BRPI0701776B1 - fusível provendo isolamento de circuito e indicação de interrupção visual - Google Patents

Abstract

fusível provendo isolamento de circuito e indicação de interrupção visual trata-se de um fusível que inclui um compartimento de fusível possuindo o primeiro e segundo terminais elétricos, uma partição móvel feita de um material eletricamente condutor disposta de forma móvel dentro do compartimento de fusível, uma estrutura fusível ligada entre o primeiro terminal elétrico e a partição móvel, um condutor conectado entre a partição móvel e o segundo terminal elétrico, um elemento de propensão agindo sobre a partição móvel para manter a estrutura fusível sob tensão e para mover a partição móvel ao ocorrer a fusão da estrutura fusível e um indicador ligado entre a partição móvel e o segundo terminal elétrico. o condutor, a partição móvel e a estrutura fusível definem um caminho elétrico entre o primeiro e segundo terminais elétricos e o indicador se projeta para fora do segundo terminal elétrico do compartimento de fusível quando ocorre a fusão da estrutura fusível para fornecer indicação visual de uma condição interrompida do fusível quando sujeita a uma corrente limiar fluindo através da mesma.

Description

(54) Título: FUSÍVEL PROVENDO ISOLAMENTO DE CIRCUITO E INDICAÇÃO DE INTERRUPÇÃO VISUAL (51) lnt.CI.: H01H 85/30; H01H 85/36; H01H 85/044 (30) Prioridade Unionista: 22/11/2006 US 60/860,613 (73) Titular(es): THOMAS & BETTS INTERNATIONAL, INC.

(72) Inventor(es): JOHN G. LEACH (85) Data do Início da Fase Nacional: 28/02/2007 »·· ··· ·· ···« ·· · ··· ···· ♦· ····· »···· *··· ···· ··· ·· ·· · · · • ·«··· ·· · • ··· ·· · ·· ··

FUSÍVEL PROVENDO ISOLAMENTO DE CIRCUITO E ÇÃO DE INTERRUPÇÃO VISUAL

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

Este pedido reivindica o benefício do Pedido US Provisório de N² 60/860.613, depositado em 22 de Novembro de

2006.

CAMPO DA INVENÇÃO

A presente invenção está relacionada de forma geral a dispositivos de interrupção de corrente elétrica e, de forma mais particular, a um fusível de baixa tensão elétrica que possui a capacidade de proporcionar isolamento de circuito e indicação de operação em circuitos que apresentam pouca ou nenhuma tensão elétrica através do fusível aberto.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Um fusível é um dispositivo protetor para circuitos elétrico que possui um elemento fusível que se funde e abre para interromper o circuito quando sujeito a correntes excessivas. A fusão ocorre, em grande parte, devido ao aquecimento I²R do elemento fusível. Para vários tipos de fusíveis, a fusão em correntes relativamente altas (ou seja, correntes que produzem a fusão em menos de aproximadamente 1 segundo) normalmente ocorre em uma ou mais áreas de seção transversal reduzida do elemento fusível, assim projetadas para controlar a característica de tempo de fusão versus corrente do fusível {característica de tempo de fusãocorrente ou TCC) . A TCC é uma importante característica do fusível que o permite oferecer proteção apropriada para o sistema e coordenação com outros dispositivos. Para obter

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4 44 razões favoráveis de corrente contínua nominal para corrente de fusão em curto tempo, muitas vezes faz-se necessário o uso de materiais de ponto de fusão reiativamente alto para o elemento fusível, tal como prata e cobre. Em tempos de fusão maiores, é prática comum empregar um dispositivo adicional para iniciar a fusão e a formação de arco elétrico usando um material de ponto de fusão inferior. Isso é feito para impedir temperaturas excessivas no componente de fusível antes da interrupção do circuito e para proporcionar curvas gráficas adequadas de TCC para aplicações comuns.

O material de baixo ponto de fusão normalmente é implementado em uma das seguintes três formas. A primeira, chamada de efeito M (após sua descoberta, por Metcalf), liga o material de baixo ponto de fusão ao elemento de alto ponto de fusão de tal modo a causar a dissolução do material de alto ponto de fusão no material de ponto de fusão inferior quando o este se torna fundido. Assim, após um período de tempo, o elemento é interrompido e um arco elétrico é iniciado no ponto aberto fundido.

O segundo método, revelado na Patente US de N5.604.474 de Leach e Bennet, emprega um material de baixo ponto de fusão à base de estranho como uma ponte entre os elementos de alto ponto de fusão, onde um arco elétrico é iniciado quando o estanho se funde. Esse método não sofre dos possíveis problemas de deterioração inerentes ao primeiro método, mas é mais difícil de se produzir.

