CZ238694A3

CZ238694A3 - Device for protection against overload

Info

Publication number: CZ238694A3
Application number: CZ942386A
Authority: CZ
Inventors: Per Olov Karlstrom
Original assignee: Karlstroem Per Olov
Priority date: 1992-04-16
Filing date: 1993-04-14
Publication date: 1995-01-18
Also published as: EP0725993B1; WO1993021677A1; DE69314671D1; NO943817L; NO943817D0; FI944831A0; JPH07505757A; FI944831A; SE470118C; HU9402967D0; EP0725993A1; HUT73373A; SE9201223L; ATE159385T1; SE470118B; SE9201223D0

Abstract

An overload protector includes at least one body (10) made of an electrically conductive elastomeric material, and two electrodes. The defining surface (10') of the elastomeric body is intended to lie against and be deformed against a surface on at least one other body (11, 12). A pressure device (14) is provided for exerting pressure onto the body (10). The pressure device is preferably resilient. In this way, the overload protector will pass from a low resistive state to a high resistive state very rapidly when overcurrents occur, whereafter the overload protector will return to its initial resistance and can be reused.

Description

Oblast technikyTechnical field

Tento vynález se týká zařízeni na ochranu před přetížením nadproudem v elektrických obvodech, přičemž toto zařízení obsahuje alespoň jedno elektricky vodivé těleso a dvě elektrody, jejichž funkcí je napájet proud obvodu přes řečené vodivé těleso a jež leží proti tomuto tělesu v odpovídajících pozicích bud.' přímo anebo skrze medium nějaké vložené části, a dále zahrnuje tlačné prostředky pro vyvíjení bočního opěrného tlaku. Zařízení je v prvé řadě zamýšleno pro použiti v systémech s nízkým napětím, s provozním napětím nejvýše 1 000 V.The present invention relates to a device for overload protection in electrical circuits, the device comprising at least one electrically conductive body and two electrodes, the function of which is to supply the current of the circuit through said conductive body and which are opposite the body at corresponding positions of either. directly or through the medium of an intermediate portion, and further includes a pressure means for applying lateral support pressure. The device is primarily intended for use in low voltage systems with an operating voltage of 1000 V or less.

Dosavadní stav techniky proud omezující současnému stavuBACKGROUND OF THE INVENTION Current limiting current

Prvky omezováni proudu, či použijeme-li terminologii současného stavu techniky, zkratové chrániče, hlavně zahrnují pojistky a jističe, jež mají nejčastěji příslušné schopnosti, Daná technika je známá techniky a bylo již zavedeno několik standardů, jako například IEC 269, pokud jde o pojistky a IEC 947-2, pokud jde o jističe. Zkratový jistič je nabuzen pomoci zkratového proudu, který jím protéká. Zkratové jističe jsou buzeny podle dvou hlavních principů a jsou zde tudíž rozděleny do následujících skupin 1 a 2:Current limiting elements, or using state-of-the-art terminology, short circuit breakers mainly include fuses and circuit breakers that most often have the relevant capabilities. The technique is a known technique and several standards have already been introduced, such as IEC 269 for fuses and IEC 947-2 regarding circuit breakers. The short-circuit breaker is energized by the short-circuit current flowing through it. The short-circuit breakers are excited according to two main principles and are therefore divided into the following groups 1 and 2:

1. Pojistky, termistory s pozitivními teplotními koeficienty a samočinné do základní polohy se vracející zkratové chrániče, popsané ve specifikaci patentu U.S. 3 836 551, jež jsou buzeny, když jimi protéká zkratový proud jako výsledek vývoje zvýšené odporové energie v daném chrániči. Pokud aplikovaná elektrická energie způsobila zvýšeni teploty v chrániči, korespondující s bodem taveni rozhodujícího materiálu v chrániči, dochází ke zvýšeni odporu a začíná omezení zkratového proudu.1. Fuses, thermistors having positive temperature coefficients and self-resetting short-circuit protectors described in U.S. Pat. No. 3,836,551, which are excited when short-circuit current flows as a result of the development of increased resistive energy in the RCD. If the applied electrical energy caused an increase in the RCD temperature corresponding to the melting point of the critical material in the RCD, the resistance increases and the short-circuit current is reduced.

2. Na oblouku založené, proud omezující samočinné vypínače, například jističe jsou buzeny přímo prostřednictvím přeměny magnetické energie v mechanickou energii, pomocí elektrodynamických sil proudu, k nimž dochází v systému elektrického kontaktu obsaženého v daném jističi, či nepřímo skrze příslušné médium nějakého odděleného budícího zařízení složeného z elektromagnetického uvolňovacího zařízení, zvaného plunžr anebo schlagstiftanordnung, jež je rovněž buzeno proudem hlavního vedení. Kotva obsažená v magnetickém obvodě působí na systém elektrického kontaktu a/nebo na uvolňovací zařízeni pružinového mechanismu, jež provádí funkci zapnuto/vypnuto. Používá se rovněž dálkového řízení, například u stykačů, pro udržováni dvou stabilních mechanických stavů rovnováhy, respektive zapnuto/ vypnuto. Systémy elektrického kontaktu, v nichž elektrodynamické síly proudu působí přímo na dané elektrické kontakty, jsou již dříve známy současnému stavu techniky, a to například ze specifikací patentu GB 1 519 559, GB 1 489 010 a GB 1 405 377.2. Arc-based, current-limiting automatic circuit breakers, such as circuit breakers, are excited directly by converting magnetic energy into mechanical energy, by the electrodynamic current forces occurring in the electrical contact system contained in the circuit breaker, or indirectly through the respective medium of a separate excitation device. composed of an electromagnetic release device, called a plunger or a schlagstiftanordnung, which is also excited by the main line current. The armature contained in the magnetic circuit acts on the electrical contact system and / or on the release mechanism of the spring mechanism which performs an on / off function. Remote control, for example in contactors, is also used to maintain two stable mechanical equilibrium states, respectively on / off. Electrical contact systems in which the electrodynamic current forces act directly on said electrical contacts are previously known in the art, for example from the specifications of GB 1 519 559, GB 1 489 010 and GB 1 405 377.

Hybridy, v nichž se tyto dva principy používají jsou popsány ve specifikaci patentu GB 1 472 412 a článku Nový odpor PTC pro elektrické aplikace, od R.S. Perkins, et at, zveřejněný v časopise IEEE Transactions on Components, Hybrids and Manufacturing Technology, Vol. CHMT-5, No. 2, June 2, 1982, na straně 225-230 a publikace U.S. 3 249 810 a DE 35 446 47, mezi jinými.Hybrids in which these two principles are used are described in the specification of patent GB 1,472,412 and the article New PTC Resistance for Electrical Applications, by R.S. Perkins, et al., Published in IEEE Transactions on Components, Hybrids and Manufacturing Technology, Vol. CHMT-5 2, June 2, 1982, at pages 225-230; 3 249 810 and DE 35 446 47, among others.

Jeden vážný nedostatek zkratových jističů podle skupin 1 a 2 výše, obzvlášrě v případě vysokého a strmého (= rychle narůstajícího) zkratového proudu, spočívá v jejich vysoké vnitřní inercii. Termální inercie má omezující účinek na zkratové chrániče popsané ve skupině 1 výše, přičemž v případě na oblouku založených jističů je to mechanická energie, t.j. inercie hmoty, jež se stává důležitou, chceme-li rychle oddělit elektrické kontakty. Jako následek hmotnostní inercie je na elektrických kontaktech v na oblouku založených jističích daný oblouk zpožděn a následně napětí oblouku, důležité při dosahování omezení proudu, nedosahuje hodnot, při nichž je jinak jednotvárně rostoucí zkratový proud omezen, než uteče relativně dlouhý čas zpoždění (ms). Navíc, je vyžadován velmi vysoký kontaktní tlak, proporcionální ke čtverci jmenovitého nebo nominálního proudu daného zařízení, aby byly příslušné elektrické kontakty schopné přenášet jmenovitý proud na základě normálních provozních proudů. Toto rovněž zabraňuje, aby se elektrické kontakty rychle oddělily, protože kontaktní tlak působí proti elektrodynamickým, odpuzujícím a rozdružujícím silám.One serious shortcoming of short-circuit breakers according to groups 1 and 2 above, particularly in the case of high and steep (= rapidly increasing) short-circuit current, lies in their high internal inertia. Thermal inertia has a limiting effect on the short-circuit breakers described in Group 1 above, and in the case of arc-based circuit breakers, it is the mechanical energy, i.e., the inertia of matter, which becomes important if we want to quickly separate electrical contacts. As a result of the mass inertia, the arc is delayed on the electrical contacts in the arc-based circuit breakers, and consequently the arc voltage, important in achieving current limitation, does not reach values where otherwise dwarfing short-circuit current is limited before the relatively long delay time (ms). In addition, a very high contact pressure, proportional to the square of the rated or nominal current of the device, is required to enable the respective electrical contacts to transmit the rated current based on normal operating currents. This also prevents the electrical contacts from quickly separating because the contact pressure counteracts electrodynamic, repulsive and separating forces.

Možnost nastavení citlivosti zkratových chráničů popsaných v kategoriích 1 a 2 je velmi omezená. Následně, u chrániče hlavního vedeni a podřízených chráničů se vyžaduje detailní koordinační spolupráce. Byly tudíž vypracovány standardy, například DIN 57 636 Teil 21/VDE 0636 Teil 21 § 7, 12 a IEC 947-2, poněvadž chybná koordinace může, mimo jiné, způsobit problémy se selektivitou, jež se v existujících systémech obtížné opravují (nastavují).The sensitivity of the short-circuit breakers described in categories 1 and 2 is very limited. Consequently, detailed line coordination is required for the main line and sub-protectors. Standards have therefore been developed, such as DIN 57 636 Teil 21 / VDE 0636 Teil 21 § 7, 12 and IEC 947-2, since incorrect coordination can, among other things, cause selectivity problems that are difficult to correct (set) in existing systems.

Jako výsledek výše uvedených nedostatků, a obzvláště inercie, 2kratové chrániče používané na základě principů uvedených v kategoriích 1 a 2 výše, jsou méně vhodné jako zkratové chrániče nebo proudové přechodové chrániče pro tyristory nebo elektrické vybaveni, protože jsou citlivé jak vůči derivátům velkého proudu, tak zkratovým proudům, jež se mohou taks přihodit v kapacitních obvodech a obvodech induktivního motoru s velkými předpokládanými zkratovými proudy. Typické hodnoty předpokládaných zkratových proudů jsou Ik = 50-100 kA a korespondující časové deriváty proudu od 22-44 kA/ms. U jmenovitého proudu 100 A dovolí konvenčni pojistka průchod proudu s vrcholem okolo 16 kA a / i².dt~2O kA , což značné přesahuje povolené hodnoty korespondujících tyristorů. Následně, v tyristorových obvodech jsou často obsaženy tlumivky, aby redukovaly deriváty proudu, čímž umožňují použiti výše popsaného zkratového chrániče.As a result of the above drawbacks, and in particular inertia, 2-short circuit breakers used on the basis of the principles outlined in categories 1 and 2 above are less suitable as short-circuit breakers or residual current circuit breakers for thyristors or electrical equipment because they are sensitive to both high current derivatives and short-circuit currents, which can also occur in capacitive and inductive motor circuits with high expected short-circuit currents. Typical values of assumed short-circuit currents are Ik = 50-100 kA and corresponding time derivatives of current from 22-44 kA / ms. At rated current of 100 A fuse allows conventional current to flow with a peak of about 16 kA / .dt i ² ~ 2 O kA, which greatly exceeds the permitted values of corresponding thyristors. Consequently, chokes are often included in thyristor circuits to reduce current derivatives, thereby allowing the use of the short-circuit protector described above.

Samočinný, do základní polohy se vracející zkratový chránič se hlavně skládá z tak zvaných termistorů. Výraz prvek PTC je přijatým označením termistorů, jejichž měrný odpor má pozitivní teplotní koeficient (Positive Temperature Coef f icient).The self-acting, short-circuiting short-circuit protector mainly consists of so-called thermistors. The term PTC element is the accepted designation for thermistors whose resistivity has a positive temperature coefficient.

Elektricky vodivé polymerové směsi, obzvláště kompozice PCT, a zařízení, jež obsahuji směsi PCT, jsou známé současnému stavu techniky. V tomto ohledu může být proveden odka2 na patenty U.S. s čísli 2 978 665, 3 351 882, 4 017 715, 4 177 376 a 4 246 468 a rovněž na patent U.K. čís lo 1 534 715. Pozdější vývoj je popsán, například, v patentu Německa číslo 2 948 350, 2 948 281, 2 949 174 a 3 002 721 a rovněž v různých patentových žádostech, jako například U.S. pořadové číslo 41 071 (MPO 295), 67 207 (MPO 299 ) a 83 344 patentových žádostí ? jako například U.S. 141 984 (MP = 712), 141 987 (MPO 713), 141Electrically conductive polymer compositions, particularly PCT compositions, and devices containing PCT compositions are known in the art. In this regard, reference may be made to U.S. Pat. Nos. 2,978,665, 3,351,882, 4,017,715, 4,177,376 and 4,246,468 as well as U.K. Later developments are described, for example, in German Patent Nos. 2,948,350, 2,948,281, 2,949,174 and 3,002,721, as well as in various patent applications such as U.S. Pat. serial numbers 41 071 (MPO 295), 67 207 (MPO 299) and 83 344 patent applications? such as U.S. Pat. 141,984 (MP = 712), 141,987 (MPO 713), 141

988 (MPO 714), 141 989 (MPO 715), 141 991 (MPO 720) a 142 054 (MPO 725).988 (MPO 714), 141,989 (MPO 715), 141,991 (MPO 720), and 142,054 (MPO 725).

(MPO 701) a pořadové číslo(MPO 701) and serial number

Jedním z problémů u prvků PTC je, že když jsou zahřívány proudem, který přes ně protéká a dosáhne se teploty, při niž se prvky PTC stávají samočinné nastavujícími, příslušné napětí je přebíráno nějakým fragmentem prvku PTC a tento fragment je podroben vysokému napětí, jež hro2i zničit prvek PTC. Ztvárnění PTC, v nichž je tento problém odstraněn, jsou známy, například, z evropského patentu EP 0 038 716. Prvky PCT pro chrániče před přetížením jsou často sestaveny z polymerického materiálu, jako je například vysokotlaký polyetylén, obsahující částice elektricky vodivého materiálu, například lampové saze anebo saze, a vykazují měrný odpor s vysokým pozitivním tepelným koeficientem.One problem with the PTC elements is that when heated by the current flowing through them and reaching a temperature at which the PTC elements become self-adjusting, the respective voltage is taken over by a fragment of the PTC element and this fragment is subjected to a high voltage. destroy the PTC element. PTC embodiments in which this problem is eliminated are known, for example, from European patent EP 0 038 716. PCT elements for overload protectors are often composed of a polymeric material, such as high pressure polyethylene, containing particles of an electrically conductive material, e.g. % or soot, and exhibit a resistivity with a high positive thermal coefficient.

