DE619352C - Schmelzsicherung, bei der ein schwaecherer, zuerst schmelzender Koerper in Reihe mit einem staerkeren Schmelzkoerper geschaltet ist - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schmelzsicherung, bei der ein schwacher Schmelzkörper in Reihe mit einem stärkeren Schmelzkörper geschaltet ist.

Es sind Sicherungen bekannt, bei denen ein schwächerer, zuerst schmelzender Körper in Reihe mit einem stärkeren Schmelzkörper geschaltet ist, dessen Lichtbogen durch den. des ersten Schmelzkörpers eingeleitet wird. Insbesondere ist eine Sicherung bekannt, bei der der auswechselbare Teil aus Hnterednandergeschalteten, aus Kohlefäden und Metalldraht bestehenden Teilen zusammengesetzt ist, welch letzterer nach Verbrennung des Kohlefadens im Falle des Entstehens eines Lichtbogens abgeschmolzen wird. Eine solche Sicherung ist für die Unterbrechung eines Hochspannungskreises nicht geeignet, da die bloße Anordnung zweier Schmelzelemente verschiedener Abmessungen in Reihe, derart, daß der Bogen des einen Elementes das Schmelzen des anderen veranlaßt, für die Unterbrechung eines Hochspannungskreises nicht zuverlässig genug ist. Demgegenüber übt bei der Sicherung gemäß der vorliegenden Erfindung, wo der sekundäre Lichtbogen durch den des ersten Schmelzkörpers eingeleitet wird, die Energie des Lichtbogens des ersten Schmelzkörpers eine auslöschendeWirkung auf den darauffolgenden, durch den stärkeren Schmelzkörper erzeugten, sekundären Lichtbogen dadurch aus, daß infolge des Gasdruckes, der durch den primären Lichtbogen erzeugt ist, in den sekundären Lichtbogen ein diesen erstickender Stoff geschleudert wird. Hierdurch wird eine sichere Stromunterbrechung herbeigeführt und die Sicherung insbesondere als Hochspannungsausschalter in Starkstromleitungen geeignet gemacht. ·

Die weitere Erfindung bezieht sich auf die weiteren Ausgestaltungen einer solchen Sicherung, und zwar wird gemäß der weiteren Erfindung innerhalb des Sicherungsrohres eine besondere Schmelzpatrone angeordnet, die die Schmelzkörper und den den Lichtbogen erstickenden Stoff enthält und auf dem einen Ende durch einen Deckel und auf der anderen Seite durch einen Pfropfen abgeschlossen ist.

Die weitere Erfindung besteht darin, daß das Zerreißen des stärkeren Schmelzkörpers durch eine an diesen angreifende Feder unterstützt wird, deren Einwirkung auf den schwächeren Schmelzkörper jedoch durch eine besondere Vorrichtung, etwa durch einen Querstift, verhindert ist.

Die weitere Erfindung besteht darin, daß wenigstens einer von den Schmelzkörpern verhältnismäßig kurz ist und mit einem Abschlußteil der Schmelzleiteranordnung verbunden ist, der, beim Ansprechen der Sicherung eine verhältnismäßig große Strecke herausgeschleudert oder herausgezogen wird, wodurch der Lichtbogen so weit auseinandergezogen wird, daß eine Unterbrechung des Stromkreises mit Sicherheit erfolgt.

Die weitere Erfindung besteht in der Anordnung von geschlossenen, aber mit Entlüftung versehenen Kammern an einem Ende der Sicherung-, die zum Abfangen der herausgeschleuderten Abschlußteile der Schmelzleiteranordnung dienen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind auf der Zeichnung in acht Figuren dargestellt.

ίο Fig. ι zeigt die erste Sicherung im Längsschnitt.

■Fig. 2 zeigt 'die Patrone allein. Fig. 3 ist ein Schnitt nach III-III der Fig. 2. Fig. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform im Längsschnitt.

