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Elektrischer Stromunterbrecher
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Bedeutung ist, insbesondere wenn der Strom sehr schnell ansteigt, weil es dann erwünscht ist, den Kreis zu unterbrechen, bevor der Strom eine gefährliche Stärke erreicht.
Den Gegenstand der Erfindung bildet ein
Stromkreisunterbrecher, bei welchem die obigen
Mängel beseitigt sind und eine höhere Unter- brechungsgeschwindigkeit erreicht wird.
Um diese Erhöhung der Unterbrechungsgeschwindigkeit zu bewirken und das Leitendwerden des Trägers zu vermeiden, wurde folgende Methode entwickelt : Die im Wesen geradlinige Bahn der leitenden Schicht wird mittels eines schmalen Luftspaltes unterbrochen und dieser Luftspalt mit einem Nebenschluss von vorzugsweise relativ hohem Widerstand versehen. Der normal schwache Strom fliesst natürlich durch den Nebenschluss, weil dort der Spannungsabfall ungenügend ist, um den Luftspalt durchschlagen zu lassen. Wenn der Strom ansteigt, steigt auch der Spannungsabfall am Nebenschluss, in manchen Fällen sogar stärker, weil die Temperatur des Nebenschlusses ansteigt. Letzterer kann oder kann nicht infolge der Wärme zerstört werden. Wird der Spannungsabfall gross genug, so wird der Luftspalt durchschlagen und der Film am kalten Teil des Trägers durch den Lichtbogen rasch zerstört.
Dieses Durchschlagen des kleinen Luftspaltes wird nicht nur durch den Spannungabfall am Nebenschluss, sondern auch durch das natürliche Bestreben des elektrischen Stromes gefördert, einer geraden Bahn zu folgen. Das Magnetfeld, welches durch den im Nebenschluss fliessenden Strom gebildet wird, nimmt mit dem Strom zu und trägt auf diese Weise bei, ein Durchschlagen des Luftspaltes zu erreichen, manchmal ohne den Zeitverlust, der für die thermische Zerstörung der Einschnürung notwendig ist. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn der Strom sehr rasch ansteigt, wobei gerade eine rasche Unterbrechung höchst erwünscht ist. Die Ansprechzeit kann weiters durch Einführung von mehreren Luftspalten und Nebenschlüssen herabgesetzt werden.
Auf diese Weise sind eine Anzahl von Zentren geschaffen, wo die ionische Zerstörung des Film beginnt, bis eine solche Gesamtlänge des Films zerstört ist, dass die Entladung erlischt.
Der Nebenschluss kann die Form eines leitenden Belages ähnlich dem des geraden Leiters haben
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und eine Einschnürung kann, aber muss nicht unbedingt, in diesem Nebenschluss vorgesehen sein, um einen hohen Widerstand zu bilden.
Zum klareren Verständnis der Erfindung sollen nun eine Anzahl erfindungsgemässer Stromunterbrecher an Hand der Zeichnung beschrieben werden, in welcher Fig. 1 ein Schnitt durch einen erfindungsgemässen Stromunterbrecher ist und dessen allgemeinen Bau veranschaulicht.
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf den eigentlichen Unterbrecher und auf dessen Träger ; Fig. 3-5 je eine Ansicht in grösserem Massstabe jenes Teiles des eigentlichen Stromunterbrechers, bei welchem das Durchschlagen stattfindet. Fig. 6 eine Darstellung, ähnlich Fig. 3, ebenfalls des mehrfach genannten Unterbrecherteiles ; Fig. 7 bis 10 je eine Draufsicht auf den Teil des eigentlichen Stromunterbrechers, bei welchem das Durchschlagen stattfindet im Verein mit einem Teil des Trägers und des Behälters unter Darstellung einer anderen Ausgestaltung des Nebenschlusses.
Der Stromunterbrecher nach Fig. 1 besteht aus einem dünnen Belag von beispielsweise 1/10000 mm Stärke oder einer Schicht 1 aus Metall, der bzw. die auf einem isolierenden Träger 2 montiert ist. Der Belag 1 und der Träger 2 sind in einem Behälter aus einem Glasrohr 3 eingeschlossen, dessen Enden mittels Metallkappen 4 verschlossen sind, durch welche die äusseren Anschlüsse hergestellt werden. Die Verbindungen zwischen den Enden des Belages 1 und den Endkappen 4 sind durch Drähte 5 hergestellt, die mittels Lötungen 6 an dickere Schichten 7 angeschlossen sind, welche über die Enden des Belages 1 durch Niederschlag aufgebracht sind.
