Niederspannungs-Hochleistungs-Sicherung Bei bekannten Niederspannungs-Hochleistungs- Sicherungen besteht in der Regel der Schmelzleiter aus mehreren, in bezug auf den Strom parallel ge schalteten Teilleitern, um auf den erforderlichen Leiter-Gesamt-Querschnitt zu kommen. Das ist nicht nur für die zuverlässige Abschaltung bei überströ men, sondern auch für das Zusammenwirken des Füllmittels mit dem Schmelzleiter ungünstig.
Diese Nachteile beseitigt die Erfindung. Erfin dungsgemäss ist eine Niederspannungs-Hochleistungs- Sicherung mit einem den Schmelzleiter und ein Füll mittel enthaltenden Schmelzeinsatz so ausgeführt, dass der Schmelzleiter aus einem Bandleiter besteht, der art, dass sich der Unterbrechungslichtbogen über den gesamten Schmelzleiterquerschnitt erstreckt und dass der Bandleiter längsgefaltet und allseitig von einer, für die Löschung des Unterbrechungslichtbogens aus reichenden Füllmittelschicht umgeben ist.
Der Schmelzleiter kann so ausgeführt sein, dass er den Grenzstrom reduzierende Auftragsstoffe, Lot brücken und Querschnittsverengungen enthält. Diese Mittel können in Parallel-, Serien- oder in Parallel- und Serienschaltung angeordnet sein.
Die Vorteile einer erfindungsgemäss ausgebildeten Sicherung liegen darin, dass ein Bandleiter mit grosser Oberfläche und damit ausreichender Bedeckung mit dem Füllmittel ausgeführt werden kann. Das Füll mittel ist also gut ausgenutzt. Es wird vorzugsweise ein breiter Bandleiter verwendet, dessen Breite von seiner Dicke und damit dem erforderlichen Schmelz leiterquerschnitt abhängt. Die Abschaltung durch die Sicherung erfolgt zuverlässig, da der Unterbrechungs lichtbogen sich über den gesamten Schmelzleiterquer- schnitt erstreckt.
Durch die Formgebung und den Aufbau des Schmelzleiters ist auch eine grösstmögliche und gleich mässige Ausnutzung der Porösität und Kühlwirkung des Füllmittels ermöglicht. Dadurch werden schäd liche Wärmespannungen von dem Isolierkörper fern gehalten und das Schaltvermögen wesentlich ver grössert. Die Abschaltcharakteristik ist im Sinne der Betriebsanforderungen verbessert.
Die Querschnittsverengungen, die dem jeweiligen Verwendungszweck angepasst sind, verlaufen vor zugsweise quer zur Längenausdehnung des Schmelz leiters als längliche Ausnehmungen. Die in Rich tung des Stromflusses geringe Ausdehnung aufwei senden Querschnittsverengungen verursachen be kanntlich vernachlässigbar kleine Verluste.
Verteilt man ferner die Querschnittsverengungen so über die Breite des Schmelzleiters, dass sie in Zeilen neben einander und in Reihe vorzugsweise nicht überein ander liegen, so wird durch die Verknüpfung von Serien- und Parallelschaltung infolge Vergleichmässi- gung des Abbrandes das Schaltvermögen stark er höht.
Die Anbringung eines grenzstromreduzierenden Mittels in der Nähe der Mittenzone verleiht dem Schmelzleiter im Zusammenwirken mit den Quer-, schnittsverengungen im überlastgebiet einen trägen, im Kurzschlussgebiet dagegen einen flinken Charak ter.
An dem in der Zeichnung dargestellten Schmelz leiter eines Ausführungsbeispiels der Erfindung sollen nähere Erläuterungen gegeben werden. In Fig. 1 ist mit 1 das Schmelzleiterband bezeichnet. In einer vor bestimmten Ansprechzone a sind mehrere Quer schnittsverengungen 2 sowie mehrere wannenartige Durchprägungen 3 zur Aufnahme von auf das Grundmetall abgestimmten Auftragsstoffen vorge sehen, die bei Eintritt einer bestimmten Erwärmung grenzstromreduzierend auf das Grundmetall einwir ken.
Anstelle dieser Durchprägungen mit Auftrags stoffen können beispielsweise auch andere Massnah- men, wie Lotbrücken, treten. Zur Herstellung des Anschlusses sind an beiden Leiterenden zweckmässi- gerweise durch Ausscheren gewonnene Stromzufüh rungen 4 vorgesehen. Die Breite der rechteckigen Ausnehmungen 5 richtet sich nach der gewünschten Abschmelzcharakteristik, während deren Länge so gewählt ist, dass die Widerstandzunahme vernach- lässigbar klein wird.
Im Grenzstrom- und im untern Überstromgebiet wird die Stromunterbrechung an der Stelle 3 in un mittelbarer Nähe der Schmelzleitermitte eingeleitet. Zur Unterstützung der grenzstromreduzierenden Wir kung der Auftragsstoffe kann der Stromfluss beispiels weise durch die Lochung 6 gesteuert werden.
Bei höheren Überströmen und Kurzschlussströ- men sprechen die Querschnittsverengungen 2 an. Nach der Zündung der ersten Querschnittsverengung werden die benachbarten Teile infolge der entstehen den Potentialdifferenzen in die Stromführung und damit in die Lichtbogenbahn eingeschaltet, so dass ein gleichmässiger Abbrand erfolgt.
Durch die Rei henschaltung mehrerer solcher in die Breite gezo gener Lichtbogen geringer Stromdichte und aufge teilter treibender Spannungen wird bei allen Abschal tungen stets eine grosse Füllmittelmenge zur Auf nahme der ausgeschleuderten Metallpartikel und zum Wärmeentzug herangezogen, wodurch die Licht bogengradienten gross werden.
