CZ280930B6 - Tavná pojistka - Google Patents

Abstract

Tavná pojistka, tvořená na izolačním pouzdru (1) uspořádanými proudovodnými kontakty (2), vzájemně uvnitř izolačního tělesa (1) spojenými tavným vodičem (3), upraveným jednodílně nebo do dvojice, u níž je vnitřní prostor izolačního tělesa (1), obklopující tavný vodič (3), nejméně jednovrstvě vyplněn elektrický oblouk hasícím zásypem (4), zpevněným do podoby pevného útvaru, zčásti nebo zcela vyplňujícího vnitřní prostor izolačního tělesa (1) s eliminací nepříznivého působení elektrodynamických sil elektrického oblouku na izolační těleso (1) při vypínání zkratových proudů, je podle řešení uspořádána tak, že tavný vodič (3) je s axiálním odstupem alespoň od jednoho z proudovodných kontaktů (2) upraven do formy záhybu (5) proudovodné dráhy, přičemž záhyb (5) proudovodné dráhy je vytvořen alespoň uspořádáním pravoúhlých ohybů na tavném vodiči (3) do tvaru písmene S nebo je záhyb (5) proudovodné dráhy vytvořen zrcadlovým uspořádáním alespoň jednoho pravoúhlého ohybu na každém z dvojice tavnýŕ

Description

Tavná pojistka

Oblast techniky

Vynález se týká tavné pojistky, tvořené na izolačním pouzdru uspořádanými proudovodnými kontakty, vzájemně uvnitř izolačního tělesa spojenými tavným vodičem, upraveným jednodílně nebo do dvojice, u níž je vnitřní prostor izolačního tělesa, obklopující tavný vodič, nejméně jednovrstvé vyplněn elektrický oblouk hasicím zásypem, zpevněným do podoby pevného útvaru, zčásti nebo zcela vyplňujícího vnitřní prostor izolačního tělesa.

Dosavadní stav techniky

Dosud známá řešení tavných pojistek, využívající ke své funkci při hašení elektrického oblouku hasiva, zejména zásypu, například z křemičitého písku zpevněného konečným postupem do tvaru pevného, homogenního a porézního útvaru zcela nebo zčásti vyplňujícího vnitřní prostor izolačního tělesa tavné pojistky, vyžadují, aby tavný vodič byl umístěn zpravidla v podélné ose vnitřního otvoru izolačního tělesa a elektricky vhodně spojen s přívodními proudovodnými kontakty. V případech tavných pojistek, kdy je nutno přenášet co největší jmenovitý proud, užívá se více tavných vodičů v uspořádání do paralelních dvojic, zaujlínajících ve vnitřním otvoru izolačního tělesa maximální šířku v radiálním směru, u něhož je i nadále požadavkem, aby co nejméně namáhalo mechanicky i elektricky izolační těleso, při zatěžování nadproudy i zkraty procházejícími tavnou pojistkou.

Požadovaným stavem, vycházejícím z dlouhodobých praktických zkušeností je, aby tavné vodiče byly dokonale elektricky spojeny s proudovodnými kontakty a byly ve vnitřním otvoru izolačního tělesa umístěny tak, aby jej co nejméně namáhaly mechanicky, zvláště potom v kombinaci s tlakovými účinky od elektrodynamických sil, vzniklých při elektrickém oblouku, respektive zkratu vypínaném tavnou pojistkou.

Známá řešení používající v takových případech zejména paralelní dvojice tavných vodičů v otvoru izolačního tělesa, mají koncové části tavných vodičů tvarovány tak, aby je bylo možné prakticky co nejsnáze upevnit elektricky vodivým spojem k proudovodným kontaktům. Tehdy bývají oba elektrické spoje umístěny na vnější části proudovodných kontaktů nebo alespoň jeden elektrický spoj je uspořádán vně a jeden uvnitř tavné pojistky. Každý z dvojice tavných vodičů je ve své koncové části tvarován tak, aby vzdálenost mezi poslední řadou na tavném vodiči vytvořených zúžených míst a místem elektrického spojení s příslušným proudovodným kontaktem, byla pokud možno co nejkratší.

Jsou známa uspořádání dvojice tavných vodičů v tavné pojistce se zpevněným hasivem, podle kterých jsou oba konce tavných vodičů tvarovány do pravoúhlého ohybu, provedeného paralelně v dotyku s víkem proudovodného kontaktu kolmo směrem vně od podélné osy tavné pojistky, přičemž elektrické spoje obou konců každého tavného vodiče jsou provedeny až vně izolačního tělesa na vnějších částech k izolačnímu tělesu těsné přiléhajících proudovodných kontaktů.

-1CZ 280930 B6

Další příklad známého uspořádání tavné pojistky podobné konstrukce, pozůstává z dvojice tavných vodičů, která je na jednom svém konci elektricky spojena s proudovodným kontaktem přímo uvnitř pojistky, v části vyplněné pevným hasivem, zatím co druhý elektrický spoj druhého konce dvojice tavných vodičů je umístěn až vně na vnějších částech druhého proudovodného kontaktu. Konce tavných vodičů, přiléhajících k proudovodným kontaktům jsou tvarovány. V části, kde je proveden elektrický spoj uvnitř tavné pojistky, jsou na tavných vodičích vytvořeny pravoúhlé ohyby kolmo k podélné ose tavné pojistky, kontaktně a paralelné s vnitřní stěnou víka příslušného proudovodného kontaktu. V části přiřazené k místu elektrického spojení tavných vodičů s proudovodným kontaktem umístěným vně tavné pojistky, jsou tavné vodiče tvarovány tak, že v místě svého přiblížení k příslušnému proudovodnému kontaktu jsou na nich provedeny tupoúhlé odkláněcí ohyby ve směru od podélné osy tavné pojistky dále ve směru k hraně vnitřního otvoru izolačního tělesa, podle které jsou vyvedeny vné k povrchu proudovodného kontaktu k elektrickému spojení.

Nevýhodou popsaných řešení, zejména pokud jde o uspořádání tavných pojistek s dvojicemi tavných vodičů v izolačním tělese s pevným hasivem je, že v důsledku tvarování řečených konců tavných vodičů, přiléhajících jak známo těsně k proudovodným kontaktům, se nepříznivě zvyšuje namáhání izolačního tělesa, zejména při vypínání zkratů. Proto známé tavné pojistky vyžaduji proti destrukcím použiti masivního izolačního tělesa, nejčastěji keramického, které musí být zvláště odolné proti mechanickému namáhání a krátkodobému tepelnému přehřátí, protože zmíněné známé tvarování řečených konců tavných kontaktů, přiléhajících k proudovodným kontaktům, nepříznivě zvyšuje namáhání izolačního tělesa, zejména při vypínání řečených zkratů, kdy elektrodynamická energie vzniklého elektrického oblouku je maximální a kdy dochází k roztavení tavných vodičů v elektrickém oblouku v celé jejich délce, bez toho, že by elektrický oblouk v dutině izolačního tělesa dohasínal ještě před dosažením vík proudovodných kontaktů, tedy ještě v prostředí dostatečně vyplněném elektrický oblouk hasícím zásypem.

Podstata vynálezu

Cílem vynálezu je odstranit uvedené nevýhody dosud známých tavných pojistek, zejména u tavných pojistek tvořených na izolačním pouzdru uspořádanými proudovodnými kontakty, vzájemně uvnitř izolačního tělesa spojenými tavným vodičem, upraveným buď jednodílně, nebo do paralelní dvojice, u nichž je vnitřní prostor izolačního tělesa, obklopující tavný vodič nejméně jednqyrstvě vyplněn elektrický oblouk hasicím zásypem, zpevněným do podoby pevného útvaru, zčásti nebo zcela vyplňujícího vnitřní prostor izolačního tělesa a dosáhnout eliminace nepříznivého působení elektrodynamických sil elektrického oblouku, namáhajících izolační tělesa tavných pojistek při vypínání zkratových proudů, přičemž uvedeného cíle je dosaženo řešením podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že tavný vodič je s axiálním odstupem alespoň od jednoho z proudovodných kontaktů upraven do formy záhybu proudovodné dráhy, přičemž záhyb proudovodné dráhy může být vytvořen alespoň uspořádáním pravoúhlých ohybů na tavném vodiči, například do tvaru písmene S, anebo může být na dvojici tavných vodičů vytvořen zrcadlovým uspořádáním pravoúhlých ohybů do tvaru hrana

-2CZ 280930 B6 tého písmene U, jejichž alespoň vzájemně podélně probíhající protilehlá ramena jsou ve vzájemném dotyku.

Účinky vynálezu pozůstávají zvláště v tom, že uvedené záhyby proudovodné dráhy tavných vodičů jsou schopny rozložit elektrodynamické síly zkratových proudů působící na tavné vodiče a přilehlé proudovodné kontakty a usměrnit hoření při tom vzniklých elektrických oblouků do takových směrů, že tyto elektrické oblouky potom snadno uhasínají ve zpevněném okolním hasivu vyplňujícím vnitřní prostor izolačního tělesa. Celkové tepelné účinky a účinky elektrodynamických sil působících na izolační těleso a na přiléhající proudovodné kontakty při vypínání zkratu jsou tak výrazně sníženy, že významně vzroste spolehlivost pojistky při vypínání zkratových proudů všech velikostí, a to již při použití izolačního tělesa, například keramického obvyklé pevnosti a provedení, čímž vzrostou jakostní parametry tavné pojistky.

Není proto nutné pro tavné pojistky těchto typů používat masivní izolační tělesa, například keramická tělesa zvláště vysoce mechanicky pevná a odolná proti krátkodobému přehřátí, čímž se dosáhne snížení celkových rozměrů a hmotnosti tavné pojistky.

Z hlediska dosahovaných účinků řešení podle vynálezu se dále jeví být výhodné a zpravidla postačující pro celou výkonovou škálu tavných pojistek, je-li záhyb proudovodné dráhy vytvořen s axiálním odstupem alespoň u proudovodného kontaktu se vzájemným elektrickým spojem umístěným vně izolačního tělesa.

Přehled obrázků na výkresech

Další výhody a účinky řešení podle vynálezu jsou dále patrny z připojeného výkresu, kde na obr. 1 je podélný řez tavnou pojistkou s dvojicí tavných vodičů, které jsou s axiálním odstupem od proudovodných kontaktů upraveny do formy záhybu proudovodné dráhy zrcadlovým uspořádáním alespoň jednoho pravoúhlého ohybu na každém z dvojice tavných vodičů, na obr. 2 je schematické vyobrazení rozkladu elektrodynamických sil elektrického oblouku v prostředí ještě dostatečně vyplněném elektrický oblouk hasicím zásypem a na obr. 3 je částečný podélný řez tavnou pojistkou s modifikovaným záhybem tvaru S proudovodné dráhy u tavné pojistky s jedním tavným vodičem.

Příklad provedení vynálezu

Příklad 1

Tavná pojistka je tvořena na známém izolačním tělese 1 uspořádanými proudovodnými kontakty 2, vzájemně uvnitř izolačního tělesa 1 spojenými alespoň jednou dvojicí tavných vodičů 3, u níž je vnitřní prostor izolačního pouzdra 1, obklopující tavné vodiče

3, nejméně jednovrstvé vyplněn elektrický oblouk hasicím zásypem

4, zpevněným do podoby pevného porézního útvaru, vyplňujícího zčásti nebo zcela vnitřní prostor izolačního tělesa χ.

Dvojice tavných vodičů 2 je umístěna navzájem rovnoběžné v otvoru izolačního tělesa χ ve směru podélné osy tavné pojistky a je na svých koncích s axiálním odstupem od proudovodných kontaktů 2 upravena do formy záhybu 5 proudovodné dráhy, vytvořeného

-3CZ 280930 B6 podle tohoto příkladu provedení zrcadlovým uspořádáním pravoúhlých ohybů na tavných vodičích 4 například do tvaru hranatého písmene U, jejichž alespoň vzájemně podélně probíhající a sobě nejbližší protilehlá ramena jsou ve vzájemném dotyku.

Příklad 2

Tavná pojistka je tvořena na známém izolačním tělese 1 uspořádanými proudovodnými kontakty 2, vzájemně uvnitř izolačního tělesa JL spojenými jediným tavným vodičem u níž je vnitřní prostor izolačního pouzdra 1, obklopující tavný vodič 2, nejméně jednovrstvé vyplněn elektrický oblouk hasicím zásypem 4, zpevněným do podoby pevného porézního útvaru, vyplňujícího zčásti nebo zcela vnitřní prostor izolačního tělesa 1.