Keramické termistorx, jež vykazují charakteristiky PCT jsou známy ze zveřejnění patentu GB-A - 1 570 133. Nejběžnejsi keramické termistory jsou založeny na BaTiO^ anebo na ^V2°3Jednou výhodou, jíž poskytuje termistor na polymerovém základě, ve srovnání s keramickým termistorem, je, že jeho resistence stoupá jednotvárné s teplotou. Jeho výroba je rovněž levná. Avšak, komerčně dostupné termistory polymerového typu jsou projektovány pro relativné nízké jmenovité nebo nominální napětí a nemohou být tudíž snadno použity například v distribučních sítích. Navíc, konfigurace a spojení termistorů jsou normálně taková, že termistory jsou podrobeny velkým repulzním silám při vysokých zkratových proudech, jako výsledek aniparalelních drah proudu, čímž dochází k roztržení elektrod na kusy.Ceramic thermistors which exhibit PTC-characteristics are known from Patent Publication GB-A - 1 570 133. The most common ceramic thermistors are based on BaTiO ^ or ^V at 2 ° 3Jednou advantage conferred by polymer-based thermistor in comparison with the ceramic thermistor is that its resistance rises dull with temperature. Its production is also cheap. However, commercially available polymer type thermistors are designed for relatively low rated or nominal voltages and therefore cannot be easily used in, for example, distribution networks. In addition, the configuration and connection of thermistors are normally such that the thermistors are subjected to high repulsive forces at high short-circuit currents, as a result of the aniparallel current paths, thereby breaking the electrodes into pieces.

Je rovněž známo, že na polymeru založené prvky PCT, sandwichového typu, se nenavrací do původní resistence potom, co přešly od nízkého odporového stavu do vysokého odporového stavu. Ve vážnějších případech, když jsou prvky PCT podrobeny vysokým elektrickým napětím jako jsou zkratové proudy, v centrálních částech nebo jiných částech polymerové kompozice prvku PCT se vytváří bubliny a trhliny, takže daný prvek není dále funkční, t.j. je zničen.It is also known that the polymer-based sandwich-type PCT elements do not return to their original resistance after switching from a low resistive state to a high resistive state. In more serious cases, when PCT elements are subjected to high electrical voltages such as short-circuit currents, bubbles and cracks form in the central portions or other portions of the polymer composition of the PCT element so that the element is no longer functional, i.e., destroyed.

Z těchto důvodů až dosud nebyly na polymeru založené termistory používány v žádném významném rozsahu v praxi v rámci technologií elektrické energie, ale byly zatím hlavně používány k ochraně elektrického zařízeni, ačkoli příslušná termální inercie omezuje pole možné aplikace.For these reasons, polymer-based thermistors have hitherto not been used to any significant extent in the field of electrical technology, but have so far been mainly used to protect electrical equipment, although the respective thermal inertia limits the field of possible application.

Podstatný rozdíl mezi termistory a pojistkami je v tom, že termistory se samočinně vrací do základní polohy po zkratu, t.j. termistory mohou být po zkratu opět použity, což se vztahuje rovněž na chrániče obvodu.The essential difference between thermistors and fuses is that the thermistors automatically return to their home position after short circuit, i.e. the thermistors can be reused after short circuit, which also applies to circuit breakers.

Elastomery jsou složeny ze všech polymerů, jež vykazují elastické vlastnosti podobné těm, jež vykazuje přírodní kaučuk. Elastomery mohou být stlačeny nebo roztaženy uvnitř relativně velkého elastiku vymezeného prostoru a navracet se do svého původního stavu, když je dané zatížení odstraněno. Elektricky vodivé elastomery jsou třídou kaučuku a plastik, jež byla učiněna elektricky vodivými, bud' přidáním kovových směsí nebo orientováním kovových vláken pod vlivem elektrických polí, či přidáním různých uhlíkových směsí nebo keramiky, například materiálu V2O3 , rozptýleného způsobem, jenž je popsán v článku Termistory kompozitu V2O3, od D. Moffata, et al, zveřejněném v jednáních 6. Mezinárodního sympozia IEEE o apliacích feroelektrik, 1986, strany 673-676. V kaučuku se používá několik druhů uhlíkové černi, například grafitu, acetylénové černi, lampových sazí a retortových sazí s částicemi o průměru pohybujícím se od 10-300 nm. Příklady vhodných kaučukových materiálů, jež se stávají vodivými po přidání kovových směsi anebo uhlíkových směsi, jsou butyl, naturál, polychloroprén, neoprán, EPDM a nejdůležitějsi silikonový kaučuk. Aditiva kovů a kovových slitin v práškové formě, vhodná jako elastomerická aditiva, jsou stříbro, nikl néď, postříbřena měď, postříbřený nikl a postříbřené aluminium.Elastomers are composed of all polymers that exhibit elastic properties similar to those of natural rubber. The elastomers may be compressed or stretched within a relatively large elastic of the space and return to their original state when the load is removed. Electrically conductive elastomers are a class of rubber and plastics that have been made electrically conductive, either by adding metal compounds or by orienting metal fibers under the influence of electric fields, or by adding various carbon compounds or ceramics, such as V2O3, dispersed as described in Thermistors. composite of V2O3, by D. Moffat, et al., published in the 6th IEEE International Symposium on Ferroelectric Applications, 1986, pages 673-676. Several types of carbon black are used in rubber, for example graphite, acetylene black, lamp black and retort black with particles ranging in diameter from 10-300 nm. Examples of suitable rubber materials that become conductive upon the addition of metal or carbon blends are butyl, natural, polychloroprene, neoprene, EPDM, and most important silicone rubber. Powdered metal and metal alloy additives suitable as elastomeric additives are silver, nickel, silver-plated copper, silver-plated nickel, and silver-plated aluminum.

Elektricky vodivé elastomery se používají jako měniče elektromotorického napéti v rámci technologie měničů. Elektrické vlastnosti jsou změněny, když jsou elektricky vodivé elastomery deformovány, například, jako výsledek podrobení tlaku nebo napětí, jež se projeví ve změně resistence.Electrically conductive elastomers are used as electromotive voltage transducers within converter technology. The electrical properties are altered when the electrically conductive elastomers are deformed, for example, as a result of subjecting to pressure or stress that results in a change in resistance.

Nejbéžnějšími druhy uhlíkových nebo kovy plněných plastik jsou polyetylén a polypropylén. Tyto jsou v současnosti používány pro zahřívání kabelů a pro chrániče před přetíženém, například dříve uvedených na polymer; založených termistorů PTC.The most common types of carbon or metal-filled plastics are polyethylene and polypropylene. These are currently used for heating cables and for overload protectors, such as those previously mentioned on a polymer; based PTC thermistors.

Avšak inkluze elektricky vodivých plniv poškozuje mechanické vlastnosti daného plastika. Materiál se stává křehkým a tvrdým a tímto se ne snadno deformuje. Tyto materiály jsou tudíž nevhodné jako měniče a rovněž vyžaduji poměrně komplikovanou techniku spojování pro aplikace PTC. Další omezení uhlíkem plněných plastik spočívá v jeiich poměrně vysokém měrném odporu, který je typicky 1 Ohmem a vyšší. Na druhé straně, kovem plněná plastika mohou být produkována se značné menším měrným odporem, nižším než 0,5 Ohmem, ačkoli voltáž a stabilita napětí se stávají velmi špatnými a následně tyto materiály nejsou vhodné jako chrániče před přetížením.However, the inclusion of electrically conductive fillers damages the mechanical properties of the plastic. The material becomes brittle and hard and is not easily deformed. These materials are therefore unsuitable as converters and also require a relatively complicated coupling technique for PTC applications. A further limitation of the carbon-filled plastics is their relatively high resistivity, which is typically 1 Ohm and higher. On the other hand, metal-filled plastic can be produced with considerably less resistivity, less than 0.5 Ohm, although the voltage and voltage stability become very poor and consequently these materials are not suitable as overload protectors.

Elektricky vodivým elastomerům mohou být uděleny velmi nízké odpory, například odpory 2 mOhmcn nebo nižší, pomocí přidání kovového prachu. Jedna výhoda, již poskytuji elastomery je, že jsou velmi měkké ve srovnání s uhlíkem plněným polyetylénem a polypropylénem, i když obsahuji velká kvanta elektricky vodivého plniva. Tyto elastomery máji typické číslo dle Shorea mezi 20-80, podle amerického Standardu D224O (Q/C).Electrically conductive elastomers can be imparted very low resistors, for example resistances of 2 mOhmcn or lower, by adding metallic dust. One advantage that the elastomers provide is that they are very soft compared to carbon filled polyethylene and polypropylene, although they contain large quantities of an electrically conductive filler. These elastomers have a typical Shore number between 20-80, according to the American Standard D224O (Q / C).

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Cílem tohoto vynálezu je zajistit poměrně jednoduchý a ne drahý chránič před přetížením, který má schopnost omezit nejvšší zkratové proudy, jež se vyskytují v síti nízké vysokého proudu, a jehož jeho citlivost odpovědi může objektu, který má chránit.It is an object of the present invention to provide a relatively simple and not expensive overload protector that has the ability to limit the highest short-circuit currents that occur in a low high current network and whose response sensitivity can protect the object it is to protect.

voltáže, i při derivátech charakteristika uvolnění, t.j. být snadno adaptována podlevoltage, even with derivatives, the release characteristic, i.e., be readily adapted to

Tohoto cíle je dosaženo podle tohoto vynálezu pomoci ochranného zařízení, jež má charakteristické rysy uvedené v následujícím nároku 1.This object is achieved according to the invention by means of a protective device having the features set forth in the following claim 1.

Deformováním alespoň jednoho zakřiveného nebo konvexně definovaného povrchu elektricky vodivého elastomerického tělesa obsaženého v prvku omezujícím proud s pomocí tlačného zařízeni a integrováním elektrod, jež jsou aktivní při vedení proudu skrze prvek omezující proud, je dosaženo podstatně účinnějšího omezení proudu, než se docílí pomocí tradičních zkratových jističů, popsaných pod hlavičkou Dosavadní stav techniky. To vede ke značným úsporám nákladů, zejména na straně ve směru proudu od daného prvku omezování proudu. Zařízení může být nahrazeno jak tradičními pojistkami, tak tak zvanými automatickými jističi (MCB) a má v sobě výhody poskytované oběma těmito typy jističů a to bez jejich nevýhod, jako je omezená délky životnosti pojistky a omezené schopnosti automatického jističe při výskytech krátkého spojeni.By deforming at least one curved or convexly defined surface of the electrically conductive elastomeric body contained in the current limiting element by means of a pusher and integrating the electrodes that are active in conducting current through the current limiting element, a substantially more efficient current limitation is achieved than traditional short circuit breakers. as described in the prior art. This leads to considerable cost savings, especially on the downstream side of the current limiting element. The device can be replaced by both traditional fuses and so-called automatic circuit breakers (MCBs) and has the advantages provided by both types of circuit breakers without their disadvantages, such as the limited life of the fuse and the limited capability of the automatic circuit breaker when short circuit occurs.

Zařízení, jež funguje jako prvek omezující proud, obsahuje nejméně jedno elektricky vodivé elastomerické těleso a dvě elektrody. Polymerová kompozice elastomerického tělesa může být jakéhokoli známého druhu a netvoří žádnou část tohoto vynálezu. Příkladem vhodných elastomerů v tomto zřeteli je obzvláště butyl, naturál, polychlorpropén, neoprén, EPDM a silikonový kaučuk. Elektrovodivý práškový elastomerickém a sousedící materiál je přednostně složený ze stříbra, niklu, kobaltu, postříbřené mědi, postříbřeného niklu, postříbřeného aluminia, lampových sazí, vodivých sazi nebo sazí. Práškový materiál bude mit vhodně částice velikosti od 0,01 do 10 mikrometrů a práškové plnidlo je vhodně přítomné v množství odpovídající 40-90% spojené váhy práškového plnidla a elastomerického materiálu. Měrný odpor elektrického elastomerického tělesa bude přednostně ležet v rozmezí od 0,1 mohmcm do 10 Ohmem. Pokud zařízení obsahuje více než jedno elektricky vodivé elastomerické těleso, tato tělesa mohou být vyrobena ze vzájemné stejných nebo odlišných eiastomerú a pak se vzájemně stejnými nebo odlišnými plnivy a měrným odporem. Elektrody jsou tradičního typu, například postříbřená med'. Elektrody jsou přednostně orientovány tak, že mezi těmito elektrodami vzninou repulzni síly, když jimi procházejí vysoké proudy. Tlak dosažený na elektrodách, například pomocí známého tlačného zařízení, popsaného v U.S. 3 914 727, či tradičním pružinovým mechanismem pro funci zapnuto/vypnuto elektrického vypínače, deformuje konvexní dosedající povrch elastomerického tělesa, když zařízeni obsahuje takový povrch dosednutí. Tato deformace dosahuje přednostně nejméně 5%. Deformace 5-30% je obzvláště přednostní, když je definována počátečním bodem ze vzdáleností mezi dvěma tělesy, jež hraničí na uvažovaném tělese, t.j. vzdálenost, když je tlak tělesa leží v dosednuti s tělem elastomerického tělesa a jestliže se daná vzdálenost mění do 0,7.d po aplikaci tlaku, těleso bude deformováno pomocí 30%. Obzvláště upřednostňovanými elastomerickými tělesy jsou ty, jež máji tvrdost mezi 30-50 IRHD v souladu s Britským standardem BS9O3/A26, ačkoli materiály mající jak nižší, tak vyšší tvrdost, mohou být představitelně použity.The device that functions as a current limiting element comprises at least one electrically conductive elastomeric body and two electrodes. The polymer composition of the elastomeric body may be of any known kind and does not form part of the present invention. Examples of suitable elastomers in this regard are, in particular, butyl, natural, polychloropropene, neoprene, EPDM and silicone rubber. The electroconductive powdered elastomeric and adjacent material is preferably composed of silver, nickel, cobalt, silver-plated copper, silver-plated nickel, silver-plated aluminum, lamp black, conductive black or carbon black. The powder material will suitably have a particle size of from 0.01 to 10 microns and the powder filler is suitably present in an amount corresponding to 40-90% of the combined weight of the powder filler and the elastomeric material. The resistivity of the electrical elastomeric body will preferably be in the range of 0.1 to 10 ohms. If the device comprises more than one electrically conductive elastomeric body, the bodies may be made of the same or different eiastomers and then with the same or different fillers and resistivity. The electrodes are of the traditional type, for example silver-plated honey. The electrodes are preferably oriented such that repulsive forces occur between these electrodes when high currents pass through them. The pressure achieved on the electrodes, for example by means of the known pusher device described in U.S. Pat. No. 3,914,727, or the traditional spring on / off mechanism of the electrical switch, deforms the convex abutment surface of the elastomeric body when the device comprises such abutment surface. This deformation preferably amounts to at least 5%. A 5-30% deformation is particularly preferred when defined by the starting point of the distances between the two bodies bordering on the body under consideration, i.e. the distance when the body pressure is in abutment with the body of the elastomeric body and if the distance changes to 0.7 .d after applying pressure, the body will be deformed by 30%. Particularly preferred elastomeric bodies are those having a hardness of between 30-50 IRHD in accordance with British Standard BS9O3 / A26, although materials having both lower and higher hardness can conceivably be used.

Podle jednoho obzvláště přednostního ztělesněni tohoto vynálezu, tlakové zařízeni je opatřeno tlak vyvíjejícími prostředky, jež mají pružinové vlastnosti. Pružinové zařízeni tohoto přednostního sestavení značné usnadňuje odděleni a tím redukci průchozí plochy mezi povrchem konvexního dosednuti elastomerickych těles, pokud jsou takové plochy obsaženy, a sousedícím tělesem.According to one particularly preferred embodiment of the present invention, the pressure device is provided with pressure generating means having spring properties. The spring device of this preferred assembly greatly facilitates the separation and thus the reduction of the passage surface between the convex abutment surface of the elastomeric bodies, if any, and the adjacent body.

Podle jednoho zvlášť přednostního ztvárnění tohoto vynálezu, když je v proud omezujícím prvku obsažen pouze jedno elektricky vodivé elastomerické těleso, toto elastomerické těleso je vloženo mezi štěrbinovou elektricky izolující desku. Elastomerické těleso je umístěno ve štěrbině a je rozšířeno tak, aby vyplnilo danou štěrbinu, když je tato podrobena napětí. Tímto způsobem je získán elsktrický izolátor, který brání elektrickému vzníceni v případě zkratu.According to one particularly preferred embodiment of the present invention, when only one electrically conductive elastomeric body is contained in the current limiting element, the elastomeric body is sandwiched between the slotted electrically insulating plate. The elastomeric body is disposed within the slot and is expanded to fill the slot when the latter is subjected to tension. In this way, an electric insulator is obtained which prevents electrical ignition in the event of a short circuit.

Podle ještě dalšího ztvárnění tohoto vynálezu je jedno elastomerické těleso přiloženo na další elastomerické těleso dle tohoto vynálezu ve stejném tlačném zařízení.According to yet another embodiment of the present invention, one elastomeric body is applied to another elastomeric body of the invention in the same pusher.

Podle ještě jednoho ztvárnění tohoto vynálezu je elastomerické těleso s dutinou a může být deformováno vice než 30%, kde rozsah deformace závisí na průměru dutiny. Výhodou tohoto řešení je, že může být použit poměrně tvrdý elastomerický materiál a stále ještě umožňuje tělesu, aby bylo značně deformováno.According to yet another embodiment of the invention, the elastomeric body is a cavity and may be deformed by more than 30%, where the extent of deformation depends on the diameter of the cavity. The advantage of this solution is that a relatively hard elastomeric material can be used and still allows the body to be greatly deformed.

Pomocí tohoto vynálezu bylo shledáno možným čelit nebo zcela odstranit nedostatky popsané pod hlavičkou Dosavadní stav techniky, jako je insensitivita atd. chrániče před přetížením. Odpor prvku omezujícího proud se mění, když dojde ke zkratovým proudům při vývoji nízké energie, čímž se redukuje termální a mechanická inercie. Dále, následně k tomu, že prosel z nízkého odporového do vysokého odporového stavu, proud omezující prvek se navrací do originální resistence a je tímto znova použitelný potom, co byl podroben účinkům zkratových proudů. Jeden myslitelný důvod pro výsledek dosažený tímto vynálezem může být následující: u normálního průtoku proudu je udržován nízký transitní odpor mezi těmi prvky, jež jsou v kontaktu jeden s druhým skrze transitní povrch, který je vytvořen když má dané těleso povrch konvexního dosednutí anebo tělesa, jsou-li obsaženo více než jednoho takové těleso, jsou deformována vnějším tlačným zařizenim. Když se vyskytnou vysoké zkratové proudy, elektrody se oddělí jako výsledek sil proudu. Navíc se vyskytnou tak zvané sily sevřeni v přechodu mezi povrchem konvexního dosednutí elastomerických těles, když existuje jeden takový povrch, a sousedících těles, v důsledku konfigurace přednostního povrchu dosednutí. To vede k omezeni povrchu dosednutí, částečně proto, že elastomerické těleso s konvexním povrchem dosednuti může být deformováno a částečně proto, že se dané elektrody oddělí. Jako výsledek dojde dojde k rychlejšímu zvýšeni energetického vývoje ve zmenšujícím se povrchu přechodu, což způsobí značné zvýšení odporu elastomerického tělesa v přechodovém povrchu bez toho, aby byl zbytek elastomerického tělesa podroben nedovoleně vysokým napětím. Navíc, jako výsledek průřezové konfigurace přednostního elastomerického tělesa, hustota proudu je největší podél linie symetrie průřezového povrchu mezi elektrodami, což znamená, že daný materiál je v této oblasti pod největším namáháním, čímž se brání vytváření bublin a prasklin v průřezu v pravých úhlech ke směru proudu.With the present invention, it has been found possible to counter or completely overcome the drawbacks described in the prior art, such as insensitivity, etc., of an overload protector. The resistance of the current limiting element changes when short-circuit currents occur at low energy, thereby reducing thermal and mechanical inertia. Further, after passing from a low resistive to a high resistive state, the current limiting element returns to its original resistance and is thus reusable after being subjected to the effects of short-circuit currents. One conceivable reason for the result achieved by the present invention may be as follows: in normal current flow, low transit resistance is maintained between those elements in contact with each other through the transit surface that is formed when the body has a convex abutment surface or body if more than one such body is included, they are deformed by an external pusher. When high short-circuit currents occur, the electrodes separate as a result of current forces. In addition, so-called clamping forces occur in the transition between the convex abutment surface of the elastomeric bodies when there is one such surface, and adjacent bodies, due to the configuration of the preferred abutment surface. This leads to a limitation of the abutment surface, partly because the elastomeric body with the convex abutment surface can be deformed and partly because the electrodes are separated. As a result, the energy development in the decreasing transition surface will increase more rapidly, causing a significant increase in the resistance of the elastomeric body in the transition surface without subjecting the remainder of the elastomeric body to unduly high stresses. In addition, as a result of the cross-sectional configuration of the preferred elastomeric body, the current density is greatest along the line of symmetry of the cross-sectional surface between the electrodes, which means that the material is under greatest stress in this region, avoiding the formation of bubbles and cracks in cross-section at right angles to direction current.

