DE3428510C2

DE3428510C2 - Schmelzleiter für Sicherungen aus einem Verbundwerkstoff

Info

Publication number: DE3428510C2
Application number: DE19843428510
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Auf Nennung Verzicht
Original assignee: Sicherungen-Bau 4670 Luenen De GmbH
Current assignee: Sicherungen-Bau 4670 Luenen De GmbH
Priority date: 1984-08-02
Filing date: 1984-08-02
Publication date: 1986-07-31
Also published as: DE3428510A1

Abstract

Bei einem Schmelzleiter (11) für Sicherungen aus einem Verbundwerkstoff auf Silber- bzw. Kupferbasis mit mindestens zwei im Abstand voneinander symmetrisch zur Mittellinie des Schmelzleiters (11) vorhandenen Engstellen (21, 22), mit einer nicht in Silber bzw. Kupfer löslichen faserförmigen Komponente (112), deren Schmelz- und Siedetemperatur höher liegt als die des Silbers bzw. Kupfers, wird mit dem Ziel der Verbesserung der Überstromabschaltung vorgeschlagen, die Engstellen (21, 22) unterschiedlich lang auszubilden und für die einzulagernde Komponente (112) Fasern zu verwenden, deren Länge (lF) kleiner ist als die wirksame Länge (L) der längeren Engstelle (22) des Schmelzleiters (11).

Description

Die Erfindung betrifft einen Schmelzleiter der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 umrissenen Gattung. :

Sicherungen, die solche Schmelzleiter verwenden, schützen Leitungen, Anlagen, Geräte und Bauelemente vor Kurzschluß- und Überströmen. Bei Kurzschlüssen sollen die Sicherungen möglichst schnell, bei Überströmen je nach Höhe des Stroms nach einer bestimmten Stromflußdauer durch Abschmelzen des Schmelzleiters ausschalten. Angestrebt wird eine Absicherung gegen beide Überlastungsfälle mit ein und derselben Sicherung.

In der EP-A-I 00 16 467 ist bereits eine Sicherung für beide Überlastungsfälle vorgeschlagen worden, die mindestens einen Schmelzleiter aus einem Verbundwerkstoff auf Silber- bzw. Kupferbasis mit einer nicht in Silber bzw. Kupfer löslichen faserförmigen Komponente, deren Schmelz- und Siedetemperatur höher liegt als die des Silbers bzw. Kupfers, enthält. Die faserförmige Komponente wird hierbei von dünnen, sich über die Länge des Schmelzleiters erstreckenden, in den Grundwerkstoff eingelagerten Drähten gebildet. Dorl können die Drähte auch aus Nickel bestehen. In Ausgestaltung weisen diese Schmelzleiter dann auch schon im Abstand voneinander symmetrisch zur Mittellinie eine Mehrzahl von gleichförmigen Engstellen auf. Diese Ausbildung des Schmelzleiters macht sich zunutze, daß das Abschmelzverhalten beeinflußt wird von Parametern, wie dem Werkstoff sowie den Abmessungen und der Formgebung des Schmelzleiters.

Aus der DE-AS 20 46 724 ist weitergehend bekannt, daß mit Schmelzleitern, die nach Querschnitt bzw. Länge abweichende Engstellen aufweisen, sowohl die Kurzschlußsituation als auch die Überstromsituation abgedeckt werden kann.

Die nach der EP-A-I 00 16 467 vorgesehenen faserförmigen Einlagerungen in Gestalt von sich über die Länge des Schmelzleiters erstreckenden dünnen Drähten verzögern allerdings in unerwünschter Weise bei anhaltender Überlastung im Überstrombereich die Abschaltung bzw. den Ausfall der Sicherung.

Ausgehend vom Stand der Technik nach der EP-A-I 00 16 467 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde. Schmelzleiter der eingangs umrissenen Gattung so auszugestalten, daß auch eine einwandfreie Überstromabschaltung gewährleistet ist.

Die Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Bei im übrigen uneingeschränkten Vorteilen einer solchen Sicherung, wie guter Standzeit der Sicherung unter Normalbedingungen, Begrenzung der Lichtbogenbildung in der Überstromsituation, augenblicklichem Abschalten in der Kurzschlußsituation, führt dieser Schmelzleiter in der Überstromsituation dann auch in angemessener Zeit zum Abschalten bzw. zum Ausfall der Sicherung, da die eine geringere Länge als die längeren, auf die Überstromsituation abzielenden Engstellenbereiche aufweisenden, in den Schmelzleiter eingelagerten Fasern mit dem Wegschmelzen des Grundwerkstoffs im Engstellenbereich ihren Zusammenhang ver-Heren.

Ausgestaltungen des neuen Schmelzleiters ergeben sich aus den Unteransprüchen. Während Fasern aus den genannten Metalloxyden bzw. aus Graphit zur Einlagerung in sowohl aus Silber als auch aus Kupfer bestehende Leiter geeignet sind, sind Fasern auf Nickel-Basis nur in Verbindung mit dem Grundwerkstoff Silber einsetzbar.

Bei den angesprochenen Sicherungen handelt es sich in der Regel um löschmittelbefüllte Sicherungen.

Zur Beschleunigung des Abschmelzen des Leiters beim Auftreten von Überströmen kann im Einzugsgebiet der längeren Engstelle auf dem Leiter ein Reaktionsmittel, in der Regel auf Zinnbasis, aufgebracht sein, das durch Legierungsbildung mit dem Grundwerkstoff

so das Abschmelzen des Leiters sicherstellt bzw. beschleunigt.

In der Zeichnung ist der neue Schmelzleiter anhand eines in schematischer Weise dargestellten Ausführungsbeispieles weitergehend erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen solchen Schmelzleiter in Draufsicht, abgebrochen, mit angedeuteter Struktur,

F i g. 2 den Schmelzleiter in F i g. 1 in Seitenansicht.
Bei dem Schmelzleiter handelt es sich um ein aus Silber als Grundwerkstoff 111 mit in dem Grundwerk stoff 111 eingelagerten Fasern 112, beispielsweise aus Nickel, bestehendes Band 11. Das Band 11 ist in Abständen mit nach Breite ßbzw. b und Länge L bzw. /voneinander abweichenden Engstellen 21 und 22 versehen. Die auf die Kurzschlußsilualion ansprechenden F.ngstcllen

b^r) 21 sind kurzer (I) und schmaler (b)a\s die ;iuf die Überstromsituation ansprechenden längsteilen 22 größerer Länge L und größerer Breite B.
Die Bestandteile des Schmelzleiter 11 bildenden, in

den Grundwerkstoff 111 eingelagerten Fasern 112 stabilisieren den Schmelzleiter im Sinne einer Erhöhung der Standzeit Bei anhaltendem Überstrom schmilzt der Grundwerkstoff 111 auf und die eine größere Länge L «ils die durchschnittliche Länge //.der eingelagerten Fascm 112 aufweisende Brücke 22 bricht zusammen. Bei einem Schmelzleiter mit einer Mehrzahl von in Reihe 'liegenden Engstellen dieser Art kommt es zum gleichmäßigen Abschmelzen des Grundwerkstoffs Ul im Bereich dieser Engstellen 22 und zu nahezu gleichzeitigem Entstehen einer entsprechenden Anzahl von Teillichtbögen. Bei Kurzschluß werden die Engsteüen 21 rasch bis zum Siedepunkt des Grundwerkstoffs 111 wie auch der eingelagerten Fasern 112 aufgeheizt, so daß es zur augenblicklichen Trennung des Schmelzleiters im Bereich der Engstellen 21 unter Ausbildung einer entsprechenden Anzahl von Teillichtbögen kommt

Sowohl in der Überstrom- wie auch in der Kurzschlußsituation verlängern sich die Teillichtbögen durch Verdampfung des Schmelzleiters 1 f nur langsam, da für das Verdampfen bzw. Sublimieren der eingelagerten Fasern 112 sehr viel Energie verbraucht wird. Die eingelagerten Fasern 112 kühlen gleichzeitig die Lichtbogen, was zu einer höheren Lichtbogenspannung und somit zu einer rascheren Lichtbogenlöschung führt. Zu einer Explosion von mit dem neuen Schmelzleiter versehenen Sicherungen durch Metalldampf-Überdruck kommt es dabei nicht mehr.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Schmelzleiter für Sicherungen aus einem Verbundwerkstoff auf Silber- bzw. Kupferbasis mit mehreren im Abstand voneinander, symmetrisch zur Mittellinie des Schmelzleiters vorhandenen Engstellen, mit einer nicht in Silber bzw. Kupfer löslichen faserförmigen Komponente, deren Schmelz- und Siedetemperatur höher liegt als die des Silbers bzw. Kupfers, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Engstellen (21, 22) unterschiedlich lang sind und die eingelagerte Komponente (112) eine Faserlänge (If) aufweist die kleiner ist, als die wirksame Länge (Z.) der längeren Engstellen (22) des Schmelzleiters (11).

2. Schmelzleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Länge (I) der kürzeren Engstelle (21) kürzer ist als die Länge (If) der in den Grundwerkstoff (111) eingelagerten Fasern (112).

3. Schmelzleiter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Grundwerkstoff (111) eingelagerten Fasern (112) aus Graphit bestehen.

4. Schmelzleiter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Grundwerkstoff (111) eingelagerten Fasern (112) aus einem Metalloxid, wie CdO bzw. SnC>2, bestehen.

5. Schmelzleiter nach einem der Ansprüche 1 oder 2. auf Silber-Basis, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Grundwerkstoff (111) eingelagerten Fasern (112) aus Nickel bestehen.

6. Schmelzleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil der in den Grundwerkstoff (111) eingelagerten fasrigen Komponente (112) am Verbundwerkstoff (111, 112)5 bis 40 Gew.-% beträgt.