O terceiro método conhecido na técnica emprega uma junção sob ação de mola, chamada de ratoeira, formada en3 ··· ···· ·· • · · · · • · · · • · · · • · 4 ♦ · uso de um o ponto de *· ·*· ·· ···· ·· • « · * · · · • · · · · · ·· · · · · · · • · · · · · · ··· ·* · «· tre os componentes de alto ponto de fusão pelo ferro de solda de baixo ponto de fusão. Quando fusão do ferro de solda é alcançado, a mola provoca a separação dos contatos, produzindo assim um arco elétrico. Esse método permite uma flexibilidade considerável no projeto da TCC do fusível, uma vez que a massa dos componentes e o ponto de fusão do ferro de solda podem ser usados para controlar as características de fusão, muitas vezes proporcionando ao fusível resistência superior a surtos. Entretanto, de modo a permitir o movimento físico que inicia a interrupção do circuito, a junção tem de ser circundada por um fluido (geralmente ar) em vez de areia, que é o meio preferido para circundar um elemento de fusível por oferecer melhor capacidade de interrupção para o fusível.

Qualquer que seja o método utilizado para iniciar a formação de arco elétrico em tempos de fusão prolongados, um requerimento comum a estes fusíveis é a obtenção de alguma forma de indicação de que o fusível de fato entrou em operação. Isso facilita muito na hora de encontrar o fusível queimado.

O método de indicação mais comum compreende estende um pequeno fio condutor em paralelo ao(s) elemento(s) principal(is). Quando o elemento principal se funde, a tensão elétrica do sistema faz com que a corrente flua através do fio indicador e derreta-o. A corrente rapidamente retorna aos elementos principais, os quais então produzem arco elétrico e interrompem a corrente excessiva. A fusão do fio indicador oferece a indicação por vários meios. No mais comum, ·· ··· ·· ···· ·· · ··· ···· ·· ··*· ····· · · • * · ···· · · ··· ·· ········ ··· *··· * · · · · ·· ·«· ·· · ·· ··· · · ·· o fio indicador é disposto de forma a liberar um pino sob ação de mola, ou provoca a ignição de uma pequena carga explosiva para mover uma faísca de ignição quando o fio indicador se fundir. Obviamente, para que esse método de indicação funcione, é necessária uma tensão elétrica mínima suficiente para conduzir corrente suficiente através do fio indicador para fazê-lo fundir-se. Normalmente, isso requer pelo menos 5 a 10 volts.

Outro meio de indicação é o de ligar, em paralelo ao fusível, um circuito contendo um dispositivo emissor de luz, tal como um néon, um LED ou uma lâmpada. Novamente, a tensão elétrica do sistema através do circuito de indicação após a operação do fusível é necessária para que este método funcione.

Para as aplicações mais convencionais dos fusíveis de baixa tensão, as técnicas descritas acima são suficientes para interromper suficientemente correntes de fuga, proporcionar indicação e, portanto, resistir à tensão elétrica do sistema durante períodos de tempo muito longos. Entretanto, há algumas aplicações em que esses fusíveis de baixa tensão convencionais não são adequados. Por exemplo, em algumas aplicações em que são utilizados transformadores redutores para alimentar uma rede de distribuição de baixa tensão consistindo de vários condutores paralelos alimentados a partir de vários transformadores em diferentes pontos no sistema, é comum fundir cabos individuais para impedir que eles se tornem sobrecarregados. Estes cabos normalmente utilizam fusíveis de limitação de corrente ou limitadores fusíveis con5 • ········· ··· • ··· ·· · ·· *»♦ · · ·· vencionais, projetados para se abrirem quando ocorrer fluxo excessivo de corrente. Entretanto, nestas aplicações, é possível que surja pouca ou nenhuma tensão elétrica através do <50 limitador após o circuito ser aberto (somente a queda de IR nos cabos em paralelo irá aparecer através do ponto aberto), uma vez que um cabo sobrecarregado pode muitas vezes estar ligado em paralelo a outros cabos.

Isso a leva a dois possíveis problemas: o primeiro é que, com pouca tensão elétrica através do limitador no momento da fusão, hã pouca formação de arco elétrico, o que pode resultar em um ponto aberto com resistência relativamente alta, suficiente para impedir o fluxo de corrente no cabo sobrecarregado, mas insuficiente para que o equipamento de busca de falhas convencional seja eficaz ao localizar o ponto aberto quando comparado com um fusível que provoca formação de arco elétrico que normalmente teria uma resistência de muitos milhões de ohms. Isso retarda a localização e substituição do dispositivo que entrou em operação.

Como era de se esperar, a aceleração do processo depende da indicação visual do limitador que entrou em operação, mas o segundo problema é que a falta de tensão elétrica de recuperação também impede o funcionamento dos indicadores convencionais.

