DE658882C - Schmelzsicherung mit parallel geschalteten Haupt- und Nebenschmelzleitern - Google Patents

Description

Die Niederspannungsstromsicherungen mit großer Unterbrechungsstärke, wie sie insbesondere für Gleichstrom benutzt werden, erfordern eine Patrone großer Länge, um das Löschen des Abreißlichtbogens zu gewährleisten. Wenn auch während der Dauer eines Kurzschlusses die Spannung an den Klemmen eines Schmelzdrahtes schwach ist, so wird sie doch sehr bedeutend, sobald der Abreißlichtbogen entstanden ist. Außerdem rufen die plötzlichen Änderungen der Stromstärke während der Unterbrechung erhebliche Überspannungen hervor. Das hat also dazu geführt, den betreffenden Schmelzsicherungen eine große Länge zu geben, damit der Lichtbogen eine große Verlängerung erfährt und die Wiederzündungen nach der Stromunterbrechung vermieden werden. Dann treten aber andere Übelstände auf: Die große Länge des Schmelzdrahtes und demgemäß die infolge seiner großen Masse freiwerdende Wärmeenergie rufen eine übergroße Erhitzung der Patrone hervor, die nicht mehr den Bedingungen entspricht, welche bezüglich der zulässigen Erhitzung durch die geltenden Bestimmungen vorgeschrieben sind.

Die Erfindung gestattet, den für die Stromunterbrechung und die Erhitzung geltenden Bedingungen zu genügen und das Unterbrechen von hohen Kurzschlußströmen zu gewährleisten sowohl bei Gleichstrom als auch bei Wechselstrom. Es gibt bereits Schmelzsicherungen mit parallel geschalteten Haupt- und Nebenschmelzleitern, von denen der Hauptschmelzleiter großen Querschnitt, geringe Länge und kleinen spezifischen Widerstand, der Nebenschmelz] eiter dagegen kleinen Querschnitt, große Länge und großen spezifischen Widerstand besitzt. Die Erfindung besteht darin, daß das Metall des Hauptschmelzleiters eine höhere Lichtbogenspannung hat als das Metall des Nebenschmelzleiters und daß der Teil des Hauptschmelzleiters, an welchem sich der Abreißlichtbogen entzündet, in der Nähe eines passenden Langenteiles des Nebenschmelzleiters derart angeordnet ist, daß der Lichtbogen des zuerst schmelzenden Hauptschmelzleiters das Durchschmelzen des Nebenschmelzleiters einleitet.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.

Fig. ι bis 4 zeigen schematisch im Längsschnitt vier Patronensicherungen verschiedener Ausführungsart gemäß der Erfindung.

In allen Figuren sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die in Fig. 1 dargestellte Unterbrechungsvorrichtung ist in einer zylindrischen Patrone ι aus Isolierstoff eingeschlossen. . Die Patrone ist an den Enden mit leitenden Kappen 2 und 3 versehen, die kleine Auslaßlöcher 4 aufweisen und an denen Stromanschlußteile 5 und 6 befestigt sind. Im Innern der Patrone, die mit in elektrischer Hinsicht inertem Stoff 7 gefüllt ist, ist ein Zylinder 8 aus Isolierstoff angeordnet, der

ebenfalls mit inertem Stoff gefüllt ist. Dieser Zylinder ist mit zwei radialen öffnungen ganz kleinen Durchmessers versehen, die gerade zum Durchtritt eines Schmelzdrahtes 9 genügen, der an den Stromzuführungen 5 und 6 befestigt und für den nominellen Stromwert der Sicherung bemessen ist. Parallel zu diesem ersten Schmelzdraht ist ein zweiter Schmelzdraht 10 angeordnet, dessen Durchmesser wesentlich geringer ist als der Querschnitt des ersten Schmelzdrahtes. Gemäß der Erfindung verläuft derjenige Teil des starken Drahtes 9, der innerhalb des Zylinders 8 liegt und an dem sich ein Abreißbogen bildet, längs eines Teiles des feinen Drahtes in der Nähe desselben. Außerdem ist das Metall des Schmelzdrahtes 9 so gewählt, daß es eine große Lichtbogenspannung und einen kleinen spezifischen Widerstand aufweist, während das Metall des Schmelzdrahtes 10 eine geringe Lichtbogenspannung und einen großen spezifischen Widerstand besitzt.

