CZ300689B6

CZ300689B6 - Tavný vodic, zejména pro tavné elektrické pojistky

Info

Publication number: CZ300689B6
Application number: CZ20021191A
Authority: CZ
Inventors: Felcman@Petr
Original assignee: Oez S.R.O.
Priority date: 2002-04-05
Filing date: 2002-04-05
Publication date: 2009-07-15
Also published as: CZ20021191A3

Abstract

Tavný vodic (1), zejména pro tavné elektrické pojistky je tvorený alespon jedním páskem z elektrovodivého kovu o tlouštce (TV) s minimálne jednou krajní úžinovou radou (KRA) se zvoleným poctem (P.sub.KR.n.) prevážne prurezove shodných úžin (KR) vytvorených mezi radou velikostne sjednocených otvoru (2) o prumeru (D.sub.KR.n.).sub., .n.a vykazující druhou strední úžinovou radu (STR) s úžinami (ST) vytvorenými v rade mezi pravoúhlými otvory (3), opatrenými v rozích rádiusy (R.sub.ST.n.). V dráze pruchodu proudu úžinami (ST) strední úžinové rady (STR) leží vedlejší otvory (4) s pájkovými body (5) pro rízení nadproudové cásti ampérsekundové charakteristiky k alespon jedné krajní úžinové rade (KRA). Výška (V.sub.ST.n.) úžin (ST) strední úžinové rady (STR) je k výšce (V.sub.KR.n.) úžin (KR) krajní úžinové rady (KRA) v pomeru 0,5 až 1,29, zatímco vedlejší úžiny (VE) vedlejší úžinové rady (VED), vytvorené mezi tangentami otvoru (4) pájkových bodu (5) a protilehlými rádiusy (R.sub.ST.n.) zaoblení úžin (ST) strední úžinové rady (STR), o celkové prurezové ploše P.sub.ST.n.x(T.sub.VE.n.1 + T.sub.VE.n.2) x TV, jsou vzhledem k celkové prurezové ploše P.sub.KR .n.x T.sub.KR .n.x TV úžin (KR) krajní úžinové rady (KRA) v pomeru 0,8 až 3,5.

Description

Tavný vodič, zejména pro tavné elektrické pojistky

Oblast techniky

Vynález se týká tavného vodiče, zejména pro tavné elektrické pojistky, zvláště nízkonapěťové vysokovýkonné, s charakteristikou pro všeobecné použití. Uvedené tavné pojistky používají ke své funkci jeden nebo více tavných vodičů umístěných v dutině nejčastěji keramického tělesa pojistky a spojené s kontaktními částmi sloužícími k přívodu proudu, uzavírajícími dutinu tělesa pojistky. Dutina tělesa tavné pojistky je obvykle vyplněna funkčním hasivem, nejčastěji křemiči10 tým pískem, eventuelně zpevněným zvláštním procesem do pevného útvaru, které účinně zháší elektrické oblouky vyvíjené při Činnosti pojistky. Tavný vodič je tvořený alespoň jedním páskem z elektrovodivého kovu o zvolené tloušťce s minimálně jednou krajní úžinovou řadou se zvoleným počtem převážně průřezově shodných úžin vytvořených mezi řadou velikostně sjednocených otvorů a vykazuje druhou střední úžinovou řadu s úžinami vytvořenými v řadě mezi obvykle pravoúhlými otvory, opatřenými v rozích rádiusy, přičemž v dráze průchodu elektrického proudu úžinami střední úžinové řady leží ještě vedlejší otvory s pájkovými body, zejména pro řízení nadproudové části ampérsekundové charakteristiky k alespoň jedné krajní úžinové řadě, dimenzované pro ostatní funkce tavné elektrické pojistky jako je vypínání zkratových proudů v celém rozsahu ampérsekundové charakteristiky apod.

Dosavadní stav techniky

Tavné vodiče nízkonapěťové vysokovýkonné pojistky mají nejčastěji tvar pásku z elektricky dobře vodivého kovu, často mědi nebo stříbra, které jsou v dutině tělesa tavné elektrické pojistky umístěny na přívodních kontaktech a jsou často k tomuto účelu záměrně vytvarovány. Podél axiální osy páskového tavného vodiče jsou obvykle mezi příčnými vyděrovanými řadami otvorů vytvořeny úžiny. Ve střední části tavného vodiče, v oblasti nej vyšších teplot při průchodu proudu, je situována partie úžin a otvorů spolu s oblastí, kde je na páskový vodič nanesena tavná pájka. Dimenzování této střední části se zpravidla úspěšně užívá k řízení funkce pojistky v oblasti jištění proti nadproudům, tj. nadproudové části ampérsekundové charakteristiky.

Jsou známa řešení tavných vodičů, která využívají pro tuto část tavného vodiče, řídící funkci při vypínání nadproudů, nanesení pájky kolmo na podélnou osu tavného vodiče, do předem vytvořeného žlábků v pásku nebo na povrch pásku, např. do stopy tvaru válcové plochy. Otvory tvaru35 jící úžiny v této části vodiče se u těchto známých řešení umísťují tak, že jsou zcela obklopeny tavnou pájkou nebo do ní alespoň zčásti zasahují. Jistou nevýhodou tavných vodičů vyrobených na uvedeném principu se jeví efekt zvyšující na povrchu tavného vodiče, zatíženého nadproudem, teplotu v poměrně širokém pásmu povrchu vodiče, což zatěžuje nadměrně dutinu keramického tělesa pojistky tepelným šokem.

Dále jsou známa i řešení tavného vodiče, která při své funkci pro oblast nadproudů užívají systému úžiny a před ní umístěného otvoru, který je vyplněn kapkou pájky. Výhodou těchto známých řešení je nesporně skutečnost, že teplota nutná k přetavení středních úžin se vyvíjí ve velmi úzkém pásmu povrchu vodiče a zatížení tělesa tavné elektrické pojistky tepelným šokem je minimální. Nevýhodou uvedených řešení je skutečnost, že tavnou pojistku s charakteristikou pro všeobecné použití, zejména pro přenos vysokých výkonů lze s využitím známých řešení naladit do požadovaných mezi ampérsekundových charakteristik jen velmi nepřesně. Jiná známá řešení definují také geometrické vlastnosti tavného vodiče pojistky pro jištění polovodičů s neomezenou funkcí ampérsekundové charakteristiky, která se však od ampérsekundové charakteristiky pro všeobecné použití značně odlišuje. Společnou nevýhodou známých řešení tavného vodiče s kapkami pájky v otvorech předřazených úžinám ve střední části vodiče je z praktického hlediska natolik nevhodné definování geometrických veličin, že neumožňují jejich využití pro tavné elektrické pojistky s charakteristikou pro všeobecné použití, zejména pro přenos vysokých výkonů. Pokud je nutné z pohledu funkce pojistky, například potřeby vyladění ampérsekundové charakteCZ 300689 B6 ristiky pro všeobecné použití nebo funkce dosažení vypínací schopnosti pojistky přenášející vysoké výkony apod., použít jinou geometrii pásku tavného vodiče, jeho tloušťky, rozměrů úžin a otvorů na jistý stav, je nutné vyvinout nové řešení střední části tavného vodiče.

Podstata vynálezu

Uvedený problém řeší tavný vodič, u něhož je dlouhodobým vývojem realizováno takové nastavení poměrů mezi jednotlivými proměnnými prvky, které zajistí plnou funkčnost tavného vodiče v celém pásmu ampérsekundových charakteristik pro všeobecné použití tavné elektrické pojistky io při využití energetických a tepelně úsporných funkcí původního známého řešení, přičemž uvedeného cíle je dosaženo u tavného vodiče tvořeného alespoň jedním páskem z elektrovodivého kovu o zvolené tloušťce, s minimálně jednou krajní úžinovou řadou se zvoleným počtem převážně průřezově shodných úžin vytvořených mezi řadou velikostně sjednocených otvorů a vykazujícího druhou střední úžinovou řadu s úžinami vytvořenými v řadě mezi pravoúhlými otvory, opatřenými v rozích rádiusy, kde v dráze průchodu proudu těmito úžinami střední úžinové řady leží naproti ještě vedlejší otvory s pájkovými body pro řízení nadproudové části ampérsekundové charakteristiky k alespoň jedné krajní úžinové řadě, dimenzované pro ostatní funkce tavné elektrické pojistky, přičemž podle vynálezu je výška úžin střední úžinové řady k výšce úžin krajní úžinové řady v poměru 0,5 až 1,29, zatím co celkové průřezy vedlejších úžin vedlejší úžinové řady, vytvořené mezi geometrickými tangentami otvorů pájkových bodů a protilehlými rádiusy zaoblení úžin střední úžinové řady, jsou vzhledem k celkové průřezové ploše úžin krajní úžinové řady v poměru 0,8 až 3,5.

Za účelem potřeby změny ampérsekundové charakteristiky tavné elektrické pojistky, pro dosaže25 ní změny její vypínací schopnosti v rámci vysokých výkonů při zachování výhod omezení výskytu vysokých teplot na tavném vodiči apod., aniž by bylo nutné zásadním způsobem měnit navrženou konstrukci tavného vodiče, je podle vynálezu výhodné se při úpravách tavného vodiče pohybovat v rozsahu výše uvedených definovaných poměrů s variantami, kdy například ve střední úžinové řadě jsou jednotlivé úžiny vzájemně různých šířek s průřezy od největšího ku nejmenšímu v poměru 1,1 až 15, přičemž otvory pájkových bodů u vedlejší úžinové řady mohou být uspořádány vzájemně různě mimo podélné osy úžin a odchylovat se od nich v rozsahu až o 500% v poměru k jejich aktuální šíři a také středy otvorů pájkových bodů u vedlejší úžinové řady mohou být eventuálně uspořádány v nestejných úrovních vzhledem k rádiusům výběhů jednotlivých úžin střední úžinové řady, přičemž průměry otvorů s pájkovými body vedlejší úžinové řady mohou být vzájemně různé v rozmezí 1 až 10 ve vztahu největšího k nejmenšímu.

Přehled obrázků na výkresech

Další výhody a účinky vynálezu jsou dále patrny z připojeného výkresu, kde značí obr. 1 schema40 tické znázornění úseku tavného vodiče tvořeného alespoň jedním páskem z elektrovodivého kovu o dané tloušťce, s minimálně jednou krajní úžinovou řadou se zvoleným počtem převážně průřezově shodných úžin, vytvořených mezi řadou velikostně sjednocených otvorů a vykazujícího druhou střední úžinovou řadu s úžinami vytvořenými v řadě mezi s výhodou pravoúhlými otvory, opatřených v rozích rádiusy, přičemž v dráze průchodu proudu úžinami střední úžinové řady jsou uspořádány vedlejší otvory s pájkovými body pro řízení nadproudové části ampérsekundové charakteristiky k alespoň jedné krajní úžinové řadě, obr. 2 boční pohled na část tavného vodiče s vyznačením pájkových bodů z tavné pájky, nanesené například ve tvaru vrchlíku na okraje otvorů pájkových bodů.

Příklad provedení vynálezu

Tavný vodič i je podle příkladu provedení tvořený alespoň jedním páskem z elektrovodivého kovu o tloušťce TV s minimálně jednou krajní úžinovou řadou KRA se zvoleným počtem Ekr

Λ převážně průřezové shodných úžin KR, vytvořených mezí řadou velikostně sjednocených otvorů 2 o průměru Dj&.

Přibližně ve střední části tavného vodiče T tj. v zóně s nejvyšší teplotou při průchodu proudu tavným vodičem 1, se nachází střední úžinová řada STR úžin ST střední úžinové řady STR, vytvořených mezi otvory 3 této střední úžinové řady STR. které s výhodou mohou mít tvar obdélníků či čtverců v rozích zaoblených pod rád i usy R§r. Výška Vst těchto otvorů 3, resp. úžin ST střední úžinové řady STR. je zvolena ve vytčeném poměru k výšce V^ otvorů 2 krajní úžinové řady KRA. Vzniklé úžiny ST střední úžinové řady STR mohou mít navzájem stejnou šíři io Ist, avšak při dodržení určených poměrů to není nutnou podmínkou k přijatelné funkci. V dráze průchodu elektrického proudu úžinami ST střední úžinové řady STR, přibližně v jejich podélných osách, leží vedlejší otvory 4 s pájkovými body 5. Pájkové body 5 jsou tvořeny určenou dávkou tavné pájky spojenou se základním kovem tavného vodiče i. Tavná pájka sestává z materiálu o značně nižší teplotě, než je tavná teplota tavného vodiče 1. Vedlejší otvory 4 $ pájkovými body 5, jak bude objasněno dále, slouží pro řízení nadproudové Části ampérsekundové charakteristiky alespoň jedné krajní úžinové rady KRA.

Otvory 4 pájkových bodů 5, umístěné před úžinami ST střední úžinové rady STR. tvoří další vedlejší úžiny VE vedlejší úžinové řady VED, v podstatě podél otvoru 4 stranově vybíhající dva můstky, vytvořené mezi geometrickými tangentami otvorů 4 pájkových bodů 5 a protilehlými rádiusy Rst zaoblení úžin ST střední úžinové rady STR, které v rámci geometrického uspořádání mezi tangentami zaujímají volitelné šířky Ty^l, Ty^Ž. Podle vynálezu je výška V$r úžin ST střední úžinové řady STR k výšce V^r úžin KR krajní úžinové řady KRA navržena v poměru 0,5 až 1,29.

Pro správnou funkci tavného vodiče 1, kromě výše určeného poměru výšek Vkr úžin KR krajních úžinových řad KRA a výšek V^j úžin ST středních úžinové řady STR, je zejména nutné dodržení pravidla dodržení poměru součtů všech průřezů vedlejších úžin VE vedlejší úžinové řady VED vůči celkové průřezové ploše krajní řady úžin KRA a aby platil vztah, že vedlejší úžiny VE vedlejší úžinové řady VED, vytvořené mezi tangentami otvorů 4 pájkových bodů 5 a protilehlými rádiusy R^ zaoblení úžin ST střední úžinové řady STR, o celkové průřezové ploše Psi x (Tygl + Tyg2) x TV, byly vzhledem k celkové průřezové ploše R^ x T^e x TV úžin KR krajní úžinové řady KRA v poměru 0,8 až 3,5.

Za účelem potřeby změny ampérsekundové charakteristiky tavné elektrické pojistky, pro dosažení změny její vypínací schopnosti v rámci vysokých výkonů a zejména při zachování výhod omezení výskytu vysokých teplot na tavném vodiči apod., není podle vynálezu nutné zásadním způsobem měnit navrženou konstrukci tavného vodiče I, pouze při jeho úpravách je nutné se pohybovat v rozsahu výše uvedených poměrů. Potom lze tavný vodič 1 modifikovat tak, že ve střední úžinové radě STR jsou jednotlivé úžiny ST vzájemně různých šířek T^j s průřezy od největšího ku nejmenšímu v poměru 1,1 až 15, přičemž otvory 4 pájkových bodů 5 u vedlejší úžinové řady VED, mohou být uspořádány vzájemně různě mimo podélné osy úžin ST a odchylovat se od nich v rozsahu až o 500 % v poměru k jejich aktuální šíři Τ$γ a také středy otvorů 4 pájkových bodů 5 u vedlejší úžinové rady VED, mohou být uspořádány v nestejných úrovních vzhledem k rádiusům R$r výběhů jednotlivých úžin ST střední úžinové řady STR, přičemž průměry Dy^ otvorů 4 s pájkovými body 5 vedlejší úžinové řady VED jsou případně vzájemně různé v rozmezí 1 až 10 ve vztahu největšího k nejmenšímu apod.

Claims

5 1. Tavný vodič, zejména pro tavné elektrické pojistky, tvořený alespoň jedním páskem z elektrovodivého kovu o tloušťce (TV) s minimálně jednou krajní úžinovou řadou (KRA) se zvoleným počtem (P_Kr) převážně průřezově shodných úžin (KR) vytvořených mezi řadou velikostně sjednocených otvorů (2) o průměru (Dkr), a vykazující druhou střední úžinovou řadu (STR) s úžinami (ST) vytvořenými v řadě mezi pravoúhlými otvory (3), opatřenými v rozích io rádiusy (R_ST), přičemž v dráze průchodu proudu úžinami (ST) střední úžinové řady (STR) leží vedlejší otvory (4) s pájkovými body (5) pro řízení zkratové části ampérsekundové charakteristiky alespoň jedné krajní úžinové řady (KRA), vyznačující se tím, že výška (V_ST) úžin (ST) střední úžinové řady (STR) je k výšce (V_KR) úžin (KR) krajní úžinové řady (KRA) v poměru 0,5 až 1,29, zatím co vedlejší úžiny (VE) vedlejší úžinové řady (VED), vytvořené mezi tangenta15 mi otvorů (4) pájkových bodů (5) a protilehlými rádiusy (R_St) zaoblení úžin (ST) střední úžinové řady (STR), o celkové průřezové ploše P_ST x (T_Ve1 + T_Ve2) x TV, jsou vzhledem k celkové průřezové ploše P_Kr x T_Kr x TV úžin (KR) krajní úžinové řady (KRA) v poměru 0,8 až 3,5.
2, Tavný vodič podle nároku 1, vyznačující se tím, že ve střední úžinové řadě

20 (STR) jsou jednotlivé úžiny (ST) vzájemně různých šířek (T_ST) s průřezy od největšího ku nejmenšímu v poměru 1,1 až 15, přičemž otvory (4) pájkových bodů (5) u vedlejší úžinové řady (VED), jsou uspořádány vzájemně různě mimo podélné osy úžin (ST) střední úžinové řady (STR) a odchylují se od nich v rozsahu až o 500 % v poměru k jejich aktuální šíři (T_ST) a také otvory (4) pájkových bodů (5) u vedlejší úžinové rady (VED), jsou uspořádány v nestejných úrovních

25 vzhledem k rádiusům (R_St) výběhů jednotlivých úžin (ST) střední úžinové řady (STR), přičemž průměry (D_Ve) otvorů (4) s pájkovými body (5) vedlejší úžinové řady (VED) jsou vzájemně různé v rozmezí 1 až 10 ve vztahu největšího k nejmenšímu.