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Hochspannungs-Patronensicherung.
Die Erfindung betrifft eine ohne äusseres Schaltfeuer arbeitende Hochspannungs-Patronen- sicherung für hohe Nennstromstärken.
Hochspannungssicherungen sind bisher nur für verhältnismässig niedrige Nennströme bekanntgeworden u. zw. als Rohrsicherungen. Infolge der grossen Baulängen solcher Rohrsicherungen wird für grössere Nennströme der Spannungsverlust in den Schmelzleitern zu gross. Man muss daher die Sicherungen kürzer bauen. Kurzzubauende Sicherungen für hohe Nennströme sind bisher nur als Patronensicherungen für Niederspannung bekannt. Dabei ist der Schmelzleiter in eine Anzahl parallel geschalteter
Schmelzleiter von untereinander gleicher Leitfähigkeit unterteilt und in ein Löschmittel, meistens
Quarzsand, eingebettet.
Derartige Patronensicherungen sind jedoch für Hochspannung von etwa 1000 Volt und darüber nicht geeignet, weil sich beim Abschmelzen der verhältnismässig kurzen Schmelzleiter in dem infolge der grossen Hitze sinternden Quarzsand leitende Pfade bilden, über welche bei höherer Spannung ein Reststrom fliesst. Infolgedessen schmilzt der Schmelzleiter von der anfänglichen Unterbrechungsstelle gegen die Enden weiter ab, schliesslich bis an die leitenden Kappen der Sicherung, wodurch ein Stehlichtbogen entsteht, der die Sicherung zerstört.
Nach der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch beseitigt, dass die Schmelzleiter an einem oder beiden Enden in hitzebeständigen Kitt eingebettet sind.
Der Kitt verhindert das Fortschreiten des Schmelzprozesses eines jeden der Schmelzleiter über die eingekitteten Stellen hinaus. Der Fusspunkt eines dort ansetzenden Lichtbogens wird durch den Kitt so stark gekühlt, dass der Lichtbogen an dieser Stelle unterbrochen wird.
Als hitzebeständiger Kitt kommt ein solcher in Betracht, der bei der unter der hohen Nennstromstärke herrschenden Temperatur in der Patrone seine mechanische Festigkeit nicht verliert, z. B. Zinkchloridkitt.
Die erfindungsgemässe Patronensicherung kann daher zur sicheren Unterbrechung von Hochspannungsstromkreisen mit Spannungen von etwa 1 bis 3 k V angewendet werden. Die Patronen können dabei kurz und daher auch bei sehr hohen Nennströmen mit geringer Verlustleistung ausgeführt werden.
Sie kommen beispielsweise für Gleichstrombahnanlagen in Frage.
Als Löschmittel kann ein Gemisch aus Quarzsand und Marmorgriess verwendet werden. Der Quarzsand hat sehr gute lichtbogenlöschende Eigenschaften, dagegen ist er nicht geeignet, im Schmelzpfad gegen hohe Spannungen zu isolieren, da er sintert und im glühenden Zustand halbleitend ist. Marmorgriess entwickelt dagegen grosse Gasmengen und übt daher in geschlossenen Patronen eine Sprengwirkung aus, welche seine alleinige Verwendung in Sicherungspatronen ausschliesst. Er bildet aber eine gute Isolierung nach dem Durchschmelzen des Leiters. Es empfiehlt sich eine Mischung von etwa 2/3 Raumteilen Quarzsand mit etwa Raumteilen Marmorgriess.
Es hat sich gezeigt, dass diese Mischung lichtbogenlöschende und isolierende Eigenschaften in dem erforderlichen Masse besitzt, um sie mit Vorteil in kurzen Hochspannungs-Patronensicherungen anzuwenden.
Für die Herstellung der Hochspannungs-Patronensicherung bedient man sich vorteilhaft folgenden Verfahrens : Der Schmelzeinsatz wird durch Ausspannen des Schmelzdrahtes in einer Länge zwischen zwei sternförmig ausgebildeten Haltern ausserhalb der Patrone hergestellt, nach Entfernen der Montagevorrichtung in die Patrone eingesetzt und mittels der Halter an den Endkappen befestigt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.
Fig. 1 zeigt die Patrone im Längsschnitt, Fig. 2 ist die Ansicht eines sternförmigen Blechhaltcrs für den Draht und Fig. 3 zeigt die Halterung des Drahtes für die Herstellung des Schmelzeinsatzes ausserhalb der Patrone.
In Fig. 1 ist 10 das Porzellanrohr der Sicherungspatrone, 11 ist die Aussenkappe der Sicherung, 12Asbestpappe und 13 eine Zwischenkappe. M ist der in Fig. 2 in Ansicht dargestellte Träger des Schmelzleiters, dessen lange Lappen 15 aufwärts gebogen und mit der Zwischenkappe 13 verlötet oder verschweiss sind. Die dünndrähtigen parallelgeschalteten Schmelzleiter 16 sind aus einem einzigen langen, dünnen Draht, z. B. aus Silber, hergestellt, der über die Zacken 17 des Halters gewickelt ist, wie aus Fig. 2 ersichtlich.
Diese Zacken 17 sind dann nach oben umgebogen und mit der Halteplatte und den Schmelzdrähten verlötet. 25 ist eine Auskleidung aus Asbestpappe und 26 ist gegossener Zinkchloridkitt, in welchem somit die. ganzen unteren Enden der Schmelzleiter eingebettet sind. Der Lösehraum 27 ist mit dem Löschmittel, Quarzsand und Marmorgriess, gefüllt.
In Fig. 3 sind 18 und 19 die Schmelzleiterträger, welche gemäss Fig. 2 ausgebildet sind. 20, 21 ist ein zweiteiliges Rohr, durch welches ein Bolzen 22 hindurchgesteckt ist, der an seinen beiden Enden mit Gewinde versehen ist. Durch die Schraubenmuttern 23, 24 werden die Blechhalter 18, 19 mit den Rohren 20, 21 zu einem Drahthalter vereinigt, auf welchem der Schmelzleiterdraht 16 gespannt aufgewickelt wird. Nach dem Aufwickeln und Verlöten des Drahtes an den Haltern 18, 19 werden die Muttern 23, 24 gelötet, der Bolzen 22 herausgenommen und die Rohre 20, 21 können nach Zusammenstauchen des Drahtbündels seitlich herausgezogen werden. Hierauf wird der fertige Schmelzeinsatz in die Patrone eingesetzt und mit den Kappen verlötet.
Man kann auf diese Weise die gleichmässige Länge und Lage der Leiter innerhalb des Schmelzraumes der Patrone mit der nötigen Sorgfalt einhalten.