Die Arbeitsweise dieser Vorrichtung ist folgende: Sobald ein Überstrom in dem von der Sicherungspatrone geschützten Stromkreis auftritt, schmilzt der im Zylinder § gelegene Teil des Drahtes 9, und ein Lichtbogen entzündet sich zwischen den beiden Enden a und b dieses Drahtes, die die innere Wandung des Zylinders 8 überschreiten. Der Lichtbogen ruft seinerseits das Schmelzen des benachbarten Teiles des feinen Drahtes 10 hervor, an dem sich nun ebenfalls ein Lichtbogen entzündet. Da ^vdie Lichtbogenspannung des starken Drahtes höher ist als die des feinen Drahtes, wenn die Verhältnisse im übrigen gleich sind, und zwar wegen der Auswahl der die beiden Schmelzdrähte bildenden Metalle, und da der zwischen den Enden α und b des starken Drahtes entzündete Lichtbogen beim Durchgang durch die schmalen Spalte der Zylinderwan düngen 8 abgekühlt wird und dadurch die Lichtbogenspannung des starken Drahtes noch erhöht wird, so erlischt der Abreißbogen, der sich zuerst am starken Draht und dann am feinen Draht entzündet hat, an dem starken Draht und hält sich an dem feinen Draht. Es ist also auf diese Art ein Umschalten des Lichtbogens eingetreten, der nun, während er fortfährt, den feinen Draht 10 zu schmelzen, eine sehr große Verlängerung annehmen kann und schnell erlischt. Die Patrone der eben beschriebenen Vorrichtung ist an einem ihrer Enden mit einem Schmelzzeichen 11 versehen, das durch Wirkung einer kleinen Feder heraustritt, sobald der Draht 10 geschmolzen ist. ·

Die Unterbrechung des feinen Schmelzdrahtes durch den starken Draht kann auch so bewirkt werden, daß man für beide Drähte einen gemeinsamen Teil vorsieht. Dann entzündet sich der Lichtbogen gleichzeitig an beiden Drähten.

Fig. 2 und 3 zeigen zwei Beispiele einer so ausgeführten Patronensicherung.

Der starke Draht 12 und der feine Draht 13 haben einen gemeinsamen Teil 14, der beispielsweise ganz vom starken Draht gebildet wird. Dieser Teil des starken Drahtes wird demgemäß von der Summe der Ströme beider Drähte durchflossen und nimmt die größte Stromdichte auf; er schmilzt also an erster Stelle, sobald ein Überstrom in dem von der Sicherung geschützten Stromkreis auftritt. Man begünstigt die Neigung dieses Stromteiles, ganz zuerst zu schmelzen, dadurch, daß man ihn in dem am schlechtesten gekühlten Teil des Zylinders 19 bzw. 20 anordnet, beispielsweise im mittleren Teil, der von den Lüftungsöffnungen 4 am weitesten entfernt ist. Sobald dieser Teil 14 geschmolzen ist, entzündet sich ein Lichtbogen zwischen den gemeinsamen Enden c und d der Schmelzdrähte 12 und 13. Da aber einerseits die Lichtbogenspannung des Schmelzdrahtes 12 im Vergleich zu der Lichtbogenspannung des Drahtes 13 sehr groß ist und da andererseits der Draht 12 beim Durchtreten durch die Isolierwandung des Zylinders 19 bzw. 20 gekühlt wird, wodurch sich die Lichtbogenspannung zwischen den Enden 15 und 16 noch erhöht, so wird schließlich die Lichtbogenspannung zwischen den genannten Enden des Drahtes 12 erheblich höher als die zwischen den Enden 17 und 18 des feinen Drahtes 13 herrschende Spannung, und infolgedessen bleibt der Lichtbogen nur an dem feinen Draht 13 gezündet, schmilzt ihn, wird einer sehr großen Verlängerung unterzogen und erlischt schnell. "100