Por consequência, há a necessidade de um fusível capaz de interromper a corrente de maneira eficaz para condições em que a tensão elétrica pode variar, a partir da tensão elétrica nominal, diminuindo para valores muito baixos (possivelmente caindo a 1 V) , e de ao mesmo tempo pro6

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porcionar a indicação de sua operação de forma que permita a indicação visual no fusível, junto com a indicação remota, se desejado. Tal indicação é necessária qualquer que seja a corrente que causa a abertura do fusível a se fundir e qualquer que seja o grau de formação de arco elétrico ocorrido.

OBJETIVOS E SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Um objetivo da presente invenção é o de proporcionar um fusível que é projetado para proporcionar indicação visual, e uma seção aberta distinta, com correntes relativamente altas que provocam a fusão de um elemento feito de um material de ponto de fusão relativamente alto (>500°C) , independente da tensão elétrica que pode provocar a formação de arco elétrico.

Outro objetivo desta invenção é o de proporcionar um fusível que é projetado para proporcionar indicação visual, e uma seção aberta distinta, com correntes relativamente baixas que provocam a fusão de uma junção feita com um material de ponto de fusão relativamente baixo (<500°C) .

Ainda outro objetivo desta invenção é o de proporcionar um fusível com as características descritas anteriormente em que a(s) seção(ões) aberta(s) é(são) circundada(s) por um enchimento dielétrico granular, cuja função é aperfeiçoar a capacidade de interrupção do fusível e proporcionar uma resistência dielétrica superior após a interrupção da corrente.

Para alcançar de forma eficiente esses e outros objetivos, a presente invenção proporciona um fusível com indicação de interrupção. 0 fusível geralmente inclui um

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compartimento do fusível que possui o primeiro e segundo terminais elétricos, uma estrutura fusível disposta dentro do compartimento de fusível e que define um caminho elétrico entre o primeiro e segundo terminais, um elemento de propensão agindo sobre a estrutura fusível e uma haste indicadora ligada à estrutura fusível para proporcionar indicação visual quando o fusível tiver queimado. A estrutura fusível inclui uma parte móvel e uma parte fusível, onde a parte fusível se funde quando sujeita a uma corrente limiar fluindo pela mesma. Os elementos de propensão agem sobre a parte móvel da estrutura fusível para mover a parte móvel ao ocorrer a fusão da parte fusível. O indicador é ligado à parte móvel da estrutura fusível e é acionado pelo elemento de propensão para proporcionar indicação visual de uma condição interrompida do fusível após a fusão da parte fusível.

Em uma modalidade preferida, a estrutura fusível inclui um elemento de interrupção de corrente de fuga de alta intensidade responsivo a correntes de alta intensidade e um elemento de interrupção de corrente de fuga de baixa intensidade responsivo a correntes de fuga de baixa intensidade ligado entre o elemento de interrupção de corrente de fuga de alta intensidade e um do primeiro e segundo terminais elétricos do compartimento. O elemento de interrupção de corrente de fuga de baixa intensidade de preferência possui uma parte de junção de solda de baixo ponto de fusão, ao passo que o elemento de interrupção de corrente de fuga de alta intensidade de preferência possui uma ou mais partes de gargalo de seção transversal reduzida.

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De preferência, o fusível da presente invenção adicionalmente inclui uma partição fixa disposta dentro do, e fixa no compartimento e uma partição móvel ligada entre a estrutura fusível e a haste indicadora, onde o elemento de^.£> propensão age entre a partição fixa e a partição móvel. Além disso, o indicador de preferência inclui uma haste indicadora, disposta dentro do compartimento, que é acionada pelo elemento de propensão para se projetar para fora do compartimento no momento da fusão da estrutura fusível para fornecer a indicação visual.

O aspecto de propensão da presente invenção também pode ser utilizado em fusíveis de corrente de alta intensidade com ou sem o indicador. Tal fusível simplesmente incluiria um compartimento de fusível que possui o primeiro e segundo terminais elétricos, um elemento de interrupção de corrente de fuga de alta intensidade, responsivo a correntes de alta intensidade, disposto dentro do compartimento de fusível e que define um caminho elétrico entre o primeiro e segundo terminais, e um elemento de propensão. Elemento de interrupção de corrente de fuga de alta intensidade possui uma parte fusível que se funde quando sujeita a uma corrente limiar de alta intensidade fluindo através da mesma para criar uma brecha no caminho elétrico e o elemento de propensão age sobre o elemento de interrupção de corrente de fuga de alta intensidade para aumentar a brecha no caminho elétrico no momento da fusão do elemento fusível. Além disso, com tais fusíveis de corrente de alta intensidade, o compartimento de fusível de preferência contém um meio dielétrico • »» ···· ·· • · · · * · · • · · · • · · · · • · · · · · granular no mesmo, e a estrutura fusível de preferência possui um revestimento circundando a parte móvel da estrutura fusível para impedir que o meio dielétrico granular interfira no movimento da parte móvel.

