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Hochspannungs-Schmelzsicherung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Hochspann ungs-Schmelzsicherung,
mit einem rohrförmigen Gehäuse aus elektrisch isolierendem Material, dessen Stirnenden
mit Abschlußkappen verschlossen sind, zwischen denen ein elektrisch nichtleitender
Tragkörper angeordnet ist, auf dem mindestens ein Schmelzleiter aufgewickelt ist,
der von einem pulverförmigen oder körnigen Löschmittel umgeben ist. Eine derartige
Sicherung ist bekannt aus der deutschen Offenlegungsschrift 29 28 882.
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Eine Sicherung hat bekanntlich die Aufgabe, ein Netzteil oder einen
elektrischen Verbraucher im Falle einer Uberlastung oder im Kurzschlußfall abzuschalten.
Der Schmelzleiter ist so bemessen, daß er schmilzt, sobald der Leiterstrom einen
vorbestimmten Grenzwert erreicht. Durch die besondere konstruktive Gestaltung der
Sicherung wird der Lichtbogen gezwungen, eine Brennspannung anzunehmen, die höher
aus die treibende Netzspannung ist.
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Der Schmelzleiter hat in den bekannten Sicherungen im wesentlichen
zwei Aufgaben, nämlich die stromtragende Funktion für den Strom im Nennbetrieb und
den überstrom, der im Störungs- oder Kurzschlußfall ebenfalls eine gewisse Zeit
getragen werden muß.
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Er hat ferner die stromunterbrechende Funktion, die durch eine ausreichende
Gegenspannung erreicht wird.
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Beide Funktionen stellen Jedoch gegenläufige Ansprüche
an
den Schmelzleiter, was bei Sicherungen für höhere Spannungen zu verhältnismäßig
komplizierten Formen des Schmelzleiters führt.
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Die Schwierigkeit bei Sicherungen dieser Art besteht in der Unterbrechung
von Strömen relativ geringer Größe und langer Dauer. Der Lichtbogen vergrößert sich
zunehmend durch Verdampfung des Schmelzleiters, und die durch den Lichtbogen zusammengeschmolzenen
Sandkörner bilden eine Röhre, einen sogenannten Fulgurit, dessen mit verdampftem
Metall des Schmelzleiters durchsetzter Oberflächen= bereich elektrisch leitet.-
Ist der Lichtbogen bei.
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der Unterbrechung von Fehlerströmen relativ geringer Größe verlängert,
so wird im erhöhten Maße Lichtbogenenergie freigesetzt, und es erfolgt eine intensive
Erhitzung des Füllmaterials im Bereich des Lichtbogens vor der endgültigen Unterbrechung.
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Diese Erhitzung und die erhöhte Lichtbogenenergie führen zu einer
Verzögerung bei der Abkühlung des Fulgurits und ermöglichen das Weiterfließen des
vollen Fehlerstromes, was häufig zu einer Rück== zündung des Lichtbogens führt.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde,diese bekannte Hochspannungs-Schmelzsicherung
zu verbessern9 insbesondere soll die Bildung des Fulgurits verhindert werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1. Durch die senkrecht zum gekrümmten Schmelzleiter, insbesondere
radial zur Achse eines schraubenförmigen Schmelzleiters, angeordneten Platten, die
aus elektrisch isolierendem, vorzugsweise hochtemperaturbe-
ständigem
Material bestehen, erhält man eine Schmelzsicherung für höhere Spannungen. Der nach
dem Durchschmelzen des Schmelzleiters erzeugte Lichtbogen wird durch den Spalt zwischen
den Schmalseiten der Platten und dem Schmelzleiter eingeschnürt, wodurch bei hinreichender
Bogenlänge eine zur Bogenlöscl1ung ausreichende Bogenspannung aufgebaut wird.
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Unter Umständen kann es zweckmäßig sein die Platten wenigstens teilweise
aus einem bei hoher Temperatur gasabgebendem Material herzustellen.
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Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug
genommen, in der ein Ausführungsbeispiel einer Hochspannungs-Schmelzsicherung schematisch
veranschaulicht ist.
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Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Hochspannungs-Schmelzsicherung
im Querschnitt. In Figur 2 ist ein Längsschnitt der Hochspannungs-Schmelzsicherung
veranschaulicht.
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In der Ausführungsform nach Figur 1 sind ein rohrförmiges Gehäuse
2 aus elektrisch isolierendem Material und ein Tragkörper 24 mit zylindrischer Mantelfläche
dargestellt, auf dem mindestens ein Schmelzleiter 8 aufgewickelt ist. Radial zum
Schmelzleiter-8 sind Platten 12 angeordnet, von denen in der Figur lediglich einige
dargestellt und die Lage der übrigen gestrichelt angedeutet sind. Die Platten 12,
die aus elektrisch isolierendem, vorzugsweise hochtemperaturbeständigem Material
bestehen, unterteilen den Sicherungsinnenraum 14 in Segmente 16, die mit einem pulverförmigen
oder körnigen Löschmittel 10 gefüllt sind. Die äußeren Schmalseiten der Platten
12 sind jeweils in einer Nut 18 der rohrförmigen Innenwand
des Gehäuses
2 angeordnet.
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Nach Figur 2 ist der Schmelzleiter 8 schraubenförmig mit mehreren
Windungen übereinander auf dem Tragkörper 24 aufgewickelt. Das rohrförmige Gehäuse
2 ist an seinen Stirnenden mit Abschlußkappen 4 und 6 verschlossen, an denen die
Enden des Schmelzleiters 8 befestigt sind. Die unteren und oberen Stirnkanten der
Platten 12 ragen jeweils in eine Nut der Abschlußkappe 4 bzw. der Abschlußkappe
6 hinein. Die inneren Schmalseiten der Platten 12 haben von den Windungen des Schmelzleiters
8 einen Abstand 20 von beispielsweise etwa 0,5 mini, Durch diese Gestaltung wird
beim Auftreten eines Uberlaststromes von beispielsweise den dreifachen Nennstrom
der Schmelzleiter 8 zu schmelzen beginnen.
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Der entstehende Lichtbogen wird durch den Abstand zwischen den inneren
Flachseiten der Platten 12 und den Wicklungen des Schmelzleiters 8 eingeschnürt,
wodurch bei hinreichender Bogenlänge eine zur Bogenlöschung ausreichende Bogenspannung
aufgebaut wird.
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Die Segmente 16 sind so bemessen, daß die verdampfte Menge des Schmelzleiters
8 nicht ausreicht, um einen leitfähigen Fulgurit zu bilden und damit ist eine Rückzündung
des Lichtbogens unterbunden.
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Im Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 und 2 ist eine Befestigung
der äußeren Schmalseiten der Platten 12 an der inneren Wand des Gehäuses 2 vorgesehen,
Die Platten 12 können jedoch auch an den Verschlußkappen 4 und 6 oder auch am Tragkörper
24 befestigt werden.
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In dieser Ausführungsform wird der Schmelzleiter 8 dann zweckmäßig
in einer entsprechenden Vertiefung der Oberfläche des Tragkörpers untergebracht.
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In einer besonderen Ausführungsform der Hochspannungs-Schmelzsicherung
können die Platten 12 wenigstens teilweise aus einem Material bestehen, das bei
höherer Temperatur, d.h. unter der Einwirkung eines Lichtbogens Gas abgibt, das
die Löschwirkung erhöht. In dieser Ausführung kann wenigstens ein Teil des Gehäuses
2 aus einem gasdurchlässigem Material beispielsweise einer porösen Keramik bestehen.
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4 Patentansprüche 2 Figuren