DE1295071B

DE1295071B - Sicherung fuer elektrische Kondensatoren

Info

Publication number: DE1295071B
Application number: DEST24528A
Authority: DE
Inventors: Ernst Wilhelm August
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1965-10-19
Filing date: 1965-10-19
Publication date: 1969-05-14
Also published as: CH460162A; SE328637B; FR1497025A; BE688449A; GB1090870A; NL6614683A; US3473088A

Description

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Die Erfindung bezeiht sich auf eine Sicherung für einen zusätzlichen, sich bis zur Bruchgrenze steigerneinen in ein nachgiebiges Gehäuse eingebauten elek- den Zug auf den Abreißstreifen ausübt (deutsche irischen Kondensator, bestehend aus einer innerhalb Patentschrift 975 029).

des Gehäuses angeordneten Vorrichtung zum Ab- Die bekannten Konstruktionen sind, wie die bescheren eines im Stromkreis liegenden Leiters, welche 5 schriebenen Beispiele zeigen, verhältnismäßig kom-Vorrichtung einerseits aus einem den Leiter örtlich pliziert und teuer, wenn eine zuverlässige Funktionsfestlegenden Teil, andererseits aus einem mit der weise erzielt werden soll. Andererseits können dernachgiebigen Gehäusewand verbundenen, beweg- artig aufwendige und empfindliche Sicherungen liehen zweiten Teil zusammengesetzt ist und die bei keinen sicheren Explosionsschutz gewährleisten, wenn entsprechendem unzulässigem Überdruck im Gehäuse io sie starken Beanspruchungen durch Stoß und Druck, die Stromzuleitung durch Ausdehnung eines nach- wie sie bei dem Einbau in irgendwelche Apparate giebigen Gehäuseteils unterbricht. und im Betrieb häufig auftreten, ausgesetzt werden.

Bei elektrischen Bauelementen, die in ein gas- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit nur

dichtes Gehäuse eingebaut sind, besteht die Gefahr, wenigen einfachen Konstruktionselementen einen abdaß im Gehäuse Überdruck entsteht, wenn sich das 15 solut funktionssicheren Abschalter zu schaffen, der Bauelement übermäßig erwärmt oder sich Gase wäh- auch gegenüber starken mechanischen Belastungen rend des Betriebs bilden. Dies ist beispielsweise der unempfindlich ist. Die Erfindung baut zur Lösung Fall, wenn in einem Kondensatordielektrikum Durch- dieser Aufgabe auf dem an sich bekannten Prinzip schlage auftreten. Sofern keine Expansionsmöglich- auf, den Stromfluß eines Leiters mittels einer Vorkeit für die Luft oder die entstehenden Gase vornan- ao richtung zum Abscheren zu unterbrechen, die einerden ist, wird das Gehäuse zerstört und damit das seits aus einem den Leiter örtlich festlegenden Teil, Bauelement unwirksam gemacht. Unter Umständen andererseits aus einem mit der nachgiebigen Gehäusekann der Druck so stark anwachsen, daß das Gehäuse wand verbundenen beweglichen zweiten Teil zusamexplodiert, wenn der Stromfluß nicht rechtzeitig mengesetzt ist, und besteht darin, daß die beiden Teile unterbrochen wird. 25 als zusammengreifende Schnittglieder ausgeführt sind

Es ist bekannt, solche die Umgebung gefährdenden und daß der sollbruchstellenfrei ausgebildete Leiter Bauelemente mit Vorrichtungen zu versehen, die eine straff zwischen den Schnittgliedern durchgeführt ist. rechtzeitige Unterbrechung des Stromflusses herbei- Durch die Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß

führen. Die bekanntesten Lösungen beruhen auf dem die in den bekannten Fällen erforderlichen empfind-Prinzip, die Verformung des Gehäuses durch inneren 30 liehen Sollbruchstellen und die zum schnellen ZerGasdruck zum Auslösen der Schutzeinrichtung zu reißen der Sollbruchstellen verwendeten aufwendigen benutzen, die die elektrische Zuleitung zum Bau- Konstruktionsmittel vermieden sind. So wird bei der element unterbricht. Das Kernstück der bekannten Erfindung eine äußerst schnelle Trennung der Draht-Abschalter bildet eine Sollbruchstelle der Zuleitung, enden des durchschnittenen Sicherungsdrahtes allein z. B. in Form einer kurzen in die Verdrahtung ein- 35 dadurch herbeigeführt, daß dieser straff, d. h. mit gegelöteten Kupferfolie, die bei einer Ausbauchung des wisser Vorspannung, zwischen den Schnittgliedern Gehäuses durch inneren Gasdruck über isoliert am durchgeführt wird. Somit verhindert die Sicherung Gehäuse angelenkte Zugbänder zerrissen oder ab- gemäß der Erfindung auf besonders einfache Weise geschert wird (ETZ-B, Bd. 10, Heft 12, 21.12.1958, das Entstehen von Metalldämpfen und Lichtbögen S. 467 bis 469). 40 an der Trennstelle des Sicherungsdrahtes. Die in den