Tavný vodič £ je umístěn v otvoru izolačního tělesa £ ve směru podélné osy tavné pojistky a je na svých koncích s axiálním odstupem od proudovodných kontaktů 2 upraven do formy záhybu 5 proudovodné dráhy, vytvořeného podle tohoto příkladu provedení uspořádáním pravoúhlých ohybů na tavném vodiči 3_, například do tvaru písmene S.

U naznačených příkladů provedení tavné pojistky může být záhyb 5 proudovodné dráhy vytvořen s axiálním odstupem jen od jednoho z proudovodných kontaktů 2, a to alespoň u proudovodného kontaktu 2 s elektrickým spojem s tavným vodičem 2 umístěným vně izolačního tělesa 1.

Proud protékající tavnou pojistkou podle příkladu 1 se rozkládá do obou tavných vodičů 2 uvedené dvojice. Při vypínání zkratového proudu vzniknou v místech neznázorněných zúžení, vytvořených opakovaně podélně v ose každého tavného vodiče 3_, elektrické oblouky, které se v průběhu vypínacího procesu rozšiřují. Uvedené rozšiřování elektrických oblouků nastává jak ve směrech radiálních k osám tavných vodičů 2, tak i ve směru axiálním. V případě, kdy tavná pojistka vypíná elektrické obvody takových parametrů co do indukčnosti, odporu a okamžiku vzniku zkratu, kdy je v obvodu požadováno vypnout značné výkony, nabývá energie elektrických oblouků vzniklých v tavné pojistce svého maxima. Tehdy dojde k roztavení tavných vodičů 2 v elektrických obloucích téměř na jejich plnou délku. Vytvořené záhyby 5 proudovodné dráhy tvaru U u konců tavných vodičů 2 rozkládají směr elektrodynamických sil na elektrický oblouk působících, do směrů F, v nichž elektrický oblouk účinně uhasíná, a to ještě v prostředí okolního pevného hasiva 4 bez nežádoucího dosažení tělesa toho kterého proudovodného kontaktu 2. Uvedený hasicí efekt podstatným způsobem odlehčuje celkové namáhání izolačního tělesa 1 při vypínání zkratových proudů a zvyšuje spolehlivost funkce tavné pojistky v uvedeném režimu.

Obdobně funguje záhyb 5 proudovodné dráhy vytvořený na jednoduchém tavném vodiči 2 tavné pojistky, znázorněný na obr. 3.

Claims (4)

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Tavná pojistka, tvořená na izolačním pouzdru uspořádanými proudovodnými kontakty, vzájemně uvnitř izolačního tělesa spojenými tavným vodičem, upraveným jednodílně nebo do dvojice, u níž je vnitřní prostor izolačního tělesa, obklopující tavný vodič, nejméně jednovrstvé vyplněn elektrický oblouk hasicím zásypem, zpevněným do pevného útvaru, zčásti nebo zcela vyplňujícího vnitřní prostor izolačního tělesa, vyznačující se tím, že tavný vodič (3) je s axiálním odstupem alespoň od jednoho z proudovodných kontaktů (2) upraven do záhybu (5) proudovodné dráhy.

2. Tavná pojistka podle nároku 1, vyznačující se tím, že záhyb (5) proudovodné dráhy je vytvořen alespoň uspořádáním pravoúhlých ohybů na tavném vodiči (3) do tvaru písmene S.

3. Tavná pojistka podle nároku 1, vyznačující se tím, že záhyb (5) proudovodné dráhy je vytvořen zrcadlovým uspořádáním alespoň jednoho pravoúhlého ohybu na každém z dvoj ice tavných vodičů (3).

4. Tavná poj istka podle nároků 1 a 3, vyznačující se tím, že záhyb (5) proudovodné dráhy je na dvojici tavných vodičů (3) vytvořen zrcadlovým uspořádáním pravoúhlých ohybů do tvaru hranatého písmene U, jejichž alespoň vzájemně podélně probíhající protilehlá ramena jsou ve vzájemném dotyku.