Fig. 5 bis 8 sind Querschnitte nach A-A₁ B-B, C-C und D-D der Fig. 4. '

Die Sicherung gemäß der ersten Ausführungsform besteht aus einem Rohr 5 aus Isolationsmaterial mit Überwurfmuttern 4 und 7 am Ende und einer in das Rohr eingesetzten Schmelzpatrone 14, die den Einsatzteil der Sicherung bildet. Innerhalb dieser Patrone sind nun Schmelzkörper 18 und 23 durch eine Leitung 19 verbunden, die in einem Haltungsteil 21 (Fig. 3) eingeklemmt ist. Eine mit dem Körper 18 verbundene Leitung 19' ragt durch einen Abschlußpfropfen 16 und eine Scheibe 27 hindurch und ist mit einer Leitung 6 von hoher Leitfähigkeit verbunden. Ein Isolationsrohr 22, das ein den Lichtbogen erstickendes Pulver enthalten kann, verstärkt mechanisch die Wände der Röhre 14 und verhindert, daß die Hitze des Lichtbogens diese Wände erweicht oder verkohlt. Das Halterungsstück 21 liegt zwischen dem Rohr 22 und einem Isolationsrohr 26, das auch ein den Lichtbogen erstickendes Pulver enthält und in einem Teil 17 mit einer Öffnung 28 endet. Die Teile τ 7 und 26 können erforderlichenfalls mit dem Rohr 14 aus einem Stück bestehen. Das Ersticken des Lichtbogens kann auch auf andere Weise erfolgen, beispielsweise kann man die ihn umgebenden Wände aus einem Stoff herstellen, der ein Gas emittieren kann, das den Weg eines Lichtbogens zu entionisieren in der Lage ist.

Der Schmelzkörper 23 hat eine kleinere

Belastungsfähigkeit und schmilzt infolgedessen vor dem Schmelzkörper 18, mit dem er in Reihe liegt. Der Körper 23 ist mit der Kappe 25 durch einen Leiter 24 verbunden.

Der durch das Schmelzen von 23 gebildete Lichtbogen erzeugt innerhalb des Rohres 14 einen Druck, der auf den Verschlußpfropfen 16 wirkt, der seinerseits auf die Scheibe 27 wirkt. Wenn der Druck groß genug ist, um diese Teile 16 und 27 auszuwerfen, wird eine Spannkraft auf den Schmelzkörper 18 ausgeübt, und wenn diese Kraft die Festigkeit dieses durch die Hitze weich gewordenen Körpers übersteigt, wird er weggezogen, wodurch ein Lichtbogen entsteht, der durch die eingeschnürte Öffnung 28 nach außen gezogen wird. Wenn die Abschlußteile ιό und 27 nach außen geblasen werden, wirkt die Öffnung 28 als Auslaßventil, und es werden der den Lichtbogen erstickende Stoff und die Gase in den Lichtbogen zwischen die Leiter 19 und 19' geblasen, wenn der letztere durch die Öffnung 28 nach außen fliegt.

Der den Lichtbogen erstickende Stoff unterbricht den Lichtbogen, während die in den Lichtbogen strömenden Gase seinen Weg entionisieren und den Stromkreis schnell und wirksam unterbrechen. Da die Leiter 6, 19', 19 und 24 aus einem gut leitenden Stoff, wie Kupfer, bestehen, sind die Wärmeverluste auf ein Minimum verringert, indem die Elemente 18 und 23 von geringer Leitfähigkeit und niedrigem Schmelzpunkt verhältnismäßig kurz sind. Wenn der Verschlußpfropfen 16 aus dem Rohr 14 herausgeblasen ist, wird er mit den Leitern 6 und ig' in einen Raum geblasen, der durch die Kappe 1 gebildet ist, und dort festgehalten. Diese Kappe ist mit Löchern 29 versehen, so daß die Gase aus ihr entweichen können, ohne einen Rückdruck zu erzeugen. Die Kappe verhindert, daß die Teile 6, 27, 16 und 19' herausgeschleudert werden und jemanden treffen oder zündbare Teile entzünden. Wenn man diese Teile nicht festhalten will, kann man die Kappe 1 bei 1' abschneiden, so daß die Teile aus dem Rohr 5 heraushängen. Wenn dieses unerwünscht ist, kann man bei 6^a eine schwache Stelle schaffen, indem man einen kurzen Leiterstreif en 6⁶ an den Leiter 6 anlötet. Die Kraft, mit der die verschiedenen Teile aus dem Rohr herausgeschleudert werden, genügt dann, um die durch die heißen Gase weich gewordene Verbindung &¹ zu zerbrechen, so daß 'die obenerwähnten Teile herausfallen können.

Eine auf die Mutter 7 aufgeschraubte Kappe 8 klemmt die Kappe 25 der Patrone 14 gegen die Mutter 7 und stellt dadurch den elektrischen Kontakt her. Die Kappe 1 am anderen Ende klemmt den Streifen & mittels eines Ringes 2 gegen die Überwurfmutter 4. Die Überwurfmuttern 4 und 7 können so bemessen sein, daß sie gegen diejenigen der gegenwärtig verwendeten Schmelzpatronen ausgewechselt werden können.

Der Lichtbogen bei den gewöhnlichen Aus-.werfschmelzsicherungen veranlaßt die BiI-dung eines verkohlten Weges innerhalb des Auswerfrohffies·, und es. wird, jedesmal wienn die Sicherung in Betrieb kömmt, die Dauer des Bogens ein wenig länger, bis die Sicherung früher oder später nicht mehr richtig funk- iao tioniert. Durch die Verwendung der Einsatzpatrone 14 wird diese Verkohlung-eliminiert,

so daß das Rohr S beliebig oft benutzt werden kann. Man kann außerdem die Patrone 14 so konstruieren, daß sie den ganzen durch die Lichtbogen erzeugten Druck aufnimmt, so daß man das Rohr 5 aus Glas oder Porzellan herstellen kann und damit das Problem beseitigt, das durch die Verkohlung des Rohrinneren durch den Lichtbogen oder die Verkohlung des Rohräußeren durch einen Kriechstrom entsteht.

Wenn der zu unterbrechende Strom bei verhältnismäßig hoher Spannung verhältnismäßig klein ist, etwa 0,25 bis 2 Ampere, muß der Lichtbogen eine verhältnismäßig lange Zeit zwischen den Leitern 19 und 24 aufrechterhalten werden, um einen. Druck in der Röhre 14 zu erzeugen, der genügt, um den Schmelzkörper 18 zu zerstören. Diese Schwierigkeit kann man durch eine Feder 30 gemäß Fig. 4

ao beseitigen, die auf den stärkeren Schmelzkörper 31 eine Spannung bringt. Der kleinere Schmelzkörper 32 ist von dieser Spannung durch einen Stift 33 entlastet, der durch einen Ansatz 34 in einem Isolationsrohr 35 in seiner Lage gehalten wird. Das Rohr 35 seinerseits wird durch eine Schraube 35' in seiner Lage gehalten, in der der Schmelzkörper 32 angeordnet ist.

Der Schmelzkörper 31 ist durch einen biegsamen Leiter 36, der durch eine abgedichtete Öffnung in einem Pfropfen 37 hindurchgeht, mit der Feder 30 verbunden, die am anderen Ende an einer Überwurfmutter 38 befestigt ist. Diese ist mit Löchern 39 versehen, durch die der die Feder 30 enthaltende Raum entlüftet werden kann. Ein Isolationsrohr 41, Pfropfen 37, ein Dichtungsring 42, eine Kappe 54, die Schraube 35' und ein inneres Rohr 35 bilden zusammen den Schmelzpatroneneinsatz, der in das lange Isolationsrohr 44 eingelegt wird. Rohre 45 und 46 dienen als Distanzstücke an den beiden Enden des Rohres 44, wobei durch Muttern 38 und 47 alle Rohre in ihrer Stellung gehalten werden. Auf das Rohr 46 kann man einen Serienwiderstand 48 aufwickeln, der den Strom begrenzt, wo die Bedingungen derart sind, daß die zu unterbrechende Energie die Kapazität der Sicherung übersteigt. Der elektrische Kreis besteht dann aus folgenden Elementen: Mutter47, Kappe49, Schraubeso, Draht 51, Widerstand 48, Schraube 52, Kappen 53 und 54, Schraube 35', Schmelzkörper 32 und 31, biegsamer Leiter 36 und Mutter 38. Eine Feder 55 dient zur Aufrechterhaltjung des Druckes auf die Rohre 46- und 41, während eine gewölbte Scheibe 56 (Fig. 8) für einen guten elektrischen Kontakt zwischen den Teilen S3 und 54 sorgt.

Die Wirkungsweise dieser zweiten Ausführungsform ist folgende:

Wenn der Strom eine mäßige Überlastung erreicht, schmilzt der schwächere Schmelzkörper 32 und wirkt der dadurch gebildete Lichtbogen auf das festgehaltene Ende des Elementes 31, so daß dieses entweder schmilzt oder weich wird; infolgedessen kann die Feder 30 dieses Element 31 zurück durch den Raum 57 ziehen, der mit einem den Bogen erstickenden Pulver gefüllt ist, und den Kreis unterbrechen.

Wenn der Strom eine große Überlastung ' erreicht, ist die Zeit zwischen dem Schmelzen der Schmelzkörper 32 und 31 verhältnismäßig klein. Zuerst bildet sich ein primärer Lichtbogen durch das Element 32 und dann ein sekundärer Lichtbogen durch das Element 31. Da die Größe des Raumes 58 im Rohr 35 klein ist im Verhältnis zum Raum S 7, wird sich, zuerst der durch das Element 32 erzeugte Druck aufbauen und, da er größer ist als der durch das Element 31 erzeugte Druck, ein Auswerfen in den Raum 57 verursachen und das Pulver darin umrühren, wodurch das Erlöschen des sekundären Bogens unterstützt wird, wenn die Feder 30 den Leiter 36 aus diesem Raum herauszieht. Um zu verhindern, daß der Raum 58 mit dem Pulver angefüllt wird, ist eine Gazescheibe 59 vorgesehen. Der in dem Raum 58 erzeugte Druck bläst durch diese Gaze hindurch oder drückt sie nach außen in den Raum 57.

Zu bemerken ist, daß der Raum 58 auch mit einem den Lichtbogen erstickenden Stoff gefüllt sein kann. Wegen der Kühlwirkung des Pulvers wird zweckmäßig der Schmelzkörper von Luft umgeben, wo der Strom verhältnismäßig klein ist. Ein ferneres Auswerfen wird durch den Druck in dem Raum 57 erzeugt, wodurch die Dichtung aus der öffnung im Pfropfen 37 herausgeworfen wird. Dieses unterstützt das Unterbrechen des Lichtbogens, wenn er dem Leiter 36 in den Raum

40 folgt. Der Dichtungsring 42 verhindert die Gase am Zurückschlagen zwischen die Rohre

41 und 44.

Zum Einsietzen einer neuen Patrone werden die Muttern 38 und 47 abgeschraubt und die Rohre 41 und 45 herausgenommen. Dann wird eine neue Patrone eingelegt, die verschiedenen Teile wenden wieder angebracht und die Feder 30 und der Leiter 36 an der Mutter 38 befestigt.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Schmelzsicherung, bei der ein schwächerer, zuerst schmelzender Körper in Reihe mit einem stärkeren Schmelzkörper geschaltet ist, dessen Lichtbogen durch den des ersten Schmelzkörpers eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie des primären Lichtbogens des

   schwächeren Schmelzkörpers (23 bzw. 32) eine auslöschende Wirkung auf den darauffolgenden, durch den stärkeren Schmelzkörper (18 bzw. 31) erzeugten sekundären Lichtbogen dadurch ausübt, daß infolge des ' durch den primären Lichtbogen erzeugten Gasdruckes in den sekundären Lichtbogen ein diesen erstickender Stoff geschleudert wird.
2. 2. Schmelzsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Sicherungsrohres eine besondere Schmelzpatrone (14 bzw. 41) angeordnet ist, die die Schmelzkörper und den den Lichtbogen erstickenden Stoff enthält und auf dem einen Ende durch einen Deckel (25 bzw. 54) und auf der anderen Seite durch einen Pfropfen (16 bzw. 37) abgeschlossen ist.
3. 3. Sicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zerreißen des stärkeren Schmelzkörpers (31) durch eine an diesen angreifende Feder (30) unterstützt wird, deren Einwirkung auf den schwächeren Schmelzkörper (32) jedoch durch eine besondere Vorrichtung, etwa durch einen Ouerstift (33), verhindert ist (Fig. 4).
4. 4. Sicherung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer von den Schmelzkörpern verhältnismäßig kurz ist und mit einem Abschlußteil der Schmelzleiteranordnung verbunden ist, der beim Ansprechen der Sicherung eine verhältnismäßig große Strecke herausgeschleudert oder herausgezogen wird, wodurch der Lichtbogen so weit auseinandergezogen wird, daß eine Unterbrechung des Stromkreises mit Sicherheit erfolgt.
5. 5. Sicherung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch die Anordnung von geschlossenen, aber mit Entlüftung versehenen Kammern (1 bzw. 40) an einem Ende der Sicherung, die zum Abfangen der herausgeschleuderten Abschlußteile (6, 27, 16, 19) der Schmelzleiteranordnung dienen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen