HochIeistungssicherung. Die Erfindung bezieht sieh auf eine Hoch- ZD leistungssieherung, Lind ihr Wesen besteht dar in, dass deren Sehmelzleiter an der Stelle einer Quel,selinittssehwäehung zwischen elek- trisehen und thermisehen Isoliergliedern ein- 10,esehlossen ist,
von denen mindestens eines einen quer zur Stromriehtung in dem Schmelz leiter verlaufenden Entlüftungskanal aufweist und dass der Entlüftungskanal in ein ein kör niges Liehtbogengaskühlmittel enthaltendes rohrförmiges Isoliergehäuse mündet, das den Sehinelzleiter und die Isolierglieder einschliesst und in entgegengesetzten<B>E</B> nden mit Strom- ansehlussgliedern versehen ist.
Die Zeichnung stellt einige Ausführungs beispiele der Erfindung dar, und zwar ist - Fig. <B>1</B> eine Seitenansicht eines ersten Aus führungsbeispiels teilweise im Schnitt, Fig. 2 ein Schnitt naeb der Geraden 2-2 der Fig. <B>1.,</B> Fig. <B>3</B> ein Schnitt nach der Geraden<B>3-3</B> der Fig. 2, Fig. 4 ein Schaubild von wirkwiehtigen Einzelteilen der in den Fig. <B>1</B> bis<B>3</B> dargestell ten Sicherung,
Fig. <B>5</B> eine Draufsieht des Sehmelzleiters der Sicherung gemäss den Fig. <B>1</B> bis<B>3,</B> Fig. <B>6</B> ein Längsschnitt durch ein zweites <B>C</B> Ausführungsbeispiel, das zwei in Reihe ge schaltete Sehmelzleiter aufweist, Fig. <B>7</B> ein Sehaubild eines zylindrisehen Sehmelzleiters, Fig. <B>8</B> ein Längsschnitt durch eine Siche rung, die mit einem zylindrischen Schmelz leiter gemäss Fig. <B>7</B> versehen ist,
Fig. <B>9</B> ein Querschnitt entlang der Geraden <B>9-9</B> der Fig. <B>8,</B> Fig. <B>10</B> bis einschliesslich Fig. <B>17</B> eine Dar stellung des Temperaturfeldes in Schmelzlei tern der gleichen geometrischen Konfiguration in Abhängigkeit von der Breite der Schmelz leiter und Fig. <B>18</B> ist eine Kennlinie,
welche den Ein- fluss des Verhältnisses des vollen Querschnittes des Sehmelzleiters zum Querschnitt des ge schwächten Teils des Sehmelzleiters der Siehe- rung auf den Grenzstrom wiedergibt.
Die Erfindung löst die Aufgabe der Schal- fung einer Hochleistungssicherung, die im Vergleich zu den bisher bekannten Hochlei- stungssieherungen eine wesentliche Herabset zung der Sehaltarbeit #i-c-dt und der<B>Ab-</B> messungen ermöglicht.
Wesentliche Untera-Ld- gaben, die gleichzeitig durch die Erfindung eine Lösung finden, bestehen in einer erheb lichen Herabsetzung der Metallmenge, die an- lässlieh der rnterbreehung eines Stromkreises verdampft wird und in einer erheblichen Her absetzung des Volumens des körnigen Liebt- bogenkühlmittels, das zur Kühlung und Nie- dersehlagung der Metalldämpfe dient.
In strombegrenzenden Sicherungen wird meist Quarzsand als Lichtbogenkühlmittel ver wendet. Die glasartige Schmelze, die entsteht, wenn Quarzsand unter dem Einfluss der Hitze des Lichtbogens schmilzt, hat im heissen Zu- stand eine hohe elektrische Leitfähigkeit und kann eine stromleitende Brücke zwischen den Stromanschlussgliedern einer Sicherung bil den.
Der verhältnismässig geringe Strom, der durch eine solche Brüeke fliesst, mag die Küh lung der Brüeke erheblich verzögern und zu einer Wiederzündung des Liehtbogens längere Zeit nach erfolgreicher Unterbrechung des zu sehützenden Stromkreises durch die Sicherung führen.
Eine weitere Aufgabe, welche die Erfindung löst, besteht darin, die Überbrük- kung der Stromanschlussglieder einer Hoch- leistungssieherung durch eine Schmelzbrücke und eine nachträgliche WiAerzündung des Liehtbogens in der Sicherung zu verhüten.
In strombegrenzenden Hochleistungssiehe- rungen wird während des Abschaltvorganges ein mehr oder minder hoher Überdruck er zeugt, der an sieh zur Unterbrechung des Stromkreises herangezogen werden könnte, in vorbekannten Sicherungen jedoch mir in sehr beschränktem Mass zu diesem Zweck benutzt wird. Die Erfindung ermöglicht, den Druck, der innerhalb der Sicherung während des Ab- schaltvorganges entsteht, zur bessern Durch führung des Abschaltvorganges nutzbar zu machen.
Eine wichtige Grösse, welehe die Arbeits weise einer jeden Sicherung kennzeichnet, ist das Verhältnis des grössten Kurzschlussstromes, den der zu sehützende Stromkreis zu erzeugen vermag, zu dem höchsten Strom, den die Sicherung hindurehlässt, kurz Durehlassstrom, genannt. Dieses Verhältnis soll relativ gross sein, um die thermisehen und elektrody-nami- sehen Auswirkungen von Kurzsehlussströmen weitgehendst zu beschränken.
Die vorbekann- ten strombe-renzenden Sicherungen ermög- liehen es, dieses Verhältnis nur in sehr engen Grenzen zu verändern und die Erfindung er- möglieht, eine Sicherung zu schaffen, die eine weitgehende Erhöhung des obigen Verhält nisses ermöglicht.
Die in den Fig. <B>1</B> und 2 dargestellte Siche rung besteht aus einem Isoliergehäuse<B>18,</B> das an seinen beiden Enden mit inesserartigen Stromansehlussgliedern <B>10,</B> 14 und 12,<B>16</B> ver sehen ist.
Jedes der Ansehlussglieder <B>10,</B> 14 und<B>12, 16</B> besteht aus einem niesserartigen Teil<B>10</B> bzw. 12 Lind einem metallischen Ver- schlusspfropfen 14 bzw. <B>16,</B> der in das Isolier- gehäuse <B>18</B> eingeführt ist und in ihni durch Schrauben 20 festgehalten wird.
Die Ver- sehlusspfropfen 14,<B>16</B> sind an ihren dem Gue- häuseinnern zugekehrten Seiten mit axialen Fortsätzen 22, 24 versehen, von denen ein<B>j</B>eder einen Sehlitz <B>28</B> aufweist. Die Schlitze<B>28</B> der Fortsätze 22, 9-4 nehmen einen bandförmigen Sehmelzleiter <B>26</B> an dessen einander entgegen gesetzten Enden auf und sind mittels der Schrauben 30 zusammengezogen, um den Sehmelzleiter <B>26</B> festzuklemmen.
Der in den Fig. <B>1</B> bis<B>6</B> und<B>10</B> bis<B>17</B> dargestellte Sehmelzleiter weist einen Bereich <B>32</B> geschwächten Quersehnittes auf. Dieser Be reich besteht aus zwei parallel zueinander ge schalteten metallischen Strompfaden 34, die beide äusserst kurz sind und einen äusserst geringen Querschnitt besitzen. Die beiden Stromplade oder Sehmelzleiterteile 34 stellen praktisch eine punktförmige Wärmequelle dar.
Züi beiden Seiten des Bereiches<B>32</B> -esehwäeli- ten Quersehnittes weist der Sehmelzleiter <B>26</B> Teile<B>36</B> verhältnismässig grossen Quersehnittes und verhältnismässig grosser Breite auf. Die Teile<B>36</B> leiten die Wärme ab, welche an den punktförmigen Wärmequellen 34 erzeugt wird.
Im normalen Betrieb der Sicherung wächst die Temperatur der beiden axial äussern Teile <B>36</B> des Sehniel71eiters <B>26</B> nur langsam an, da deren Wärmeaufnahmevermöl--eil und deren Wärmeabgabevermögen verhältnismässig hoch sind. Beim Auftreten von unzulässig lange anhaltenden Überströmen erreichen die bei den parallelen Strompfade 34 schliess- lieh ihren. Sehmelzpunkt und leiten den UnterbreehLingsvorgang ein.
Im Fall von kurz- sehlussartigen Überströmen tritt Absehmelzen der Strompfade oder Sehmelzleiterteile 34 ein, bevor es zu einem nennenswerten _NN'ärmeaus- tausch zwischen den Strompfaden 34 Lind den axial äussern Teilen<B>36</B> des Sehmelzleiters <B>26</B> zu kommen vermag.
Der Abstand zwischen den Strompfaden oder Teilen 34 des Sehmelzleiters <B>26</B> ist un gefähr doppelt so gross wie der Abstand zwi- sehen einem Ader Teile 34 und der ihm un mittelbar benachbarten Seitenkante 40 des Sehme171eiters. Die Teile 34 sind hinreichend kurz, -um zur Bildung von annähernd kreis förmigen Isothermen auf dem Sehmelzleiter <B>26</B> zu führen. Die Isothermen sind in den Fig. <B>5</B> und <B>10</B> bis<B>17</B> durch Flächenpunktierung an gedeutet. Wenn der Sehmelzleiter aus Kupfer besteht" so wird dessen Temperaturfeld,<B>d.</B> h.
die Temperaturverteilung an demselben, durch #-erselliedenartige Verfärbung des Kupfers visuel wahrnehmbar. In Fig. <B>5</B> ist der isotherme Temperaturbereich, der annähernd die gleiche Temperatur aufweist wie die Teile 34 des S'elimelzleiters <B>26</B> engsten Querschnittes, mit dem Bezugszeiehen <B>38</B> versehen.
Der Tempe- raturbereieh <B>38</B> ist das Gebiet höchster Tempe ratur längs des Schmelzleiters<B>26.</B> An den Temperaturbereieh <B>38</B> schliesst sich der iso- therme Temperaturbereieh <B>39</B> an. Dieser hat die Gestalt zweier exzentrischer Kreisflächen, die aemeinsam eine ovale Fläche bilden.
Die Stärke des Sehmelzleiters <B>26</B> soll gering sein, kann sieh aber innerhalb weiter Grenzen bewegen. Seine Stärke kann beispielsweise in der Grössenordnung von<B>0,25</B> Millimeter liegen. Infolo-e der Schwäche der Teile 34 ist grösste Sorgfalt bei der Handhabung des Sehmelzlei- ters <B>26</B> geboten, da sonst die Gefahr besteht, dass er an der Stelle grösster Querschnitts- s(-hwä,ehung <B>32</B> bricht.
Der Schmelzleiter<B>26</B> ist an der Stelle<B>32</B> stark-er Querschnittsschwiiehung zwischen den Isoliergliedern 44 eingespannt, wodurch u. a.
s jedwede Bruchgefahr im praktischen Betrieb beseitigt wird. Jedes der beiden Isolierglieder <U>,14</U> weist zwei duer zur Stromriehtung in dem Sehmelzleiter <B>26</B> verlaufende Entlüftungs kanäle<B>50</B> auf.
Die Entlüftungskanäle<B>50</B> mün- o den in das ein körniges Lichtbogengaskühl- mittel 48, vorzugsweise Quarzsand, enthaltende Isoliergehäuse <B>18.</B> Letzteres schliesst den ehmelzleiter <B>26</B> und die Isolierglieder 44 ein S<B>S</B> und ist, wie oben erwähnt, an entgegengesetz- s ten Enden mit den Stromanschlussgliedern <B>10,</B> 1.4 und 12,<B>16</B> versehen.
Die oben erwähnten Schrauben<B>30,</B> welche dazu dienen, die Schlitze <B>28</B> zusammenzuziehen und den Schmelzleiter <B>26</B> in ihnen festzuklemmen, erfüllen auch die Fanktion, die Isolierglieder 44 mit den Fort- sätzen 22 und 24 der pfropfenartigen Teile 14 und<B>16</B> zu verbinden. Die Glieder 44 sind in erster Linie elektrische Isolatoren, was erfor derlich ist, um überbrücken des Schmelzleiters <B>26</B> durch sie zu verhüten. Sie haben indessen, wie alle elektrischen Isoliermaterialien, auch eine thermische Isolierfähigkeit.
Die Gestallt der Isolierplatten 44 ist in der schaubildliehen Darstellung der Fig. 4 beson ders gut ersichtlich. Diese Figur stellt auch den zwischen den Isolierplatten 44 angeord neten. Sehmelzleiter <B>26</B> dar. Wenn die Isolier platten 44 der unmittelbaren Wärmewirkung des Sehmelzleiters <B>26</B> durch längere Zeit hin durch ausgesetzt wären, so würden erstere, hierdurch in unerwünschter Weise angegrif fen werden, und es könnte zur Entwicklung von unerwünschten Gasen und Gasmengen durch thermisehe Zersetzung des Materials kommen, aus dem die Isolierplatten 44 be stehen.
Um dies zu vermeiden, sind zwischen die Isolierplatten 44 und den Schmelzleiter<B>26</B> folienartige Zwisehenlagen oder Plättehen 46 aus einem hitzebeständigen Material, vorzugs weise Glimmer, eingefügt. Die Glimmerplätt- ehen 46 sind mit Öffnungen 47 versehen, die genau gegenüber den quersehnittsverjüngten Teilen 34 des Schmelzleiters<B>26</B> angeordnet sind. Die Bohrungen<B>50,</B> die sieh in den Iso lierplatten 44 befinden, sind koaxial zu den öffnungen 47 in den Glimmerplättehen 46 angeordnet.
