufacturing the electrically conductive composite |
US6373372B1 (en) | 1997-11-24 | 2002-04-16 | General Electric Company | Current limiting device with conductive composite material and method of manufacturing the conductive composite material and the current limiting device |
US6124780A (en) * | 1998-05-20 | 2000-09-26 | General Electric Company | Current limiting device and materials for a current limiting device |
US6290879B1 (en) | 1998-05-20 | 2001-09-18 | General Electric Company | Current limiting device and materials for a current limiting device |
US6133820A (en) * | 1998-08-12 | 2000-10-17 | General Electric Company | Current limiting device having a web structure |
US6323751B1 (en) | 1999-11-19 | 2001-11-27 | General Electric Company | Current limiter device with an electrically conductive composite material and method of manufacturing |
FR2996638B1 (en) * | 2012-10-08 | 2014-12-26 | Univ Haute Alsace | FLEXIBLE PRESSURE SENSOR |
WO2018008367A1 (en) * | 2016-07-06 | 2018-01-11 | アルプス電気株式会社 | Detection apparatus |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2752558A (en) * | 1953-04-22 | 1956-06-26 | Ernest M Kane | Electric transducer |
US3509296A (en) * | 1967-10-23 | 1970-04-28 | Ncr Co | Resilient variable-conductivity circuit controlling means |
JPS5824921B2 (en) * | 1977-12-30 | 1983-05-24 | 信越ポリマ−株式会社 | pressure sensitive resistance element |
DE3638641A1 (en) * | 1986-11-12 | 1988-05-26 | Richter Dietrich H | PRESSURE MEASUREMENT ELEMENT |
DE3914555A1 (en) * | 1989-05-03 | 1989-11-23 | Wellhausen Heinz | ELECTRONIC BUTTON SENSOR |
-
1992
- 1992-04-16 SE SE9201223A patent/SE470118C/en not_active IP Right Cessation
-
1993
- 1993-04-14 JP JP5518245A patent/JPH07505757A/en active Pending
- 1993-04-14 CZ CZ942386A patent/CZ238694A3/en unknown
- 1993-04-14 HU HU9402967A patent/HUT73373A/en unknown
- 1993-04-14 WO PCT/SE1993/000324 patent/WO1993021677A1/en active IP Right Grant
- 1993-04-14 DE DE69314671T patent/DE69314671D1/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-04-14 AT AT93909127T patent/ATE159385T1/en not_active IP Right Cessation
- 1993-04-14 EP EP93909127A patent/EP0725993B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-10-10 NO NO943817A patent/NO943817L/en unknown
- 1994-10-14 FI FI944831A patent/FI944831A/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ATE159385T1 (en) | 1997-11-15 |
HU9402967D0 (en) | 1995-02-28 |
WO1993021677A1 (en) | 1993-10-28 |
FI944831A0 (en) | 1994-10-14 |
EP0725993A1 (en) | 1996-08-14 |
NO943817D0 (en) | 1994-10-10 |
DE69314671D1 (en) | 1997-11-20 |
CZ238694A3 (en) | 1995-01-18 |
SE9201223D0 (en) | 1992-04-16 |
FI944831A (en) | 1994-12-14 |
HUT73373A (en) | 1996-07-29 |
JPH07505757A (en) | 1995-06-22 |
SE470118C (en) | 1998-02-23 |
SE9201223L (en) | 1993-10-17 |
NO943817L (en) | 1994-10-10 |
EP0725993B1 (en) | 1997-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0514454B1 (en) | Device for motor and short-circuit protection | |
EP0667050B1 (en) | Device for protection against overcurrents | |
US5644283A (en) | Variable high-current resistor, especially for use as protective element in power switching applications & circuit making use of high-current resistor | |
CN114583675A (en) | Device for active overvoltage protection | |
SE470118B (en) | Device for protection against overcurrent in electrical circuits | |
EP0363746B1 (en) | Overcurrent protection device for electrical networks and apparatuses | |
Strumpler et al. | Novel medium voltage fault current limiter based on polymer PTC resistors | |
JPH08214448A (en) | Current limitting device and circuit for use therein | |
HRP20010016A2 (en) | Surge arrester | |
WO1999036927A1 (en) | Circuit breaker with improved arc interruption function | |
EP3761325B1 (en) | Pptc device having resistive component | |
WO2013066538A1 (en) | Circuit protection device | |
US6157286A (en) | High voltage current limiting device | |
US5920251A (en) | Reusable fuse using current limiting polymer | |
US5933311A (en) | Circuit breaker including positive temperature coefficient resistivity elements having a reduced tolerance | |
JPH06511617A (en) | Overload and short circuit protection devices for electrical equipment | |
US6020802A (en) | Circuit breaker including two magnetic coils and a positive temperature coefficient resistivity element | |
CN113811974A (en) | Circuit protection device with PTC element and secondary fuse | |
JP2006196901A (en) | Ptc current limiter having flashover prevention structure | |
US20020196120A1 (en) | Non-energy limiting class 2 transformer with positive temperature protection | |
Struempler | Polymer composites for temperature and current sensors | |
WO1998058435A1 (en) | A device for current limitation and protection against faults in a current | |
CA2292935A1 (en) | Current limiting device with reduced resistance | |
CZ2017248A3 (en) | A voltage limiter with a short-circuit device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |