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Schmelzaicherung mit Uberwachungaeinrichtung zur Signalisierung des
Belastungszustandes auf totoelektrisches Wege, insbesondere für Halbleitergleichrichteranlagen
Die Erfindung betrifft eine Schmelzsicherung mit überwachungseinrichtung zur Signalisierung
des Belastungszustandes auf fotoelektrischem Wege, insbesondere für Halbleitergleichrichteranlagen,
bei der der Schmelzleiter als Anregeglied dient.
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Es sind verschiedene hinrichtungen bekannt, die den Betriebszustand
der Schmelssicherungen signalisieren.
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Schmelzsicherungen, die zum Schutz von Halbleitergleichrichteranlagen
eingesetzt werden, sind dabei besonderen Bedingungen unterworfen, da extrem kurze
Abschaltzeiten bei mehrfachen Nennetron verlangt werden, um die Gleichrichteranlagen
vor größeren Schäden zu bewahren.
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So ist es bekannt, besondere Auslösepatronen mechanisch und elektrisch
mit ihram Abschieladraht parallel zum Schmelzleiter der Sicherung zu schalten. Die
Auslösepatrone ist über ein Zwischenstück rit einem Mikroschalter versehen, der
beil Ansprechen der Sicherung
betätigt wird. Dieser Anordnung haften
die Nachteile an, daß das Ansprechen der Auslöserpatrone das Vorhandensein einer
bestimmten Spannung notwendig nacht und daß die Mikroschalter sehr störanfällig
sind, wobei auch das Erfordernis mechanisch betätigter Teile die Betriebssicherheit
beeinträchtigt. Eine andere Vorrichtung besteht aus einem Kraftspeicher, der auf
ein Messer der Sicherung aufgeschoben wird und vom Keanielder ausgelöst wird. Der
kennfelder ist in der Lage, eine Kontaktanordnung zu betätigen. Diese Anordnung
hat den Nachteil, daß ebenfalls eine Anzahl von Zusatzteilen notwendig ist, die
platzaufwendig sind und im übrigen als kontaktbehaftete Einrichtung auch störanfällig
ist (BRD-GM 1 955 494).
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Es ist weiterhin bekannt, die Anzeige des Schaltzustandes der Schmelzeicherung
in Halbleiteranlagen dadurch zu erreichen, daß parallel zum Schaelzleiter der Sicherung
eino Glimmlampe geschaltet ist, aie bei Unterbrechung des Schmelzleiters zündet
und über einen dazugeschalteten Foto-Widerstand ein Anzeigegerät beaufscblagt. Die
Anzeige des Schaltzustandes erfolgt dann beliebig über optische und/oder akustische
Signalgebung (Schweizer Patent 389 079). Nachteilig bei dieser Anordnung ist der
schaltungstechnische Aufwand, bedingt durch die benötigten Bauelemente, wobei der
Schaltzustand der Sicherung nur mittelbar über getrennte Stromkreise zur Anzeige
gelangt. Nachteilig ist weiterhin, daß der Belastungszustand der Schmelzsicherung
vor dem Durchschmelzen des Schnelzleiters nicht rechtzeitig genug erkannt wird,
um die Halbleiterdioden vor Überbelastungen su schützen.
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So sind zur Anzeige des Belastungszustandes auch schon Schmelzmicherungen
bekannt geworden, die in unmittelbarer Näne von wärmeleitenden Metallteilen der
Schmelzsicherung ein mechanisch anzeigendes Organ aufweisen. z.B. einen
entsprechend
geformten Bi-Metallstreifen, der auf Temperaturändierungen anspricht (BRD-AS 1 194
961).
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Die Anzeige bei einer derartigen Einrichtung ist Jedoch relativ träge,
da lediglich die Temperaturveränderung an der Deckplatte der Sicherung von außen
sur Lageveränderung des Bi-Metallstreifens ausgenutzt werden kann.
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Bei einer anderen Anordnung wird die Stromwärme beim Schmelsen des
Schutzleiters über einen Zündleiter unmittelbar von der Engstelle des Schmelzleiters
nach außen geführt und bringt einen exothermen Zündsats an der Außenfläche der Sicherung
zur Reaktion. Die Oberfläche des Zündsatzem ist mit einer temperaturabhäaeigen Farbauftrag
verachen, 80 daß bei bestimmter Erwärmung des Zündsatzem die Farbschicht in einen
anderen Farbton umschlägt (Schweizer Patent 350 356).
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Der Aufbau einem derartigen Unterbrechungamelders hat Jedoch den n
@achteil, daß eine Anzeige nur unmittelbar am Sicherungskörper erfolgt, so daß der
Schaltzustand der Sicherung nur visuell wahrgenommen werden kann und weitere Übermachungseinrichtungen
mit der auf diese @eise mignalisierten Unterbrechungsmeldung nicht geschaltet werden
können.
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Der Zweck der Erfindung besteht deshalb in dem Bedürfnis, due dem
bekannten Stand der Technik anhaftenden Nachteile binsichtlich einer sicheren und
schnellen Erfassung des Belestungmzuetandes der Sicherung zu verringern.
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Aufgabe der Erfindung ist es, das Verhalten des erwarmton Schmelsleiterm
bei bestimmten Belastungen für eine Anseige einzumetzen.
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Erfindungagemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Isolierkörper
der Schmelzeicherung mit einem
Lichtleiter druckfest verbunden ist
und der Lichtleiter sich mit dem einen Ende in unmittelbarer Nähe der Engstelle
des Schmelzleiters befindet und mit dem anderen Ende an einem Fotoelement angeschlossen
ist, das ein Anzeigegerät direkt oder über einen Fotostromverstärker beaufschlagt0
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist der Lichtleiter flexibel als Glasfaserbündel
ausgebildet und das Fotoelement getrennt vom Isolierkörper, beispielsweise in einer
Überwachungseinrichtung, angeordnet.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung bestehen darin, daß die
Lichtwirkung des Schmelzleiters bei den verschiedensten Belastungszuständen unmittelbar
über ein Fotoelement zur Anzeige ausgenutzt wird, so daß ein wirksamer Schutz der
Halbleiterdioden möglich ist. Aorteilhaft wirkt sich weiterhin aus, daß bereits
vor de Durchschmelzen des Schutzleiters bei entsprechender Empfindlichkeit des Fotoelements
eine Anzeige des erhöhten Belastungszustandes der Halbleiterdioden zur Anzeige gebracht
werden kann.
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Die Erfindung wira in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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In lnmittelbarer Nähe der Engstelle 3 des Schmelzleitere 2 ist der
Lichtleiter 4 angeorunet. Der Lichtleiter 4 iet mit dem Isolierkörper 1, beispielsweise
durch sintern, druckfest verbunden. Der Lichtleiter 4 kann sowohl massiv als auch
als Glasfaßerbündel ausgebildet sein. An entgegengesetzten sunde des Lichtleiters
4 ist ein Fotoelement 5 angeschlossen, so daß die bei bestimmten Belaetungen auftretende
Lichtwirkuug des Schmelzleiters 2 einschließlich des beim Durchschmelzen auftretenden
Lichtbogens auf das Fotoelement 5 gerichtet
ist una somit eine Widerstandsänderung
des Fotoelements 5 bewirkt. Ein im Stromkreis des Potoelements 5 eingeschaltetes
bzw. vom Fotoelement über einen Fntostromverstärker beaufschlagtes Anzeigegerät
ermöglicht die optische und/oder akustische Signalisierung von bestimmten Betriebszuständen.
Das Fotoelement 5 kann zu diesem Zweck sowohl auf dem Isolierkörper 1 airekt montiert
werden, oder von der Sicherung getrennt in einem besonderen Uberwachungsteil 6 der
Halbeitergleichrichteranlage angeordnet sein, da mit einem flexiblen Lichtleiter
die Lichtwirkung des Schutzleiters auch über gewisse Entreraungen übertragen weraen
kann