Die in entgegengesetzter Richtung ver laufenden Entlüftungskanäle, die durch die Öffnungen 47 und<B>50</B> gebildet werden, mün den in das in dem rohrförmigen Isolier- gehäuse <B>18</B> vorhandene körnige Kühlmittel 48, vorzugsweise Quarzsand.
Die Entlüftungs kanäle 47,<B>50</B> sind mit einem Verschluss <B>52</B> ver sehen, der auf Hitze und Druck anspricht und beim Auftreten von entsprechend hoher Hitze und entsprechend hohem Druck die genannten Kanäle 47,<B>50</B> schlagartig freigibt, so dass es nach Verdampfen der querschnitts- geschwächten Teile 34 des Schmelzleiters<B>26</B> zu einer plötzlichen Entlüftung des Bereiches der Querschnittssehwächungen <B>32</B> und einem DrLiek7iisammenbrueh an dieser Stelle kommt.
De'r genannte Verschluss <B>52</B> kann beispiels- weisA durch Klebstreifen gebildet werden, die an den dem Sehmelzleiter <B>26</B> abgekehrten. En den der Kanäle 47,<B>50</B> vorgesehen sind.
Wenn ein plötzlieher Dr-Liekzusammenbruch erfolgt, wie er durch die oben beschriebene Ausbildung der Sicherung bewirkt wird, so steigt die elek- trisehe Festigkeit des gasförmigen Strom pfades, der nach Absehmelzen der Teile 34 des Sehmelzleiters <B>26</B> und Verdampfen derselben entsteht, schneller an als ohne das Bestehen einer hohen negativen Änderungsgesehwindig- keit
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der Druckkurve.
Anderseits verhüten die Versehlüsse <B>52</B> an den äussern Enden der Kanäle 47,<B>50</B> das Eintreten des körnigen Kühlmittels 48 in die Kanäle 47, 50-, so dass das Kühlmittel vor Ansprechen der Sicherung nicht direkt durch den Sehmelzleiter <B>26</B> vorge heizt wird.
Vielmehr bilden die Kanäle 47,<B>50</B> eine thermische Isolierung zwischen den hei ssen Teilen 34 des Sehmelzleiters <B>26</B> und dem körnigen Kühlmittel 48 und die hierdurch be dingte verhältnismässig geringe Temperatur des Kühlmittels nahe den Unterbrechungsstel len 34 des Schmelzleiters<B>26</B> verleiht dem Kühlmittel, wenn es zum Ansprechen der Sicherung kommt, erhöhte Wirksamkeit.
Wenn die Sicherung ansprieht, so ent weichen die heissen Liehtbogengase vom Be reich 34 in das kühle Kühlmittel 48 und brin gen es im Bereich der Austrittsöffnungen der Kanäle 47,<B>50</B> zum Schmelzen. Der dergestalt <B>5</B> gebildete glasartige Schmelzkörper befindet sieh jedoch abseits des Pfades des Liehtbogens, der nach Verdampfung der quersehnittsge- sehwilehten Teile 34 des Schmelzleiters<B>26</B> ent steht.
Infolgedessen fliesst durch den genann- o ten glasartigen Sehmelzkörper nach Abschmel- Yen der Sicherung kein Strom, was wiederum zur Folge hat, dass der genannte Sehmelzkör- per schnell erkalten und von einem Halbleiter in einen ausgezeichneten Isolierkörper über- 5 gehen kann.
Der glasartige Sehmelzkörper, der beim Ansprechen der Sicherung durch Schmel zen des als Kühlmittel dienenden Quarzsandes entsteht, ist weit genug von den Anschluss- gliederpfropfen 14,<B>16</B> der Sicherung entfernt, um einen Kurzschluss der Sicherung,<B>d.</B> h. eine stromleitende Verbindung der Ansehlussglie- derpfropfen <B>1-1, 16</B> durch den noch heissen Sehmelzkörper unmöglich züi machen.
Um die Sicherheit gegen stromleitende Überbriiekung der Ansehlussgliederpfropfen 14 und<B>16</B> durch den genannten heissen Körper völlig auszu schliessen, sind die Ansehlussgliederpfropfen 14,<B>16</B> an ihren axial innern Enden durch kreisförmige Isolierseheiben 54 abgedeckt.
Da die Teile 034 des Sehmelzleiters <B>26</B> par allele Strompfade bilden, entstehen nach Ver dampfung derselben parallele Liehtbögen. Parallele Lielitbögen sind unstabil und daher kommt es alsbald zum<B>E</B> rlösehen eines der bei den Bö(Yen. Sodann erliseht der zweite Licht bogen.
Durch diesen Vorgang der Unterbre- ehung in zeitlicher Aufeinanderfolge an zwei räumlich voneinander getrennten Stellen wird die lokale Kühlleistung, die dem körnigen Kühlmittel 48 auferlegt wird, in verhältnismii- ssig engen Grenzen gehalten.
In dem Ausführungsbeispiel einer Siehe- rung, die in den Fig. <B>1</B> bis 4 der Zeichnung dargestellt ist, können die Liehtbogengase au sser durch die Entlüftungskanäle 47,<B>50</B> aueli durch den feinen Spalt 32 entweiehen, der seitlich der Teile 34 des Sehmelzleiters <B>26</B> zwischen den Platten 46 und 46 gebildet wird.
Der Querschnitt dieses Spaltes ist klein im Verhältnis zum Querschnitt der Kanäle 47,<B>50.</B> Die Menge der Liehtbogengase, die aus dem genannten Spalt austreten, ist so gering, dass sie durch das dem Spalt benachbarte körnige Kühlmittel 48 alsbald auf eine harmlose Tem peratur herabgesetzt werden. Wenn dies er- wünseht ist, so kann der in Frage stehende Spalt leicht durch eine Abdeekung abgesehlos- sen werden, so dass die Entlüftung der Licht- bogenpfacle nur durch die Kanäle 47,<B>50</B> er folgen kann.
Eine solche Abdeekung kann un mittelbar durch das Isoliergehäuse<B>18</B> gebildet werden.
Wie insbesondere aus Fi.-. <B>3</B> hervorgeht, ist die Breite der Isolierplatten 44 ungefähr gleich der liebten Weite des Isoliergehäuses<B>18.</B> Infolgedessen wird letzteres dureh die Isolier platten 44 in zwei einander im wesentlichen gleieli grosse, mit Quarzsand 48 gefüllte Kam- inern unterteilt. Jede dieser beiden Kühlkam- inern wird beim Ansprechen der Sicherung durch zwei Entlüftungskanäle 47,<B>50</B> mit hei ssen Liehtbogengasen gespeist und jeder dieser beiden Kammern obliegt ungefähr die gleiche Kühlleistung.
Die räumliche Verteilung der Kühlleistung des körnigen Lichtbo,-enli:üblmit- fels 48 ist demnach eine gute.
Da der an den Stellen 34 des Sehmelzlei- ters <B>26</B> entwickelte Druck hohe Werte erreicht, so erreicht die Ausflussgesehwindigkeit der Liehtbogen-ase durch die Entläftungskanäle 47,<B>50</B> in das körnige Kühlmittel 48 ggleiehfalls hohe Werte und die heissen Liehtbogengase %,erteilen sieh schnell innerhalb des Kühlmit- lels 48.
Die Isolierplatten 44 bestehen aus einem geeigneten organisehen Baustoff, der <B>Z,</B> unter dem Einfluss von Hitze Gase abgibt. Die Durchflussgeseh::windigkeit. der Liehtbogen- (Y se .a., durch die Kanäle 47,<B>52</B> ist so hoch, und die Verweilzeit der Liehtbogen-ase in den Kanälen 47,<B>50</B> so gering, dass es zu keiner Verstopfung der Kanäle durch Gase kommen kann, die von den Wandungen der Kanäle abgegeben werden.
Die Menge der von den Wandun,-en der Kanäle 47,<B>50</B> abgegebener Crase ist immerhin hoch genug, um nennens werte Kühluing und VerdünnLing der Licht- bo.gengase züi bewirken und ihren lonisations- grad erheblich herabzusetzen.
Die Sicherung gemäss Fig. <B>6</B> ist für höhere Nennspannungen bestimmt als die Sicherung geinäss den Fig. <B>1</B> bis<B>3</B> und aus diesem Grund ist. die zuerst genannte Sicherung mit zwei in Reihe geschalteten Sehmelzleitern <B>26</B> ver sehen. Beide Sehmelzleiter <B>26</B> sind in einem geineinsamen rohrförmigen Isoliergehäuse<B>18'</B> untergebracht, das durch eineverhältnismässig dicke metallische Querscheidewand<B>15</B> in zwei hintereinander angeordnete Kammern unter teilt ist.
Jeder der beiden Sehmelzleiter <B>26</B> ist in der gleichen Weise, wie im Zusammenhanc, init Fi'-. <B>1-</B> bis<B>3</B> beschrieben, zwisehen zwei Isolierplatten 44 eingeschlossen, die von einem körnigen Liehtbogenkühlmittel 48 umgeben sind. Die Wirkungsweise der in Fig. <B>6</B> darge stellten Sicherung ist. wesensgleich mit der Wirkungsweise der in den Fig.1 bis<B>3</B> dar gestellten Sieherung.
Die Sicherung, auf die sieh die Fig. <B>7</B> bis<B>9</B> beziehen, zeichnet sich dadurch aus, dass der Schmelzleiter<B>26'</B> zylindriseh gestaltet ist und von einem Isolierzylinder 45 getragen wird, auf den ein Isolierrohr 45' aufgeschoben ist.
Der i'n Fig. <B>7</B> sehaubildlich dargestellte Sehmelzleiter <B>26'</B> weist einen Bereich<B>32'</B> auf., in dem der Querschnitt des Schmelzleiters er- heblieh geschwächt ist, und zwar weist der Sehmel71eiter zwei im Stromkreis der Siehe- rLing parallel geschaltete, querschnittsge- schwächte Stellen 34' aLif, die sieh zwischen den bandförmigen Teilen<B>361</B> erheblich grösse ren Querschnittes befinden.
Bei der Siche rung gemäss Fig. <B>8</B> und<B>9</B> treten der Isolier zylinder 45 und das Isolierrohr 45' an die Stelle der beiden Isolierplatten 44, die bei der Sicherung gemäss den Fig. <B>1</B> bis<B>3</B> vorge sehen sind, und man gelangt von der zuletzt erwähnten Sicherung züi der in den Fig. <B>8</B> und<B>9</B> dargestellten, indem man sich die Iso lierplatten 44 kreiszylindrisch gekrümmt denkt.
Das Isolierrohr 45' ist mit Öffnungen <B>50'</B> versehen, die genau gegenüber den Teilen 34 des Schmelzleiters<B>26</B> angeordnet sind und als EntlüTtungskanäle dienen, um die heissen Liehtbogengase dem körnigen Liehtbogenkühl- mittel 48 zuzuleiten.
Zwischen dem Schmelz leiter<B>26'</B> und den organisehen Isolierteilen 45, 45' wird zweckmässigerweise <B>je</B> eine Glimmer- schiebt vorgesehen, welche die gleiche Funk tion erfüllt wie die in der Fig. 4 dargestellten Glimmerschichten 46. Die Wirkungsweise der Sicherung gemäss den Fig. <B>8</B> und<B>9</B> ist wesens gleich mit derjenigen der Sicherung, die in den Fig. <B>1</B> bis<B>3</B> dargestellt ist.
Der Sehmelzleiter <B>26</B> bzw. <B>26'</B> kann aus Silber, Kupfer oder einem andern für die Herstellung von Schmelzleitern von Sieherun- gen geeigneten Metall bestehen. Silber ver dient insofern den Vorzug, als dessen Dämpfe nahe der Siedetemperatur nur zu einem ver hältnismässig geringen Prozentsatz ionisiert sind. In Pig. <B>5</B> sind die Seitenkanten des Sehmelzleiters <B>26</B> mit dem Bezugszeiehen 40 versehen worden.
Das Bezugszeiehen 42 be zeichnet die Seitenkanten eines Schnielzleiters, der die gleiche geometrisehe Konfiguration wie der Schmelzleiter<B>26</B> hat, indessen eine gr <B>-</B> össere Breite besitzt. Der Umriss eines sol- ehen Sehmelzleiters ist durch einen gestrieh#el- ten Linienzug angedeutet.
Es ist möglich, sieh eine ganze Schar von Sehmel71eitern'-#,orzii- stellen, die alle die gleiche geometrisehe Kon figuration wie der Sehmelzleiter <B>26</B> besitzen,
von uind denen ein Teil jedoch eine ein geringere Teil eine Breite grössere besitzt Breite als der Sehmelzleiter <B>26.</B> Ausgehend von einer solchen Schar von Sehmelzleiterumrissen kann man sich die.
Aufgabe stellen, jenen Umriss zu ermitteln, der die günstigste Breite besitzt-. Die Fig. <B>10</B> bis<B>18</B> erläutern eine da hingehende Untersuchung.
Die Fig. <B>10</B> bis<B>1.7</B> stellen acht verschiedene Schmelzleiter dar, die gleiche Län <B>'</B> ge und -.,Nla- terialstärke besitzen und im wesentlichen die gleiche geometrisehe Konfiguration haben. Alle Sehmelzleiter weisen einen Bereich<B>32</B> erheblicher Quersehnittsschw#ehung auf, der durch zwei parallele kurze Strompfade oder Schmelzleiterteile 34 gebildet ist.
Die Quer schnitte aller parallelen Sehmelzleiterteile, 34 aller Sehmelzleiter, die in den Fig. <B>10</B> bis<B>18</B> dargestellt sind, sind gleich gross. Die Breite der Sehmelzleiter <B>26</B> nimmt stufenweise von Fig. <B>10</B> nach Fig. <B>1.7</B> hin zu.
Der Gren7strom der Sehmelzleiter, <B>d.</B> h. der Strom, den die selben unbestimmt lange Zeit züi leiten ver mögen, ohne abzusehmelzen, der minimale Sehmelzstrom, <B>d.</B> h. der geringste Stro-in, durch den der Sehmelzleiter zum Absehmelzen ge bracht -werden kann und der Nennstrom neh men mit. zunehmender Sehmel71eiterbreite zu, bis der Sehmelzleiter diejenige Breite erreicht hat, die in Fig. <B>15</B> dargestellt ist. Diese Breite ist kritisch.
Eine weitergehende Zunahme der Breite des Sehmelzleiters hat keinen Einfluss auf den Grenzstrom, den mininialen Schmelz strom und den Nennstrom einer mit dem Sehmelzleiter versehenen Sicherung. Die Breite der Sehmelzleiter, die in den Fig. <B>16</B> und<B>1.7</B> dargestellt sind, überschreitet deren kritische Breite.
Ihr Crrenzstrorn, ihr minimaler Schmelz strom und ihr Nennstrom sind jedoch nicht grösser als der Grenzstrom, der minimale Sehmelzstrom und der Neinistrom einer Siehe- rung, die mit, dein in Fizg. <B>15</B> dargestellten Sehmelzleiter ausgestattet ist.
In Fig-. <B>1.8</B> sind als Ordinaten. die Grenz- eströme von Sieherungen aufgetragen. die mit Schmelz leitern gemäss den Fig. 10 bis 17 aus- gestattet sind.
Als Abszissen sind in Fig. <B>18</B> die Verhältnisse der Querschnitte der brei ten Teile<B>36</B> der Sehmelzleiter <B>26</B> züi den Quer schnitten der engen, durch die Teile 34 gebil deten Bereiche<B>32</B> der Sehinelzleiter aufgetra gen. Aus Fig. <B>18</B> geht hervor. dass der (-xrenz- stroni mit Zunahme des obigen. Verhältnisses zunimmt.
Die erste Ableitim- der Kennlinie nimmt jedoch nach einer gewissen Zunahme des obigen Verhältnisse-, ab und wenn dieses Verhältnis einen geWissen Wert erreicht und Ü -bersehreitet, so fällt die erste Ableitunu der Kennlinie zu null ab,<B>d.</B> h. der Grenzstrom bleibt bei einer weiteren Zunahme des obigen Verhältnisses unverändert.
Bei der Versuchs reihe, der die Fig. <B>18</B> zugrunde liegt. war da,; kritische Verhältnis. 45<B>: 1, d.</B> h. eine 7usätz- liehe Vergrösserung der Breite des Schmelz- l#eiters hatte keinen Einfluss mehr auf die Höhe des Grenzstromes der Sicherung. Glei- ehes gilt auch bezüglich des minimalen Sehmelzstromes und des Nenwtromes. Es ist. erwünseht, dass der maximale Strom.
den eine stronibe--renzen(le Sieherun-- hin- durchlässt, kurz gesagt der Durehlassstrom, verhältnismässig gering sei. Der (iren7strom, der minimale Sehmelzstroni und der Nenn strom sollen jedoch nach -Möglichkeit hoch sein. Um diese Forderungen miteinander zu ver einen, soll das Verhältnis des Quersehnittes der breiten Teile des Sehnie171eiters zu dem Querschnitt der engen Teile des Sehmelzlei- ters in dem Bereich von<B>15 : 1</B> und<B>50: 1.</B> lie gen.
Für Sicherungen der Art, wie sie in den Fig. <B>1.</B> bis<B>9</B> dar.gestellt sind, wurde ein optimaler Bereich<B>f</B> (ir das <U>obige.</U> Verhältnis er mittelt, der zwischen<B>30:1</B> und 45:1 liegt. Die Fitg-. <B>10</B> bis<B>18</B> beziehen sieh auf. einen Schnielzleiter aus Kupferbleeh, dessen Stärke <B>25</B> Millimeter betrug und die Fig. <B>10</B> bis<B>1.7</B> sind annähernd im Massstab<B>1 : 1.</B> gehalten.
In den zuletzt genannten Figaren ist das Muster, das durch die durch die Erhitzung des Kup fers bewirkte Verfärbung desselben hervor gerufen wird, durch Punktierung angedeutet. Das Muster deutet, an, dass die Teile 34 des Sehmelzleiters so klein sind, dass sie praktisch punktförmige Wärmequellen darstellen.
An dein Sehmelzleiter <B>26</B> entstehen daher eine Schar von im wesentlichen kreisförmiglen Iso- thernien. Der heisseste Bereich der Schmelz leiter ist der den Teilen 34 derselben unmit telbar benachbarte, mit dem Bezugszeiehen <B>38</B> versehene Bereich. An ihn schliesst sich der etwas kühlere Bereich<B>39</B> an.
.Je breiter der Schmelzleiter, desto geringer die Übertemperatur seiner Seitenkanten über der Raumteinperatur. Wenn das kritische Ver hältnis des Querschnittes des breiten Teils des Sehmelzleiters zum Querschnitt des engen oder geschwächten Teils des Sehmelzleiters erreicht ist, so ist die Temperatur der Seiten kanten des Sehmelzleiters gleich der Teinpera- tur des den Sehmelzleiter umgebenden Rau- Ines.
Aus dem Vorstehenden ergibt sieh der für die Sieherungstechnik neue Begriff der Gren7breite eines Sehmelzleiters. Unter der Crenzbreite eines Sehmelzleiters ist jene kri tische Breite zu verstehen, bei deren Über- sehreitung -unter sonst gleichbleibenden Ver hältnissen keine Erhöhung des Grenzstromes einer mit dem Sehmelzleiter versehenen Siehe- rung erfolgt..
High performance assurance. The invention relates to a high-performance sensor, and its essence consists in the fact that its silk conductor is closed at the point of a source, selinittssehwäehung between electrical and thermal insulating members,
At least one of which has a venting channel running transversely to the flow direction in the fusible conductor and that the venting channel opens into a tubular insulating housing containing a granular arc gas coolant, which encloses the linear conductor and the insulating members and ends in opposite ends Power connection members is provided.
The drawing shows some exemplary embodiments of the invention, namely - FIG. 1 is a side view of a first exemplary embodiment partially in section, FIG. 2 is a section near the straight line 2-2 of FIG > 1., </B> Fig. <B> 3 </B> a section along the straight line <B> 3-3 </B> in FIG. 2, FIG. 4 shows a diagram of real individual parts of the in FIGS . <B> 1 </B> to <B> 3 </B> fuse shown,
FIG. 5 shows a plan view of the clay conductor of the fuse according to FIGS. 1 to 3, and FIG. 6 shows a longitudinal section by a second embodiment which has two series-connected clay ladders, FIG. 7 a perspective view of a cylindrical clay ladders, FIG. 8 a longitudinal section by means of a fuse, which is provided with a cylindrical fusible conductor as shown in Fig. <B> 7 </B>,
<B> 9 </B> shows a cross section along the straight lines <B> 9-9 </B> in FIGS. <B> 8, </B> FIG. <B> 10 </B> up to and including FIG . <B> 17 </B> a representation of the temperature field in fusible links of the same geometric configuration as a function of the width of the fusible link, and FIG. 18 is a characteristic curve,
which shows the influence of the ratio of the full cross-section of the clay conductor to the cross-section of the weakened part of the clay conductor of the citation on the limit current.
The invention solves the problem of the circuitry of a high-performance fuse which, compared to the previously known high-performance fuse, enables a significant reduction in the maintenance work # i-c-dt and the dimensions.
Essential subordinates, which at the same time find a solution through the invention, consist in a considerable reduction in the amount of metal that is evaporated when a circuit is interrupted and in a considerable reduction in the volume of the granular love arc coolant serves for cooling and precipitation of metal vapors.
In current-limiting fuses, quartz sand is usually used as the arc coolant. The vitreous melt that is created when quartz sand melts under the influence of the heat of the arc has a high electrical conductivity when hot and can form a current-conducting bridge between the electrical connection members of a fuse.
The relatively small current that flows through such a bridge may delay the cooling of the bridge considerably and lead to a reignition of the arc for a long time after the circuit to be protected has been successfully interrupted by the fuse.
Another object which the invention achieves is to prevent the bridging of the power connection elements of a high-performance fuse by a fuse link and a subsequent ignition of the electric arc in the fuse.
In current-limiting high-performance safety devices, a more or less high overpressure is generated during the switch-off process, which could be used to interrupt the circuit, but is used to a very limited extent for this purpose in previously known fuses. The invention makes it possible to use the pressure that arises within the fuse during the shutdown process for better implementation of the shutdown process.
An important parameter that characterizes the way each fuse works is the ratio of the largest short-circuit current that the circuit to be protected is able to generate to the highest current that the fuse allows, or short-circuit current. This ratio should be relatively large in order to limit the thermal and electrodynamic effects of short-circuit currents as far as possible.
The previously known current-limiting fuses make it possible to change this ratio only within very narrow limits and the invention makes it possible to create a fuse which allows the above ratio to be increased to a large extent.
The fuse shown in FIGS. 1 and 2 consists of an insulating housing <B> 18 </B> which is provided with inesser-like power supply members <B> 10, </B> 14 and at both ends 12, <B> 16 </B>.
Each of the connection members <B> 10, </B> 14 and <B> 12, 16 </B> consists of a niesser-like part <B> 10 </B> or 12 and a metallic closure plug 14 or < B> 16, </B> which is inserted into the insulating housing <B> 18 </B> and is held in it by screws 20.
The locking stoppers 14, 16 are provided with axial projections 22, 24 on their sides facing the inside of the gue housing, one of which is one seat seat 28 / B>. The slots <B> 28 </B> of the extensions 22, 9-4 receive a band-shaped clay ladder <B> 26 </B> at its opposite ends and are drawn together by means of the screws 30 to form the clay ladder <B> 26 </B> to be clamped.
The clay ladder shown in FIGS. <B> 1 </B> to <B> 6 </B> and <B> 10 </B> to <B> 17 </B> has an area <B> 32 < / B> weakened cross section. This Be rich consists of two parallel ge connected metallic current paths 34, both of which are extremely short and have an extremely small cross-section. The two current charging or clay conductor parts 34 practically represent a point-shaped heat source.
On both sides of the region 32-esehwäeli- ten cross-section, the wooden ladder 26 has parts 36 of a comparatively large cross-section and a comparatively large width. The parts <B> 36 </B> dissipate the heat that is generated at the point-shaped heat sources 34.
During normal operation of the fuse, the temperature of the two axially outer parts <B> 36 </B> of the tendon conductor <B> 26 </B> increases only slowly, since their heat absorption capacity and their heat dissipation capacity are relatively high. When overcurrents that persist for an inadmissibly long time occur, the parallel current paths 34 finally reach their borrowed. Sehmelzpunkt and initiate the process of interruption.
In the case of short-circuit-like overcurrents, the current paths or parts of the sea wire are dismantled before there is a significant exchange of heat between the current paths 34 and the axially outer parts <B> 36 </B> of the sea wire <B> 26 < / B> able to come.
The distance between the current paths or parts 34 of the clay conductor 26 is approximately twice as large as the distance between a wire part 34 and the side edge 40 of the clay conductor directly adjacent to it. The parts 34 are sufficiently short to lead to the formation of approximately circular isotherms on the clay ladder <B> 26 </B>. The isotherms are indicated in FIGS. <B> 5 </B> and <B> 10 </B> to <B> 17 </B> by area dots. If the clay conductor is made of copper "its temperature field, <B> d. </B> h.
the temperature distribution on the same, visually perceptible by # -ersellieden-like discoloration of the copper. In FIG. 5, the isothermal temperature range, which has approximately the same temperature as the parts 34 of the narrowest cross-section, is given the reference <B> 38 </ B> provided.
The temperature range <B> 38 </B> is the area of the highest temperature along the fusible link <B> 26. </B> The isothermal temperature range <B follows the temperature range <B> 38 </B> > 39 </B>. This has the shape of two eccentric circular surfaces which together form an oval surface.
The strength of the clay ladder <B> 26 </B> should be small, but can move within wide limits. Its thickness can, for example, be of the order of <B> 0.25 </B> millimeters. In view of the weakness of the parts 34, the greatest care must be taken when handling the Sehmel conductor <B> 26 </B>, since otherwise there is a risk that it will be at the point of greatest cross-sectional s (-hwä, ehung <B > 32 </B> breaks.
The fusible conductor <B> 26 </B> is clamped at the point <B> 32 </B> strong cross-sectional swelling between the insulating members 44, whereby u. a.
s any risk of breakage is eliminated in practical operation. Each of the two insulating members <U>, 14 </U> has two venting channels <B> 50 </B> running around the wire in the clay conductor <B> 26 </B>.
The venting channels 50 open into the insulating housing 18 containing a granular arc gas coolant 48, preferably quartz sand. The latter closes the insulating conductor 26 and the insulating member 44 is an S <B> S </B> and, as mentioned above, is at opposite ends with the power connection members <B> 10, </B> 1.4 and 12, <B> 16 </B> Mistake.