Durch sorgfältiges Abstimmen der Länge der Querschnittsverengung lassen sich die Unterbrechungsvorgänge zeitlich in weiten Grenzen steuern, so dass die Ausgleichsvor gänge ohne schädliche Spannungserhöhungen ablau fen und eine Selektivitätsbeeinträchtigung durch die Lichtbogendauer vermieden wird.
Die gewählten Querschnittsverengungen bringen neben den geringen Verlusten noch einen sehr wert vollen Vorteil für die Abschaltcharakteristik mit sich. Bei mässigen Stromdichten, wie sie beispielsweise bei betriebsmässigen Stromstössen auftreten, bleibt die Kühlwirkung der an die Querschnittsverengungen sich anschliessenden Leiterteile noch wirksam, was eine Ansprechverzögerung zur Folge hat. Bei Kurz schlüssen entfällt diese Kühlwirkung und bedingt eine erwünschte, kurzschlussschnelle Arbeitsweise.
Die Fig. 2 zeigt beispielsweise den Schmelzleiter in seiner Endform mit den umgebogenen Anschluss teilen zur leichten Herstellung betriebssicherer Schweissverbindungen. Die abgebogenen Enden er möglichen darüber hinaus einen Längenausgleich zur Überbrückung der unvermeidlichen Toleranzen, die insbesondere bei keramischen Umhüllungskör pern auftreten.
Low-voltage high-performance fuse In known low-voltage high-performance fuses, the fuse element usually consists of several sub-conductors connected in parallel with respect to the current in order to achieve the required overall conductor cross-section. This is not only unfavorable for reliable shutdown in the event of overflows, but also for the interaction of the filler with the fuse element.
The invention overcomes these disadvantages. Invention according to a low-voltage high-performance fuse with a fusible link containing the fusible conductor and a filler is designed so that the fusible conductor consists of a strip conductor, of the kind that the interruption arc extends over the entire fusible conductor cross-section and that the strip conductor is folded lengthwise and on all sides one, for the extinguishing of the interruption arc from reaching filler layer is surrounded.
The fusible conductor can be designed in such a way that it contains application materials, solder bridges and cross-sectional constrictions that reduce the limit current. These means can be arranged in parallel, in series or in parallel and in series.
The advantages of a fuse designed according to the invention are that a strip conductor can be designed with a large surface area and thus sufficient coverage with the filler. So the filler is well used. A wide strip conductor is preferably used, the width of which depends on its thickness and thus the required fusible conductor cross-section. The fuse is switched off reliably, as the interruption arc extends over the entire cross-section of the fuse link.
The shape and structure of the fusible conductor also enable the greatest possible and uniform utilization of the porosity and cooling effect of the filler. As a result, harmful thermal stresses are kept away from the insulator and the switching capacity is significantly increased. The shutdown characteristics are improved in terms of the operational requirements.
The cross-sectional constrictions, which are adapted to the respective purpose, run preferably transversely to the longitudinal extension of the fusible conductor as elongated recesses. The small expansion in the direction of the current flow send cross-sectional constrictions known to cause negligibly small losses.
Furthermore, if the cross-sectional constrictions are distributed over the width of the fusible conductor so that they are next to each other in rows and preferably not on top of each other in rows, the switching capacity is greatly increased by linking series and parallel connections as a result of equalizing the burn-off.
The attachment of a limiting current-reducing means in the vicinity of the central zone gives the fusible conductor, in cooperation with the cross-sectional constrictions, a sluggish character in the overload area and a nimble character in the short circuit area.
On the fusible conductor shown in the drawing of an embodiment of the invention, more detailed explanations are to be given. In Fig. 1, 1 denotes the fusible tape. In a certain response zone a, several cross-sectional constrictions 2 and several trough-like impressions 3 are provided for receiving application materials tailored to the base metal, which einwir ken when a certain heating occurs, reducing the limit current on the base metal.
Instead of these impressions with application materials, other measures, such as solder bridges, can also be used. To establish the connection, power supply lines 4, expediently obtained by shearing, are provided at both conductor ends. The width of the rectangular recesses 5 depends on the desired melting characteristic, while their length is chosen so that the increase in resistance is negligibly small.
In the limit current area and in the lower overcurrent area, the current interruption is initiated at point 3 in the immediate vicinity of the center of the fusible link. To support the limit current-reducing effect of the applied materials, the flow of current can be controlled through the perforation 6, for example.
At higher overcurrents and short-circuit currents, the cross-sectional constrictions 2 respond. After the ignition of the first cross-sectional constriction, the neighboring parts are switched on as a result of the potential differences that arise in the current conduction and thus in the arc path, so that even burn-off takes place.
By connecting several such wide-spread low current density arcs and split driving voltages in series, a large amount of filler is always used to absorb the ejected metal particles and to extract heat, which means that the arc gradients are large.
By carefully coordinating the length of the cross-sectional constriction, the interruption processes can be time-controlled within wide limits, so that the equalization processes take place without damaging voltage increases and an impairment of selectivity due to the duration of the arc is avoided.
In addition to the low losses, the selected cross-sectional constrictions also have a very valuable advantage for the switch-off characteristic. In the case of moderate current densities, such as occur, for example, with operational current surges, the cooling effect of the conductor parts adjoining the cross-sectional constrictions remains effective, which results in a response delay. In the case of short circuits, this cooling effect does not apply and requires a desired, short-circuit-fast operation.
Fig. 2 shows, for example, the fusible conductor in its final shape with the bent connection parts for easy production of reliable welded connections. The bent ends also allow a length compensation to bridge the inevitable tolerances that occur in particular with ceramic Umhüllungskör pern.