Como resultado da presente invenção, obtém-se um dispositivo de interrupção de baixa tensão elétrica que satisfaz a necessidade apresentada acima e que inclui um compartimento com um terminal condutor em cada extremidade do compartimento, e um elemento fusível eletricamente ligado aos terminais. Em uma modalidade da invenção, o elemento é circundado por um meio dielétrico granular, tal como areia. O elemento fusível consiste de um ou mais elementos dispostos para se fundirem em correntes relativamente altas (ou sej a, correntes que normalmente provocam a fusão em tempos menores do que aproximadamente dez segundos) em um ou mais pontos de seção transversal reduzida no elemento, e em correntes inferiores (que normalmente provocam a fusão em tempos maiores do que dez segundos) em uma junção de solda. Deve-se notar que os tempos de fusão especificados para as duas partes do elemento são aproximados e podem variar consideravelmente, caso os requisitos de proteção assim estabeleçam.

Tanto o elemento de corrente de alta intensidade como a junção de solda são mantidos sob tensão de modo que a ação de fusão provoque um movimento físico no elemento. Este movimento físico ajuda na iniciação de um arco elétrico e, portanto, na interrupção da corrente, e proporciona uma brecha de alta resistência que é independente da quantida10 de de arco elétrico e, portanto, da tensão elétrica de recuperação. Esse movimento também força o movimento de um êmbolo indicador que pode proporcionar indicação visual da operação do fusível ou pode completar um circuito externo para proporcionar indicação remota.

Uma forma de uso preferida, bem como outras modalidades, objetivos, aspectos e vantagens esta invenção serão aparentes com base na descrição detalhada seguinte das modalidades ilustrativas da mesma, a qual deve ser lida junto com os desenhos acompanhantes.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é uma vista em seção transversal de uma modalidade preferida de um fusível de baixa tensão da presente invenção.

A Figura 2 é uma vista em seção transversal da modalidade preferida do fusível de baixa tensão apresentado na Figura 1 girada em 90° em seu eixo geométrico em relação à Figura 1.

A Figura 3 é uma vista em seção transversal do fusível de baixa tensão apresentado na Figura 1, após uma corrente relativamente alta ter fundido seu elemento.

A Figura 4 é uma vista em seção transversal do fusível de baixa tensão apresentado na Figura 1, após uma corrente relativamente baixa ter fundido seu elemento.

A Figura 5 é uma vista em seção transversal parcial de uma modalidade alternativa do fusível de baixa tensão de acordo com a presente invenção.

A Figura 6 é uma vista em seção transversal parci-

«· ♦ • · • · al de outra modalidade alternativa do fusível de baixa tensão de acordo com a presente invenção, antes de o fusível ter entrado em operação.

A Figura 7 é uma vista em seção transversal parcial do fusível apresentado na Figura 6, após o fusível ter entrado em operação.

A Figura 8 é uma vista em seção transversal parcial de ainda outra modalidade alternativa do fusível de baixa tensão de acordo com a presente invenção, antes de o fusível ter entrado em operação.

A Figura 9 é uma vista em seção transversal parcial do fusível apresentado na Figura 8, após o fusível ter entrado em operação.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

A importância da presente invenção será entendida da melhor forma por uma descrição da seqüência de eventos quando o dispositivo é sujeito tanto a correntes de alta intensidade como de baixa intensidade.

Referindo-se primeiro às Figuras 1 e 2, o fusível 100 da presente invenção em geral inclui um compartimento alongado, isolante, não condutor 1 fechado em suas extremidades opostas com dois terminais condutores 2 e 3, os quais são eletricamente ligados a um circuito de alimentação. Uma partição móvel 4 e uma partição fixa 5 dividem o interior do compartimento 1 em três seções. A primeira seção 6 se estende entre a partição móvel 4 e o primeiro terminal 2, a segunda seção 7 se estende entre a partição móvel 4 e a parte fixa 5 e a terceira seção 8 se estende entre a partição fixa feita de um material eletrin» -Fr>T^TTu=) rio nm frniPnbri t e o segundo terminal 3.

A partição móvel 4 é camente condutor e é geralmente pistão, que é capaz de deslizar dentro do espaço interno do compartimento 1. Fixo na partição móvel 4, e passando através da segunda e terceira seções internas do compartimento 7 e 8, encontra-se um elemento fusível 9 feito de um material de fusão em corrente de alta intensidade, tal como cobre ou prata. 0 elemento fusível 9 de preferência inclui uma ou mais partes de gargalo 10 de área de seção transversal reduzida em relação ao restante do elemento fusível. Como pode ser apreciado pelos versados na técnica, estas partes reduzidas 10 não são necessárias para a operação bem-sucedida de um fusível feito de acordo com a presente invenção, mas normalmente são preferidas para obter características superiores de fusão para os elementos fusíveis.

A partição fixa 5 é fixada na parede interna do compartimento 1 e inclui uma fenda ou abertura 19, através da qual se estende o elemento fusível 9 de maneira móvel. 0 elemento fusível 9 se estende a partir de uma extremidade fixa na partição móvel 4, através da fenda 19 da partição fixa 5 e é ligado, em sua extremidade oposta, ao segundo terminal 3. 0 elemento fusível 9 é ligado mecânica e eletricamente ao segundo terminal 3 via uma junção fusível 11. A junção fusível 11 é de preferência uma junção soldada feita de um material de ponto de fusão relativamente baixo, tal como estanho. Como será discutido em mais detalhes abaixo, a junção fusível 11 é projetada para liberar o elemento fusí13 ·· ··· ·· ···· ·· · ··♦ ······ a · · e ····· · · ; : ; ...... ···.

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Um elemento de propensão 12, tal como uma mola, é disposto dentro da segunda seção interna do compartimento 7 $ entre a partição móvel 4 e a partição fixa 5. O elemento de propensão 12 age entre a partição móvel 4 e a partição fixa 5 para propender as partições de modo a se separarem. Tal ação de propensão mantém o elemento fusível 9 e a junção fusível 11 sob tensão. 0 circuito elétrico é completado por um condutor flexível 13 eletricamente ligado à partição móvel 4^ fí?·· em uma extremidade e eletricamente ligado ao primeiro termi-nal 2 em sua extremidade oposta.

Também é ligada à partição móvel 4 uma haste indicadora 14, a qual se estende a partir da partição móvel a15 través da primeira seção interna do compartimento 6 e passaj através de uma abertura 28 formada no primeiro terminal 2.

Como será discutido em mais detalhes abaixo, a haste indicadora 14 de preferência possui um tamanho tal que a extremidade de projeção 16 da haste, oposta à partição móvel, seja nivelada ou ligeiramente rebaixada dentro do primeiro terminal 2 quando o fusível 100 estiver em sua condição de operação, conforme apresentado nas Figuras 1 e 2, mas se estenda ou projete a partir do primeiro terminal quando o fusível estiver no estado interrompido, conforme apresentado nas Fi25 guras 3 e 4. Portanto, a alteração na projeção da haste indicadora 14 fornece a indicação da condição do fusível 100.

De forma específica, conforme apresentado nas Figuras 1 e 2, com seu elemento fusível 9 intacto e ligado ao

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4 4 • · 4 • 44 segundo terminal 3, o fusível 100 está em sua condição de operação, onde um caminho elétrico é estabelecido entre o primeiro terminal 2 e o segundo terminal 3 via o condutor flexível 13, a parte móvel 4, o elemento fusível 9 e a junção fusível 11. Em virtude do tamanho do elemento fusível 9, do compartimento 1 da haste indicadora 14, a extremidade de projeção 16 da haste indicadora é disposta nivelada ou ligeiramente rebaixada dentro do primeiro terminal quando o fusível 100 esta em sua condição de operação.

Entretanto, quando o fusível 100 é sujeito a uma corrente limiar de alta ou baixa intensidade, a extremidade de projeção 16 da haste indicadora 14 irá se projetar a partir da extremidade do primeiro terminal 2, indicando assim a condição interrompida do fusível. Em particular, quando o fusível 100 é sujeito a uma corrente limiar de alta intensidade, o elemento fusível 9 irá se fundir. Como mencionado acima, tal fusão ocorrerá provavelmente em uma ou mais das partes de gargalo de seção transversal reduzida 10 do elemento fusível 9. Como apresentado na Figura 3, a fusão da parte de gargalo 10 libera a tensão no elemento fusível 9, por meio do que o elemento de propensão força a partição móvel 4 para longe da partição fixa 5. Tal movimento traz o elemento fusível através da partição 5, dessa forma aumentando a brecha 15 criada pela parte de gargalo fundida 10. Ao aumentar a brecha 15 no elemento fusível 9, o grau de formação de arco elétrico é reduzido de forma significativa.

Ao mesmo tempo, o movimento da partição móvel 4 para longe da partição fixa 5 faz com que a haste indicadora

deslize através do primeiro terminal 2, por meio do que a extremidade de projeção 16 se estende a partir do primeiro terminal, fornecendo uma indicação visual de que o fusível

100 se fundiu. Pode-se observar que esta indicação é inde• ·· ·*·· ·· • · · · · · * · * * • · · · · • · ·· * · pendente do grau de formação de arco elétrico (caso haja) ocorrendo na brecha 15. Assim, se o fusível for parte de um circuito onde nenhuma formação significativa de arco elétrico pode ser mantida (devido a um caminho condutor paralelo via outros cabos) , a ação de mola assegura a existência de uma brecha adequada para impedir qualquer colapso da brecha (re-ignição) caso a tensão elétrica do sistema seja imposta sobre o fusível posteriormente. A brecha também permite a operação do equipamento de localização de falhas convencional, uma vez que o fusível terá uma resistência muito grande.

Por outro lado, quando o fusível 100 é sujeito a uma corrente limiar relativamente baixa, a junção fusível de solda 11 irá se fundir, ao contrário do elemento fusível 9. Como apresentado na Figura 4, a fusão da junção fusível 11 libera o elemento fusível do segundo terminal 2. Com a liberação da tensão da junção, o elemento de propensão 12 força novamente a partição móvel 4 para se afastar da partição fixa 5, trazendo assim o elemento fusível 9 através da fenda 19 na partição fixa, o que por sua vez aumenta uma brecha 17 criada onde a junção de solda 11 se fundiu. Simultaneamente, a haste indicadora 14 é movida através da abertura 28 do primeiro terminal 2, de modo que a extremidade de projeção 16 se estenda a partir deste, fornecendo a indicação de que o fusível se fundiu. Dessa forma, sob uma condição de cor444 4·Ι· ·· • ·

rente de baixa intensidade, o fusível 100 da presente invenção novamente reduz o grau de formação de arco elétrico, enquanto ao mesmo tempo fornece a indicação de interrupção.

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A primeira, segunda e terceira câmaras internas 6, e 8 do compartimento 1 podem ser preenchidas com ar, mas o uso de ar para circundar um elemento de fusível pode reduzir a capacidade do fusível em interromper a corrente, em particular correntes de alta intensidade e estas em circuitos em que as condições são severas (por exemplo, circuitos X/R de alta intensidade). Por conseqüência, a Figura 5 apresenta uma modalidade preferida de um fusível 100a, de acordo com a presente invenção, onde a terceira câmara interna 8, circundando o elemento fusível 9, é preenchida com um meio dielétrico granular 18, tal como areia.

Entretanto, com um meio dielétrico granular 18, tal como areia, ocupando a terceira câmara 8, pode ser necessário realizar etapas adicionais para garantir o movimento do elemento fusível 9 através da areia. Por conseqüência, para impedir que a areia 18 entre na fenda 19 formada na partição fixa 5 e por conseqüência ameace inibir o movimento do elemento fusível 9 através da mesma, a fenda 19 é de preferência revestida com uma manga 20. A manga 20 é feita de preferência a partir de um material resiliente capaz de suportar altas temperaturas. Materiais adequados incluem materiais de vedação feitos de cerâmica ou fibra de vidro.

A manga 20 é projetada para impedir que a areia 18 se torne obstruída na fenda 19 da partição fixa. Nesse aspecto, a manga 20 possui um furo central que possui um diâ·«·· ·· * * • *·· • · · « · · ♦ ·· • · ·

metro interno dimensionado para receber de forma deslizante o elemento fusível 9 na mesma. 0 diâmetro externo da manga é dimensionado de forma a ser encaixado e seguro dentro da fenda 19 formada na partição fixa 5. Além disso, a manga 20 de preferência inclui extremidades opostas alargadas para o exterior para facilitar ainda mais o movimento deslizante do elemento fusível 9 na manga.

A manga 20 é fixa na partição fixa 5 e pode possuir um tamanho suficiente para simplesmente revestir a fenda 19 da partição. De forma alternativa, a manga 20 pode se estender ao longo de toda a extensão do elemento de fusível 9 até o segundo terminal 3. Em ainda outra modalidade alternativa, uma segunda manga do elemento fusível 21 também pode ser proporcionada em adição à manga da fenda 20 para formar um revestimento ao redor de todo ou parte do elemento fusível 9 para ajudar o seu livre movimento logo que iniciada a fusão.

Em ainda outra modalidade alternativa da invenção, o elemento fusível 9 pode ser pré-revestido ou embutido em um revestimento de material que possui um coeficiente de fricção relativamente baixo, por exemplo, contenção com PTFE. Caso o material apropriado seja usado, ele auxilia na interrupção de corrente. Tal revestimento pode ser usado junto com ou em vez do material de filtro granular.

