DE102006034404A1 - Overcurrent protection device for use in surge protection devices with additional mechanical release, preferably designed as a firing pin - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Überstromschutzeinrichtung für den Einsatz in Überspannungsschutzgeräten mit zusätzlichem mechanischen Auslöser, bevorzugt als Schlagbolzen ausgeführt. Erfindungsgemäß weist eine erste Funktionseinheit, den mechanischen Auslöser enthaltend, ein erstes Schmelzelement auf. Eine zweite Funktionseinheit, als Überlastschutz ausgeführt, besitzt ein zweites Schmelzelement. Jede Funktionseinheit ist in einem Gehäuse angeordnet, wobei am jeweiligen Gehäuse seitliche, gegenüberliegende Abschlusskappen befindlich sind und die Schmelzleiter sich jeweils im Gehäuseinneren befinden und an den Abschlusskappen elektrisch angeschlossen sind. Die erste und die zweite Funktionseinheit sind elektrisch parallel geschaltet, wobei diese Parallelschaltung mit dem Überspannungsschutzgerät in Reihe geschaltet ist. Die Funktionseinheiten bilden einen gemeinsamen mechanischen Verbund, wobei jedes Gehäuse von einem separaten oder beide Gehäuse von einem gemeinsamen elastischen Mantel oder einem weiteren, jedoch elastischen Gehäuse umgeben sind.The invention relates to an overcurrent protection device for use in surge protection devices with additional mechanical release, preferably designed as a firing pin. According to the invention, a first functional unit, containing the mechanical release, has a first melting element. A second functional unit, designed as overload protection, has a second melting element. Each functional unit is arranged in a housing, wherein on the respective housing side, opposite end caps are befindlich and the fusible elements are each located inside the housing and are electrically connected to the end caps. The first and the second functional unit are electrically connected in parallel, this parallel circuit being connected in series with the overvoltage protection device. The functional units form a common mechanical composite, wherein each housing is surrounded by a separate or both housing of a common elastic jacket or another, but elastic housing.
Description
Die Erfindung betrifft eine Überstromschutzeinrichtung für den Einsatz in Überspannungsschutzgeräten mit zusätzlichem mechanischen Auslöser, bevorzugt als Schlagbolzen ausgeführt, gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to an overcurrent protection device for the Use in surge protection devices with additional mechanical trigger, preferred designed as a firing pin, according to the generic term of claim 1
Überspannungsschutzgeräte werden in elektrischen und informationstechnischen Netzen zum Schutz der Anlagen, Verbrauchern und Endgeräten eingesetzt.Overvoltage protection devices are in electrical and information technology networks for the protection of Equipment, consumers and devices used.
Derartige Überspannungsschutzgeräte begrenzen insbesondere bei transienten Überspannungsereignissen, z.B. Blitzereignissen, die Spannung auf unkritische Werte.Limit such overvoltage protection devices especially in transient overvoltage events, e.g. Lightning events, the voltage to uncritical values.
Die Begrenzung erfolgt bei Überspannungsereignissen durch die Ableitung von Impulsströmen im Querpfad und damit im allgemeinen parallel zu den Verbraucheranschlüssen.The Limitation occurs at overvoltage events by the derivation of pulse currents in the transverse path and thus in general parallel to the consumer connections.
Als Überspannungsschutzelemente werden unter anderem Funkenstrecken, Varistoren, Suppressordioden, Gasableiter, Kapazitäten und nichtlineare Widerstände sowie deren Kombinationen eingesetzt.As overvoltage protection elements include spark gaps, varistors, suppressor diodes, Gas discharge, capacities and non-linear resistors and their combinations used.
Die vorstehend erwähnten Elemente besitzen im Allgemeinen ein nichtlineares Ansprechverhalten bzw. eine nichtlineare Kennlinie.The mentioned above Elements generally have a nonlinear response or a non-linear characteristic.
Bei häufigem Ansprechen dieser Elemente bzw. bei Überlast in Folge von zu hohen bzw. zu lange andauernden Überspannungen oder Strömen kann es zur allmählichen Alterung oder zur Zerstörung der Überspannungsschutzgeräte kommen.at frequent Response of these elements or in case of overload due to excessive or too long overvoltages or streams can it is gradual Aging or destruction the surge arresters come.
Bei der üblicherweise gestaffelten Anordnung von Überspannungsableitern mit unterschiedlicher Leistungsfähigkeit und/oder unterschiedlichem Überspannungsschutzpegel kann infolge der Alterung oder auch infolge von Änderungen der Anlage die Überlastgefahr selbst bei ursprünglich richtiger Dimensionierung und Koordination der Überspannungsableiter steigen.at the usual staggered arrangement of surge arresters with different efficiency and / or different overvoltage protection level may cause overloading due to aging or changes in the equipment even at original correct dimensioning and coordination of the surge arresters increase.
Eine Überlastung derartiger koordinierter Geräte, häufig mit unterschiedlichen Wirkprinzipien, kann zu ungewollten und teilweise die gesamte Anlage gefährdenden Schäden führen.An overload such coordinated devices, often with different principles of action, may be too unwanted and partial the whole plant endangering damage to lead.
Die Ursachen für eine Überlastung sind hierbei vielfältig und spezifisch für das jeweilige Schutzgerät.The Reasons for an overload are manifold here and specific to the respective protective device.
Bei einem beispielhaft erwähnten Varistor können bei allmählicher Alterung durch sehr kleine Leckströme über einen längeren Zeitraum Zerstörungen auftreten. Als Schutz gegen derartige Belastungen werden daher in vielen Fällen thermische Abtrennvorrichtungen eingesetzt.at an example mentioned Varistor can at gradual Aging due to very small leakage currents over a longer period of destruction occur. As a protection against such loads are therefore in many cases thermal Abtrennvorrichtungen used.
Mittels thermischer Abtrennvorrichtungen kann innerhalb ihres Schaltvermögens bei kleinen Leckströmen im Bereich von mA bis einigen A und im Niederspannungsbereich des Varistors üblicherweise ein ausreichender Schutz realisiert werden.through Thermal cut-off devices can contribute within their switching capacity small leakage currents in the range of mA to some A and in the low voltage range of the Varistors usually adequate protection can be realized.
Wird der Varistor mit Impulsströmen oberhalb seines Leistungsvermögens oder mit extrem hohen Strom- und Spannungssteilheiten belastet, kann der Varistor durch- oder überschlagen werden.Becomes the varistor with pulse currents above his capacity or loaded with extremely high current and voltage gradients, the varistor can flip over or over become.
Bei der Belastung mit lang andauernden transienten bzw. netzfrequenten Überspannungen kann es hingegen zum thermischen Durchlegierung oder zum Durchschlagen des Varistors nach einem Zeitverlauf von einigen zehn ms kommen.at the load with long-lasting transient or mains frequency overvoltages can However, it for thermal breakdown or for strike through of the varistor come after a time course of a few tens of ms.
