DE2347183C3 - Hochspannungssicherung - Google Patents

Description

3. Hochspannungssicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung der konzentrischen Röhren (4,5) Rippen in der Oberfläche aufweist

Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochspannungssicherung mit mindestens einem Schmelzleiter, der in einem zylindrischen Isolierkörper zwischen zwei metallischen Endkappen verläuft, die mit dem Isolierkörper ein vakuumdichtes Gehäuse bilden und der von zwei konzentrischen Röhren aus elektrisch leitendem Material umgeben ist, die von den Ladkappen in das vakuumdichte Gehäuse mit ihren benachbarten Enden einen Spalt bildend hineinragen und in deren Hinterraum der Schmelzleiter befestigt ist

Eine derartige Hochspannungssicherung ist aus der US-PS 35 10 819 bekannt

Aus der US-PS 33 04 394 ist eine elektrische Sicherung mit einem Glasgehäuse bekannt, das rohrförmig ausgebildet ist und in dessen Stirnseiten zwei konzentrische Röhren aus elektrisch leitendem Material eingesetzt sind, die sich im Inneren des Glasgehäuses mit Abstand gegenüberstehen und in denen ein Schmelzleiter aufgehängt ist

Es sind außerdem Hochspannungssicherungen bekannt bei denen der Raum um den Schmelzleiter mit einem gasförmigen Löschmittel oder einem festen Löschmittel, z. B. Sand, gefüllt ist (man vergleiche beispielsweise die DE-OS 15 13 338). Hochspannungssicherungen herkömmlicher Bauart, die z. B. mit Quarzsand gefüllt sind, haben eine verzögerte Abschmelzcharakteristik. Das ist insbesondere für den Schutz von Thyristor- oder Gleichrichterschaltungen von Nachteil, wozu Sicherungen bis zu Spannungen von 10 oder 20 kV benötigt werden.

Weiterhin sind Hochvakuum-Hochspannungssicherungen bekannt die in einem evakuierten Gehäuse zwei beabstandete napfförmige Elektroden aufweisen. Die Schmelzleiter erstrecken sich zwischen den benachbarten Randteilen der Seitenwände der Elektroden und sind mit diesen elektrisch und mechanisch verbunden. Schmelzleiter und Elektrode sind gegen den rohrförmifen Isolierkörper durch einen zylindrischen Metallschirm abgeschirmt (man vergleiche US-PS 36 13 039). Ähnlich wie bei einem Vakuumschalterkontakt wird der Strom über den Rand der Seitenwände der Elektroden getrieben und die Schmelzleiter dabei der Reihe nach weggeschmolzen. Ein Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß der Entionisierunigsraum relativ groß ist und damit auch die Entionisierungszeit Es besteht die Gefahr, daß der Lichtbogen auf den Schirm springen kann. Von besonderem Nachteil ist, daß nach dem Durchbrennen der Sicherungsdrähte Drahtstummel stehenbleiben, wenn der Bogen verlischt Diese Stummel geben zu hohen Feldstärken Anlaß. Durch die Stummel ist die Sperrfähigkeit der Sicherung stark gefährdet

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine flinke Hochspannungssicherung mit hoher Sperrfähigkeit, insbesondere durch rasches Entionisieren des beim Ansprechen entstehenden Metalldampfes zu schaffen. Diese Aufgabe wird bei einer Hochspannungssicherung der eingangs genannten Art erfmdtingsgemäß dadurch gelöst daß die konzentrischen Röhren oberhalb ihrer benachbarten Enden mit Schlitzen versehen sind. Vorzugsweise sind die beiden benachbarten Enden der konzentrischen Röhren lippenförmig bis in die Nähe des Isolierkörpers vorgezogen.

Die erfindungsgemäße Hochspannungssicherung hat gegenüber bekannten Hochspannungssicherungen den wesentlichen Vorteil, daß die Stütze in den konzentrischen Röhren oberhalb deren benachbarter Enden als Entionisierungsflächen dienen. Dip Schlitze bilden nämlich Kanäle, in denen der Metalldampf der zerstäubenden Drähte abgeführt werden kann. Das bedeutet daß der Metalldampf die Brennkammer entionisiert verlassen kann. Von besonderer Bedeutung ist dabei, daß aufgrund der Verwendung von elektrisch leitendem Material für die Röhrenpaare die Brennkammer für den Metalldampf durch die Schlitze offen, jedoch elektrisch geschlossen ist Hinzu kommt, daß durch das Aufhängen des Schmelzleiters im Hinterraum der konzentrischen Röhren erreicht wird, daß die durch den Abschmelzvorgang ve^rbleibt iden Reste des Schmelzleiters keine nachteilige Wirkung au: die Spannungsfestigkeit der Sicherung im abgeschmolzenen Zustand haben. Die erfindungsgemäßen Hochspannungssicherungen zeichnen sich durch große Flinkheit und hohe Sperrfähigkeit aus und sind daher zum Schutz von Siliziumgleichrichtern oder Thyristoren besonders geeignet

Anhand der Figuren der Zeichnung soll die Erfindung nachstehend mit weiteren Merkmalen erläutert werden. Dabei zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Hochspannungssicherung mit einem Schmelzleiter,

F i g. 2 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Hochspannungssicherung mit mehreren Schmelzleitern und

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III der F i g. 2.

In der F i g. 1 ist eine Hochspannungssicherung im Längsschnitt vereinfacht dargestellt. Die beiden metallischen Endkappen 1,2 bilden mit dem Isolierkörper 3 ein vakuumdichtes Gehäuse. Der Isolierkörper 3 besteht aus Glas oder Keramik. Die beiden Endkappen 1,2 sind an dem isolierkörper 3 beispielsweise durch Löten befestigt Die Endkappen 2 weist einen Pumpstengel 7 auf, durch den das Sicherungsgehäuse auf einen Druck von ungefähr 0,013 Pa evakuiert wird. Der Schmelzleiter 6 ist im Inneren von zwei kon?;entrischen engen Röhren 4,5 aufgehängt, deren Wärmekapazität so groß ist, daß die beim Abschmelzen sich bildende Dampfwolke auf der Innenwand der Röhren 4, 5 kondensiert

werden kann. Dabei kann es zweckmäßig sein, die Innenwandung der Röhren 4, 5 durch Rippen in der Oberfläche zu vergrößern, so daß der bei einer Explosion des Schmelzleiters 6 gebildete Metalldampf besser kondensieren kann. Als Material für die Röhren 4, 5 kommt beispielsweise Kupfer oder auch Eisen in Frage. Als Material für den Schmelzleiter 6 ist z. B. Silber geeignet Die beiden benachbarten Enden der konzentrischen Röhren 4, 5 sind wie bei einem Vakuumschalter ausgebildet Insbesondere sollen die an den Enden der Röhren 4, 5 einander benachbarten Scheiben besonders gasfrei sein, so daß sich beim Ansprechen der Hochspannungssicherung bildende Kathodenflecken beim nächsten Stromnulldurchgang von selbst löschen. Vorzugsweise sind die benachbarten Enden der Röhren 4,5 bis in die Nähe des Isolierkörpers 3 vorgezogen, um die Beeinflussung der Spannungsfestigkeit der Hochspannungssicherung durch den Hinterraum auszuschließen. Außerdem wird die Innenwand des Isolierkörpers 3 vor der Bedampfung durch das Ansprechen der Hochspannungssicherung bewahrt. Durch die Befestigung, beispielsweise durch Verlöten, des Schmelzleiters 6 im Hinterraum der Rökien 4, 5 wird erreicht, daß die durch den Abschmelzvorgang verbleibenden Reste des Schmelzleiter^ 6 bis in den feldfreien Raum der Röhren 4, 5 zurückschmelzen und somit keine nachteilige Wirkung auf die Spannungsfestigkeit der Sicherung im abgeschmolzenen Zustand haben.

In Fig.2 ist eine Hochspannungssicherung mit mehreren Schmelzdrähten in Seitenansicht und in Fig.3 im Schnitt längs der Linie III-III nach Fig.2 vereinfacht dargestellt Die beiden metallischen Endkappen 1, 2 bilden mit dem aus Glas oder Keramik bestehenden Isolierkörper 3 wiederum ein vakuumdichtes Gehäufe. Die Endkappe 2 ist mit einem Pumpstengel 7 versehen, durch den das Sicherungsgehäuse evakuiert wird. Die sechs um die Mittelachse des Gehäuses herum angeordneten Schmelzleiter 6 sind von sechs Paaren der konzentrischen Röhren 4, 5 aus elektrisch leitendem Material umgeben, die von den Endkappen 1, 2 in das vakuumdichte Gehäuse mit ihren benachbarten Enden einen Spalt bildend hineinragen. Die Paare der konzentrischen Röhren 4, 5 sind vorzugsweise im Bereich ihrer benachbarten Enden mit Schlitzen 3 versehen, die als Entionisierungsflächen dienen. Die Schlitze 8 biJden Kanäle, in denen der Metalldampf der zerstäubenden Schmelzleiter 6 abgeführt werden kann. Der Vorteil der Schlitze 8 ist der, daß der Metalldampf entionisiert die Brennkammer verlassen kann. Die Brennkammer ist dabei für den Metalldampf offen, elektrisch jedoch geschlossen. Die lippenförmigen Vorsprünge der benachbarten Enden der Paare der konzentrischen Röhren 4, 5 sind b.,· diesem Ausführungsbeispiel zurückversetzt

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele. Beispielsweise können statt der bevorzugten Verwendung von konzentrischen Rvhren, deren benachbarte Endflächen bis in die Nähe des Isolierkörpers vorgezogen sind, auch Röhren ohne diesen lippenförmigen Vorsprung verwendet werden. Bei allen Ausführungsformen kann es zweckmäßig sein, die benachbarten mit einem Spalt voneinander beabstandeten konzentrischen Röhren zum Abfangen von verdampfenden Schmelzleiterpartikeln mit einem Metallschirm zu umgeben, wie er bekanntlich auch bei Vakuumschaltern vorgesehen sein kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Hochspannungssicherung mit mindestens einem Schmelzleiter, der in einem zylindrischen Isolierkörper zwischen zwei metallischen Endkappen verläuft, die mit dem Isolierkörper ein vakuumdichtes Gehäuse bilden und der von zwei konzentrischen Röhren aus elektrisch leitendem Material umgeben ist, die von den Endkappen in das vakuumdichte Gehäuse mit ihren benachbarten Enden einen Spalt bildend hineinragen und in deren Hinterraum der Schmelzleiter befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die konzentrischen Röhren (4, 5) oberhalb ihrer benachbarten Enden mit Schlitzen (8) versehen sind.

2. Hochspannungssicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Enden der konzentrischen Röhren (4, 5) Iippentörmig bis iu die Nähe des Isolierkörpers (3)