DE644405C - Schmelzsicherung, insbesondere Hochspannungssicherung, mit mindestens zwei zeitlich nacheinander abschmelzenden Schmelzleitern - Google Patents

Description

Bei Sicherungen mit einer oder mehreren Zerreißfedern ist es üblich, die Zerreißfeder durch parallel geschaltete, gut leitende Kabel vom Strom zu entlasten. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf derartige Sicherungen, deren Schmelzelement außerdem aus mindestens zwei parallel geschalteten Drähten, ein Schmelz- und ein Haltedraht, besteht.
Es wurden bis jetzt verschiedene Methoden angewandt, um im Falle eines Kurzschlusses den mit Hilfe der Sicherung abzuschaltenden Strom möglichst niedrig zu halten. Es wurden Widerstände vor die ganze Sicherung geschaltet, es wurden JSTebenschmelzleiter verwendet, die nach Temperaturkoeffizient und spezifischem Widerstand so gewählt waren, daß sie den Kurzschlußstrom drosselten. Es wurden auch die Nebenschmelzleiter (Haltedrähte) zwecks Widerstandserhöhung künst-Hch verlängert, beispielsweise durch spiraliges Aufwickeln und ähnliches. Ferner wurden schon Vorwiderstände mit den Nebenschmelzleitern in Reihe geschaltet, wobei diese Vorwiderstände mit der Sicherung bzw. der Sicherungsröhre ein Ganzes bildeten oder in manchen Fällen auch von ihr getrennt angeordnet waren.

Die Erfindung schlägt nun vor, die Zerreißfedern, die Federsitze oder bei Unterteilung der Zerreißfedern die Verbindungsstücke zwischen den Federn dazu zu benutzen, beim Funktionieren den von der Sicherung abzuschaltenden Strom zu drosseln oder zu diesem Zweck besondere Teile aus Widerstandsmaterial in die in der Hauptsache von der Zerreißfeder gebildete Strombahn zwischen Schmelzelement und Kontaktkappe einzufügen. Dazu bestehen alle oder einzelne der eben genannten Teile, Federn, Federsitze usw., ganz oder teilweise aus elektrischem Widerstandsmaterial, und weiterhin wird dafür gesorgt, daß vor dem Abschalten, frühestens nach dem Abschmelzen des zuerst schmelzenden Schmelzleiters und spätestens vor dem Abschmelzen des zuletzt schmelzenden Schmelzleiters, der gesamte Sicherungsstrom durch die Zerreißfedern und damit auch durch die lobenerwähnten anderen Sicherungsteile geht. Die zu den Federn parallel geschalteten Kabel führen dann also keinen Strom mehr. In den Abbildungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Hierbei handelt es sich um eine Sicherung mit einer einzigen, nicht unterteilten Zerreißfeder, deren Schmelzelement aus zwei Schmelzleitern, dem eigentlichen Schmelz- und dem Haltedraht, besteht.

In Abb. ι ist der Schmelzdraht 2 der zuerst abschmelzende Hautpschmelzleiter und der Haltedraht 3, der schleifenartig durch die obere Lichtbogenelektrode 4 gezogen ist, der Nebenschmelzleiter. 1 bedeutet die Zerreißfeder. Der obere Federsitz 5 wird entgegen dem Federzug durch den Haltedraht 3 in

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Walter Freund in Stuttgart.

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seiner Lage gehalten. 6 ist der untere Federsitz, 7 das zu der Zerreißfeder parallel geschaltete Kabel, das diese während des Betriebes vom Strom entlastet. 8 ist die untere Lichtbogenelektrode, die vom Federsitz r=j..^:· durch eine Isolierhülle y getrennt ist. Desj Schmelzdraht 2 erstreckt sich zwischen den beiden Lichtbogenelektroden 4 und 8, das Kabel 7 zwischen der Lichtbogenelektrode 8 ίο und einem Zapfen 16 der unteren Kontaktkappe 10. Das Isolierstück 11 wird auf den Zapfen 16 aufgeschraubt und drückt mit seinem Bund den Federsitz 6 fest gegen die Kontaktkappe 10.

Das Schmelzelemetit ist so dimensioniert, daß der gut leitende Schmelzdraht vor dem aus Material hoher Festigkeit und insbesondere aus Widerstandsmaterial mit großem Temperaturkoeffizienten bestehenden Flaltedraht abschmilzt. Oberer Federsitz 5, Zerreißfeder 1 und unterer Federsitz 6 bestehen aus elektrischem Widerstandsmaterial. Im Betrieb geht weitaus der größte Teil des Stromes, praktisch der ganze Strom, von der oberen Kontaktkappe 13 über die Brücke 12, die obere Lichtbogenelektrode 4, den Schmelzdraht 2, die untere Lichtbogenelektrode 8 und das Kabel 7 zur unteren Kontaktkappe 10. Spricht nun die Sicherung an, so schmilzt zuerst der Schmelzdraht 2; damit ist die eben genannte Strombahn unterbrochen. Der Strom geht jetzt von der Kontaktkappe 13 über die Brücke 12, die Elektrode 4, den Haltedraht 3, den oberen Feder sitz 5, die Zerreißfeder 1 und unteren Federsitz 6 zur unteren Kontaktkappe 10. Damit ist aber der Widerstand, den die Feder und die beiden Federsitze darstellen, in den Stromkreis eingeschaltet; der abzuschaltende Strom wird dadurch gedrosselt und die Abschaltung erleichtert.

Es brauchen nun nicht sowohl die Zerreißfeder als auch die Federsitze aus Widerstandsmaterial bestehen, sondern es könnte auch nur einer dieser Teile aus solchem Material bestehen. Es könnte auch der Federsitz nur teilweise aus Widerstandsmaterial gebildet sein. Ein solcher Federsitz ist in Abb. 2 dargestellt. Er besteht aus zwei Ringen I4und 15 aus leitendem Material, dazwischen sind drei dünne Stäbchen aus Widerstandsmaterial angeordnet, die in entsprechenden Bohrungen der Ringe gehalten werden. Nur der obere Ring 14 ist mit Rillen zur Aufnahme der Feder versehen. Man könnte diesen in Abb. 2 dargestellten Federsitz, eigentlich ein Federsitz und ein als Widerstandskörper ausgebildeter Teil, an Stelle des Federsitzes 6 der Abb. ι verwenden.

Es gibt außer dieser natürlich noch viele andere Möglichkeiten, den Federsitz so auszugestalten, daß er im Verlauf der Strombahn, die über die Zerreißfeder führt, als * Widerstand wirkt, und zwar gilt dies in ; gleicher Weise auch für den oberen Feder-

$55,. Man kann auch dieser Strombahn ^PiSschen Haltedraht und unterer Kontakt-'*fcppe ein besonderes Glied einfügen, das nur dem Zweck der Widerstandserhöhung dient.

Vorstehendes Ausführungsbeispiel zeigt die Anwendung des Erfindungsgedankens auf eine Sicherung, die nur eine, und zwar nicht unterteilte Zerreißfeder hat und deren Schmelzelement aus einem Schmelz- und einem Haltedraht besteht. Der Erfindungsgedanke läßt sich ebensogut auf jede andere Art von Sicherungen mit Zerreißfeder anwenden, beispielsweise auf Sicherungen, bei denen ein Schmelzelement in der Mitte der Sicherungsröhre zwischen zwei Elektroden sich erstreckt und für jede Elektrode eine Zerreißfeder vorgesehen ist. Es können dann beide Zerreißfedern zur Drosselung des Abschaltstromes benutzt werden. Das Schmelzelement kann jeweils aus mehreren Haupt- und Neben-Schmelzleitern bestehen, es muß nur dafür gesorgt werden, daß frühestens nach dem Abschmelzen des zuerst schmelzenden Schmelzleiters und spätestens vor dem Abschmelzen des zuletzt schmelzenden Schmelzleiters der gesamte Sicherungsstrom oder wenigstens ein gegenüber vorher größerer Teil desselben über die Zerreißfeder und die anderen in diesem Stromkreis liegenden Teile geht.

Bei Unterteilung der Zerreißfeder werden zweckmäßigerweise die Verbindungsstücke zwischen den Federteilen aus Widerstandsmaterial gefertigt und allein oder zusammen mit den anderen Teilen zur Drosselung des abzuschaltenden Stromes benutzt.

Die Tatsache, daß kurz vor dem Zurückschnellen der Elektrode ein großer Strom durch die Zerreißfeder geht, hat noch einen wesentlichen Vorteil. Bekanntlich ziehen sich zwei in gleichem Sinne vom Strom durchflossene Leiter an. Nun stellen die Windungen der Zerreißfeder solche in gleichem Sinn durchflossene Leiter dar, d. h. also die Zugkraft der Feder und damit die Anfangsgeschwindigkeit der zurückschnellenden Elek- no trode wird wesentlich erhöht.

Man wird trotz der den Abschaltstrom drosselnden Wirkung der Feder, Federsitze usw. auch noch die Nebenschmelzleiter in an sich bekannter Weise aus Material mit hohem spezifischem Widerstand und großem Temperaturkoeffizienten herstellen.