Die genannten Drähte sind auch mit den Endkappen in entsprechender Weise verbunden und bilden auch die Mittel, um den Träger 2 an Ort und Stelle zu halten ; die mechanische Festigkeit der Verbindung dieser Drähte mit dem Träger ist durch Lötungen 8 verstärkt.
Der Behälter ist mit Sand 8 a ausgefüllt.
Bei einer Anordnung nach Fig. 2 sind Luftspalt und Nebenschluss sehr einfach in folgender Weise hergestellt. Die normal gerade Bahn mit parallelen Seiten, der der Belag 1 zwischen den Punkten a und b folgt, ist durch einen kurzen Zweig 9 von doppelter Breite oder mehr vergrössert, der sich seitlich nur gegen eine Seite zu erstreckt. Die gesamte Bahn 1 und der Zweig 9 wird dann bei 10 durch Auskratzen des fertigen Metallbelages mit einer Nadel geteilt, wobei die Auskratzung die normale Bahn 1 ganz durchsetzt und sich bis gegen das Ende des Zweiges 9 erstreckt, dessen äusserstes Ende intakt belassen ist, um eine Einschnürung 11 im Nebenschluss zu bilden. Wenn der normale schwache Strom durch den Unterbrecher fliesst, folgt er dem durch diese Einschnürung gebildeten Nebenschluss, der vorzugsweise so schmal ist, dass er einen ziemlich hohen Widerstand hat.
Steigt der Strom an, so erhöht sich auch der Spannungsabfall im Nebenschluss u. zw. in manchen Fällen in höheren Masse als dem Stromanstieg entspricht, infolge des den Widerstand erhöhenden Temperaturanstieges im Nebenschluss. Wenn der Strom bis zum Wert ansteigt, wo Unterbrechung erfolgen soll, kann nicht genügend Zeit sein, dass der Nebenschluss bei 11 durch die Wärme zerstört wird. Ist dies nicht der Fall und wird er durch die Wärme zerstört, findet augenblicklich über den durch die Auskratzung 10 gebildete Luftspalt Bogenentladung statt und der Film 1 wird am kühlen Teil des Trägers 2 zerstört.
Reicht die Zeit zur Zerstörung des Nebenschlusses durch Wärme nicht aus, wird der Potentialabfall dort so gross, dass wieder eine Bogenentladung über den Luftspalt stattfindet und der Film 1 mit grosser Geschwindigkeit am kühlen. Teil des Trägers 2 zerstört wird. Selbstverständlich kann man die Einschnürung so bemessen, dass sie durch Wärme niemals zerstört wird und dass daher das erste Durchschlagen stets beim Luftspalt vor sich geht. In jedem Falle sichert der Luftspalt Raschheit der Unterbrechung bei einem kühlen Teil des Trägers.
Man erkennt, dass das Durchschlagen des Luftspaltes nicht nur durch den Spannungsabfall im Nebenschluss, sondern auch durch das natürliche Bestreben des elektrischen Stromes einer geraden Bahn zu folgen, begünstigt wird. Das durch den Strom im Nebenschluss erregte elektromagnetische Feld nimmt mit dem Strom zu und hilft dadurch mit, das Durchschlagen des Luftspaltes hervorzubringen, manchmal, wie angegeben, ohne thermische Zerstörung der Einschnürung. Natürlicherweise bestimmt die Breite der Einschnürung die Unterbrechungskapazität.
Auf diese Weise wird die Einschnürung sehr kurz und die abgestrahlte Wärmeenergie sehr gering. Die Abmessungen können nach Belieben gewählt werden, aber der Luftspalt 10 quer über die gerade Bahn soll so eng sein, dass er schon bei kleinen Spannungen rasch durchschlagen wird. Sehr günstige Ergebnisse wurden mit einem Luftspalt von 0. 1 mm erzielt, aber selbstverständlich soll hierauf die Erfindung nicht eingeschränkt sein, sondern es stellt obige Ausführung nur ein einfaches Beispiel dar ; es gibt viele Wege um einen erfindungsgemässen Unterbrecher zu erzeugen. Z. B. können bei der vorhin beschriebenen Anordnung zur Vergrösserung der Unterbrechungsgeschwindigkeit zwei weitere Auskratzungen 12 an jedem Ende des Nebenschlusses vorgesehen sein, wie dies die Fig. 4 und 5 zeigen.
Diese Auskratzungen schneiden in den Zweig 9 an seinem Kreuzungspunkt mit der Hauptbahn 1 ein und reichen nahezu so weit wie der ursprüngliche Spalt 10.
Diese weiteren Auskratzungen 12 können entweder parallel zur Hauptbahn Fig. 4 oder unter einem Winkel zu dieser liegen und in die Hauptbahn, wie aus Fig. 5 ersichtlich, einschneiden.
Infolge dieser Auskratzungen 12 wird der Zugang zum Nebenschluss früher unterbrochen. Die beiden als Folge der vorerwähnten Auskratzungen 12 entstandenen Einschnürungen 13 sollen
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(müssen aber nicht unbedingt) breiter sein als die anfängliche Einschnürung 11, die durch den ursprünglichen Spalt geschaffen wird.
Eine weitere Ausführungsform gemäss der Erfindung ist folgende : Man sieht, dass bei den vorgeschriebenen Einrichtungen die beiden
Schenkel des Nebenschlusses auf beiden Seiten des Hauptspaltes 10 einen Kondensator bilden. Dieser Kondensator ist durch den Widerstand kurzgeschlossen, der durch die Einschnürung gebildet ist, aber nichtsdestoweniger wird die in diesem Kondensator aufgestapelte Energie dazu mithelfen, den Luftspalt der Hauptbahn zu durchschlagen, insbesondere nachdem die Einschnürung thermisch zerstört worden ist. In manchen Fällen ist es daher erwünscht, die Kapazität dieses Kondensators durch besondere Ausführung des Nebenschlusses zu vergrössern.
So kann, wie in Fig. 6 dargestellt, der Zweig oder die Verbreiterung an einer Seite der Hauptbahn 1 die Gestalt einer rechtwinkeligen Verbreiterung 9 a annehmen, die sich über eine beträchtliche Entfernung längs der Hauptbahn erstreckt und eine etwa zwei-oder dreifach grössere Breite hat als die genannte Hauptbahn.
Der letztere durchquerende Spalt 10 a erstreckt sich nun etwas in die Verbreiterung 9 a hinein und trifft dort unter rechtem Winkel auf einen Schenkel eines langen U-förmigen Spaltes 14 (Auskratzung 14), dessen beide Enden nahe an ein Ende der Verbreiterung 9 a heranreichen und dessen Querbalken dem anderen Ende angenähert ist. Ein dritter Spalt (Auskratzung) 15 verläuft zwischen den Schenkeln des U-förmigen Spaltes von einer Stelle aus, die sehr nahe dem
Querbalken liegt und bis zum äussersten Ende der Verbreiterung 9 a reicht. Spalte 12 a trennen die Verbreiterung 9 a von der Hauptbahn bis zu Punkten, die nahe beim Hauptspalt 10 a liegen.
Bei dieser Anordnung bildet der schmale Zwischenraum 11 a zwischen dem Ende des Spaltes 15 und dem Querteil des U-förmigen Spaltes 14 die Einschnürung im Nebenschluss und man sieht, dass letzterer selbst einem gewundenen Weg folgt und dass die Kapazität zwischen seinen beiden Schenkeln erheblich vergrössert ist. Die Wirkungsweise ist jene wie vorhin : Wenn bei oder ohne thermische Zerstörung der Einschnürung 11 a der Spannungsabfall quer über diese Einschnürung zu hoch wird, dann findet eine Bogenentladung über 10 a hinweg statt und der Film wird an einem kühlen Teil des Trägers rasch zerstört. Es gibt viele Wege, auf welchen man die vergrösserte Kapazität zwischen den Schenkeln des Nebenschlusses erreichen kann.
Die Fig. 7-10 veranschaulichen Ausführungen bei welchen der Nebenschluss durchaus nicht aus einer dünnen metallischen Schicht oder einem Belag besteht, sondern durch einen gesonderten Stromkreis gebildet ist. So besteht gemäss Fig. 7 der Nebenschluss aus einem Widerstand 16. Die Hauptbahn 1 ist mit einer Auskratzung lob annähernd derselben Dicke wie die früheren Auskratzungen oder Spalten 10 und 10 a hergestellt und dieser Spalt oder die Auskratzung M trennt die Hauptbahn vollständig. Beiderseits dieses Spaltes ist die Hauptbahn mit nach rückwärts gekrümmten Ästen 17 ausgestattet und die Enden dieser Äste sind mit jenen des Widerstandes 16 durch dickere Schichten 18 und Lötungen 19 in gleicher Weise verbunden, wie die Drähte 5 an die Enden der Schicht 1 angeschlossen sind (Fig. 1 und 2).
Für diese Figur gibt es natürlich niemals eine thermische Zerstörung des Widerstandes, aber die Zerstörung des Belages wird immer durch eine Bogenentladung über den Spalt 10 b in der Hauptbahn 1 erfolgen und der Träger 2 bleibt dabei kühl.
Wenn gewünscht, kann der Widerstand 16 des Nebenschlusses veränderlich gemacht werden, wie bei 16 a in Fig. 8 angedeutet ist und das gewählte Widerstandsmaterial kann einen hohen positiven Temperaturkoeffizienten aufweisen um des weiteren das Durchschlagen des Spaltes zu unterstützen.
In den Fig. 7 und 8 sind die Widerstände 16 bzw. 16 a ausserhalb der Röhre 3 veranschaulicht, welche die Hülle für den Stromunterbrecher bildet. Wenn gewünscht, kann der Widerstand innerhalb dieser Hülle liegen, wie bei 16 b in Fig. 9 dargestellt wird. In allen diesen Fig. 7-9 sind Auskratzungen oder Spalte 12 a entsprechend den Auskratzungen der Fig. 5 veranschaulicht.
Fig. 10 zeigt eine Einrichtung, bei welcher der Nebenschluss durch einen Kondensator 20 statt durch den Widerstand 16 der Fig. 7 gebildet ist. Ein Kondensator kann natürlich nur dort zur Anwendung kommen, wo der Stromunterbrecher für Wechselstrom verwendet werden soll. Im übrigen ist die Wirkungsweise genau dieselbe wie in Fig. 7-9.
Kurz gesagt, kann der Nebenschluss durch irgend einen Stromkreis gebildet sein, der das Durchschlagen des Spaltes bei der erforderlichen Stromstärke zustandebringt.
Es ist klar, dass gewünschtenfalls eine Anzahl von Spalten und Nebenschlüssen an verschiedenen Stellen entlang der Hauptschicht 1 angeordnet werden können. Dies wird, wie vorhin angegeben, dazu beitragen, die Unterbrechungszeit zu kürzen, weil mehrere Zentren geschaffen sind, an welchen die ionische Zerstörung des Film beginnt.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass der Hauptbelag 1 einen zickzackförmigen oder gewundenen Weg verfolgt. Der Grund hiefür liegt einfach darin, dass sein Widerstand ein hoher sein soll, ohne dass die Gesamtlänge des Unterbrechers als Ganzes ungebührlich gross wird.
Gemäss der Erfindung ist es wesentlich den mehr oder weniger geradlinig verlaufenden leitenden Belag 1 an einer oder an mehreren Stellen durch einen Spalt oder Ritz 10, loua oder lOb zu unterbrechen und diesen Spalt oder Ritz durch einen geeigneten Nebenschluss zu überbrücken. Letzterer braucht nicht in derselben Ebene wie der Hauptleiter liegen und, wenn dies nicht der Fall ist, wird dadurch die Tendenz zum Durchschlagen weiters erhöht, insbesondere
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bei einem rasch ansteigenden Strom. Wo z. B. der Nebenschluss die Form eines dünnen Belages gleich der Hauptbahn hat (wie in den Fig. 1 und 6), kann der Träger die Gestalt einer zylindrischen
Stange annehmen, so dass der Nebenschluss ausser- halb der Ebene der Hauptbahn liegt.
Eine weitere Bedingung ist jene, dass der leitende Belag 1 vorzugsweise so dünn sein soll, dass er durch den Lichtbogen eines Stromes zerstört wird, der schwächer ist als der Strom, der sicher geleitet wird, wenn der Belag nirgends unterbrochen wäre. Auf diese Weise wird, wenn der Belag oder Film 1 zufällig durch
Korrosion oder mechanische Einflüsse, wie
Schwingungen oder Stösse, unterbrochen wird, jede Bogenentladung über diese zufällige Unter- brechung den Film augenblicklich zerstören wird, statt langsam Wärme zu entwickeln und möglicher- weise gefährliche Explosionen zu verursachen.
Es wurde gefunden, dass bei Einrichtungen nach der vorliegenden Erfindung der Belag 1 durch Abdeckung mit Lack geschützt werden kann, aber es soll sich kein Lack zwischen Belag 1 und Träger 2 befinden und der Träger selbst soll vorzugsweise aus anorganischem Werkstoff bestehen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Überstromunterbrecher aus einem dünnen metallischen Belag auf einem Träger, dadurch gekennzeichnet, dass der Belag dieses Trägers durch einen schmalen Spalt oder Ritz unterbrochen ist, zu dem parallel ein Nebenschluss liegt und dass dieser Spalt oder Ritz so klein ist, dass bei Anwachsen des Stromes wegen des Spannungsabfalles am Nebenschluss eine Bogenentladung über ihn hinweg erfolgt, wodurch der Belag rasch zerstört und der Strom unterbrochen wird.
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Electric circuit breaker
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This is important, especially when the current is increasing very rapidly, because it is then desirable to break the circuit before the current reaches a dangerous level.
The subject of the invention is a
Circuit breaker in which the above
Defects have been eliminated and a higher interruption rate is achieved.
In order to bring about this increase in the interruption speed and to avoid the carrier becoming conductive, the following method was developed: The essentially straight path of the conductive layer is interrupted by means of a narrow air gap and this air gap is provided with a shunt of preferably relatively high resistance. The normally weak current naturally flows through the shunt because the voltage drop there is insufficient to allow the air gap to break through. As the current increases, so does the voltage drop across the shunt, in some cases even more so because the temperature of the shunt increases. The latter may or may not be destroyed as a result of the heat. If the voltage drop is large enough, the air gap is broken through and the film on the cold part of the carrier is quickly destroyed by the arc.
This breakdown of the small air gap is promoted not only by the voltage drop at the shunt, but also by the natural tendency of the electric current to follow a straight path. The magnetic field, which is formed by the current flowing in the shunt, increases with the current and in this way helps to break through the air gap, sometimes without the loss of time that is necessary for the thermal destruction of the constriction. This is particularly the case when the current rises very rapidly, a rapid interruption being highly desirable. The response time can also be reduced by introducing several air gaps and shunts.
In this way a number of centers are created where the ionic destruction of the film begins until such a total length of the film is destroyed that the discharge is extinguished.
The shunt can be in the form of a conductive covering similar to that of the straight conductor
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and a constriction can, but need not necessarily, be provided in this shunt in order to form a high resistance.
For a clearer understanding of the invention, a number of circuit breakers according to the invention will now be described with reference to the drawing, in which FIG. 1 is a section through a circuit breaker according to the invention and illustrates its general construction.
Fig. 2 is a plan view of the breaker proper and its support; 3-5 each a view on a larger scale of that part of the actual circuit breaker in which the breakdown takes place. 6 shows a representation, similar to FIG. 3, also of the interrupter part mentioned several times; 7 to 10 each show a plan view of the part of the actual circuit breaker in which the breakdown takes place in conjunction with part of the carrier and the container, showing another embodiment of the shunt.
The circuit breaker according to FIG. 1 consists of a thin covering, for example 1/10000 mm thick, or a layer 1 of metal, which is mounted on an insulating support 2. The covering 1 and the carrier 2 are enclosed in a container made of a glass tube 3, the ends of which are closed by means of metal caps 4, through which the external connections are made. The connections between the ends of the covering 1 and the end caps 4 are made by wires 5 which are connected by means of soldering 6 to thicker layers 7 which are applied over the ends of the covering 1 by precipitation.
Said wires are also connected to the end caps in a corresponding manner and also form the means to hold the carrier 2 in place; the mechanical strength of the connection between these wires and the carrier is reinforced by solderings 8.
The container is filled with sand 8 a.
In an arrangement according to FIG. 2, the air gap and shunt are very simply produced in the following manner. The normally straight path with parallel sides, which the covering 1 follows between points a and b, is enlarged by a short branch 9 of twice the width or more, which extends laterally towards only one side. The entire web 1 and the branch 9 is then divided at 10 by scraping out the finished metal covering with a needle, the scraping completely penetrating the normal web 1 and extending to the end of the branch 9, the extreme end of which is left intact to form a constriction 11 in the shunt. When the normal weak current flows through the breaker, it follows the shunt created by this constriction, which is preferably so narrow that it has a fairly high resistance.
If the current increases, the voltage drop in the shunt also increases. between, in some cases, to a greater extent than corresponds to the current increase, due to the temperature increase in the shunt, which increases the resistance. If the current rises to the point where the interruption should occur, there may not be enough time for the shunt at 11 to be destroyed by the heat. If this is not the case and if it is destroyed by the heat, an arc discharge immediately takes place across the air gap formed by the scraping 10 and the film 1 is destroyed on the cool part of the carrier 2.
If there is not enough time for the shunt to be destroyed by heat, the potential drop there becomes so great that an arc discharge again takes place through the air gap and the film 1 cools at great speed. Part of the carrier 2 is destroyed. Of course, the constriction can be dimensioned in such a way that it is never destroyed by heat and that therefore the first penetration always takes place at the air gap. In either case, the air gap ensures swiftness of the interruption with a cool part of the wearer.
It can be seen that the breakdown of the air gap is favored not only by the voltage drop in the shunt, but also by the natural tendency of the electric current to follow a straight path. The electromagnetic field excited by the current in the shunt increases with the current and thereby helps to bring about the breakdown of the air gap, sometimes, as stated, without thermal destruction of the constriction. The width of the constriction naturally determines the interruption capacity.
In this way, the constriction is very short and the radiated heat energy is very low. The dimensions can be chosen as desired, but the air gap 10 across the straight path should be so narrow that it is quickly penetrated even with small tensions. Very favorable results were achieved with an air gap of 0.1 mm, but of course the invention should not be restricted to this, but the above embodiment only represents a simple example; there are many ways to create a breaker according to the invention. For example, in the arrangement described above, in order to increase the interruption speed, two further scratches 12 can be provided at each end of the shunt, as shown in FIGS. 4 and 5.
These scrapes cut into the branch 9 at its intersection with the main track 1 and extend almost as far as the original gap 10.
These further scratches 12 can either lie parallel to the main path in FIG. 4 or at an angle to this and cut into the main path, as can be seen from FIG.
As a result of these scrapes 12, access to the shunt is interrupted earlier. The two constrictions 13 created as a result of the aforementioned scrapes 12 should
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(but need not necessarily) be wider than the initial constriction 11 that is created by the original gap.
Another embodiment according to the invention is as follows: It can be seen that with the prescribed devices, the two
Legs of the shunt on both sides of the main gap 10 form a capacitor. This capacitor is short-circuited by the resistor created by the constriction, but the energy piled up in this capacitor will nonetheless help break through the air gap of the main path, especially after the constriction has been thermally destroyed. In some cases it is therefore desirable to increase the capacitance of this capacitor by a special design of the shunt.
Thus, as shown in FIG. 6, the branch or the widening on one side of the main track 1 can take the form of a right-angled widening 9a, which extends over a considerable distance along the main track and is about two or three times larger in width than the said main line.
The latter traversing gap 10 a now extends somewhat into the widening 9 a and meets there at a right angle on a leg of a long U-shaped gap 14 (scrape 14), the two ends of which come close to one end of the widening 9 a and whose crossbeam is approached to the other end. A third gap (scraping) 15 runs between the legs of the U-shaped gap from a point very close to the
Crossbar is and extends to the extreme end of the widening 9 a. Column 12 a separate the widening 9 a from the main track to points that are close to the main gap 10 a.
In this arrangement, the narrow space 11 a between the end of the gap 15 and the transverse part of the U-shaped gap 14 forms the constriction in the shunt and you can see that the latter itself follows a winding path and that the capacity between its two legs is significantly increased . The mode of operation is the same as before: If the voltage drop across this constriction becomes too high with or without thermal destruction of the constriction 11 a, then an arc discharge takes place over 10 a and the film is quickly destroyed on a cool part of the carrier. There are many ways in which the increased capacitance between the legs of the shunt can be achieved.
7-10 illustrate embodiments in which the shunt at all does not consist of a thin metallic layer or a covering, but is formed by a separate circuit. Thus, according to FIG. 7, the shunt consists of a resistor 16. The main track 1 is made with a scratch lob of approximately the same thickness as the earlier scratches or gaps 10 and 10 a, and this gap or scratch M completely separates the main track. On both sides of this gap the main track is equipped with backward curved branches 17 and the ends of these branches are connected to those of the resistor 16 by thicker layers 18 and soldering 19 in the same way as the wires 5 are connected to the ends of the layer 1 (Fig . 1 and 2).
For this figure there is of course never a thermal destruction of the resistor, but the destruction of the covering will always take place by an arc discharge through the gap 10b in the main web 1 and the carrier 2 remains cool.
If desired, the resistor 16 of the shunt can be made variable, as indicated at 16a in FIG. 8, and the selected resistor material can have a high positive temperature coefficient in order to further support the penetration of the gap.
In FIGS. 7 and 8, the resistors 16 and 16 a are illustrated outside the tube 3, which forms the shell for the circuit breaker. If desired, the resistance can be within this envelope, as shown at 16b in FIG. In all of these FIGS. 7-9 scratches or gaps 12 a corresponding to the scratches of FIG. 5 are illustrated.
FIG. 10 shows a device in which the shunt is formed by a capacitor 20 instead of the resistor 16 of FIG. 7. A capacitor can of course only be used where the circuit breaker for alternating current is to be used. Otherwise, the operation is exactly the same as in Fig. 7-9.
In short, the shunt can be any circuit that will cause the gap to break through at the required amperage.
It is clear that a number of columns and shunts can be arranged at different locations along the main layer 1, if desired. As stated earlier, this will help to shorten the stoppage time because several centers are created at which the ionic destruction of the film begins.
From Fig. 2 it can be seen that the main surface 1 follows a zigzag or winding path. The reason for this is simply that its resistance should be high without the total length of the interrupter as a whole becoming unduly large.
According to the invention, it is essential to interrupt the more or less rectilinear conductive coating 1 at one or more points by a gap or scratch 10, loua or 10b and to bridge this gap or scratch with a suitable shunt. The latter need not lie in the same plane as the main conductor and, if this is not the case, this further increases the tendency for penetration, in particular
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with a rapidly increasing current. Where z. B. the shunt has the shape of a thin covering like the main track (as in Figs. 1 and 6), the carrier can have the shape of a cylindrical
Accept the pole so that the shunt is outside the level of the main track.
A further condition is that the conductive covering 1 should preferably be so thin that it is destroyed by the arc of a current that is weaker than the current that is safely conducted if the covering were not interrupted anywhere. This way if the topping or film 1 happens to pass through
Corrosion or mechanical influences, such as
Vibrations or shocks, any arc discharge will destroy the film instantly via this accidental interruption instead of slowly developing heat and possibly causing dangerous explosions.
It has been found that in devices according to the present invention the covering 1 can be protected by covering it with lacquer, but there should be no lacquer between the covering 1 and the carrier 2 and the carrier itself should preferably consist of an inorganic material.
PATENT CLAIMS:
1. Electrical overcurrent interrupter made of a thin metallic covering on a carrier, characterized in that the covering of this carrier is interrupted by a narrow gap or crack, to which a shunt lies parallel and that this gap or crack is so small that when it grows Because of the voltage drop at the shunt, an arc discharge occurs across it, which quickly destroys the coating and interrupts the current.