The above-mentioned screws <B> 30 </B>, which serve to draw the slots <B> 28 </B> together and to clamp the fusible conductor <B> 26 </B> in them, also perform the fanction, the insulating members 44 to be connected to the extensions 22 and 24 of the plug-like parts 14 and 16. The members 44 are primarily electrical insulators, which is neces sary to prevent them from bridging the fusible conductor 26. However, like all electrical insulation materials, they also have thermal insulation properties.
The shape of the insulating plates 44 is particularly easy to see in the diagrammatic representation of FIG. This figure also represents the one between the insulating plates 44. If the insulating plates 44 were exposed to the direct thermal effect of the clay conductor <B> 26 </B> for a long time, the former would be attacked in an undesirable manner, and it could lead to the development of undesirable gases and amounts of gas by thermal decomposition of the material from which the insulating plates 44 are available.
In order to avoid this, between the insulating plates 44 and the fusible conductor 26, foil-like intermediate layers or plates 46 made of a heat-resistant material, preferably mica, are inserted. The mica platelets 46 are provided with openings 47 which are arranged exactly opposite the cross-sectionally tapered parts 34 of the fusible conductor 26. The bores 50, which are located in the insulating plates 44, are arranged coaxially with the openings 47 in the mica plates 46.
The venting channels running in the opposite direction, which are formed by the openings 47 and 50, open into the granular coolant 48, preferably quartz sand, present in the tubular insulating housing 18 .
The ventilation channels 47, <B> 50 </B> are provided with a closure <B> 52 </B>, which responds to heat and pressure and when correspondingly high heat and correspondingly high pressure occur, the named channels 47, <B> 50 </B> suddenly releases, so that after evaporation of the cross-sectionally weakened parts 34 of the fusible conductor <B> 26 </B> there is a sudden venting of the area of the cross-sectional weakened areas <B> 32 </B> and a DrLiek7iisammenbrueh comes at this point.
Said closure 52 can be formed, for example, by adhesive strips facing away from the clay ladder 26. End of the channels 47, <B> 50 </B> are provided.
If a sudden Dr-Lie collapse occurs, as it is caused by the above-described configuration of the fuse, the electrical strength of the gaseous flow path increases after the parts 34 of the clay conductor 26 have been melted and evaporated the same occurs faster than without the existence of a high negative rate of change
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the pressure curve.
On the other hand, the closures <B> 52 </B> at the outer ends of the channels 47, <B> 50 </B> prevent the granular coolant 48 from entering the channels 47, 50-, so that the coolant before the fuse responds is not preheated directly by the wooden ladder <B> 26 </B>.
Rather, the channels 47, 50 form a thermal insulation between the hot parts 34 of the clay conductor 26 and the granular coolant 48 and the relatively low temperature of the coolant caused thereby Interruption points 34 of the fuse element <B> 26 </B> give the coolant increased effectiveness when the fuse trips.
When the fuse is activated, the hot arc gases escape from the area 34 into the cool coolant 48 and melt it in the area of the outlet openings of the channels 47, 50. The glass-like fusible body formed in this way, however, is located away from the path of the arc that arises after the evaporation of the parts 34 of the fusible conductor, which are wilted to cross-section, of the fusible conductor 26.
As a result, no current flows through the aforementioned glass-like melting body after the fuse has been blown, which in turn means that the aforementioned melting body can quickly cool down and pass from a semiconductor into an excellent insulating body.
The glass-like melting body, which arises when the fuse is triggered by melting the quartz sand serving as coolant, is far enough away from the connecting member plugs 14, 16 of the fuse to short-circuit the fuse, <B> d. </B> h. It is impossible to make an electrically conductive connection of the connecting link plugs <B> 1-1, 16 </B> through the still hot clay body.
In order to completely exclude the security against electrically conductive bridging of the connecting member plugs 14 and 16 by the named hot body, the connecting member plugs 14, 16 are covered at their axially inner ends by circular insulating washers 54 .
Since the parts 034 of the clay conductor <B> 26 </B> form parallel allelic current paths, parallel arcs are created after evaporation. Parallel arches of Lielit are unstable and therefore the <B> E </B> redeeming of one of the gusts (yen. Then the second arc of light occurs.
As a result of this process of interruption in chronological succession at two spatially separated points, the local cooling power that is imposed on the granular coolant 48 is kept within relatively narrow limits.
In the exemplary embodiment of a see illustrated in FIGS. 1 to 4 of the drawing, the arc gases can also pass through the vent channels 47, 50, except through the fine Gap 32 escape, which is formed laterally of the parts 34 of the clay conductor <B> 26 </B> between the plates 46 and 46.
The cross-section of this gap is small in relation to the cross-section of the channels 47, <B> 50. </B> The amount of light arc gases that escape from the mentioned gap is so small that they are immediately released by the granular coolant 48 adjacent to the gap be reduced to a harmless temperature. If this is desired, the gap in question can easily be closed off by a cover, so that the arc path can only be vented through the channels 47, 50.
Such a cover can be formed directly by the insulating housing <B> 18 </B>.
As in particular from Fi.-. As can be seen from FIG. 3, the width of the insulating plates 44 is approximately equal to the preferred width of the insulating housing 18. As a result, the latter is made of quartz sand by the insulating plates 44 in two substantially equal sizes 48 full chambers divided. When the fuse triggers, each of these two cooling chambers is fed with hot arc gases through two venting channels 47, 50, and each of these two chambers has approximately the same cooling capacity.
The spatial distribution of the cooling capacity of the granular light bulb, -enli: üblmit- rock 48 is accordingly good.
Since the pressure developed at the points 34 of the Sehmel conductor <B> 26 </B> reaches high values, the outflow speed of the Liehtbogen-Nose through the ventilation channels 47, <B> 50 </B> into the granular coolant 48 reaches Likewise, high values and the hot arc gases% are quickly given within the coolant 48.
The insulating plates 44 are made of a suitable organic building material which gives off gases under the influence of heat. The flow vision :: windiness. the arched bow (Y se .a., through the channels 47, <B> 52 </B> is so high, and the dwell time of the arched bow nose in the channels 47, <B> 50 </B> so short, that there can be no blockage of the channels by gases released from the walls of the channels.
The amount of the Crase given off by the walls of the channels 47, 50 is at least high enough to cause appreciable cooling and dilution of the arc gases and to reduce their degree of ionization considerably.
The fuse according to FIG. 6 is intended for higher nominal voltages than the fuse according to FIGS. <B> 1 </B> to <B> 3 </B> and is for this reason. The first-mentioned fuse is provided with two silk ladders <B> 26 </B> connected in series. Both clay conductors <B> 26 </B> are housed in a single tubular insulating housing <B> 18 '</B>, which is divided into two chambers arranged one behind the other by a relatively thick metallic transverse partition <B> 15 </B>.
Each of the two clay ladders <B> 26 </B> is, in the same way as in conjunction, init Fi'- <B> 1- </B> to <B> 3 </B>, enclosed between two insulating plates 44 which are surrounded by a granular arc coolant 48. The mode of operation of the fuse shown in FIG. 6 is. essentially identical to the mode of action of the security shown in FIGS. 1 to 3.
The fuse, to which see FIGS. 7 to 9, is characterized in that the fusible link 26 is cylindrical and is made of an insulating cylinder 45 is carried on which an insulating tube 45 'is pushed.
The clay conductor 26 'shown in FIG. 7 has an area 32' in which the cross section of the fusible conductor is raised is weakened, namely, the wire conductor has two cross-sectionally weakened points 34 'aLif connected in parallel in the circuit of the See-ring, which are located between the band-shaped parts <B> 361 </B> of considerably larger cross-section.
In the fuse according to FIGS. 8 and 9, the insulating cylinder 45 and the insulating tube 45 'take the place of the two insulating plates 44, which in the fuse according to FIGS. <B> 1 </B> to <B> 3 </B> are provided, and you get from the last-mentioned fuse to the in Figs. <B> 8 </B> and <B> 9 </ B> shown by thinking of the insulating plates 44 as being curved as a circular cylinder.
The insulating tube 45 'is provided with openings <B> 50' </B>, which are arranged exactly opposite the parts 34 of the fusible conductor <B> 26 </B> and serve as ventilation channels around the hot arc gases to the granular arc coolant 48 to forward.
A mica slide is expediently provided between the fusible conductor 26 'and the organisehen insulating parts 45, 45', which fulfills the same function as that in FIG. 4 The mica layers 46 shown. The mode of operation of the fuse according to FIGS. 8 and 9 is essentially the same as that of the fuse shown in FIGS. 1 to <B> 3 </B> is shown.
The clay conductor <B> 26 </B> or <B> 26 '</B> can consist of silver, copper or another metal suitable for the production of fusible conductors for screens. Silver is preferred in that its vapors near the boiling point are only ionized to a relatively low percentage. In Pig. <B> 5 </B> the side edges of the clay conductor <B> 26 </B> have been provided with the reference 40.
The reference number 42 denotes the side edges of a Schnielz conductor, which has the same geometric configuration as the fusible conductor 26, but has a larger width. The outline of such a clay ladder is indicated by a striated line.
It is possible, see a whole host of Sehmel ladders' - #, orzii- places, all of which have the same geometrical configuration as the Sehmel ladder <B> 26 </B>,
Of which a part, however, a smaller part has a width greater than the clay ladder <B> 26. </B> Starting from such a group of clay ladder outlines one can imagine the.
Set the task of finding the outline that has the most favorable width. FIGS. 10 to 18 explain an investigation going there.
FIGS. 10 to 1.7 show eight different fusible conductors, the same length and length, material thickness and essentially the have the same geometrical configuration. All clay conductors have an area 32 of considerable cross-sectional swings, which is formed by two parallel short current paths or fusible conductor parts 34.
The cross-sections of all parallel clay ladder parts, 34 of all clay ladder, which are shown in FIGS. 10 to 18, are of the same size. The width of the clay ladder <B> 26 </B> increases in steps from FIG. 10 to FIG. 1.7.
The Gren7strom of the Sehmelzleiter, <B> d. </B> h. the current that the same can conduct for an indefinite period of time without melting down, the minimal sea current, <B> d. </B> h. the lowest current through which the clay conductor can be brought to the dismantling and the nominal current. increasing width of the clay ladder until the clay ladder has reached the width shown in FIG. 15. This breadth is critical.
A further increase in the width of the clay wire has no influence on the limit current, the minimum melting current and the rated current of a fuse provided with the clay wire. The width of the clay ladders, which are shown in FIGS. 16 and 1.7, exceeds their critical width.
However, their limit current, their minimum melting current and their nominal current are not greater than the limit current, the minimum melting current and the no-current of a see with, your in Fizg. <B> 15 </B> illustrated clay ladder is equipped.
In Fig-. <B> 1.8 </B> are as ordinates. the limit currents of Sieherungen plotted. which are equipped with fusible conductors according to FIGS. 10 to 17.
The abscissas in FIG. 18 are the ratios of the cross sections of the wide parts 36 of the clay ladder 26 to the cross sections of the narrow parts through the parts 34 formed areas <B> 32 </B> of the visual line conductors. From Fig. <B> 18 </B> it can be seen. that the (-xrenz- stroni increases as the above ratio increases.
The first derivative of the characteristic curve, however, decreases after a certain increase in the above ratio, and if this ratio reaches a certain value and exceeds it, the first derivative of the characteristic curve drops to zero, <B> d. </ B > h. the limit current remains unchanged with a further increase in the above ratio.
In the test series on which Fig. 18 is based. was there,; critical relationship. 45 <B>: 1, d. </B> h. an additional increase in the width of the fusible link no longer had any influence on the level of the limit current of the fuse. The same applies with regard to the minimum Sehmelzstrom and the Nenwtrom. It is. desires that the maximum current.
The one stronibe-limit (le Sieherun-- lets through, in short, the continuous flow current, is relatively low. The (iren7strom, the minimum Sehmelzstroni and the nominal current should, however, be high if possible. In order to combine these requirements , the ratio of the cross section of the broad parts of the tendon conductor to the cross section of the narrow parts of the Sehmel conductor should be in the range of <B> 15: 1 </B> and <B> 50: 1.
For fuses of the type shown in Figs. <B> 1. </B> to <B> 9 </B>, an optimal range <B> f </B> (ir that < U> the above. </U> ratio is calculated, which is between <B> 30: 1 </B> and 45: 1. The fit. <B> 10 </B> to <B> 18 </ B > refer to a Schnielz conductor made of sheet copper, the thickness of which was <B> 25 </B> millimeters, and FIGS. <B> 10 </B> to <B> 1.7 </B> are approximately on a scale <B> 1: 1. held.
In the last-mentioned figures, the pattern which is caused by the discoloration of the same caused by the heating of the copper is indicated by dots. The pattern indicates that the parts 34 of the clay conductor are so small that they practically represent point-like heat sources.
On your clay ladder <B> 26 </B>, therefore, a host of essentially circular isothernias arise. The hottest area of the fusible conductors is the area immediately adjacent to the parts 34 of the same and provided with the reference symbol <B> 38 </B>. This is followed by the slightly cooler area <B> 39 </B>.
The wider the fusible link, the lower the excess temperature of its side edges above room temperature. When the critical ratio of the cross section of the wide part of the clay ladder to the cross section of the narrow or weakened part of the clay ladder is reached, the temperature of the side edges of the clay ladder is equal to the temperature of the room surrounding the clay ladder.
From the foregoing, the concept of the width of a wooden ladder, which is new for the safety technique, results. The limit width of a clay wire is to be understood as the critical width which, if exceeded - under otherwise constant conditions, no increase in the limit current of a see provided with the clay wire occurs.