Voltando-se agora para as Figuras 6 a 9, conforme descrito acima, a partição móvel 4 se move quando o fusível entra em operação (se funde) de modo que a haste indicadora 14 possa ser utilizada para fornecer a indicação de que o

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fusível entrou em operação. A haste indicadora 14 pode ser usada para fornecer indicação direta por projetar-se através do terminal, conforme descrito acima. Entretanto, em uma modalidade preferida, como apresentado nas Figuras 6 e 7, a gaste indicadora 14 age sobre um botão indicador separado 22. Em particular, um botão indicador 22 é retido em um orifício passante do primeiro terminal 2, em um estado não acionado, por um segundo elemento de propensão 2 3, tal como uma mola. Um espaço 24 é deixado entre a haste indicadora 14 e o botão 22 de modo que o botão 22 não se mova simultaneamente com a haste 14. Isso permite que a projeçao do botão 22 não seja afetada por tolerâncias de fabricação que afetam a posição da extremidade da haste 14 em relação à partição móvel 4, e impede que a expansão e contração térmica normal do elemento de fusível seja transmitida para o botão indicador 22. Com isso, se o botão indicador 22 for usado para operar um mecanismo para sinalizar a operação do fusível, ou disparar um dispositivo protetor, isso pode 'ser realizado com muito pouco movimento.

Em outra modalidade alternativa, como apresentada nas Figuras 8 e 9, um terceiro elemento de propensão 2 5 é utilizado. Tal modalidade é vantajosa caso seja desejado que a força direta da mola principal 12 não seja transmitida diretamente para o botão indicador 22. Assim, o membro resiliente adicional 25, tal como uma mola, pode ser posto entre a haste indicadora 14 e o botão indicador 22.

As Figuras 6 a 9 também apresentam um batente 30 proporcionado na partição móvel 4 para limitar o movimento ·«·· ·· ♦ · • ··· * · *

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da partição móvel. Em particular, o batente 30 pode assumir a forma de uma perna formada na partição móvel e que se estende em direção ao primeiro terminal de extremidade 2. Quando ocorre o movimento da partição móvel 4, a extremidade do batente 30 entra em contato com o primeiro terminal de extremidade 2, dessa forma impedindo o movimento adicional da partição móvel e portanto do indicador 14. Assim, pode-se definir o tamanho do batente 30 para conceder ao indicador 14 a distância de projeção desejada.

Uma aplicação sugerida para o fusivel da presente invenção seria na proteção de cabos contra danos provocados por superaquecimento com sobrecargas de longa duração. Em um fusível que possui um corpo relativamente curto (normalmente menor do que 15,24 centímetros (6 polegadas)), grande parte do calor gerado dentro do fusível se perde nos condutores ligados aos seus terminais. Portanto, a temperatura destes condutores irã afetar de forma significativa a temperatura dos componentes do fusível adjacentes aos mesmos. Desse modo, na modalidade preferida da presente invenção, a junção de baixo ponto de fusão 11 esta situada próxima ao segundo terminal de extremidade 3 do fusível e o condutor a ser protegido é ligado a seu terminal 3 . Assim, a temperatura do condutor tem influência significativa sobre a temperatura da junção 11. É possível, portanto, estruturar de tal forma que a junção 11 se conforme aos requisitos de proteção desejados para o cabo, e estruturar de tal forma que esta junção se funda antes de as temperaturas do cabo alcançarem níveis críticos. Nesse aspecto, a Figura 5 apresenta o elemento fu• * · · · * • · • · · « • · · • · · • · · * · * · « » · » · · • ♦ · · · · · ·»« «· · · · sível 9 ligado, pela junção 11, a um membro dissipador de calor com formato apropriado 26, dimensionado de tal forma que a combinação dos componentes, junto com o cabo conectado, proporcione a proteção necessária para o cabo.

Embora as modalidades ilustrativas da presente invenção tenham sido descritas neste documento com referência aos desenhos acompanhantes, deve-se entender que a invenção não está limitada a estas modalidades exatas e que podem ser efetuadas diversas outras alterações e modificações na mesma por um indivíduo versado na técnica sem divergir do escopo ou espírito da invenção.

Várias alterações nas estruturas descritas e apresentadas anteriormente agora serão evidentes aos versados na técnica. Por consequência, o escopo da invenção revelado em particular é estabelecido nas reivindicações seguintes.

Claims (9)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Fusível (100), compreendendo:

   um compartimento de fusível (1) possuindo primeiro e segundo terminais elétricos (3, 2);

   uma partição móvel (4) disposta de forma móvel dentro do dito compartimento de fusível (1);

   uma estrutura fusível (9, 11) ligada entre o dito primeiro terminal elétrico (3) e a dita partição móvel (4), a dita estrutura fusível (9, 11) fundindo-se quando sujeita a uma corrente limiar fluindo através da mesma;

   um condutor (13) ligado entre a dita partição móvel (4) e o dito segundo terminal elétrico (2), o dito condutor (13), a dita partição móvel (4) e a dita estrutura fusível (9, 11) definindo um caminho elétrico entre o dito primeiro e segundo terminais elétricos (3, 2);

   um elemento de propensão (12) contido dentro do dito compartimento (1) e ligado à dita partição móvel (4), o dito elemento de propensão (12) agindo sobre a dita partição móvel (4) para manter a dita estrutura fusível (9, 11) sob tensão e para mover a dita partição móvel (4) ao ocorrer a fusão da dita estrutura fusível (9, 11); e um indicador (14) ligado entre a dita partição móvel (4) e o dito segundo terminal elétrico (2) , o dito indicador(14) projetando-se para fora do dito segundo terminal elétrico (2) do dito compartimento de fusível (1) ao ocorrer a fusão da dita estrutura fusível (9, 11) para proporcionar indicação visual de uma condição interrompida do fusível;

   CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda:

   Petição 870180054673, de 25/06/2018, pág. 9/12 uma partição fixa (5) fixada dentro do dito compartimento de fusível (1) , a dita partição fixa (5) e a dita partição móvel (4) definindo três seções de câmaras internas (6, 7, 8) e o dito elemento de propensão (12) retido entre a dita partição fixa (5) e a dita partição móvel (4), em que a dita partição fixa (5) inclui uma fenda (19) e a dita estrutura fusível (9, 11) é recebida de forma deslizante na dita fenda (19), e em que a partição fixa (5) inclui ainda uma manga (2 0) fixa na dita fenda (19) , a dita manga (2 0) incluindo um furo central para receber de forma deslizante a dita estrutura fusível (9, 11).
2. 2. Fusível (100), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita estrutura fusível (9, 11) compreende:

   um elemento de interrupção de corrente de fuga de alta intensidade (9) ligado à dita partição móvel (4), o dito elemento de interrupção de corrente de alta intensidade (9) sendo responsivo a correntes de alta intensidade; e um elemento de interrupção de corrente de fuga de baixa intensidade (11) ligado entre o dito elemento de interrupção de corrente de fuga de alta intensidade (9) e o dito primeiro terminal elétrico (3) do dito compartimento de fusível (1), o dito elemento de interrupção de corrente de fuga de baixa intensidade (11) sendo responsivo a correntes de fuga de baixa intensidade.
3. 3. Fusível, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito elemento de interrupção de corrente de fuga de baixa intensidade (11) compreende uma parte de junção de solda de baixo ponto de fusão.

   Petição 870180054673, de 25/06/2018, pág. 10/12
4. 4. Fusível, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito elemento de interrupção de corrente de fuga de alta intensidade (9) compreende uma ou mais partes de gargalo de seção transversal reduzida (10).
5. 5. Fusível, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a dita partição fixa (5) é fixada entre a dita partição móvel (4) e o dito primeiro terminal elétrico (3) , e em que uma seção interna do compartimento (8) definida entre a dita partição fixa (5) e o dito primeiro terminal elétrico (3) é preenchida com um meio dielétrico granular (18) .
6. 6. Fusível, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito indicador (14) compreende:

   uma haste indicadora (14) fixada na dita partição móvel (4) e estendendo-se em direção ao dito segundo terminal elétrico (2); e um botão indicador (22) recebido de forma deslizante dentro de uma abertura do dito segundo terminal elétrico (2), a dita haste indicadora (14) agindo sobre o dito botão indicador (22) quando ocorre a fusão da dita estrutura fusível (9, 11) para fazer com que o dito botão (22) se projete para fora do dito segundo terminal elétrico (2).
7. 7. Fusível, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender um segundo elemento de propensão (23) agindo entre o dito botão indicador (22) e o dito segundo terminal elétrico (2) para reter o dito botão (22) dentro do dito segundo terminal elétrico (2).

   Petição 870180054673, de 25/06/2018, pág. 11/12
8. 8. Fusível, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito botão indicador (22) é espaçado em relação à dita haste indicadora (14).
9. 9. Fusível, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender:

   um segundo elemento de propensão (23) agindo entre o dito botão indicador (22) e o dito segundo terminal elétrico (2) para reter o dito botão (22) dentro do dito segundo terminal elétrico (2); e um terceiro elemento de propensão (25) agindo entre o dito botão indicador (22) e a dita haste indicadora (14).

   Petição 870180054673, de 25/06/2018, pág. 12/12 ··· ·· ···· ·· * ··* ···· ·· ····* ··«·· · · • « « « · · · · * * · * · ··· ········ ··· • ··!*···* · » t • ··· ·· · ·· ··· · · ··

   1 6 4 7 δ 10 9 8 11 3 ríG. 3

   HG.4 ··· «· ri··· ·· · ··» ···« ·· *·«·· ····· ·· » » · * · « ♦ · · · ···

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