Bei einer bekannten Sicherung dieser Art besteht bekannten Fällen zusätzlich erforderlichen mechadie Wirkungsweise im einzelnen darin, daß beim Aus- nischen Hilfsmittel, wie Federn und Riegel, können bauchen der Wand sich ein Zugbügel an den inneren entfallen. Durch den Wegfall der Sollbruchstelle und Rand eines Abreißrahmens anlegt, wodurch Kräfte auf Grund der einfachen Konstruktion ergibt sich über den Zugbügel auf den Abreißrahmen übertragen 45 zudem der Vorteil der Erfindung, daß trotz gewisser werden und ein Abreißstreifen, der an seinen beiden Vorspannung des Sicherungsdrahtes eine gegenüber Enden zusammen mit einem Anschlußstreifen auf starken mechanischen Beanspruchungen unempfindeiner Platte festgenietet ist, an einer Sollbruchstelle, liehe und somit funktionssichere Sicherung geschaffen 2. B. in Form einer Kerbe oder Lötstelle, durchgeris- wird.

sen wird (deutsche Patentschrift 974 715). Damit ist 50 Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der der Betriebsstrom des Bauelementes unterbrochen. Erfindung besteht darin, daß der Gehäusedeckel Soll eine schnelle Trennung der Enden des Abreiß- membranartig ausgebildet ist und einen in das Gestreifens zur Vermeidung von Abschaltfunken ge- häuseinnere ragenden Fortsatz besitzt, der in einem währleistet sein, so muß der Abreißstreifen mittels eng passenden scharfkantigen Durchbruch einer zwivorgespannter Federn festgelegt werden, die dann bei 55 sehen dem Gehäusedeckel und dem Kondensator beAusbauchung der Gehäusewand durch ihre Entspan- findlichen Abschlußplatte in Längsrichtung bewegnung den Abreißstreifen zerreißen. Hch angeordnet ist und an seinem aus der Abschluß-

Bei einer in ähnlicher Weise wirkenden bekannten platte herausragenden freien Ende eine quergerichtete Sicherung werden sogar zwei Zugglieder verwendet, scharfkantige Bohrung aufweist, durch die ein als von denen das eine am einen Ende, das andere am 60 Stromzuleitung dienender Sicherungsdraht hindurchanderen Ende eines in die Stromzuleitung einge- gesteckt ist und die als Schnittkante für den Sicheschalteten Abreißstreifens eingreift (deutsche Patent- rungsdraht wirkt, während die andere Schnittkante schrift 975 024). durch den Durchbruch der Abschlußplatte ge-

Zur Verbesserung der Funkenlöschung beim Ab- bildet ist.

schaltvorgang ist bei einer weiteren bekannten Siehe- 65 Zur näheren Erläuterung der Erfindung diene das rung zusätzlich ein mit der Gehäusewand gekuppelter, in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel, keilförmiger Riegel vorgesehen, der sich bei einer das einen elektrischen Kondensator mit einer Siche-Wandausbauchung längs verschiebt und dadurch rung im Längsschnitt zeigt.

Der Kondensator hat einen in einem Gehäuse 1, z. B. einem Metallgehäuse, angeordneten Wickel 2, dessen Bänder auf eine Hülse 3 aufgewickelt sind. Das Gehäuse 1 ist durch einen Deckel 4 gasdicht verschlossen, der an seiner Stirnseite 5 membranartig, z. B. faltenbalgartig, ausgebildet ist. Damit sich der Deckel bei unzulässiger Drucksteigerung im Kondensatorgehäuse ausdehnen kann, besteht er aus elastisch nachgiebigem Material. Hierfür sind besonders thermoplastische Kunststoffe geeignet. Der Deckel trägt zwei Durchführungsbuchsen 6 und 7, mit denen die Enden der Anschlußleitungen 8 und 9, die zu jeweils einer Belegung des Wickels führen, gasdicht verlötet sind. Mit den Durchführungsbuchsen 6 und 7 sind zwei Anschlußösen 10 und 11 verbunden, an die äußere Anschlußdrähte zu befestigen sind. Von den Anschlußleitungen dient die mit 8 bezeichnete als Sicherungsdraht, der durch die im Gehäuseinnern angeordnete Vorrichtung an der Schnittkante 12 durchgeschnitten wird, wenn der Druck im Konden- ao satorgehäuse steigt und der Gehäusedeckel 4 dabei sich nach außen bewegt. Dieser Sicherungsdraht ist vorzugsweise nicht isoliert und besteht aus mehreren dünnen Einzeldrähten, die miteinander verdrillt sind. Die andere Anschlußleitung 9 ist dagegen isoliert und »5 mit der im Gehäuse unten aus dem Kondensatorwickel herausragenden Kondensatorbelegung verbunden.

Die Vorrichtung zum Durchschneiden des Sicherungsdrahtes 8 besteht aus einem in das Gehäuseinnere ragenden Fortsatz 13, der an seinem freien Ende 14 mit einer quergerichteten scharfkantigen Bohrung 15 versehen ist, und einer zwischen dem Gehäusedeckel 4 und dem Kondensatorwickel 2 ortsfest angeordneten Abschlußplatte 16, in der ein scharfkantiger Durchbruch 17 vorgesehen ist. Der als Abschalter wirkende Sicherungsdraht 8 ist durch die Bohrung 15 und die öffnung 18 der Abschlußplatte

16 möglichst straff hindurchgeführt, so daß er nach dem Verlöten mit der Durchführungsbuchse 7 vorgespannt ist. Auf diese Weise wird eine sehr schnelle Trennung der Drahtenden des durchgeschnittenen Sicherungsdrahtes herbeigeführt. Der Fortsatz 13 des Gehäusedeckels 4 ist im eng passenden Durchbruch

17 in Längsrichtung beweglich angeordnet und ragt mit seinem freien Ende 14 aus dem Abschlußdeckel heraus. Auf diese Weise wird bewerkstelligt, daß bei einer Deckelbewegung infolge Drucksteigerung im Kondensatorgehäuse sich der Fortsatz 13 in Richtung des eingezeichneten Pfeils bewegt, wodurch Bohrung 15 und Durchbruch 17 im Sinne einer Scheidevorrichtung zusammenwirken und den Sicherungsdraht an der Schnittkante 12 durchschneiden. Dadurch wird der Kondensator von seinem Stromkreis abgeschaltet und eine eventuelle Gasentwicklung abgestellt. Es ist zweckmäßig, daß die Schnittkante 12 des Durchbruchs 17 der Abschlußplatte 16 spitzwinklig verläuft, damit ein schnelles Durchschneiden gewährleistet ist. Dies wird durch entsprechende Formgebung der öffnung 18 bewerkstelligt. Aus dem gleichen Grunde ist es vorteilhaft, in die Bohrung 15 des Fortsatzes 13 eine scharfkantige Metallbuchse 19 einzupassen. Auf diese Weise wird erreicht, daß der beim Durchschneiden des Sicherungsdrahtes entstehende Lichtbogen äußerst schnell abreißt, so daß die Sicherung gemäß der Erfindung auch für höhere Spannungen angewendet werden kann. Damit die Deckelbewegung ungehindert erfolgen kann, wird die im Stromkreis liegende zweite Anschlußleitung 9, die innerhalb des Kondensators isoliert ist, in einer weiten Schleife um den Fortsatz des Gehäusedeckels 4 herumgelegt.

Claims

Patentansprüche:

1. Sicherung für einen in ein nachgiebiges Gehäuse eingebauten elektrischen Kondensator, bestehend aus einer innerhalb des Gehäuses angeordneten Vorrichtung zum Abscheren eines im Stromkreis liegenden Leiters, welche Vorrichtung einerseits aus einem den Leiter örtlich festlegenden Teil, andererseits aus einem mit der nachgiebigen Gehäusewand verbundenen, beweglichen zweiten Teil zusammengesetzt ist und die bei entsprechendem unzulässigem Überdruck im Gehäuse die Stromleitung durch Ausdehnung des nachgiebigen Gehäuseteils unterbricht, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile als zusammengreifende Schnittglieder ausgeführt sind und daß der sollbruchstellenfrei ausgebildete Leiter straff zwischen den Schnittgliedern durchgeführt ist.

2. Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel (4) membranartig ausgebildet ist und einen in das Gehäuseinnere ragenden Fortsatz (13) besitzt, der in einem eng passenden scharfkantigen Durchbruch (17) einer zwischen dem Gehäusedeckel und dem Kondensator befindlichen Abschlußplatte (16) in Längsrichtung beweglich angeordnet ist und an seinem aus der Abschlußplatte herausragenden freien Ende (14) eine quergerichtete scharfkantige Bohrung (15) aufweist, durch die ein als Stromzuleitung dienender Sicherungsdraht (8) hindurchgesteckt ist und die als Schnittkante für den Sicherungsdraht wirkt, während die andere Schnittkante durch den Durchbruch der Abschlußplatte gebildet ist.

3. Sicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel (4) aus thermoplastischem Material besteht.

4. Sicherung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Bohrung (15) des Fortsatzes (13) eine scharfkantige Metallbuchse (19) eingepaßt ist.

5. Sicherung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittkante (12) des Durchbruchs (17) der Abschlußplatte (16) spitzwinklig verläuft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen