SU574175A3 - Плавкий элемент предохранител - Google Patents

Description

(псрегоранил) шги по кра ; ей мере только после ллнтелыюго проте1;аш1  тока.

KpONSs того, легкогиавкие проводники дл  лреfloxpaiUfTCJiefi изг авлинаютс  из серебра, так как из всех xopouio провод щих ток металлов серебро обладает самой низкой те тературой плавлени  и теплотой испарени . Однако этот металл дорогой и его необходимо заменить более дешевой медью.

У инерционно-быстродействующих предохраничелей ведичти интеграла Джоул  настолько велика , что разрьшка  мощность (при коротком замы каи и) прерывателей позвол ет осуществл ть согласование только с помощью предохрлнителеГ, величина номинального тока дл  которых намного меньше, чем величина допускаемого в сети номинального тока. Следовательно, нужно или vвeли шть емкость ceiii, на что необходимы в масштабе страны болыш1е фщсансовые расходы ,шт же нужно разработать такой плавкий предохранитель, интеграл Джоул  которого намного ниже, чем у имеющегос  промыщлешюго плавкого предохранител .

Дл  уменьшени  времени срабатьшани  в предложенном элементе предохранител  по крайней мере один ш участков уменьшешюго поперечного сечени  иг/нтирован металлическим элементом, а соед1шеиие сплошной металлической полосы и указашюго элемета выпол}1ено так, что их размыкание осуществл етс  теплом, создаваемым током предварительно заданной величины, протекающим в легкоплавком прозодилке.

Металлический элемет может иметь изогнутый jAiacTOK, размещенный над сплошной метал;шческой полосой ь соединенный с ней при помощи пайки так, что образует камеру, внутре1ш   часть которой заполнена веществом с точкой кипени  ниже точки плавлени  припо .

1Самера может содержать другое вещество, точка плавлени  которого Ю1же указанной точки кипе 1и , а точка кипени  Н11же точки плавлени  припо . Кроме того, в плавком элементе предохранител  - шсток у леньшеиного nonepeimoro сечени , щ}1 тированный металлическим элементом, может быть размещен у кра  сплошной металлической полосы.

На фиг. 1 изображен плавкий злемент предохранител ; на фиг. 2 - металлический шунт; на фиг. 3соединение 1щу1п-а и плавкого элемента;-на фиг. 4 кривые ; защитной харйстеристики дл  данного плавкого злемеша; на фиг. 5 - кривые защитной характеристики устройства, в котором камера содержит два колтонента; на фиг. 6 - кривые интеграла Джоул  в зависимости от тока короткого замыкани .

Плавкий злемент содержит легкоплавкий водт1к 1, вьтолненный в виде сплощной металлической полосы с участками а.б,в уменьшенного поперечного сечени .

Размеры участков а,б определ ют тоП)ую величину номинального тока, а попере1шое сечение участка в должно быгь меньше поперешого сечени  y iacTKOB а,б, и на этом участке кратковременно осутнествл етс  расплавление (перегорание) также при токах ниже номинальной величины.

Участок в пхунтируетс  металлическим элементом - щушом 2 (см. фиг. 2).

Шунт 2 состоит из хороню провод щего ток металла и в широкой части снабжен расширением (колпаком) 3, например в прессе глубокого давлени . Or кра  колпака шунт деформирован соответственно дуге 4, а за другой следует пр мой участок г.

На фиг. 3 показано соединение шунта 2 с легкоплавким проводником 1. Дуга 4 шунга перекрьшает участок в и на кра х д колпака 3 и на

пр мом участке г шунта 2 припа на к iierKonnaaкому проводнику 1. Примен етс  па льный материал с соответствующей точкой Ш1авле1ш . Размеры кра  в шунте 2 и пр мого участка г выбраны так, что с учетом свойств диффузии па льного материала переходное сопротивление запа ш1ых поверхностей значительно ниже, чем сопротивление дуги 4 шуша 2.

Прежде чем шунт 2 будет присоединен к легкоплавкому проводнику 1, в колпаке 3 размещаетс 

наход щеес  в жидком или твердом состо нии вещество, например йод или цинк + сера (это вещество в дальнейшем ,ет назьшатьс  стартером ). В качестве стартера 5 примен етс  такое вещество, которое при предварительно заданной

температуре (в пределах очень узкого диапазона температур) превращаетс  из твердого или Ж1щкого состо ни  в парообразное илк газообразное. Вследствие возникающего знаштельного объемного расширени  вещества в колпаке 3 образуетс  больг

шое давление. Используемый дл  соединени  легкоплавкого проводника 1 и шунта 2 па льный материал необходимо выбирать так, чтобы его точка плавлени  бьша выше, чем температура, ПРИ которой стартер испар етс  или прш имает газообразное состо ние. С учетом прочностных свойств поверхности краев колпака 3 и па льного материала можно обеспечить такое состо ние, чтобы при резком изменении давлени , вызьшаемого стартером , ни легкоплавкий проводник, ни шунт не

испыть1вали деформаций, а вместо этого происходило бы отделение щунта от легкоплавкого проводника . Размеры щунта 2, в частности дуги 4, определ ютс  требованием, состо щим Б том, чтобы вплоть до 1,2-1,3-кратной величины номинального

тока температура вокруг стартера была ниже температуры , при которой происходит измене1ше состо ни  стартера. В зависимости от разности между рабочей температурой при номинальном токе и температурой, при которой измен етс  агрегатное

состо ние стартера, можно в широком диапазоне измен ть соотношение (частное) наименьшего тока плавлени  и номинального тока.

На фиг. 4 даны кривые защитной характеристики плавкого злемента предохранител , .де крива 

е - защитна  характеристика участка в, крива 

5

ж зшцитиа  характеристика участков a,fi. Крин   ж соотпетстпует.например,,характеристике обыП{ых рассчитаншлх па номинальный ток 1 быстродействующих предохранителей. Крива  з оказьтает общее врем , которое требуетс  (в зависимости от нагрузотого тока) /ш  осушествлени  изменени  агрегатного гасто ни  стартера и последующего отделени  шунта. Продолжительность расплавлени  (перегорани ) шш 2-крат1ЮЙ вели11ины номи 1ального тока у обьгч} ых быстродействующих предохранителей составл ет около 100 с. При такой токовой нагрузке продолжительность приведени  в действие стартера составл ет менее 1 с, и этотпромежуток времени лишь неэнаадтельно увеличиваетс  временем расплавлени  согласно кривой а, в течение которого участок в после отделени  шунта 2 расплавл етс . Следовательно , полу :анш|еес  врем расплавле1да  (перегора1ш ) сокращаетс  на две размерности (по сравнению с обычным).

Получающа с  защитна  характеристика (т.е. крива , врем -ток) комбинированного с шунтом легкоплавкого проводника 1 (см. фиг. 4) приближаетс  к защитной характеристике ж участков а,б, пока не будет достигнута критическа  токова  нагрузка Ij. Затем крива  и совпадает с кривой ж, так как продолжительность расплавлени  на участках а,б меньше необходимого дл  стартера в реме ни.

Может возникнуть необходамость шунтировать два или более участков уменьшенного поперечного сечени . На фиг. 5 ; оказаны кривые защитной характеристики легкоплавкого проводника, у которого камера состоит из двух компонентов. Первый компонент при нормальных рабочих токах и, следовательно, рабочей температуре легкоплавкого проводника находитс  в твердом состо нии. Разность между точкой плавлени  этого компонента и нормальной рабочей температурой, а также количество этого компонента выбираетс  так, что дл  нагрева и дл  полного расплавлени  этого компонента требуетс  такое количество тепла, которое накапливаетс  при К-кратной (К 1,2,3...) величине номинального тока 1 после заданного времени замедлени .

Если температура этого компонента достигнет точки расплавлени , то она не измен етс , до тех пор, пока не расплавитс  все количество этого компонента . В этом температурном (или токовом) диапазоне показанна  кривой к (см. фиг. 5) характеристика расплавлени  носит инердио1шый характер.

Второй компонент двухком1тошнтнаго стартера выбираетс  так, чтобы точка кипени  или точка теплового инициировани  была бы выше точки плавлени  первого компонента, однако теплота испарени  оставалась бы возможно наименьшей. После того как первьп компонент расплавитс , снова повышаетс  температура стартера. Если она достигнет точки кипени  или точки теплового инищшровани  второго компонента, то этот компонент

oi.tcipo Hciiapnercir или посплпмен етс , и iriyin отдел етс  от лсг-коилавкого проподника.

В .пом телтсрпту люм (и.пи токовом) дпанаху не характеристика плавлетт  .хратггсл  согласно кривой л (см. фиг. 5) имеет бысТ|Юдеиствугоший характер. Эта крива  представл ет тбой защитнлю характеристику легкоплапкого проводника без ПА-нта.

Показанна  кривой к защитна  характфистка идеально триближаетс  к защитной характеристике прерывателей, поэтолту эти предохранители можно оптимально подогнать к прерывател м.

На фиг. 6 показаны кривые интеграла Джоул  в зависимости от тока короткого замыкани  дл  автоматического выключател  (с предохранител ми) дл  заздкты распределительных сетей с разрывной мощностью 1500 А (крива  м), дл  обычного инерционно-быстродействующего предохранител  с номинальной величиной 50 А (крива  и), дл 

легкоплавкого проводника на 50 А, снабженного двухкомпонентным стартером (крива  о), и дл  легкоплавкого провод}шка на 160 А (крива  п), который также снабжен двухкомпонентным стартером . Нагрузка сети может составл ть многократкую величину обычной нагрузки, если с автоматическим выключателем дл  защиты распределительHbLX сетей скоордщшрован предохранитель, оснащенный легкоплавким проводником с двухкомпонентным стартером.

Claims (4)

1.Плав1сий эжмент предохранител , содержа щш легкоплавкий провошшк, выполненный в виде сплоцщой металлической полосы с участками;уменьщенного поперечного сече1ш , отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  времени срабатьшани , по крайней мере один из участков уменьшенного поперечного сечени  шунтирован металлическим элементом, а соединение сплошной мётал.гшческой полосы и указанного элемента; вьшолнено так, что их размыка1ше осуществл етс  теплом, создаваемым током предварительно заданной величины,

цротекаюшд1м в легкоплавком проводнике.

2.Элемент по п. 1, отличающийс  тем, что металлический элемент имеет изогнутый участок , размешенный над сплошной металлической

полосой и соединенньш с ней при помощи пайки так, что образует камеру, внутренн   часть которой заполнена веществом с точкой кипени  ниже точки плавлешш припо .

3. Элемент по п. 2, о т л и ч а ю щ и и с   тем,

что камера содержж другое вещество, точка плавлени  котортго 1шже указанной точки кипе1ш , а точка кипени  точки плавлени  припо .

4. Элемент по пп. 1-3, отличающийс 

тем, что асток уменьшенного попере-шого сече