CS242817B1 - Tavný vodič vyaokonapětové pojistky - Google Patents

Abstract

Tavný vodič vysokonapětové pojistky se dvěma druhy úžin na kovovém pásku, jejichž dimenzováním je zaručeno spolehlivé vypínání pojistky v celé oblasti vypínaných nadproudů

Description

Vynález se týká tavného vodiče vysokonapěfové pojistky, pro stejnosměrný i střídavý proud.

Známé uspořádání tavného vodiče pojistky vn má na tenkém kovovém pásku větší početjúžin stejného tvaru, vzniklých výštipy nebo otvory určitého, např. kruhového tvaru. Při tomto uspořádání je třeba zvolit kompromis mezi spolehlivostí funkce v oblasti maximálních a malých nadproudů. Jiné známé uspořádání představuje tavný vodič z kovového pásku se dvěma druhy úžin. Můstky těchto úžin se liší délkou, přičemž poměr délek je v rozmezí 4 : 1 až 12 : 1, přičemž kratších můstků je mnbhem více než můst ků delších. Pojistky s těmito typy tavných vodičů mají v oblasti vypínání středních nadproudů nežádoucí vysoká přepětí.

Nevýhody prvního popsaného řešení s počívají v nespolehlivém vypínání buň v oblasti maximálních^ nebo malých nadproudů. Druhé řešení ,provázené vysokým vypínacím přepětím, je nevhodné pro použití v obvodech s polovodičovými prvky, které jsou na přepětí zvlášf citlivé.

Popsané nevýhody odstraňuje tavný vodič podle vynálezu, jehož podstatou je, že průřez prvního můstku v úžině prvního druhu je v poměru 1 : 1,2 vzhledem k průřezu druhého můstku téže úžiny, přičemž součet průřezů prvního i druhého můstku je v poměru 1 : 10 až 1 : 5 vzhledem k průřezu nezeslabeného pásku a dále že průměr bočních kruhových výštipů úžiny druhého druhu je v poměru 1 : 1,2 až 1 : 1 vzhledem k šířce pásku, přičemž průřez takto vzniklého můstku je rovněž v poměru 1 : 10 áž 1 : 5 vzhledem k průřezu nezeslabeného pásku.

Výhoda tavného vodiče podle vynálezu je v tom, že zaručuje spolehlivou funkci pojistky v celém rozsahu nadproudů ve střídavých i stejnosměrných obvodech od nejmenšího vypínacího proudu

242 817 až do maximálního při dodržení přísných požadavků na malé vypínací přepětí.

Na přiloženém výkresy je znázorněn příklad provedení tavného vodiče podle vynálezu, určeného pro pojistku 3,6 kV ss i st.

Na obr. 1 je tavný vodič se dvěma druhy úžin, obr. 2 představuje detail úžiny prvního druhu, na obr. 3 je detail úžiny druhého druhu a obr. 4 představuje průběh odtavování materiálu tavného vodiče v úžině prvního druhu v určitém rozsahu poruchových proudů.

V příkladu provedení je tavný vodič tvořen tenkým kovovým páskem 1^, opatřeným větším počtem úžin dvou druhů. Úžina 5 prvního druhu je tvořena dvěma obdélníkovými bočními výštipy 7. s kruhovým zaoblením a kruhovým otvorem 8 mezi nimi. Tak vzniknou dva paralelní můstky, první můstek 2 a druhý můstek £. Jejich šířka není stejná, přičemž poměr průřezů prvního můstku 2 a druhého můstku 3 je 1 : 1,2. Průměr kruhového otvoru 8 mezi oběma můstky 2, 3, je vzhledem k šířce pásku v poměru 1 : 2,5 (může být v rozmezí 1 : 2 až 1 : 2,7). Úžin 5 prvního druhu je na celém kovovém pásku 1^ celkem 24. Je volen tak, že na jeden kilovolt jmenovitého napětí pojistky připadá šest až sedm těchto úžin. Úžina druhého druhu je vytvořena jako jediný můstek 9, vzniklý dvěma přibližně půlkruhovými výštipy 4 (obr. 3).

Rozměry můstku £ a celé úžiny 6 druhého druhu jsou stanoveny tak, že průměr kruhových výštipů 4 úžiny J5 druhého druhu je sedm osmin šířky pásku 1 a průřez můstku 2 tvoří jednu osminu průřezu nezeslabeného pásku 1. Rozteč, se kterou jsou po délce pásku 1, rozmístěny úžiny 5 prvního druhu i rozteč úžin druhého druhu je konstantní. Úžin 6 druhého druhu je celkem šest, tj. čtyřikrát méně než μζίη 5 prvního druhu.

Funkce tavného vodiče podle vynálezu spočívá v tom, že při malých nadproudech se taví úžiny 6 druhého druhu, kdy velikost nadproudu nestačí k přetavení úžin 5 prvního druhu. Tavení můstků £ úžin 6 začíná v nejužším místě, přičemž vzniklé dílčí oblouky se postupně prodlužují a nevzniká tedy přepětí vlivem

242 817 velké strmosti poklesu proudu di/dt. Všechny nebo téměř všechny úžiny 6 se taví při nadproudech vyšších než asi pětinásobek jmenovitého proudu. Úžiny 5 prvního druhu se taví při nadproudech vyšších než přibližně patnáctinásobek až dvacetinásobek jmenovitého proudu. Rozdíl v průřezu obou paralelních můstků, prvního můstku 2 a druhého můstku 3 úžin 5. má za následek účinné potlačení nepříznivého jevu, který nastává v známých tav ných vodičů se dvěma druhy úžin v oblasti těsně nad hranicí tavení obou druhů úžin, kdy poměrně malé změně proudu mezi hodnotou, ležící pod touto hranicí a nad ní odpovídá několikanásobné zvýšení počtu přetavených míst, což vede k příliš rychlému poklesu proudu v obvodu a vzniku nepříznivého přepětí.

U tavného vodiče podle vynálezu se při zmíněných nadproudech taví nejdříve první můstky 2 s menším průřezem a za určitý čas druhé můstky 3 úžin 5. Časový rozdíl jnezi tavením můstků 2 a je dostatečný k oddálení konců přetavených prvních můstků 2 vlivem povrchového napětí roztaveného kovu a po přetavení druhých můstků 3 hoří dílčí oblouky mezi zbytky můstků 3 a prodlužují se směrem, který není rovnoběžný s podélnou osou vodiče, jak je znázorněno na obr. 4, kde ukazují šipky 11 směr, kterým se prodlužuje dílčí oblouk mezi odtavujícxmi se okraji 10 pásku 1 v úžině 5. Je zřejmé, že takto dochází k pomalejšímu prodloužení oblouku na délku potřebnou k přerušení proudu, než kdyby se oblouk při stejném proudu prodlužoval rovnoběžně s podélnou osou vodiče, Rovnoběžně s osou vodiče by se oblouk prodlužoval v případě, že by oba můstky v úžině měly stejný průřez, popř. kdyby úžina byla tvořena jediným můstkem. Při velkých nadproudech není popsaný jev pomalejšího prodloužení oblouku v úžině žádoucí, nebol by to mělo za následek propuštění velké energie pojistkou, což by ohrožovalo spolehlivost vypínání. Časový interval mezi tavením můstků 2 a 3 při průchodu velkého nadproudu není dostatečný k oddálení konců přetavených můstků 2. Oblouk začíná hořet mezi zbytky obou můstků 2 a 3 a prodlužování oblouku probíhá rovnoběžně s podélnou osou tavného vodiče.

- 4 242 817

Rozsah nadproudů, v němž se projevuje zpomalené prodlužování oblouku, je určen poměrem průřezů obou parale Laních můstků 2 a 3, zatímco míra zpomalení prodlužování oblouku je určena především průměrem otvoru 8. Velikost propuštěného proudu a velikost vypínacího přepětí v oblasti velkých nadproudů jsou ovlivněny především poměrem součtu průřezů obou můstků 2 a 3 úžiny 5 vzhledem k průřezu nezeslabeného pásku a celkovým počtem úžin 5 na vodiči.

Parametry, uvedené v příkladu provedení tavného vodiče, zaručují nízké vypínací přepětí a vysokou spolehlivost v celé oblasti vypínaných nadproudů.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Tavný vodič vysokonapětové pojistky pro stejnosměrný i střídavý proud, vytvořený z kovového pásku, opatřeného větším počtem úžin dvou druhů, z nichž první druh má tvar dvou můstků tvořených dvěma bočními výštipy a kruhovým otvorem mezi nimi a druhý druh má tvar jednoduchého můstku se dvěma kruhovými bočními výštipy, vyznačený tím, že průřez prvního můstku (2) v úžině (5) prvního druhu je v poměru 1:1, vzhledem k průřezu druhého můstku (3) téže úžiny (5), přičemž součet průřezů prvního i druhého můstku (2, 3) je v poměru

   1 : 10 až 1 : 5 vzhledem k průřezu nezeslabeného pásku (1), a dále, že průměr bočních kruhových výštipů (4) úžiny (6) druhého druhu je v poměru 1 : 1,2 až 1 : 1 vzhledem k šířce pásku (1), přičemž průřez takto vzniklého můstku (9) je rovněž 1 : 10 až 1 : 5 vzhledem k průřezu nezeslabeného pásku (1).
2. 2. Tavný vodič vysokonapětové pojistky podle bodu 1, vy značený tím, že celkový počet úžin (5) prvního druhu je čtyřikrát větší než počet úžin (6) druhého druhu·