Mezi jinými věcmi se v zařízení omezujícím proud docílí následujících výhod, když dojde ke kombinaci fyzických vlastnosti, popsaných v Dosavadním stavu techniky, například takových schopností jako je tlaková odpověď elektricky vodivých elastomerů, přechodových povrchů a elektrodynamický repulzni efekt, dosažený vhodnou geometrickou konfigurací elektricky vodivých elastomerických těles a elektrod, spolu s vhodným výběrem materiálu e lek trouy:Among other things, the following advantages are achieved in a current limiting device when the physical characteristics described in the prior art are combined, such as capabilities such as pressure response of electrically conductive elastomers, transition surfaces, and electrodynamic repulsion effect achieved by a suitable geometric configuration of electrically conductive elastomeric. bodies and electrodes, together with an appropriate choice of oven material:

a) značně zvýšená citlivost při derivátech vysokého proudu a zkratových proudech v důsledku pružných prostředků tlaku a přednostních konfiguraci elektrody, jež spolu se zvláště konfigurovaným elektricky vodivým elastomerickým tělesem odpuzuje elektrody,a) considerably increased sensitivity for high current derivatives and short-circuit currents due to flexible pressure means and preferred electrode configurations which together with a specially configured electrically conductive elastomeric body repel the electrodes,

b) zařízení může být vyrobeno velmi nízkoohmické, v důsledku deformace kontaktního přechodu mezi elektricky vodivým elastomerickýmn tělesem a elektrodou,b) the device can be made very low ohmic due to deformation of the contact transition between the electrically conductive elastomeric body and the electrode,

c) menší problémy se selektivitou v elektrických obvodech, obsahujících chránič hlavního přívodu a podřízené chrániče,(c) minor selectivity problems in electrical circuits containing a mains protector and subordinate protectors;

d) prvek se navrací do své původní resistence potom, co projde od nízkého odporového stavu do stavu vysokého odporového stavu,d) the element returns to its original resistance after passing from low resistance state to high resistance state,

e) jednoduché obvod přerušující zařízení, jež podle svých možnosti nevyžaduje opatření krytů oblouku, když jsou elektrody mechanicky připojeny k tradičnímu mechanismu zapnuto/vypnuto u jističů, jež v nastaveni zapnuto udržují požadovaný tlak mezi elektrodou (= kontakt) a elektricky vodivým elastomerickýmn tělesem,(e) a simple circuit breaking device which, as far as possible, does not require arc shielding when the electrodes are mechanically connected to a traditional on / off mechanism for circuit breakers that maintain the desired pressure between the electrode (= contact) and the electrically conductive elastomeric body;

f) odstraněni rizika svářeni, když je obsaženo uspořádáni jističe podle bodu e) výše,(f) eliminating the risk of welding when the circuit breaker arrangement according to (e) above is included;

g) k vibracím a odrazu necitlivou funkcí zapnuti,g) vibration and reflection by insensitive on function,

h) možnost nastavení příslušné citlivosti zařízení, když tlak udržovaný tlačným zařízením může být upraven a méněn známým způsobem, čímž se umožni aby jeden a týž chránič přetíženi byl použit v rozšířeném rozpětí jmenovitého proudu,(h) the possibility of adjusting the appropriate sensitivity of the device when the pressure maintained by the pusher device can be adjusted in a less known manner, thereby allowing one and the same overload protector to be used within the extended rated current range;

i) velmi malé vnější rozměry, protože elektricky vodivému(i) very small external dimensions because of the electrically conductive

e]astoraerickému materiálu může být dán velmi malý měrný odpor < 1 mohmcm,e] astoraeric material can be given very low resistivity <1 mohmcm,

j) tyristorové obvody se mohou vyhnout opatřování zvláštních tlumivek.(j) thyristor circuits may avoid providing special chokes.

Přehled obrázků na výkreseOverview of the drawings

Tento vynález bude dále podrobněji popsán s pomocí odkazů na příklady jeho ztvárněni a referencemi k příslušným doprovodným výkresům, z nichž:The present invention will be described in more detail below with reference to exemplary embodiments thereof and with reference to the accompanying drawings, in which:

Obrázky la-c - znázorňují pohledy středním řezem třech přednostních ztvárnění jedné části tohoto vynálezu, přičemž tato část se hlavně skládá z elektricky vodivých elastomerických těles a elektrod,Figures 1a-c - show a mid-sectional view of three preferred embodiments of one part of the invention, which part mainly consists of electrically conductive elastomeric bodies and electrodes,

Obrázek 2 - znázorňuje odpor R jako funkci vzdálenosti d mezi dvéma elektrodami, mezi nimiž je stlačeno elektricky vodivé elastomerické těleso semicylindrického průřezu o poloměru r,Figure 2 shows the resistance R as a function of the distance d between two electrodes between which an electrically conductive elastomeric body of semicylindrical cross section of radius r is compressed,

Obrázek 3 obrázek 4Figure 3 Figure 4

Obrázek 5 znázorňuje jedno ztvárněni vynálezeckého prvku omezujícího proud, zapojeného v nějakém elektrickém obvodě, znázorňuje průběh proudu v případě krátkého spojeni pomocí prvku podle Obr. 3, / i².dt proud pojistka znázorňuje srovnání mezi křivkami za vynalezený prvek omezující a tradičním chráničem, jako je a jistič, MCCB,Figure 5 illustrates one embodiment of the inventive current limiting element connected in an electrical circuit, showing the current waveform in the case of a short circuit by the element of Figs. 3, / i ² .dt current fuse shows the comparison between the curves behind the inventive limiting element and a traditional RCD such as a MCCB,

Obrázek 6-7 - znázorňuje pohledy středním řezem elastomerickým tělesem vynálezu a sdruženými elektrodami a také repulsní prostředky, aFigure 6-7 is a mid-sectional view of the elastomeric body of the invention and the associated electrodes as well as repulsion means, and

Obrázky 3-19 - znázorňují další varianty prvků omezování proudu tohoto vynálezu.Figures 3-19 illustrate further variants of the current limiting elements of the present invention.

Příklady provedeni vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Obr. 6 znázorňuje prvek omezeni proudu v souladu s uspořádáním analogickým s uspořádáním zobrazeným na Obr. lb. Prvek omezeni proudu obsahuje centrálně usazené těleso 10 ve formě homogenního válce s průměrem 3 mm a délky 10 mm a vyrobeného z deformovatelného elektricky vodivého elastomerického materiálu, například obsahujícího 80 procent váhy stříbrného prásku a 20 procent váhy silikonového plastu a dvě vzájemně paralelní elektrody 11, 12 , jež jsou tečnové k danému tělesu 10 na jeho protilehlých stranách. V případě zobrazeného ztvárněni má elastomerickě těleso 10 číslo dle Shorea 40 podle BS 9O3/A26. Elektrody 11, 12 se skládají z úhlových, postříbřených měděných desek s tlouštkou 0,7 mm. Elektrody jsou drženy v dosednutí s tělesem 10 pomoci pružinového zařízení 14 , jez vyvíjí tlak na elektrody 11, známýn způsobem a tím deformují povrchy dosednutí 10 , 10 daného tělesa proti příslušným elektrodám, přičemž tato deformace je asi 30%. Citlivost nebo reakce daného uspořádáni může být zvýšena zařazením repulzního zařízení druhu popsaného výše, například, v GB 1 519 559 nebo GBGiant. 6 shows a current limiting element in accordance with an arrangement analogous to that shown in FIG. lb. The current limiting element comprises a centrally seated body 10 in the form of a homogeneous cylinder with a diameter of 3 mm and a length of 10 mm and made of a deformable electrically conductive elastomeric material, for example containing 80 percent by weight of silver powder and 20 percent by weight of silicone plastic. which are tangent to the body 10 on its opposite sides. In the case of the illustrated embodiment, the elastomeric body 10 has a Shore number 40 according to BS 903 / A26. The electrodes 11, 12 consist of angled, silver-plated copper plates with a thickness of 0.7 mm. The electrodes are held in abutment with the body 10 by a spring device 14 exerting pressure on the electrodes 11 in a known manner, thereby deforming the abutment surfaces 10, 10 of the body against the respective electrodes, which deformation is about 30%. The sensitivity or reaction of a given arrangement may be increased by including a repulsion device of the kind described above, for example, in GB 1 519 559 or GB

489 010, či elekcrody mohou být sestaveny tak, že ony samy dají vzniknout odpuzujícím elektrodynamickáým silám proudu.489 010, or electrodes, can be assembled in such a way that they themselves generate repulsive electrodynamic current forces.

Alternativně, repulsní zařízeni 13 může být sebeaktivující magnetický obvod, druhu dříve popsaného v U.S. 4 513 270, který je zamýšlen k fungováni výhradně na jedné elektrodě a který je nasměrován tak, aby se dané elektrody oddělily jedna od druhé na základě činnosti magnetických sil, nebo elekt.rodynamických sil proudu. Odpor zařízení je 2 mOhm. Když je toto zařízení podrobeno velkým přednostně proudům nad 50 A a více, A, hustota proudu se v deformovaných zkratovým proudům, obzvláště nad 500 površích dosednutí 10 ,10 zvýší, kde tímto odpor daného To je postačující prvku stoupne na 100 Ohmu anebo více, k omezení zkratových proudů v systémech s nízkou voltáži, jež prostřednictvím přednostního uspořádání na obr. 6 a obvodu zobrazeném na Obr. 3, omezují zkratové proudy a produkují křivku závislosti proudu na čase, znázorněnou na Obr. 4.Alternatively, the repulsion device 13 may be a self-activating magnetic circuit of the kind previously described in U.S. Pat. No. 4,513,270, which is intended to operate solely on one electrode and which is directed to separate said electrodes from each other based on the action of magnetic forces or electro-dynamic current forces. The device resistance is 2 mOhm. When this device is subjected to large preferably currents above 50 A or more, A, the current density in the deformed short-circuit currents, especially above 500 surfaces of the abutment 10, 10 increases, whereby the resistance of the given element rises to 100 Ohms or more. limiting short-circuit currents in low-voltage systems, which by means of the preferred arrangement in FIG. 6 and the circuit shown in FIG. 3, reduce the short-circuit currents and produce the current-time curve shown in FIG. 4.

Obr. 7 zobrazuje prvek omezení proudu, který je stejný kalo prvek znázorněný na Obr. 5 a Obr. 1c, s výjimkou toho, že elastomerickě těleso 20 není homogenním tělesem. Tudíž, těleso ze ztvárnění na Obr. 7 obsahuje dutinu 9, jež umožňuje aby se deformace elastomerickěho tělesa zvýšila naGiant. 7 shows a current limiting element that is the same kalo element shown in FIG. 5 and FIG. 1c, except that the elastomeric body 20 is not a homogeneous body. Thus, the body of the embodiment of FIG. 7 comprises a cavity 9 that allows the deformation of the elastomeric body to increase to

30% či výše, v závislosti na rozměrech dutiny. To umožňuje, aby bylo použito materiálu s relativně vysokým číslem dle Shorea, například číslem 80. Těleso 20 je přednostně deřormovatelné tak, aby výsledný povrch konvexního dosednutí byl ve fyzickém kontaktu s povrchem dosednutí 9_.30% or more, depending on the cavity dimensions. This allows a relatively high Shore number material such as 80 to be used. The body 20 is preferably demountable such that the resulting convex abutment surface is in physical contact with the abutment surface 9.

Obr. 8 znázorňuje ztvárněni vynálezu, v němž dvě elektricky vodivá elastomerická tělesa 10a, 10b byla nakupena jedno na druhé, přičemž elektricky vodivá elastomerická tělesa 10a, 10b ve ztvárnění Obr. 9 byla umístěna bok po boku.Giant. 8 illustrates an embodiment of the invention in which two electrically conductive elastomeric bodies 10a, 10b have been stacked on top of one another, wherein the electrically conductive elastomeric bodies 10a, 10b in the embodiment of FIG. 9 was placed side by side.

Obr. lOa-b znázorňují zařízení vynálezu, v němž je elektricky vodivé elastomerická těleso 10 podle Obr. 7 umístěno mezi dvě elektrody 11. 12, jež jsou prodlouženy podélně paralelné s tímto tělesem 10. Tlak aplikovaný na elektrody a povrchy dosednuti elastomerického tělesa ,10 je získán pomocí působení dříve popsaného pružného tlačného zařízení.Giant. 10a-b show an apparatus of the invention in which the electrically conductive elastomeric body 10 of Figs. 7 is placed between two electrodes 11, 12, which are elongated longitudinally parallel to the body 10. The pressure applied to the electrodes and the abutment surfaces of the elastomeric body 10 is obtained by the action of the previously described flexible pusher device.

Obr. 11 znázorňuje zařízení vynálezu, v němž je elektricky vodivé elastomerické těleso 10 umístěno mezi dvěmi elektrodami 11, 12 , podle Obr. lOa-b. Obvod feromagnetické repulse 13 obklopuje podélně natažené elektrody 11, 12 a elastomerické těleso 10 a zesiluje repulsní účinek elektrody 11, když proud omezujícím prvkem protéká nadproud. Na dané elektrody a plochy dosednuti elastomerického tělesa 10 , 10 je aplikován tlak pomocí výše popisovaného pružného tlačného zařízení.Giant. 11 shows an apparatus of the invention in which the electrically conductive elastomeric body 10 is disposed between two electrodes 11, 12 of FIG. 10a-b. The ferromagnetic repulsion circuit 13 surrounds the longitudinally extending electrodes 11, 12 and the elastomeric body 10, and amplifies the repulsive effect of the electrode 11 when the overcurrent flows through the current limiting element. Pressure is applied to the electrodes and abutment surfaces of the elastomeric body 10, 10 by the above-described resilient pusher device.

Obr. 12 znázorňuje zařízení, jež je analogické zařízení zobrazenému v Obr. lOa-b, s výjimkou, že elektricky vodivé elastomerické těleso 10 je semicylindrické v tvaru a může být pevně ukotveno k dané elektrodě 12 pomoci elektricky vodivého adhesiva, či může volně ležet.Giant. 12 shows a device analogous to that shown in FIG. 10a-b, except that the electrically conductive elastomeric body 10 is semicylindrically shaped and may be firmly anchored to the electrode 12 by means of an electrically conductive adhesive, or may lie freely.

Obr. 13 znázorňuje vynalezené zařízeni, v němž dvě elektricky vodivá tělesa 10a, 10b jsou umístěna mezi dvěmi elektrodami 11 , 1 2, mezi něž byly umístěny další dvě elastomerická tělesa 10c respektive lod, přičemž tato další tělesa obklopuji elektrody 11, 12. Na elektrody je aplikován tlak a zbzvlášoé na elastomerická tělesa opatřená konvexně zakončenými povcrhy pomocí výše řečeného tlačného zařízeni.Giant. 13 shows an inventive device in which two electrically conductive bodies 10a, 10b are placed between two electrodes 11, 12, between which two other elastomeric bodies 10c and a ship have been placed, the other bodies surrounding the electrodes 11, 12. pressure and especially on elastomeric bodies provided with convexly terminated surfaces by means of the aforementioned pusher.

Obr. 14 znázorňuje další ztělesněni tohoto vynálezu podle ztvárnění Obr. 12 a Obr. 9, v němž elastomerická tělesa 10c, 16a, respektive lOe, 16b, obklopující elektrodyGiant. 14 depicts another embodiment of the present invention according to the embodiment of FIG. 12 and FIG. 9, wherein the elastomeric bodies 10c, 16a and 10e, 16b, respectively, surrounding the electrodes

11, 12, jsou složena z příslušného elektricky vodivého elastomerického materiálu 10c, lOe a elektricky izolujícího elastomerického materiálu 16a, 16b. Příslušná elastomerická tělesa 10c,16a a lOe, 16b jsou výhodně tvarována ve tvaru ze dvou částí tak, že elastomerická tělesa jsou vzájemně spojena a elektrody jsou elektricky izolovány. Elektrické připoje k daným elektrodám nejsou na tomto obrázku znázorněny.11, 12, are comprised of a respective electrically conductive elastomeric material 10c, 10e and an electrically insulating elastomeric material 16a, 16b. The respective elastomeric bodies 10c, 16a and 10e, 16b are preferably shaped in two parts such that the elastomeric bodies are connected to each other and the electrodes are electrically insulated. The electrical connections to the electrodes are not shown in this figure.

Obr. 15 znázorňuje vynalezené zařízeni dle Obr. 6 a 7, v nichž jsou dvě elektricky izolující, polyetylénová tělesa 15a, 15b uspořádána paralelně s elektricky vodivým elastomerickým tělesem 10. Když je zařízení podrobeno tlaku, jak je symbolizováno silou F, působícího na elektrody ll,Giant. 15 shows the inventive device according to FIG. 6 and 7, in which two electrically insulating polyethylene bodies 15a, 15b are arranged parallel to the electrically conductive elastomeric body 10. When the device is subjected to pressure as symbolized by the force F applied to the electrodes 11,

12, toto těleso je deformováno a tímto bude ležet proti definujícím povrchům 15a a 15b elektricky izolačních těles. Tímto způsobem se docílí elektrické izolace, jež brání ve stejném momentě vzníceni v případě krátkého spojeni, protože elektricky vodivé elastomerické těleso se neroztéká směrem ven, což je jinak běžný problém.12, the body is deformed and will thus lie against the defining surfaces 15a and 15b of the electrically insulating bodies. In this way, electrical insulation is obtained which prevents ignition at the same moment of ignition in the case of a short connection, since the electrically conductive elastomeric body does not flow outward, which is otherwise a common problem.

Obr. 16 znázorňuje zařízení vynálezu, v němá elektricky vodivé těleso 10 obsahuje několik konvexních, deformovatelných povrchů dosednuti 10a , 10b , 10c , lOd , zahrnujících několik integrovaných elastomerických téles podle předchozích obrázků. Eleastomerické těleso 10 je koherentní a homogenní.Giant. 16 illustrates an apparatus of the invention in which the electrically conductive body 10 comprises a plurality of convex, deformable abutment surfaces 10a, 10b, 10c, 10d, including several integrated elastomeric bodies of the preceding figures. The elastomeric body 10 is coherent and homogeneous.

- 18 Obr. 17 znázorňuje vynalezené zařízení, v němž elektricky vodivé elastomerické těleso 10 má konvexní, deformovatelný povrch dosednutí v drážkové konfiguraci, zahrnující několik integrovaných, elastomerickych těles dle dřívějších obrázků.FIG. 17 illustrates an inventive device in which the electrically conductive elastomeric body 10 has a convex, deformable abutment surface in a groove configuration comprising a plurality of integrated, elastomeric bodies of the earlier figures.

skládá ze 20a, 20b,consists of 20a, 20b,

Elastomerické těleso 10 je tudíž koherentní a může být aktivováno několik povrchů, například zvýšením tlaku pomocí tlačného zařízení 14.Thus, the elastomeric body 10 is coherent and several surfaces can be activated, for example by increasing the pressure by the pusher 14.

Obr. 18a-b znázorňuji vynalezené zařízení, jež se dvou elektricky vodivých elastomerickych těles jež mají konvexní, deformovatelné povrchy dosednutí 20a , 20b a dvě elektrody 11, 12. Elektrody jsou obklopeny koncentrickými, elektricky vodivými elastomerickými tělesy 20a, 20b, jejichž povrchy dosednutí 20a , 20b jsou ve fyzickém dosednutí jedno s druhým.Giant. 18a-b show an inventive device having two electrically conductive elastomeric bodies having convex, deformable bearing surfaces 20a, 20b and two electrodes 11, 12. The electrodes are surrounded by concentric, electrically conductive elastomeric bodies 20a, 20b whose bearing surfaces 20a, 20b they are in physical contact with each other.

Povrchy dosednutí 20a , 20b jsou deformovány tlakem vyvíjeným tlačným zařízením 14. Elektrody 11, 12 jsou opatřeny prostředky elektrického spojeni 31, respektive 32.The bearing surfaces 20a, 20b are deformed by the pressure exerted by the pusher 14. The electrodes 11, 12 are provided with electrical connection means 31 and 32, respectively.

Obr. 19 znázorňuje zařízení vynálezu, v němž elektricky vodivá, elastomerická tělesa IQal, 10a2, 10a3, a 10a 4 mají konvexně definované povrchy, které jsou orientovány kolmo ke konvexně definovaným povrchům elektricky vodivých těles 10bl, 10b2, 10b3, a 10b4. Zařízení obsahuje dvě elektrody 11, 12 pro vedení proudu skrze ně, elektrody, na něž vyvíjí tlak tlačné zařízeni tak, že to deformuje povrch dosednuti IQal... IQbl....Giant. 19 illustrates an apparatus of the invention in which the electrically conductive, elastomeric bodies 10a1, 10a2, 10a3, and 10a4 have convexly defined surfaces that are oriented perpendicular to the convexly defined surfaces of the electrically conductive bodies 10b1, 10b2, 10b3, and 10b4. The device comprises two electrodes 11, 12 for conducting current therethrough, electrodes on which the pressure is applied by the pusher so that it deforms the abutment surface IQal ... IQbl ....

Je pochopitelné, že tento vynález není omezen na jeho zobrazená ztvárnění a že je myslitelné více variant v rámci následujících patentových nároků. Například, množství vzájemně uložených vodivých elastomerickych těles podle Obr. 8 může být značně větší, než jež bylo zatím zobrazeno.It is to be understood that the present invention is not limited to the illustrated embodiments thereof, and that several variants within the scope of the following claims are conceivable. For example, the plurality of conductive elastomeric bodies of FIG. 8 can be considerably larger than previously shown.

Claims

PATENT CLAIMS

An apparatus for overload protection in electrical circuits, comprising at least one electrically conductive body (10) consisting of an elastomeric material and two electrodes (11, 12), the function of which is to supply circuit current across said body and each abutting to this body 10 in corresponding positions either directly or via a connecting member of an intermediate part, and in which the pressure is abutted:, obtained through the medium of the pusher device (14), characterized in that the electrodes (11, 12) are assembled such that to repel each other due to overcurrent, and in that the abutment surface decreases as the overcurrent flows through the body (10) and / or the at least one electrode / insert is convex in a depressurized state in a known manner, but is deformed by the pusher. the respective points of contact with the pressure exerted on it.

Device according to claim 1, characterized in that the respective insert part is also composed of an elastomeric material.

Device according to claim 1 or 2, characterized in that the elastomeric bodies contained in the device have a Shore number between 20-80.

Device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the pushing device (14) is flexible.

Device according to any one of claims 1-4, characterized in that the spring device (14) is a spring mechanism having two mechanically stable equilibrium states, on and off respectively, and that at least one electrode (11a) is mechanically coherent with said spring mechanism (14) for galvanic separation between electrodes (11) and (12).

Apparatus according to any one of claims 1-5, characterized in that the respective pusher (14) can be adjusted to adapt to the applied pressure of abutment.

Device according to any one of claims 1-6, characterized in that the electrodes (11, 12) are provided with ferromagnetic circuits (13) whose function is to amplify the repulsive force between said electrodes.

Device according to any one of claims 1-7, characterized in that the elastomeric bodies (20a, 20b) are expanded over the electrodes (11, 12).

Device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the body (10) is compressed by a pusher (14) to at least 5%, where the body exists as homogeneous.

Device according to claim 9, characterized in that the pushing device (14) acts to compress the body (10) to 5% -40%, where the body exists as homogeneous.

Overload protector according to any one of claims 1-8, characterized in that the elastomeric body has a central cavity (9).