Es hat sich gezeigt, daß es schon in vielen Fällen genügt, die Teile, die wir im vorstehenden zwecks Drosselung des Abschaltstromes iao aus Widerstandsmaterial herstellen, aus einem Werkstoff zu fertigen, der nicht als Wider-

Standsmaterial bezeichnet werden kann, sondern lediglich einen höheren spezifischen Widerstand als die Entlastungskabel hat. Ja nicht einmal dies ist nötig, man kann sich schon damit begnügen, dafür zu sorgen, daß die über die Zerreißfeder führende Strombahn einen größeren Widerstand hat als die über die Entlastungskabel führende, was beispielsweise allein durch geeignete Wahl der Querschnitte erreicht werden kann.

Es kann auch nützlich sein, die Induktivität der über die Zerreißfedern führenden Strombahn, die wohl hauptsächlich von der bzw. den Zerreißfedern herrührt, zur Drosselung des Abschaltstromes zu verwenden. Man kann dazu auch diese Induktivität in bekannter Weise durch geeignetes Hinzufügen von Eisenteilen u. dgl. !erhöhen. Es besteht die Möglichkeit, daß der gedrosselte Strom so groß ist, daß er die Zerreißfeder beschädigen (z. B. ausglühen) würde, wenn er ganz durch sie ginge. Man kann deshalb auch die in dem Ausführungsbeispiel aus Isoliermaterial hergestellte Hülse 9 aus Widerstandsmaterial herstellen und hat es damit in der Hand, durch geeignete Wahl der Querschnitte dieser Hülse einen Teil des Abschaltstromes über das Entlastungskabel gehen zu lassen.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Schmelzsicherung, insbesondere Hochspannungssicherung, mit mindestens zwei zeitlich nacheinander abschmelzenden Schmelzleitern und mit einer oder mehreren Zerreiß federn, die durch parallel geschaltete Kabel weitgehend vom Strom entlastet sind, dadurch gekennzeichnet, daß frühestens nach dem Abschmelzen des zuerst schmelzenden Schmelzleiters und spätestens vor dem Abschmelzen des zuletzt schmelzenden Schmelzleiters der gesamte Sicherungsstrom oder wenigstens ein gegenüber vorher größerer Teil desselben durch die Zerreißfeder (1) geht und daß die aus Zerreißfeder (i) und den Federsitzen für die Zerreißfeder bestehende Strombahn, die auch noch bei unterteilter Zerreißfeder deren Verbindungsstücke enthält und in die noch weitere stromdrosselnde Teile eingefügt werden können, zwecks Drosselung des Abschaltstromes einen größeren Ohmschen und induktiven oder nur Ohmschen oder nur induktiven Widerstand hat als die von der zurückschnellenden Elektrode (8) des Schmelzleiters (2) über das oder die Entlastungskabel (7) führende Strombahn.

2. Sicherung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die für die Drosselung des Abschaltstromes vorgesehenen Sieherungsteile entweder nur durch geeignete Wahl ihrer Abmessungen oder durch Verwendung eines Materials, dessen spezifischer Widerstand höher ist als der des Werkstoffes, aus dem die Entlastungskabel bestehen, oder durch beides zugleich eine Vergrößerung ihres Ohmschen Widerstandes erfahren.

3. Sicherung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität der über die Zerreißfeder führenden Strombahn durch Hinzufügen von Eisenteilen u. dgl. vergrößert wird.

4. Sicherung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Federsitz (5) der Zerreißfeder (1) und die zurückschnellende Lichtbogenelektrode (8) des Schmelzleiters (2) durch ein Isolierstück (9) getrennt sind.

g. Sicherung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der andere feste Federsitz (6) der Zerreißfeder durch eine Isolierhülse (11) von einem Zapfen (16) der Kontaktkappe (10) getrennt ist, von dem das Kabel (7) ausgeht.

6. Sicherung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zuerst abschmelzende Schmelzleiter sich zwischen den beiden Lichtbogenelektroden (4, 8) des Schmelzleiters (2) erstreckt, während der zuletzt abschmelzende Schmelzleiter. (Haltedraht) (3) sich zwischen der festen (nicht zurückschnellenden) Lichtbogenelektrode (4) des Schmelzleiters und dem zurückschnellenden Federsitz (5) oder einem an letzterem, beispielsweise zwecks größerer Drosselung des Abschaltstromes, angebrachten, !ebenfalls zurückschnellenden Teil erstreckt.

7. Sicherung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur weiteren Drosselung des abzuschaltenden Stromes in an sich bekannter Weise der oder die zuletzt abschmelzenden Leiter (Haltedraht) (3) aus Material mit hohem spezifischem Widerstand und großem Temperaturkoeffizienten bestehen.

8. Sicherung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil (9), der den Federsitz (5) und die Elektrode (8) trennt, aus Widerstandsmaterial besteht, und daß durch entsprechende Querschnittsverhältnisse dieses Teiles die Stromverteilung zwischen Zerreißfeder und Entlastungskabel bestimmt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen