DE2403354B2

DE2403354B2 - Current limiting device

Info

Publication number: DE2403354B2
Application number: DE2403354A
Authority: DE
Inventors: Suenobu Amagasaki Hamano; Takeo Inoue; Toshio Miyamoto; Teijiro Nishinomiya Mori; Takashi Shirasawa; Yuichi Wada
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1973-01-25
Filing date: 1974-01-24
Publication date: 1975-06-19
Also published as: US3886511A; FR2215698B1; IT1007060B; GB1453782A; CH560462A5; DE2403354A1; FR2215698A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Strombegrenzungsvorrichtung mit einem metallischen, zylindrischen Gehäuse, einem vom Gehäuse festumschlossenen Isolator, einem axial an den Isolator angrenzenden, metallischen Anschlußblock, der mit einem radial abstehenden Manschettenteil über einen elektrischen Isoliermantel mit dem Gehäuse verbunden ist, mit einer engen Bohrung im Isolator zwischen Anschlußblock und Gehäuse, welche mit einem bei Durchfluß eines Überstromes durch die Stromwärme verdampfbaren und bei Raumtemperatur wieder kondensierbaren Material gefüllt ist, und mit einer Druckentlastungseinrichtung zur Begrenlung des beim Verdampfen des Materials entstehenden Überdrucks, welche eine mit der Bohrung in Verbindung stehende Expansionskammer umfaßt.The invention relates to a current limiting device with a metallic, cylindrical housing, an insulator firmly enclosed by the housing, an axially adjacent to the insulator, metallic terminal block with a radially protruding Cuff part is connected to the housing via an electrical insulating jacket, with a narrow bore in the insulator between the connection block and the housing, which is connected to an overcurrent when flowing through material that can be vaporized by the heat of the current and condensable again at room temperature is filled, and with a pressure relief device to limit the evaporation of the material Overpressure, which includes an expansion chamber communicating with the bore.

Eine derartige Strombegrenzungsvorrichtung ist aus der DT-OS 2162 991 bekannt. Diese Strombegrentungsvorrichtung weist eine Druckentlastungseinrichlung auf, die dort die Form eines in eine Expansionskammer verschiebbaren Kolbens hat, der auf einer Seite mit dem normalerweise stromleitenden Material m Verbindung steht und sich auf der anderen Seite auf einem geschlossenen Gasvorrat abstützt Bei e.nem schlagartigen Druckanstieg auf der Seite des Materials auf Grund einer Verdampfung desselben weicht der Kolben unter Verkleinerung des Gasvorrates aus. Die Druckentlastungseinrichtung ist in einem besonderen stirnseitigen Fortsatz des zylindrischen Gehäuses der Strombegrenzungsvorrichtung untergebracht, wahrend in dem gegenüberliegenden Elektrodenbauteil nur eine Verlängerung der das normalerweise leitende Material aufnehmenden Bohrung in einer Isolierung vorgesehen ist. Bei dieser bekannten Konstruktion ist jedoch die Anordnung der Druckentlastungseinrichtung in dem besonderen stirnseitigen Fortsatz gelegen, wodurch eine vergleichsweise große Baulänge bedingt ist. Darüber hinaus hat sie, gemessen an ihrer räumlichen Größe, nur eine begrenzte Spannungsfestigkeit. Auch ist das der Druckentlastungseinrichtung gegenüberliegende Elektrodenbauteil der bekannten Strombegrenzungsvorrichtung mit einem Manschettenteil von relativ geringer axialer Ausdehnung ausgestattet. Da derartige Vorrichtungen nach Gießverfahren hergestellt werden, ist der Manschettenteil beim Abkühlen der Vorrichtung nach dem Vergießen einer ^eine höchste zulässige Druckbeanspruchung übersteigenden hohen Druckspannung unterworfen.Such a current limiting device is known from DT-OS 2162 991. This current limiting device has a pressure relief device which is in the form of a piston which can be displaced into an expansion chamber and which is on one side with the normally conductive material m Connection is established and on the other side is supported on a closed gas supply At e.nem sudden pressure increase on the side of the material due to evaporation of the same gives way to the Flask off while reducing the gas supply. The pressure relief device is special frontal extension of the cylindrical housing of the current limiting device housed, while in the opposite electrode component only an extension of the normally conductive material receiving hole is provided in an insulation. In this known construction, however, is the Arrangement of the pressure relief device located in the particular end-face extension, whereby a comparatively large overall length is required. In addition, measured by its spatial size, it has only a limited dielectric strength. Also the one opposite to the pressure relief device Electrode component of the known current limiting device with a sleeve part of relative equipped with a small axial expansion. Since such devices are made by casting the cuff part is highest when the device cools down after a ^ has been cast subject to high compressive stress exceeding permissible compressive stress.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte selbstrücksteliende Strombegrenzungsvorrichtung mit gegenüber einer Druckbeanspruchung eines Strom-Anschlußblocks erhöhter mechanischer Festigkeit bei verringerter Gesamtlänge der Vorrichtung zu schaffen.The invention is based on the object of an improved self-resetting current-limiting device with a pressure load Current terminal blocks increased mechanical strength with a reduced overall length of the device create.

Diese Aufgabe wird bei einer Strombegrenzungsvor richtung der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.This task is carried out in a Strombbegrenzungsvor direction of the type mentioned by the characterizing Features of claim 1 solved.

Bei der Strombegrenzungsvorrichtung nach der Erfindung kann die axiale Länge im Vergleich zu der herkömmlichen Vorrichtung verkürzt werden. Obgleich diese Vorrichtung praktisch den gleichen Außendurchmesser besitzt wie die bekannte Vorrichtung, kann der zylindrische Isolator in einer axialen Länge ausgeführt werden, welche dem doppelten derjenigen des zylindrischen Isolators bei der bekannten Vorrichtung entspricht. Da die Länge des zylindrischen Isolators verdoppelt werden kann, läßt sich auch an die Strombegrenzungsvorrichtung nach der Erfindung, im Vergleich zur bekannten Vorrichtung, eine doppelt so große höchstzulässige Spannung anlegen, während jedoch die Gesamtlänge der erfindungsgemäßen Vorrichtung um etwa 30% kleiner sein kann als die bekannte Vor richtung.In the current limiting device according to the invention, the axial length compared to the conventional one Device can be shortened. Although this device has practically the same outside diameter like the known device, the cylindrical insulator can be designed in an axial length which corresponds to twice that of the cylindrical insulator in the known device. Since the length of the cylindrical insulator can be doubled, the current limiting device can also be connected according to the invention, compared to the known device, twice as large Apply the maximum allowable voltage, but while the total length of the device according to the invention can be about 30% smaller than the known device before.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen daß eine Seite der Expansionskammer der Druckentla stungseinrichtung durch einen verschiebbaren, aui einem abgeschlossenen Gasvorrat elastisch abgestütz ten Kolben begrenzt ist.In one embodiment of the invention it is provided that one side of the expansion chamber of the Druckentla Stungseinrichtung elastically supported by a displaceable, aui a closed gas supply th piston is limited.

Im einzelnen kann die Erfindung dadurch eine vor teilhafte Weiterbildung erfahren, daß in einer den Gas vorrat enthaltenden Kammer ein Anschlag für der Kolben angeordnet ist. Dieser Anschlag begrenzt dii Bewegung des Kolbens, so daß dieser nicht gegen dci Verschluß, der in den Anschlußblock eingeschraubt ist schlägt und somit ein Gasaustritt sicher verhinder wird.In detail, the invention can thereby experience a prior partial development that in one of the gas reservoir containing a stop for the piston is arranged. This stop limits dii Movement of the piston so that it does not hit the lock screwed into the connection block beats and thus a gas leak is reliably prevented.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausführungs form ist vorgesehen, df.ß die Expansionskammer deAccording to a further advantageous embodiment form it is provided that the expansion chamber de

DruckentlastungseinrJchtung in ihrer ganzen axialen Länge von dem Manschettenteil des Anschlußblocks umschlossen ist Hierdurch wird eine besonders günstige Druckverteilung des Druckes, der in radialer und in axialer Richtung auf die Druckentlastungseinrichtung wirkt erreicht so daß die betreffende Einrichtung nicht wie in dem bekannten Fall, bis zur Belastungsgrenze belastet wird.Pressure relief device in its entire axial Length is enclosed by the sleeve part of the connection block This is a particularly favorable Pressure distribution of the pressure in the radial and in the axial direction on the pressure relief device acts reached so that the device in question does not, as in the known case, up to the load limit is charged.

Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform ist schließlich dadurch gekennzeichnet daß mit dem Gehäuse ein zweiter, ebenfalls eine Druckentlastungseinricj tung aufweisende* Anschlußblock in zum ersten Anschlußblock spiegelbildlicher Anordnung und Ausbildung verbunden ist Bei dieser Ausführungsform ergibt sich der besondere Vorteil, daß sich die strengen Anforderungen bezüglich der mechanischen Festigkeit herabsetzen lassen, auch wenn die angelegte Spannung hoch gehalten wird.A very advantageous embodiment is finally characterized in that with the housing a second, also a pressure relief device having * connection block connected in a mirror-inverted arrangement and training to the first connection block This embodiment has the particular advantage that it meets the strict requirements in terms of mechanical strength can be lowered even if the applied voltage is kept high will.

Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigtVarious embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawings explained. It shows

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Stroi nbegrenzungsvorrichtung,F i g. 1 shows a longitudinal section through a stroke limitation device according to the invention,

F i g. 2 eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung nach F i g. 2,F i g. 2 shows a modified embodiment of the invention according to FIG. 2,

F i g. 3 eine weitere abgewandelte Ausführungsform der Erfindung nach F i g. 2,F i g. 3 shows a further modified embodiment of the invention according to FIG. 2,

F i g. 4 einen Längsschnitt durch eine weitere Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,F i g. 4 shows a longitudinal section through a further modification of the device according to the invention,

F i g. 5 eine F i g. 4 ähnelnde Darstellung einer gegenüber F i g. 4 abgewandelten Ausführungsform,F i g. 5 a fig. 4, a representation similar to that of FIG. 4 modified embodiment,

F i g· b eine F i g. 4 ähnelnde Darstellung einer weiter abgewandelten Ausführungsform undF i g · b a F i g. 4 similar representation of a further modified embodiment and

F i g. 8 und 9 Längsschnitte durch noch weiter abgewandelte Ausführungsformen der Erfindung.F i g. 8 and 9 are longitudinal sections through further modified embodiments of the invention.

F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Strombegrenzungsvorrichtung. Die dargestellte Ausführungsform weist als Gehäuse eine zylindrische, metallene Hülse 10 auf. die mit einer abgestuften, zylindrischen Bohrung versehen ist in welche ein metallenes Pufferglied 12 in Form eines flachen Napfes, ein zylindrischer Isolator 14 und ein aus dem einen Ende der Hülse 10 herausragender, metallischer Anschlußblock 16 eingesetzt sind. Der Anschlußblock 16 ist mit einem Manschettenteil 18 versehen, das radial von dem neben dem Isolator 14 befindlichen Endabschnitt dieses Anschlußblocks absteht. Alle genannten Bauteile sind koaxial /;.r Hülse 10 angeordnet. Zwischen die Innenwand der abgestuften Bohrung der Hülse 10 und die Bauteile ist eine elektrische Isolierhülse 20 von ringförmigem Querschnitt eingesetzt, während ein Haltering 22 in den offenen Endabschnitt der Bohrung eingeschraubt ist, co daß er unter Zwischenfügung der Isolierhülse 20 den Anschlußblock 16 umschließt. Eine sich durch das Pufferglied 12 und den Isolator 14 in den Anschlußblock 16 erstrekkende, enge zentrale Bohrung 24 ist mit einem strombegrenzenden Material 48 gefüllt.F i g. 1 shows a current limiting device according to the invention. The illustrated embodiment has a cylindrical, metal sleeve 10 as the housing. those with a stepped, cylindrical bore is provided in which a metal buffer member 12 in the form of a flat cup, a cylindrical insulator 14 and a metal terminal block 16 protruding from one end of the sleeve 10 are inserted. Of the Terminal block 16 is provided with a sleeve part 18 which is located radially from that located next to the insulator 14 End portion of this terminal block protrudes. All components mentioned are arranged coaxially /;.r sleeve 10. Between the inner wall of the stepped bore of the sleeve 10 and the components is an electrical one Insulating sleeve 20 of annular cross-section inserted, while a retaining ring 22 in the open end portion the bore is screwed in, co that he, with the interposition of the insulating sleeve 20, the connection block 16 encloses. A through the buffer member 12 and the insulator 14 extending into the terminal block 16, narrow central bore 24 is filled with a flow-limiting material 48.

Der Anschlußblock 16 weist einen zylindrischen Raum auf, mit welchem die enge Bohrung 24 in Verbindung steht. Die von der Bohrung 24 abgewandte Seite dieses Raums ist durch einen Verschluß 50 begrenzt, der in den herausragenden Endabschnitt des Anschlußblocks 16 unter Zwischenlage einer Dichtung 46' eingeschraubt ist. Der genannte Raum enthält eine Expansionskammer 36, die mit dem gleichen strombegrenzen- ⁽>5 den Material 48 wie die Bohrung 24 gefüllt ist, einen Kolben 38 und eine Kammer 40, die mit einem Druckgas 42 gefüllt und durch ein im Verschluß 50 angeordnetes Nadelventil 30 verschlossen ist Der Kolben 38 weist an seiner Mantelfläche einen O-Ring 44 zur Abdichtung des Druckgases 42 in der Kammer 40 gegenüber dem in der Expansionskammer 36 befindlichen strombegrenzenden Material 48 auf. Das von der Expansionskammer 36 abgewandte Ende der Bohrung 24 ist mit einem Nadelventil 34 verschlossen. Das strombegrenzende Material verbindet den Anschlußblock 16 elektrisch mit der zylindrischen Hülse 10. Es soll ein flüssiges oder festes Material sein, das bei Raumtemperatur eine gute elektrische Leitfähigkeit besitzt und bei Auftreten eines Überstroms, beispielsweise eines durchfließenden Kurzschlußstroms verdampft und dabei seine gute Leitfähigkeit erniedrigt Nach der Stromunterbrechung kann das verdampfte Material auf Raumtemperatur abgekühlt werden, so daß es wieder flfissig bzw. fest wird und seine gute elektrische Leitfähigkeit wieder erhält. Bevorzugte Beispiele für derartige strombegrenzende Materialien sind Natrium (Na), Kalium (K) oder eine Feststofflösung aus Natrium und Kalium. Das Druckgas 42 ist vorzugsweise ein Inertgas.The connection block 16 has a cylindrical space with which the narrow bore 24 is in communication. The side of this space facing away from the bore 24 is delimited by a closure 50 which is screwed into the protruding end section of the connection block 16 with the interposition of a seal 46 '. Said space contains an expansion chamber 36, which ^{is filled with the same flow-limiting (} > 5 the material 48 as the bore 24), a piston 38 and a chamber 40, which is filled with a compressed gas 42 and through a needle valve 30 arranged in the closure 50 The piston 38 has an O-ring 44 on its jacket surface for sealing the compressed gas 42 in the chamber 40 from the flow-limiting material 48 in the expansion chamber 36. The end of the bore 24 facing away from the expansion chamber 36 is provided with a needle valve 34 The current-limiting material electrically connects the terminal block 16 to the cylindrical sleeve 10. It should be a liquid or solid material that has good electrical conductivity at room temperature and evaporates when an overcurrent occurs, for example a short-circuit current flowing through it, thereby reducing its good conductivity After the power cut, the damn pft material must be cooled to room temperature so that it becomes liquid or solid again and regains its good electrical conductivity. Preferred examples of such current-limiting materials are sodium (Na), potassium (K) or a solid solution of sodium and potassium. The compressed gas 42 is preferably an inert gas.

Die Anordnung gemäß F i g. 1 kann dadurch hergestellt werden, daß zuerst das Pufferglied 12, der Isolator 14 und der Anschlußblock 16 in der genannten Reihenfolge in die zylindrische Hülse 10 eingesetzt werden, so daß sie zwischen sich einen Ringraum festlegen, der anschließend unter Druck mit einem elektrisch isolierenden Material, z. B. einem anorganischen Isoliermaterial, bei einer dessen Schmelzpunkt übersteigenden Temperatur gefüllt wird, worauf man die Anordnung bei Raumtemperatur langsam abkühlen läßt. Während der Abkühlung wird infolge der Verkürzung bzw. Kontraktion der zylindrischen Hülse 10 eine axiale Druckbelastung auf den Manschettenteil 18 des Anschlußblocks 16 ausgeübt. Außerdem wirkt eine radiale Druckbelastung infolge der Kontraktion der Hülse 10 über die Isolierhülse 20 auf den zylindrischen Isolator 14 ein; diese Druckbelastung bleibt als Restdruckbelastung bei Raumtemperatur im Isolator 14 erhalten. Diese Restdruckbelastung erhöht die mechanische Festigkeit des zylindrischen Isolators 14.The arrangement according to FIG. 1 can be produced in that first the buffer member 12, the insulator 14 and the connection block 16 are inserted into the cylindrical sleeve 10 in the order mentioned, so that they define an annular space between them, which is then pressurized with an electrically insulating Material, e.g. B. an inorganic insulating material, with one exceeding its melting point Temperature is filled, whereupon the arrangement is allowed to cool slowly at room temperature. While the cooling becomes an axial pressure load due to the shortening or contraction of the cylindrical sleeve 10 exerted on the sleeve part 18 of the terminal block 16. In addition, a radial one works Pressure load due to the contraction of the sleeve 10 over the insulating sleeve 20 on the cylindrical insulator 14 a; this pressure load remains in the insulator 14 as a residual pressure load at room temperature. These Residual pressure load increases the mechanical strength of the cylindrical insulator 14.

Die Anordnung gemäß F i g. 1 arbeitet wie folgt:The arrangement according to FIG. 1 works as follows:

Im Beirieb der Vorrichtung fließt ein Strom von der zylindrischen Hülse 10 über das strombegrenzende Material 48 zum Anschlußblock 32. Wenn das strombegrenzende Material von einem Überstrom, etwa einem Kurzschlußstrom, durchflossen wird, so verdampft der in der verengten Bohrung 26 befindliche Teil dieses Materials 48. Sodann pflanzt sich die Verdampfung zum Pufferglied 12 fort, bis schließlich das gesamte Material 48 innerhalb des zylindrischen Isolators 14 verdampft ist. Außerdem wird dabei das in der Expansionskammer 36 befindliche Material zumindest teilweise verdampft. Das verdampfte Material besitzt dabei einen elektrischen Widerstand, der etwa das Tausendfache seines Widerstands bei Raumtemperatur beträgt. Beispielsweise ist es hierbei möglich, einen Kurzschlußstrom mit einem Spitzenwert von 400 kA aul etwa 20 kA zu begrenzen.When the device is in operation, a current flows from the cylindrical sleeve 10 over the current-limiting material 48 to terminal block 32. If the current limiting material is exposed to an overcurrent, such as a Short-circuit current, is flowed through, so the part located in the narrowed bore 26 evaporates this Materials 48. Evaporation then propagates to buffer member 12 until eventually all of the material 48 has evaporated within the cylindrical insulator 14. In addition, this is done in the expansion chamber 36 located material at least partially evaporated. The evaporated material has thereby an electrical resistance that is about a thousand times its resistance at room temperature. For example, it is possible here to aul a short-circuit current with a peak value of 400 kA to limit about 20 kA.

Beim Auftreten eines Kurzschlußstroms nimmt das Volumen des strombegrenzenden Materials infolge dei Verdampfung beträchtlich zu. Dadurch erhöht sich dei Druck in den Bohrungen 24, 26 und 28 sowie in dei Expansionskammer 36, so daß der Kolben 38 gegen di< Wirkung des Druckgases 42 in Richtung auf das Nadel ventil 30 verschoben wird, wodurch der Druck des ver dampften Materials verkleinert wird.When a short-circuit current occurs, the volume of the current-limiting material increases as a result of the dei Evaporation increases considerably. This increases the pressure in the bores 24, 26 and 28 as well as in the Expansion chamber 36, so that the piston 38 counteracts the action of the compressed gas 42 in the direction of the needle valve 30 is shifted, whereby the pressure of the evaporated material is reduced.

Es besteht nun die Möglichkeit, den durch das verThere is now the option of using the ver

dampfte Material begrenzten Strom durch eine nicht weiter dargestellte Schaltvorrichtung zu unterbrechen, so daß der Strom dann nicht mehr durch die Anordnung fließt und das verdampfte strombegrenzende Material in seinen ursprünglichen flüssigen oder festen Zustand zurückkehren kann, wobei jedoch der Kolben 38 unter der Wirkung des Druckgases 42 in der Kammer 40 seine Ausgangsstellung wieder einnimmt.to interrupt steamed material limited current by a switching device not shown, so that the current then no longer flows through the arrangement and the vaporized current-limiting material can return to its original liquid or solid state, but with the piston 38 under the action of the pressurized gas 42 in the chamber 40 assumes its starting position again.

Die Vorrichtung gemäß F i g. 1 weist eine Druckentlastungseinrichtung auf, die aus der mit dem slrombegrenzenden Material 48 gefüllten Expansionskammer 36, dem Kolben 38 und der Kammer 40 besteht und welche sich im Anschlußblock 16 befindet. Die Kammer 40 wird durch den Verschluß 50 im Endabschnitt des Anschlußblocks 16 verschlossen. Der Manschettenteil 18 des Anschlußblocks 16 weist eine solche Axialausdehnung auf, daß er nicht die Gesamtlänge der mit dem strombegrenzenden Material 48 gefüllten Expansionskammer 36 umschließt.The device according to FIG. 1 has a pressure relief device from the expansion chamber filled with the current limiting material 48 36, the piston 38 and the chamber 40 and which is located in the connection block 16. The chamber 40 is closed by the closure 50 in the end section of the connection block 16. The cuff part 18 of the connection block 16 has such an axial extent that it does not have the total length of the the expansion chamber 36 filled with the flow-limiting material 48.

F i g. 2 veranschaulicht eine Abwandlung der Vorrichtung gemäß F i g. 1, bei welcher der Anschlußblock 16 einen Manschettenteil 18 aufweist, dessen Axialerstreckung groß genug ist, um die gesamte axiale Länge der Expansionskammer 36 und des Kolbens 38 zu überdecken. Damit der Manschettenteil 18 des Anschlußblocks 16 zufriedenstellend einer Druckbeanspruchung zu widerstehen vermag, die von der Verkürzung bzw. Kontraktion der zylindrischen Hülse 10 während des Vergießens der Vorrichtung herrührt, besitzt der Manschettenteil 18 vorzugsweise eine solche Axialausdehnung, daß er zumindest die Gesamtlänge der mit dem strombegrenzenden Material 48 gefüllten Expansionskammer 36 und insbesondere deren axiale Länge zuzüglich ihrer zusätzlichen axialen Länge, die sich durch die Verschiebung des Kolbens 38 infolge der Verdampfung des strombegrenzenden Materials in der Bohrung 24 vergrößert, sowie zumindest einen Teil des in der Expansionskammer 36 befindlichen strombegrenzenden Materials, wenn dieses von einem Kurzschlußstrom durchflossen wird, umschließt. Es hat sich herausgestellt, daß ein Manschettenteil 18 mit einer solchen Axialabmessung zufriedenstellend den beim Vergießen auftretenden Druckbeanspruchungen infolge der Kontraktion der Hülse 10 zu widerstehen vermag. Außerdem besitzt die in F i g. 2 dargestellte Hülse 10 eine größere axiale Länge als die Hülse gemäß Fig. 1, so daß ihr Endabschnitt die Kammer 40 vollständig umschließt. Die Vorrichtung gemäß F i g. 2 kann jedoch die gleiche Gesamtlänge wie die Vorrichtung gemäß F i g. 1 besitzen.F i g. 2 illustrates a modification of the device according to FIG. 1, in which the terminal block 16 has a sleeve part 18, the axial extent of which is large enough to cover the entire axial length the expansion chamber 36 and the piston 38 to cover. So that the sleeve part 18 of the connection block 16 is able to withstand a compressive stress satisfactorily caused by the shortening or Contraction of the cylindrical sleeve 10 resulting from the potting of the device, the sleeve portion has 18 preferably such an axial extent that it is at least the total length of the with the Current-limiting material 48 filled expansion chamber 36 and in particular its axial length plus their additional axial length, which results from the displacement of the piston 38 as a result of evaporation of the flow-limiting material in the bore 24 is enlarged, as well as at least part of the in the Expansion chamber 36 located current-limiting material when this from a short-circuit current is traversed, encloses. It has been found that a cuff part 18 with such The axial dimension satisfies the compressive stresses occurring during casting as a result of the contraction the sleeve 10 is able to withstand. In addition, the in F i g. 2 illustrated sleeve 10 a greater axial length than the sleeve according to FIG. 1, so that its end section completely encloses the chamber 40. The device according to FIG. 2, however, can have the same overall length as the device according to FIG F i g. 1 own.

Bei den Ausführungsformen gemäß F i g. 1 und 2 besteht die Gefahr, daß der Kolben 38 bei der Verdampfung des strombegrenzenden Materials gegen den Verschluß 50 stößt und dabei den an der Dichtung 46' eingestellten Dichtungsflächendruck herabsetzt. Dies würde zu einem Entweichen des in der Kammer 40 enthaltenen Druckgases 42 um die Dichtung 46' herum führen. Zur Verhinderung eines derartigen Druckgasaustritts ist gemäß F i g. 3 ein Anschlag 52 in Form eines Rings in der Kammer 40 befestigt. Dieser Anschlag 52 begrenzt die gemäß F i g. 3 nach rechts erfolgende Bewegung des Kolbens, so daß dieser nicht gegen den Verschluß 50 schlägt Im übrigen entspricht die Ausführungsform gemäß F i g. 3 derjenigen gemäß F i g. 2.In the embodiments according to FIG. 1 and 2 there is a risk that the piston 38 during evaporation of the flow-limiting material pushes against the closure 50 and thereby the set on the seal 46 ' Reduces sealing surface pressure. This would cause that contained in the chamber 40 to escape Pass pressurized gas 42 around seal 46 '. To prevent such a discharge of compressed gas is according to FIG. 3, a stop 52 in the form of a ring is fastened in the chamber 40. This stop 52 limits the according to F i g. 3 to the right taking place movement of the piston, so that this is not against the Shutter 50 strikes Otherwise, the embodiment corresponds according to FIG. 3 of those according to FIG. 2.

In F i g.4 ist eine weitere Abwandlung der Erfindung dargestellt, bei welcher ein Anschlußblock 16 in axialer Ausrichtung betrieblich mit einer Anordnung ähnlich derjenigen gemäß F i g. 1 gekoppelt ist. Der zylindrische Isolator 14 besitzt eine etwa das Doppelte des Isolators 14 gemäß F i g. 1 betragende Axialerstrekkung und wird von einer engen Bohrung 24 durchsetzt, die in ihrem Mittelteil eine verengte Bohrung 26 enthält, während das Nadelventil 34 gemäß F i g. 1 weggelassen ist. Der Isolator 14 gemäß F i g. 4 besitzt auch im Vergleich zum Isolator 14 gemäß F i g. 1 doppelte Axialausdehnung.In F i g.4 a further modification of the invention is shown, in which a connection block 16 in the axial Alignment operationally with an arrangement similar to that of FIG. 1 is paired. The cylindrical one The isolator 14 is approximately twice that of the isolator 14 shown in FIG. 1 amount of axial extension and is penetrated by a narrow bore 24 which contains a narrowed bore 26 in its central part, while the needle valve 34 according to FIG. 1 is omitted. The isolator 14 according to FIG. 4 also owns im Comparison to the isolator 14 according to FIG. 1 double axial expansion.

Die zylindrische Hülse 10 ist über einen mit BohrungThe cylindrical sleeve 10 has a bore

ίο versehenen Dichtungsring 46 in einen Anschlußblock 32 eingeschraubt. Die auf diese Weise erhaltene Vorrichtung eignet sich für Hochspannungs-Anwendungszwecke und besitzt praktisch die doppelte axiale Länge wie die Anordnung gemäß F i g. 1, wobei die in der Mhte der engen Bohrung 24 ausgebildete verengte Bohrung 26 mit zwei zu beiden Seiten des zylindrischen Isolators 14 vorgesehenen Druckentlasungseinrichtungen verbunden ist. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß die Hülse 10 nur über den zylindrischen Isolator 20 am Anschlußblock 16 angreift.ίο provided sealing ring 46 in a connection block 32 screwed in. The device obtained in this way is suitable for high-voltage applications and has practically twice the axial length as the arrangement according to FIG. 1, with the in the Mhte the narrow bore 24 formed narrowed bore 26 with two on either side of the cylindrical Isolator 14 provided pressure relief devices is connected. In this context it should be noted that the sleeve 10 engages the connection block 16 only via the cylindrical insulator 20.

Beim Auftreten eines Überstroms, etwa eines Kurzschlußstroms, wird zuerst der in der zentralen, verengten Bohrung 26 befindliche Teil des strombegrenzenden Materials verdampft, worauf sich die Verdampfung zu beiden Enden der Bohrung 24 hin fortsetzt. Hierbei wird der gemäß F i g. 4 linke Kolben 38 gegen das Nadelventil 34 und der rechte Kolben 38 gegen das Nadelventil 30 verlagert. Die Druckentlastung findet also zu beiden Seiten der verengten Bohrung 26 statt.When an overcurrent occurs, such as a short-circuit current, the one in the central one is narrowed first Bore 26 located part of the flow-limiting material evaporates, whereupon the evaporation to both ends of the bore 24 continues. Here, according to FIG. 4 left pistons 38 against the needle valve 34 and the right piston 38 is displaced against the needle valve 30. The pressure relief takes place both sides of the narrowed bore 26 instead.

F i g. 5 veranschaulicht eine der Vorrichtung gemäß F i g. 4 entsprechende Anordnung, nur mit dem Unterschied, daß der Manschettenteil 18 des Anschlußblocks 16 eine wie bei der Anordnung gemäß F i g. 2 vergrößerte axiale Länge besitzt.F i g. 5 illustrates one of the devices according to FIG. 4 corresponding arrangement, only with the difference, that the sleeve part 18 of the connection block 16 has one as in the arrangement according to FIG. 2 enlarged axial length.

Die Anordnung gemäß F i g. 6 ähnelt derjenigen gemäß F i g. 5 mit dem Unterschied, daß wie im Fall der Ausführungsform gemäß F i g. 3 ein Anschlag 52 in die Expansionskammer 40 eingesetzt ist.
In F i g. 7 ist eine noch weiter abgewandelte Ausführungsform der Erfindung dargestellt, welche an der rechten Seite aus der gleichen Anordnung wie derjenigen gemäß F i g. 4 besteht, mit welcher eine spiegelbildlich gleiche Konstruktion einstückig verbunden ist. Diese Ausführungsform weist somit zwei Druckentlastungseinrichtungen der vorstehend beschriebenen Konstruktion auf, die in zweiseitig symmetrischem Verhältnis zu beiden Seiten des Isolators 14 angeordnet sind. Ersichtlicherweise greift hierbei die zylindrische Hülse 10 an beiden Anschlußblöcken 16 über die Isolierhülse 20 an, so daß sie gegenüber den Anschlußblökken 16 elektrisch isoliert istThe arrangement according to FIG. 6 is similar to that according to FIG. 5 with the difference that, as in the case of the embodiment according to FIG. 3 a stop 52 is inserted into the expansion chamber 40.
In Fig. 7 shows an even further modified embodiment of the invention, which on the right-hand side consists of the same arrangement as that according to FIG. 4, with which a mirror-image identical construction is integrally connected. This embodiment thus has two pressure relief devices of the construction described above, which are arranged in a bilaterally symmetrical relationship on both sides of the insulator 14. As can be seen, the cylindrical sleeve 10 engages the two connection blocks 16 via the insulating sleeve 20, so that it is electrically isolated from the connection blocks 16

Die dargestellte Ausführungsform besitzt neben den vorher in Verbindung mit F i g. 4 beschriebenen Vorteilen auch den Vorteil, daß die zylindrische Hülse 10 zur Halterung und/oder Befestigung der Vorrichtung an einem anderen Bauteil benutzt werden kann, ohne daß eine getrennte Isolierung in Form eines oder mehrerer Isolatoren zwischen beide Teile eingefügt zu werden brauchte. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Hülse 10 gegenüber dem zwischen den Anschlüßblöcken 16 verlaufenden Strompfad vollständig elektrisch isoliert ist.The embodiment shown has, in addition to those previously described in connection with FIG. 4 described advantages also the advantage that the cylindrical sleeve 10 for holding and / or fastening the device Another component can be used without a separate insulation in the form of one or more Insulators needed to be inserted between both parts. This is due to the fact that the sleeve 10 completely electrically isolated from the current path running between the terminal blocks 16 is.

F i g. 8 zeigt eine Ausführungsform, welche derjenigen gemäß F i g. 7 mit dem Unterschied entspricht daß jeder Anschlußblock 16 einen Manschettentei! 18 aufweist dessen Axialausdehnung wie bei der Vorrichtung gemäß F i g. 2 größer ist als beim Anschlußblock 10 gemäß F i g. 7.F i g. 8 shows an embodiment which of those according to FIG. 7 with the difference that each connection block 16 corresponds to a cuff part! 18 has its axial extension as in the device according to FIG. 2 is larger than the connection block 10 according to F i g. 7th

Die Ausführungsform gemäß F i g. 9 unterscheidet sich von derjenigen gemäß F i g. 8 nur darin, daß ein ringförmiger Anschlag der in F i g. 3 beschriebenen Art in jede Kammer 40 eingesetzt ist.The embodiment according to FIG. 9 differs from that according to FIG. 8 only in that one annular stop of the in F i g. 3 is inserted into each chamber 40.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Current limiting device with a metallic, cylindrical housing, one of the housing tightly enclosed insulator, a metallic connection block axially adjacent to the insulator, the one with a radially protruding sleeve part via an electrical insulating jacket is connected to the housing, with a narrow hole in the insulator between the connection block and the housing, which evaporate with an overcurrent due to the heat of the current flowing through and at room temperature again condensable material is filled, and with a pressure relief device to limit the overpressure that occurs when the material evaporates, which is a expansion chamber connected to the bore comprises »characterized in, that the pressure relief device (36 to 44) is provided within the connection block (16) is.

2. Current limiting device according to claim

1, characterized in that one side of the expansion chamber (36) of the pressure relief device (36 to 44) by a displaceable, elastically supported on a closed gas supply Piston (38) is limited.

3. Current limiting device according to claim

2, characterized in that a stop (52) in a chamber (40) containing the gas supply for the piston (38) is arranged.

4. Current limiting device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the expansion chamber (36) of the pressure relief device (36 to 44) in its entire axial length from the Sleeve part (18) of the connection block (16) is enclosed.

5. Current limiting device according to claim

1, 2, 3 or 4, characterized in that with the housing (sleeve 10) a second, also a Pressure relief device (36 to 44) having connection block (16) to the first connection block (16) mirror-image arrangement and training is connected.