Letztgenannte Fehler können durch bekannte thermische Abtrennvorrichtungen nicht beherrscht werden, da deren Ansprechzeit im Regelfall mehrere Sekunden beträgt.The latter Errors can can not be controlled by known thermal separation devices, since their response time is usually several seconds.
Aus vorstehend genanntem Grund ist es daher üblich, Varistoren in Reihenschaltung mit einer konventionellen elektrischen Schmelzsicherung oder Schaltgeräten zu betreiben.Out Therefore, it is common practice for varistors to be connected in series to operate with a conventional electrical fuse or switchgear.
Die Hersteller von Varistorscheiben geben für einen ausreichenden Schutz häufig den maximalen Nennstromwert derartiger Vorsicherungen an. Übliche Schmelzsicherungen sprechen bei Impulsstrombelastung im Allgemeinen bereits deutlich unterhalb ihres theoretischen adiabatischen Schmelzintegralwerts an.The Manufacturers of varistor discs give for adequate protection often the maximum rated current value of such back-up fuses. Usual fuses generally speak clearly in terms of pulse current load below its theoretical adiabatic melting integral value at.
Bei kurzen, aber hohen Impulsströmen, mit denen die Varistoren belastet werden, liegt jedoch die Belastungsgrenze der Varistoren bereits deutlich über dem theoretischen Wert der Sicherungen und somit weit über den praktischen Maximalwerten dieser.at short but high momentum currents, with which the varistors are loaded, however, lies the load limit the varistors already clearly over the theoretical value of the fuses and thus far beyond the practical maximum values of these.
Dies bedeutet, Impulswerte, welche die Varistoren problemlos mehrfach ableiten, können bereits bei einmaliger Belastung zur Zerstörung der Sicherung führen, die zum Schutz der Varistorscheibe nach deren Herstellerangeben maximal zulässig ist.This means pulse values which multiply the varistors easily can derive already at a single load lead to the destruction of the fuse, the for protection of the varistor disc according to the manufacturer's name maximum permissible is.
Um das Leistungsvermögen der Varistorscheibe möglichst einfach auszunutzen, werden von Herstellern von Überspannungsschutzgeräten daher häufig größere Sicherungen empfohlen. Dies kann jedoch im Fehlerfall aufgrund der höheren I2t-Belastung, welche infolge der zu späten Auslösung auftritt, zu erheblichen Schäden an den Geräten führen.In order to make the most possible use of the performance of the varistor disc, manufacturers of surge protective devices therefore often recommend larger fuses. However, this can lead to significant damage to the equipment in the event of a fault due to the higher I 2 t load that occurs as a result of too late tripping.
Neben der Schutzfunktion des Überspannungsschutzelements wird das Ansprechen der Sicherung häufig als Anzeigekriterium für die Überlastung und die Abtrennung des Überspannungsschutzelements genutzt.Next the protective function of the overvoltage protection element The response of the fuse is often used as an indication of overload and the separation of the overvoltage protection element used.
Hierzu wird die Stromunterbrechung bzw. der erhöhte Spannungsabfall über der Sicherung ausgewertet.For this is the power interruption or the increased voltage drop over the Fuse evaluated.
Neben der optischen Anzeige wird das elektrische Signal auch für akustische Anzeigen oder das Öffnen und Schließen von Schaltern zur Fernmeldung verwendet. Die Nutzung der elektrischen Energie zur Signalabgabe besitzt jedoch mehrere Nachteile.Next The optical display also makes the electrical signal audible View or open and closing used by switches for remote signaling. The use of electrical However, energy for signal delivery has several disadvantages.
Viele Anzeigen benötigen Energie und verursachen ungewollte Leckströme. Die Abschaltung bei Stoßstrombelastungen von Sicherungen ist häufig undefiniert und ungewollt.Lots Need ads Energy and cause unwanted leakage currents. The shutdown for surge current loads Backups are often undefined and unintentionally.
Der Schmelzleiter von Sicherungen kann nach der Impulsbelastung verschiedenste Schäden aufweisen, welche von der Auftrennung von einzelnen parallelen Engstellen bis hin zur gesamten Zerstörung des Schmelzleiters führen können, ohne daß eine an sich gewünschte hochohmige Unterbrechung eintritt.Of the Fuse of fuses can vary according to the pulse load Have damage, which from the separation of individual parallel bottlenecks to towards the complete destruction lead the fusible conductor can, without one desired high-impedance interruption occurs.
Aufgrund vorstehender Erläuterungen sind Ströme im mA- oder auch im A-Bereich noch möglich, ohne daß die Anzeigefunktion den Defekt des Geräts anzeigt. Dies kann bei einem erneuten Überspannungsereignis trotz Kontrolle der Anlage zu erheblichen Schäden führen.by virtue of above explanations are streams in the mA or in the A range still possible, without that Display function indicates the defect of the device. This can be done at one renewed overvoltage event despite inspection of the system lead to considerable damage.
Die Ursache für das geschilderte Verhalten liegt in der unterschiedlichen Funktionsweise der Sicherung bei netzfrequenten Fehlerströmen im Längszweig und bei Impulsströmen im Querzweig.The Cause for The described behavior lies in the different functioning the fuse at mains frequency fault currents in the longitudinal branch and at pulse currents in the shunt branch.
Bei einer netzfrequenten Stromüberhöhung im Längszweig, welche zum Ansprechen der Sicherung führt, stellt die Schmelzleiterunterbrechung die einigste Unterbrechungsstelle dar und die Spannungsfestigkeit der ausgelösten Sicherung muß höher sein als die Netzspannung.at a mains frequency current increase in the Series branch, which causes the fuse to operate, sets the fuse break the unitary interruption point and the dielectric strength the triggered Fuse must be higher as the mains voltage.
Dies führt zu einer hochohmigen und recht langen Trennstrecke innerhalb der Sicherung.This leads to a high-impedance and quite long separation distance within the fuse.
Im Querzweig hingegen wird die Netzspannungsfestigkeit im Allgemeinen durch das Überspannungsschutzgerät, selbst noch bei mäßigen Überlasten, übernommen. Das heißt, die Sicherung wird selbst nach ihrem Ansprechen nicht zwangsweise mit der Netzspannung belastet. Dies führt mitunter zu einer undefinierten Trennstrecke innerhalb der Sicherung.in the Cross-branch, on the other hand, is the mains voltage resistance in general through the overvoltage protection device, itself even with moderate overloads, taken over. This means, the backup does not necessarily go along with it even after it has responded the mains voltage loaded. This sometimes leads to an undefined Isolating distance within the fuse.
Andererseits führen Impulsströme häufig zu einer erheblichen mechanischen Belastung des Schmelzleiters und zu einer stark unterschiedlichen Stromverteilung in den üblicherweise parallelen Engstellen des Schmelzleiters.on the other hand to lead pulse currents often to a considerable mechanical load of the fusible conductor and to a very different power distribution in the commonly parallel bottlenecks of the fusible conductor.
Hierdurch kommt es häufig zur partiellen Zerstörung des Schmelzleiters. Reicht der Energieinhalt des Impulses gerade noch aus, um den Schmelzleiter durchgängig in allen Engstellenbereichen zu schmelzen, so führt dies nicht zwangsweise zu einer hochohmigen Trennstelle. Die geschmolzenen Schmelzleiterreste und der umgebende Füllstoff führen häufig zu einer noch leitfähigen Verbindung mit einem Widerstand von einigen wenigen kOhm. Dies kann durchaus zu einer falschen Anzeige einer herkömmlichen, auf elektrischer Energie basierenden Einrichtung führen. Neben einer Fehlanzeige des Ableiterzustands kann dies bei erneuter Impulsbelastung zur Zerstörung des Überspannungsableiters und/oder der Sicherung führen. Darüber hinaus ist der Verbraucher aufgrund eines defekten Überspannungsschutzes gefährdet. Die Gefährdung des Verbrauchers ist insbesondere in den Fällen stark erhöht, in denen sogenannte Kombiableiter eingesetzt werden. Bei diesen Geräten wird der Überspannungsschutz häufig nur in einem Gerät realisiert, d.h. die sonst übliche Staffelung von unterschiedlich leistungsfähigen Überspannungsableitern mit unterschiedlichen Schutzpegeln und gleichzeitig redundanter Wirkung entfällt.hereby it happens often for partial destruction of the fusible conductor. Is the energy content of the impulse just enough still out to the fusible link throughout in all bottleneck areas to melt, so leads this is not necessarily a high-impedance separation point. The molten fusible conductor residues and the surrounding filler to lead often to a still conductive Connection with a resistance of a few kOhm. This can quite a wrong indication of a conventional, on electrical Energy based facility. In addition to a false report of the Ableiterzustands this can with renewed impulse load for destruction the surge arrester and / or lead the fuse. About that In addition, the consumer is due to a defective overvoltage protection endangered. The danger of the consumer is greatly increased, in particular in those cases so-called combination arresters are used. With these devices will the surge protection often only in one device realized, i. the usual one Staggering of different powerful surge arresters with different Protection levels and at the same time redundant effect is eliminated.
Die
Nach
dem Ansprechen der Sicherung soll die Funkenstrecke ohne Zündhilfe
eine redundante Schutzfunktion mit einem erhöhten Schutzpegel ausüben können. Die
Ableitung einer Anzeigefunktion aus dem Abschaltverhalten von Sicherungen
ist darüber
hinaus aus der
Die US-PS 6,157,529 offenbart die Unterbrechung eines Stromkreises mit Hilfe der Abschaltung einer Sicherung und einer Haltespule eines Schalters.The US-PS 6,157,529 discloses the interruption of a circuit with Help disconnecting a fuse and a holding coil of a Switch.
Zündhilfen,
wie in der
Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte Überstromschutzeinrichtung für den Einsatz in Überspannungsschutzgeräten mit zusätzlichem mechanischen Auslöser, bevorzugt als Schlagbolzen ausgeführt, anzugeben, welche eine hohe alterungsstabile Impulsstromtragfähigkeit, eine mechanische Anzeigefunktion bzw. Unterstützung einer derartigen Anzeige- und Signalfunktion sowie ein hohes Schaltvermögen aufweist.Out The above, it is therefore an object of the invention, an advanced overcurrent protection device for the Use in surge protection devices with additional mechanical trigger, preferably designed as a firing pin to specify which one high aging stable pulse current carrying capacity, a mechanical display function or support having such a display and signal function and a high switching capacity.
Darüber hinaus soll die anzugebende Überstromschutzeinrichtung über eine geringe Baugröße verfügen, montagefreundlich sein sowie eine hohe Peakstromfestigkeit und eine hohe Schaltspannung besitzen.Furthermore the specified overcurrent protection device should have a small size, easy to install be and have a high peak current resistance and a high switching voltage.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt durch eine Überstromschutzeinrichtung gemäß der Merkmalskombination nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen darstellen.The solution The object of the invention is achieved by an overcurrent protection device according to the feature combination according to claim 1, wherein the dependent claims at least expedient embodiments and represent further education.
Erfindungsgemäß ist demnach eine Kombination von Funktionseinheiten vorgesehen. Diese Kombination umfaßt eine für Impulsströme geeignete Schmelzsicherung mit parallel geschalteter Indikatorsicherung, welche eine Schlagbolzenfunktion übernimmt. Der Schlagbolzen kann zur mechanischen Auslösung einer optischen und/oder elektrischen Anzeige dienen. Der Schlagbolzen und die Signalfunktion können potentialfrei oder potentialbehaftet ausgeführt werden.Accordingly, according to the invention a combination of functional units provided. This combination comprises one for pulse currents suitable fuse with parallel connected indicator fuse, which takes over a firing pin function. The firing pin can for mechanical release serve a visual and / or electrical display. The firing pin and the signal function can potential-free or floating.
Die Impulsstrombelastbarkeit der eigentlichen Sicherung wird nahe am theoretischen, d.h. dem materialspezifischen Schmelzintegralwert (I2t-Wert) des Schmelzleiters herangeführt. Hierdurch kann eine ansonsten übliche Überdimensionierung der Sicherung vermieden werden. Dies ist beim Stand der Technik notwendig, da die üblichen Schmelzleiter aufgrund der dynamischen Stromkräfte, der unsymmetrischen Stromverteilung und der Alterung bei Impulsströmen bereits deutlich unterhalb des theoretischen I2t-Wertes überlastet werden. Ursache hierfür ist die Geometrie der Schmelzleiter, die Art der Kontaktierung der Schmelzleiter, die Stromführung zum und im Schmelzleiter, die Schmelzleiterfixierung und Zusatzstoffe, welche eine Alterung bzw. vorzeitige Überlastung bewirken.The pulse current carrying capacity of the actual fuse is brought close to the theoretical, ie the material-specific melt integral value (I 2 t value) of the fuse conductor. As a result, an otherwise usual over-dimensioning of the fuse can be avoided. This is necessary in the prior art, since the usual fusible conductor are already overloaded due to the dynamic flow forces that asymmetrical current distribution and aging at pulse currents well below the theoretical I 2 t value. The reason for this is the geometry of the fusible conductor, the type of contacting of the fusible conductor, the current conduction to and in the fusible conductor, the fusible conductor fixation and additives which cause aging or premature overloading.
Die mit der Erfindung geschaffene kleine Bauform liegt im Bereich üblicher Geräteschutzsicherungen von im wesentlichen 5 × 20 mm. Derartig kleine Einrichtungen können in besonders einfacher Weise auf einer Leiterplatte, auch als SMD-Bauteil befestigt werden.The created with the invention small design is common in the field Fuses of substantially 5x20 mm. Such small facilities can in a particularly simple manner on a circuit board, also be attached as an SMD component.
Erfindungsgemäß besteht die Möglichkeit, die vorgestellte Überstromschutzeinrichtung für den Triggerkreis von Kombiableitern einzusetzenAccording to the invention the possibility of the presented overcurrent protection device for the trigger circuit use of combination probes
Die Überstromschutzeinrichtung umfaßt eine erste Funktionseinheit, die den mechanischen Auslöser enthält. Diese erste Funktionseinheit weist ein erstes Schmelzelement auf.The overcurrent protection device comprises a first functional unit containing the mechanical trigger. These first functional unit has a first melting element.
Eine zweite Funktionseinheit ist als eigentlicher Überlastschutz ausgeführt und besitzt ein zweites Schmelzelement.A second functional unit is designed as actual overload protection and has a second melting element.
Jede der Funktionseinheiten ist in einem Gehäuse angeordnet, wobei am jeweiligen Gehäuse seitliche, gegenüberliegende Abschlußkappen befindlich sind und die Schmelzleiter jeweils im Gehäuseinneren angeordnet sind und an den Abschlußkappen elektrisch angeschlossen werden.each the functional units is arranged in a housing, wherein the respective Housing lateral, opposing end caps are located and the fusible leads each inside the housing are arranged and electrically connected to the end caps become.
Die erste und die zweite Funktionseinheit sind elektrisch parallel geschaltet. Diese Parallelschaltung liegt mit dem Überspannungsschutzgerät in Reihe.The first and the second functional unit are electrically connected in parallel. This parallel circuit is in series with the surge protection device.
Die Funktionseinheiten bilden einen gemeinsamen mechanischen Verbund, wobei jedes Gehäuse von einem separaten oder beide Gehäuse von einem gemeinsamen elastischen Mantel umgeben sind.The Functional units form a common mechanical composite, with each case from a separate or both housing of a common elastic Coat are surrounded.
Die Abschlußkappen jeder Seite der jeweiligen Funktionseinheit gehen elektrisch und mechanisch verbunden in einen Anschlußfortsatz über, welcher die bereits erwähnte Leiterplattenmontage der Gesamteinrichtung ermöglicht bzw. erleichtert.The end caps each side of each functional unit go electric and mechanically connected in a terminal extension over which the already mentioned PCB assembly the entire facility allows or relieved.
An einer Abschlußkappe der ersten Funktionseinheit ist eine Kammer zur Aufnahme eines federvorgespannten Schlagbolzens angeordnet, wobei der Schlagbolzen vom ersten Schmelzelement in seiner Ruhestellung gehalten wird. Mit dem Aufschmelzen des ersten Schmelzelements gelangt die Federvorspannkraft zur Wirkung und der Schlagbolzen bewegt sich in seine maximal erreichbare Endposition.At a closure cap the first functional unit is a chamber for receiving a spring-biased Striker arranged, the firing pin from the first melting element is held in its rest position. With the melting of the first Melting element passes the spring biasing force to the effect and the The firing pin moves to its maximum achievable end position.
Das erste Schmelzelement besteht aus einem Draht, welcher eine hohe Zugfestigkeit und einen I2t-Wert besitzt, welcher deutlich niedriger als derjenige des Materials des zweiten Schmelzelements ist.The first fusible element consists of a wire which has a high tensile strength and an I 2 t value, which is significantly lower than that of the material of the second fusible element.
Das Gehäuse der ersten Funktionseinheit bildet einen Lichtbogenschaltraum, welcher aus einem rohrförmigen Körper besteht, dem sich seitlich ein Hohlraum anschließt, welcher die Kammer zur Aufnahme des Schlagbolzens bildet.The casing the first functional unit forms an arc switch room, which from a tubular body consists, which laterally adjoins a cavity, which the chamber for receiving of the firing pin forms.
Zwischen dem Lichtbogenschaltraum und dem Hohlraum ist ein oder sind mehrere isolierende Plättchen angeordnet, durch welches bzw. welche das erste Schmelzelement hindurchgeführt ist.Between the arc switch room and the cavity is one or more insulating plates arranged, through which or which the first melting element is passed.
Der Lichtbogenschaltraum ist mit einem Löschmittel gefüllt.Of the Arc switch room is filled with an extinguishing agent.
Der Hohlraum mit dem Schlagbolzen wird von einer Stülpkappe begrenzt, wobei die vom Lichtbogenbrennraum abgewandte Seite der Stülpkappe einen Anschlag für die Schlagplatte des Schlagbolzens und damit eine Wegebegrenzung bildet.Of the Cavity with the firing pin is limited by a Stülpkappe, the side facing away from the arc combustion chamber of the Stülpkappe a stop for the striking plate of the firing pin and thus forms a route boundary.
Die Schlagplatte selbst kann von einer Isolierkappe umgeben werden.The Impact plate itself can be surrounded by an insulating cap.
Die Schlagplatte ist auch als Schlagdorn oder Schlagstift ausgeführt, wobei der Verschiebeweg durch einen Anschlag und eine Ausnehmung innerhalb einer Haubenkappe begrenzbar ist.The Impact plate is also designed as a punch or striker, wherein the displacement by a stop and a recess within a hood cap is limited.
Das erste Schmelzelement kann aus einem zusammengesetzten Material bestehen und mindestens eine Engstelle und/oder einen Abschnitt mit unterschiedlicher Impedanz oder unterschiedlichem Widerstand besitzen.The first melting element may consist of a composite material and at least one bottleneck and / or a section with different ones Have impedance or different resistance.
Die zweite Funktionseinheit weist ein hohlzylindrisches Gehäuse mit seitlichen Abschlußkappen auf, wobei das zweite Schmelzelement als Band, Draht oder in Hohlzylinderform von Kappe zu Kappe geführt ist.The second functional unit has a hollow cylindrical housing side end caps, wherein the second fuse element as a band, wire or in a hollow cylinder shape from cap to cap is.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, daß auch das Gehäuse der ersten Funktionseinheit die Form eines Rohrs oder eines Hohlzylinders besitzen kann.It It should be noted at this point that the housing of the first functional unit the shape of a pipe or a hollow cylinder can own.
Das Draht- oder hohlzylindrische Schmelzelement der zweiten Funktionseinheit ist durch Kraft- und/oder Formschluß mit den Innenseiten oder mit entsprechenden Durchbrüchen in oder an den Kappen verbunden.The Wire or hollow cylindrical fusible element of the second functional unit is by force and / or positive engagement with the insides or with corresponding breakthroughs connected in or at the caps.
Der Hohlzylinder des zweiten Schmelzelements kann definierte Engstellen und/oder Verjüngungen aufweisen.Of the Hollow cylinder of the second fusible element can defined bottlenecks and / or rejuvenations exhibit.
Auch das Gehäuse der zweiten Funktionseinheit weist eine Füllung auf. Diese Füllung kann aus einem hochverdichtbaren Schüttmaterial bestehen oder aber auch kompressible Materialien enthalten.Also the housing the second functional unit has a filling. This filling may be off a high-density bulk material exist or contain compressible materials.
Bei der Ausführungsform des zweiten Schmelzelements als Band besteht dieses Band aus Flachdraht mit einem Verhältnis Breite zu Dicke kleiner 4:1.at the embodiment of the second fusible element as a band, this band consists of flat wire with a relationship Width to thickness less than 4: 1.
Das zweite Schmelzelement kann von im Gehäuse befindlichen Führungsstegen, Führungsringen oder dergleichen Mitteln gehalten werden.The second melting element can be located in the housing guide webs, guide rings or the like means are kept.
Sowohl die erste als auch die zweite Funktionseinheit können von einem gemeinsamen Außengehäuse umgeben sein oder in einem solchen Gehäuse angeordnet werden.Either the first and the second functional unit can be of a common Surrounded outer housing be or in such a housing to be ordered.
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.The Invention will be described below with reference to an embodiment and below With the help of figures closer explained become.
Hierbei zeigen:in this connection demonstrate:
Die
vorgestellte Überstromschutzeinrichtung für Überspannungsschutzgeräte besteht
bevorzugt aus einem elektrisch sowie geometrisch, d.h. räumlich parallel
angeordneten festen Verbund von zwei Funktionseinheiten
Die
elektrische Kontaktierung erfolgt bevorzugt gemeinsam über Leiterplattenkontaktierbare Anschlüsse
Die
in der
Durch
die Verbindung der beiden Funktionseinheiten
Bei
entsprechender Abwinklung der Anschlüsse
Jede
Funktionseinheit
Der
elastische Mantel
Vorstehend genannte Maßnahmen und die Fixierung auf der Leiterplatte führen zu einer Erhöhung des Schaltvermögens der Funktionseinheiten.above measures mentioned and the fixation on the circuit board lead to an increase in the switching capacity the functional units.
Die
erste Funktionseinheit
Die
zweite Funktionseinheit
Durch die zweckmäßige Trennung in Funktionseinheiten kann trotz geringer Abmessungen bei einem hohen I2t-Wert der Einheit ein hohes Schaltvermögen und eine funktionssichere Schlagbolzenauslösung realisiert werden.Due to the appropriate separation into functional units, a high switching capacity and a functionally reliable firing pin release can be realized despite small dimensions with a high I 2 t value of the unit.
Die
erste Funktionseinheit
Durch den Schlagbolzen kann in einer Entfernung bis maximal der Hälfte der Gesamtlänge der Funktionseinheit eine definierte Kraft auf ein Auslösesystem oder eine Anzeigeeinrichtung ausgeübt werden.By The firing pin can be at a distance to a maximum of half the overall length the functional unit a defined force on a trigger system or a display device.
Die Höhe der übertragbaren Kraft kann von ca. 1 N bis mehreren 10 N in einem definierten Abstand variabel eingestellt und vorgegeben werden.The Amount of transferable Force can range from about 1 N to several 10 N at a defined distance can be variably set and specified.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden hierfür vorgespannte Druckfedern eingesetzt. Selbstverständlich kann der Schlagbolzen selbst als optische Anzeige in analoger Weise zu einem einfachen üblichen Kennmelder genutzt werden.In a preferred embodiment be for this preloaded compression springs used. Of course, the firing pin itself as a visual display in an analogous way to a simple conventional Identifier can be used.
Alternativ zur vorerwähnten Feder können auch Gasgeneratoren oder Zündladungen für die Schlagbolzenfunktion vorgesehen sein.alternative to the aforementioned Spring can too Gas generators or ignition charges for the firing pin function be provided.
Bei der Verwendung einer Feder wird die notwendige hohe und alterungsstabile Vorspannung mit Draht realisiert, welcher über eine hohe Zugfestigkeit verfügt. Der I2t-Wert des Drahtes wird so abgestimmt, daß dieser deutlich kleiner als der I2t-Wert der zweiten Funktionseinheit ist. Bevorzugt wird ein Wert kleiner 1%. Der Meterwiderstand des Drahtes ist hingegen deutlich höher als der in der zweiten Funktionseinheit. Bevorzugt werden größere Verhältnisse als 1:100 angewendet. Zudem kann der Draht auf einen Träger gewickelt sein, um eine zusätzliche Impedanz aufzuweisen.When using a spring, the necessary high and aging-resistant bias is realized with wire, which has a high tensile strength. The I 2 t value of the wire is adjusted so that it is significantly smaller than the I 2 t value of the second functional unit. A value of less than 1% is preferred. The meter resistance of the wire, however, is significantly higher than that in the second functional unit. Preferably, larger ratios than 1: 100 are used. In addition, the wire may be wound on a carrier to provide additional impedance.
Durch die vorstehend genannte Abstimmung wird erreicht, daß der Draht der ersten Funktionseinheit bei Impulsbelastung nahezu unbelastet bleibt. Im Fehlerfall, also der Unterbrechung der Stromführung in der zweiten Funktionseinheit, wird auch der Schmelzleiter nahezu verzugsfrei durch einen Strom unterbrochen, welcher bei einem Vielfachen seiner Stromtragfähigkeit liegt. Dies ist auch bei Fehlern infolge von netzfrequenten Strömen der Fall. Bevorzugt werden Überlastfaktoren von ca. 20 bis 1000. Diese Faktoren garantieren eine adiabatische Erwärmung des Drahtes und einen sogenannten Streifenzerfall des Schmelzleiters.By the above vote is achieved that the wire of the first functional unit remains almost unloaded under pulse load. In the event of a fault, ie the interruption of the current conduction in the second functional unit, the fusible conductor is also almost distortion-free interrupted by a current which is a multiple of its current carrying capacity. This is also the case with errors due to line frequency currents. Overload factors of about 20 to 1000 are preferred. These factors guarantee adiabatic heating of the wire and a so-called strip decay of the fusible conductor.
Dieser Streifenzerfall führt zu einer hohen Schaltspannung. Die Höhe dieser Spannung kann durch die geometrische Gestaltung und die Materialwahl des Drahtes beeinflußt werden. Die Höhe der Schaltspannung wird auch durch den Fehlerfall und die Impedanzverhältnisse des Fehlerstromkreises bestimmt.This Streifenzerfall leads to a high switching voltage. The amount of this tension can be through the geometric design and material choice of the wire are affected. The height The switching voltage is also affected by the fault and the impedance conditions of the fault circuit determined.
Bei Triggerhilfen, welche häufig einen Impulsübertrager beinhalten, kann die erzeugte Lichtbogenspannung aufgrund der Erhöhung der Induktivität des Stromkreises erhöht werden.at Trigger aids, which are common a pulse transformer may include the generated arc voltage due to the increase in the inductance of the circuit increases become.
Bei geeigneter Abstimmung können somit selbst bei geringen Abmessungen der Funktionseinheiten Schaltspannungen von einigen 100 V bis zu mehreren kV erzeugt werden. Diese Spannungen sind im Regelfall ausreichend, um insbesondere Funkenstrecken mit Gleitentladungsstrecken zu zünden.at suitable vote Thus, even with small dimensions of the functional units switching voltages from a few 100 V up to several kV. These tensions are usually sufficient, in particular spark gaps with Gleitentladungsstrecken to ignite.
In
dieser Darstellung ist nicht die elastische Umhüllung
Der
Lichtbogenschaltraum
Zur
besseren Abschottung des Lichtbogenschaltraums
Der
Lichtbogenschaltraum kann mit einem Löschmittel
Der
Hohlraum
Die
Gemäß
Gemäß
Die
Ausführung
des Schlagbolzens nach
Der
Hubweg und die Endkraft des Schlagbolzens sind durch den Anschlag
an dem Rand der Haubenkappe
Bei
diese Ausführungsform
ist es sehr einfach möglich,
zusätzlich
zur Federkraft auch den im Schaltraum entstehenden Druck unterstützend zu nutzen.
Hierzu kann auf das Plättchen
Besondere
Bedeutung ist den isolierenden Plättchen
Das
isolierte Plättchen
Anstelle
der Plättchen
Ist nur der Innenbereich der Durchführung aus einem Isolationsmaterial gefertigt, kann die Stromführung über die Feder zum Draht erfolgen, wenn der Federdurchmesser größer als der isolierte Bereich ist.is only the interior of the implementation of made of an insulating material, the power supply via the Spring to the wire done when the spring diameter greater than the isolated area is.
Es können auch weitere Varianten der Drahtdurchführung für die Befestigung des Schlagbolzens genutzt werden. Ebenso können für den Draht als Schmelzleiter zusammengesetzte Drahtmaterialien Anwendung finden.It can also used other variants of the wire feedthrough for the attachment of the firing pin become. Likewise for the Wire as a fusible wire composite wire materials application Find.
Gemäß der Darstellung
nach
Gemäß der Darstellung
nach
Die Reduktion der Vorspannung und die Zentrierung des Drahtes kann durch eine Lötbefestigung im Durchführungsbereich erfolgen. Dabei ist die Durchführung und das Lot (z.B. niedrige Schmelztemperatur, geringes Volumen) so gewählt, daß der entstehende Lichtbogen die Befestigung des Drahtes löst.The Reduction of preload and centering of the wire can be achieved by a soldering attachment in the Through region respectively. Here is the implementation and the solder (e.g., low melting temperature, low volume) chosen so that the resulting Arc releases the attachment of the wire.
Der Draht kann zudem mehrfach zur Verteilung der Kraft um die Feder gewickelt werden. Der Bolzen kann lose oder unverlierbar ausgeführt sein. Ebenso sind elektrisch leitfähige Ausführungen des Bolzens, aber auch isolierte Varianten möglich.Of the Wire can also multiply to distribute the force around the spring be wrapped. The bolt can be made loose or captive. As well are electrically conductive versions the bolt, but also isolated variants possible.
Elektrisch leitfähige Ausführungen können neben den Grundfunktionen zusätzlich zur Übertragung von elektrischen Signalen genutzt werden. Dagegen gewährleisten die isolierten Ausführungen eine gewünschte Potentialfreiheit möglicher Anzeigemittel.electrical conductive versions can next the basic functions in addition for transmission be used by electrical signals. On the other hand guarantee the isolated versions one desired Potential freedom possible Display means.
Zur Erzielung einer hohen Impulsstromtragfähigkeit werden folgende Maßnahmen genutzt.to Achieving a high pulse current carrying capacity will be the following measures used.
Die
Befestigung des Schmelzleiters
Anstelle einer Lötverbindung werden bevorzugt großflächige Klemmverbindungen unter Vermeidung von Einengungen oder aber auch Schweißverbindungen genutzt.Instead of a solder joint are preferred large-scale clamping connections avoiding constrictions or even welded joints used.
Der
Schmelzleiter
Bei hohen Schmelzleiterquerschnitten ist die Hohlzylinderform einer üblicher Aufteilung paralleler Schmelzleiter vorzuziehen, da sie trotz ähnlich hohen Schaltvermögens geringere Nachteile hinsichtlich der Alterung und einer möglicherweise ungleichmäßigen Stromaufteilung bietet.at high melt conductor cross-sections is the hollow cylindrical shape of a conventional Division of parallel fuse to be preferred because they despite lower switching capacity lower Disadvantages in terms of aging and possibly uneven power distribution offers.
Zur Realisierung von separaten Engstellen zur Erhöhung des Schaltvermögens können allmähliche Schmelzleiterverjüngungen auf dem Zylinder eingebracht sein. Die Verjüngungen sind so zu gestalten, daß auch bei hohen Stromsteilheiten eine nahezu gleichmäßige Stromdichteverteilung in jedem axialen Abschnitt des Schmelzleiters und insbesondere des Engstellenbereichs erreicht wird.to Realization of separate bottlenecks to increase the switching capability can be gradual melt tapering be introduced on the cylinder. The rejuvenations are to be shaped that too at high current gradients a nearly uniform current density distribution in each axial section of the fusible conductor and in particular the Bottleneck area is reached.
Die Verjüngungen können sowohl im Umfang als auch in der Schichtdicke erfolgen. Alternativ hierzu können auch Stege elektrisch leitend oder nicht leitend ausgebracht werden, wodurch der Lichtbogen aufgeteilt bzw. partiell extrem eingeschnürt werden kann.The tapers can both in scope and in the layer thickness. Alternatively to this can also webs are applied electrically conductive or non-conductive, whereby the arc is divided or partially extremely constricted can.
Dabei kann der Hohlleiter als Hohlzylinder, aber auch als leitfähige Beschichtung eines Zylinders ausgeführt sein.there can the waveguide as a hollow cylinder, but also as a conductive coating a cylinder executed be.
Bei der Wahl eines Hohlzylinders kann dieser mit dem gleichen Löschmedium oder mit einem anderen Löschmedium als der übrige Lichtbogenbrennraum gefüllt sein. Bei der Beschichtung eines Zylinders kann dieser aus Isolationsmaterial bzw. halbleitendem Material bestehen. Durch geeignete Materialwahl des Zylinders kann die Lichtbogenlöschung unterstützt werden. Das Material kann z.B. gasabgebend sein. Bei dieser Ausführungsform ist eine hohe mechanische Festigkeit, ein ausreichendes Schaltvermögen und eine hohe Impulsstromtragfähigkeit gegeben. Sind die räumlichen Abmessungen der gesamten Funkenstrecke begrenzt, kann eine Ausführungsform als Hohlzylinder mit Innenbeschichtung sinnvoll sein. Eine solche Gestaltung bewirkt zudem eine gleichmäßige Verteilung der Druckwelle zur Außenwand bzw. zum Außengehäuse. Bei sehr großen Bauvolumen der Überstromschutzeinrichtung kann der Hohlleiter auch die Möglichkeit der Integration des Schlagbolzens trotz separaten Lichtbogenschaltraums bieten.at the choice of a hollow cylinder can this with the same extinguishing medium or with another extinguishing medium as the rest Arc combustion chamber filled be. When coating a cylinder, this can be made of insulating material or semiconducting material. By suitable choice of material of the cylinder, the arc quenching can be supported. The material may e.g. be gas. In this embodiment is a high mechanical strength, sufficient switching capacity and a high pulse current carrying capacity given. Are the spatial Dimensions of the entire spark gap limited, can be an embodiment be useful as a hollow cylinder with internal coating. Such Design also causes a uniform distribution of the pressure wave to the outer wall or to the outer housing. At very huge Construction volume of the overcurrent protection device The waveguide also has the option the integration of the firing pin despite separate arc switch room Offer.
Als
Material für
den Schmelzleiter werden bevorzugt Kupfer, Silber oder deren Legierungen
eingesetzt. Bei der Verwendung von Kupfer ist es zweckmäßig, eine
Schutzschicht gegen Oxidation aufzubringen. Die Führung des
Schmelzleiters erfolgt zentral durch das Gehäuse
Wird als Füllmedium Quarzsand gewählt, kann eine optimale Korngrößenverteilung und eine optimierte Verdichtung ausreichend sein.Becomes as a filling medium Quartz sand chosen, can an optimal particle size distribution and an optimized compaction should be sufficient.
Zusätzlich können Führungsstege
Die
Stege
Bei einer Variante des Füllmaterials kommt sogenannter Stonesand zum Einsatz. Alternativ sind auch hochverdichtbare Schüttmaterialien zur Füllung geeignet. Neben Schüttmaterialien sind auch Füllmedien auf Expoxid- bzw. Silikonbasis mit oder ohne Aushärtung anwendbar. Diesen Materialien können hohe Anteile an Beimengungen von Löschmedien, wie Sand, Keramik, Glas oder gasabgebende Stoffe zugefügt werden.at a variant of the filling material So-called Stonesand is used. Alternatively, are also highly compressible bulk materials suitable for filling. In addition to bulk materials are also filling media applicable on epoxy or silicone basis with or without curing. These materials can be high Amounts of admixtures of extinguishing media, such as Sand, ceramics, glass or gas-emitting substances are added.
Werden einfache Löschschläuche über den Schmelzleiter gezogen, kann zusätzlich eine Sandfüllung genutzt werden oder es ist der Einsatz von Stabilisierungsstegen bzw. stabilisierenden Flüssigkeiten zur Bewegungsdämpfung von Vorteil.Become simple extinguishing hoses over the fusible link pulled, may additionally a sand filling be used or it is the use of stabilizing bars or stabilizing liquids for motion damping advantageous.
Bei
der Verwendung von massiven, nicht kompressiblen Füllungen
und auch bei der Anwendung von Stonesand ist zu berücksichtigen,
daß diese
Materialien die Druckwellen bei der Lichtbogenbildung relativ ungedämpft auf
das Gehäuse
Alternativ können kompressible Füllmedien vorgesehen werden oder es werden Möglichkeiten zur Dämpfung der Druckwelle realisiert. Dies können einerseits Maßnahmen zur Gleichverteilung des Druckes sein. Hierzu können zusätzlich elastische, aber auch steife Zylinder zwischen dem Schmelzleiter und der Gehäusewand realisiert werden. In dem Füllmedium können aber. auch Sollbruchwände und Ausgleichsräume geschaffen werden. Die Füllmedien können auch implosive Bestandteile beinhalten. Hier können Hohlkugeln aus Glas oder Keramik Anwendung finden.alternative can provided compressible filling media or will there be opportunities for damping realized the pressure wave. On the one hand, this can be measures to equalize the pressure. This can be additional elastic, but also rigid cylinder between the fusible link and the housing wall will be realized. In the filling medium can but. also breakage walls and compensation rooms be created. The filling media can also implosive ingredients. Here are hollow spheres of glass or Find ceramic application.
Anstelle von Füllmedien kann der Schmelzleiter auch in Festkörpern geführt werden. Diese Festkörper können zur Unterstützung des Löschvermögens gasabgebend ausgeführt sein. Als gasabgebende Stoffe kommen z.B. Polymere wie POM, Hartgas oder auch Keramiken oder Stoffe mit solchen Beimengungen zum Einsatz.Instead of of filling media The fusible conductor can also be guided in solids. These solids can be used for support the extinguishing capacity gas accomplished be. As gas donating substances are e.g. Polymers like POM, Hartgas or ceramics or substances with such admixtures for use.
Durch die vorstehend erläuterte Anordnung wird eine sehr hohe Impulsstromtragfähigkeit erreicht, die nahe am theoretischen Wert des Schmelzleiters liegt. Die beschriebene Ausführungsform ist für die Anforderung von Überstromschutzeinrichtungen für zahlreiche Überspannungsschutzgeräte ausreichend.By the above explained Arrangement, a very high pulse current carrying capacity is achieved, the near is at the theoretical value of the fusible conductor. The described embodiment is for the requirement of overcurrent protection devices sufficient for numerous surge protection devices.
Bei der Verwendung der Erfindung für Kombiableiter können aufgrund spezieller Anforderungen auch andere Wichtungen der Forderungen an die jeweiligen Schutzeinrichtungen für deren Auslegung und Ausführungsform sinnvoll sein.at the use of the invention for Combination arrears can due to special requirements also other weights of the requirements to the respective protective devices for their design and embodiment make sense.
Sollen sehr hohe Impulsstromtragfähigkeiten erzielt werden, führt dies selbst bei Kupfer zu nennenswerten Querschnitten des Schmelzleiters. Aufgrund der geringen Baugröße der Funktionseinheiten für diese Anwendung ist die maximale Lichtbogenschaltleistung in Abhängigkeit von der Gehäusegestaltung vorgegeben. Einfache Runddrähte oder aber auch Hohlleiter führen bei größeren Durchmessern zur Überschreitung der Belastungsgrenze. Zur Erzielung eines hohen Schaltvermögens ist es daher zweckmäßig, eine variierende Gestaltung des Schmelzleiters zu wählen.If very high momentum current carrying capacities are to be achieved, this leads to significant cross sections of the fusible conductor even in the case of copper. Due to the small size of the functional units for this application, the maximum arc switching power is given as a function of the housing design. Simple round wires or even waveguides lead to larger diameters exceeding the load limit. To educate To achieve a high switching capacity, it is therefore expedient to choose a varying design of the fusible conductor.
Sind die räumlichen Abmessungen stark begrenzt und ist die gewünschte Impulsstromfestigkeit sehr hoch, kann als Schmelzleiter ein Flachdraht eingesetzt werden. Bevorzugt kommen hier Flachdrähte mit einem Verhältnis von Breite zu Dicke von < 4:1 zum Einsatz.are the spatial Dimensions are severely limited and the desired pulse current immunity is very high high, a flat wire can be used as a fusible conductor. Prefers come here with flat wires a relationship from width to thickness of <4: 1 to Commitment.
Die Ausführung des Schmelzleiters als Flachdraht führt zwar mit abnehmendem Verhältnis von Dicke zu Breite zu einer Reduzierung der maximalen Impulsbelastung gegenüber Runddrähten gleicher Querschnittsfläche, jedoch kann hier das Schaltvermögen deutlich erhöht werden.The execution Although the melt conductor as a flat wire leads with decreasing ratio of Thickness to width to reduce the maximum impulse load across from Round wires same Cross sectional area, however, here the switching capacity clearly increased become.
Die Realisierung des Schmelzleiters als Flachdraht erlaubt zudem zusätzliche Optimierungsmöglichkeiten. So kann die Höhe der Peakstromfestigkeit in recht einfacher Weise geregelt werden. Dieser Wert ist insbesondere für den Schutz von Varistoren in sogenannten Triggerkreisen von Kombiableitern von Bedeutung.The Realization of the fusible conductor as a flat wire also allows additional Optimization. So can the height the peak current resistance can be controlled in a fairly simple manner. This value is especially for the protection of varistors in so-called trigger circuits of combination arresters significant.
Die
Lage des Flachdrahts in der Sicherung beeinflußt neben der geometrischen
Ausführung
der Anschlüsse
der zweiten Funktionseinheit die Wirkung der dynamischen Stromkräfte auf
den Schmelzleiter. Steht die flache Kante des Schmelzleiters senkrecht
zur Stromkraftwirkung und sind die Anschlußlängen der zweiten Funktionseinheit
möglichst gerade,
kann ein sehr hoher Peakstromwert beherrscht werden (siehe Prinzipanordnung
gemäß
Ist
hingegen die breite Seite des Schmelzleiters den Stromkräften ausgesetzt
und ist die Stromzuführung
zudem schleifenförmig
ausgeführt, übersteigt
der maximale Peakstrom nur unbedeutend die Höhe des maximalen Impulsstroms
(siehe Prinzipdarstellung nach
Das Überstromschutzgerät spricht im letztgenannten Fall nahezu ausschließlich aufgrund der Stromkräfte und nicht aufgrund der adiabatischen Erwärmung an. Die thermische Belastung liegt dabei unterhalb des Schmelzintegralwerts.The overcurrent protection device speaks in the latter case almost exclusively due to the current forces and not due to adiabatic warming. The thermal load is below the melt integral value.
Die Länge der Stromzuführung kann bei parallel übereinander angeordneten Funktionseinheiten bereits durch die Variation der Reihenfolge der Funktionseinheiten ohne Veränderung der Konstruktionsteile erreicht werden. Bei der Führung des Schmelzleiters in festen Stoffen oder auch in üblichen Füllstoffen können zur weiteren Herabsetzung der Peakstromfestigkeit und zur Erhöhung des Löschvermögens Mäander oder Wicklungen eingearbeitet werden.The Length of power supply can be stacked in parallel arranged functional units already by the variation of Order of the functional units without changing the construction parts be achieved. At the lead of the fusible conductor in solids or in conventional fillers can to further reduce the peak current resistance and increase the Extinguishing meander or Windings are incorporated.
Die
Funktionseinheiten
Zusätzlich wird jedes Gehäuse oder auch beide Gehäuse gemeinsam von einem elastischen Zylinder umschlossen. Dieser dient bei Überlastung der Gehäuse oder bei Gasaustritten zwischen den Kappen und dem Gehäuse als zusätzlicher Schutz. Des weiteren werden die äußeren Überschlagsstrecken verlängert und kritische Feldstärkeerhöhungen bzw. gefährdete Gleitstrecken vermieden.In addition will every case or both cases jointly enclosed by an elastic cylinder. This one serves at overload of the casing or at gas leaks between the caps and the housing as additional Protection. Furthermore, the outer rollover stretches extended and critical field strength increases or vulnerable Sliding distances avoided.
Das Material der elastischen Zylinder kann zudem aus einem gasabgebenden Stoff bestehen oder mit einem solchen Material beschichtet sein. Dies führt beim Ausgasen von heißem Gas bzw. Ruß aus der Sicherung zur Gasabgabe, wodurch gleichmäßige Berußungen vermieden werden und Oberflächenentladungen unterbindbar sind. Außerdem können weitere Teile, z.B. in Form von Stegen, die zur Wegverlängerung dienen, vorgesehen sein.The Material of elastic cylinder can also be made of a gas-emitting Substance consist or be coated with such a material. This leads at Outgassing of hot Gas or soot off the fuse to the gas delivery, whereby uniform manifestations are avoided and surface discharges are preventable. Furthermore can other parts, e.g. in the form of bars, which are used to extend the path serve, be provided.
Durch die gemeinsame Fixierung der beiden Funktionseinheiten mit gemeinsamen stabilen und formschlüssigen Anschlußkappen wird eine hohe mechanische Stabilisierung der Funktionseinheiten untereinander, aber auch der einzelnen Bauteile der Funktionseinheiten, insbesondere der Kappen am Gehäuse erreicht.By the common fixation of the two functional units with common stable and positive connection caps is a high mechanical stabilization of the functional units with each other, but also the individual components of the functional units, in particular the caps on the housing reached.
Durch die Fixierung dieser gemeinsamen Anschlußkappen auf einer Leiterplatte ist die mechanische Festigkeit weiter erhöhbar.By the fixation of these common connection caps on a printed circuit board the mechanical strength is further increased.
Durch diese Maßnahmen kann das Schaltvermögen gegenüber einer einzelnen Funktionseinheit weiter erhöht werden. Die aufgezeigten Maßnahmen führen zu einem Leistungsvermögen, welches gegenüber konventionellen Geräteschutzsicherungen gleicher Baugröße deutlich erhöht werden konnte. Dies betrifft sowohl die Impulsstromtragfähigkeit als auch das Schaltvermögen.By these measures can the switching capacity across from a single functional unit to be further increased. The indicated activities to lead to a capacity, which opposite conventional device protection fuses the same size clearly elevated could be. This applies both to the pulse current carrying capacity also the switching capacity.
Die
Gemäß
Die
Befestigung der elektrisch parallelen Funktionseinheit
Wenn
das Schaltvermögen
einer einfachen Platinensicherung ausreichend ist, kann die zweite Funktionseinheit
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