Fig. 3 zeigt eine ähnliche Anordnung zur Anwendung bei Sicherungen mit großer nomineller Stromstärke unter Verwendung von unterteilten Schmelzdrähten. Statt ebener Stromanschlußstreifen S ^un(i .6 nach Fig. 2 sind hier röhrenförmige Stromzuführungen 21 und 22 verwandt, die außerhalb der Patrone ι abgeplattet sind. Eine Reihe von Schmelzdrähten 23 ist zwischen dem unteren Ende der Stromzuführung 21 und dem oberen Ende der Stromzuführung 22 angeordnet. Die Eigenschaften des die verschiedenen Einzelschmelzdrähte bildenden Metalls sind so gewählt, daß diese Drähte alle an erster Stelle schmelzen, während das Schmelzen des Teils 14 erst nachher erfolgt. Von diesem Augenblick an sind die Vorgänge genau dieselben wie im Falle der Ausführungsform nach Fig. 2.

Man kann auch die Unterbrechung des feinen Drahtes durch den starken Draht dadurch bewirken, daß man den mittleren Teil

des feinen Drahtes durch den starken Draht umschließt, so daß die beiden Drähte eng benachbart sind.

Schließlich kann man auch, wie Fig. 4 zeigt, einen feinen Draht 24 vorsehen, der aus zwei nicht miteinander verbundenen Teilen besteht, wobei die einander gegenüberliegenden Enden nahe an den mittleren Teil de's starken Drahtes 12 herangeführt sind. Auf diese Art wird ein ungefähr gleichwertiges Ergebnis erzielt wie mit den in Fig. 2 und 3 dargestellten Schmelzdrähten.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   i. Schmelzsicherung mit parallel geschalteten Haupt- und Nebenschmelzleitern, von denen der Hauptschmelzleiter großen Querschnitt, geringe Länge und kleinen spezifischen Widerstand, der Nebenschmelzleiter dagegen kleinen Querschnitt, große Länge und großen spezifischen Widerstand besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall des Hauptschmelzleiters eine . höhere Lichtbogenspannung hat als das Metall des Nebenschmelzleiters und daß der Teil des Hauptschmelzleiters, an welchem sich der Abreißlichtbogen entzündet, in der Nähe eines passenden Längenteiles des Nebenschmelzleiters derart angeordnet ist, daß der Lichtbogen des zuerst schmelzenden Hauptschmelzleiters das Durchschmelzen des Nebenschmelzleiters einleitet.
2. 2. Schmelzsicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupt- und Nebenschmelzleiter teilweise durch einen Isolierkörper voneinander getrennt sind.
3. 3. Schmelzsicherung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper so ausgebildet ist, daß seine Wände den Lichtbogen, der sich an den durch den Isolierkörper hindurchgehenden Teilen des Hauptschmelzleiters bildet, in ausreichendem Maße kühlen.
4. 4. Schmelzsicherung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschmelzleiter in der Sicherungspatrone innerhalb einer besonderen Röhre aus Isolierstoff eingeschlossen ist und der Hauptschmelzleiter quer zu dieser Röhre verläuft, durch ihre Wandungen hindurchtritt, an die Pole der Patrone in dem Zwischenraum zwischen Patrone und Röhre angeschlossen ist und die Patrone sowie die Röhre mit elektrisch inertem Stoff gefüllt sind.
5. 5. Schmelzsicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Hauptschmelzleiters, in welchem sich der Abreißlichtbogen entzündet, einen Teil des Nebenschmelzleiters umschließt.
6. 6. Schmelzsicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptschmelzleiter und der Nebenschmelzleiter auf einer bestimmten Strecke zu einem Leiter vereinigt sind.
7. 7. Schmelzsicherung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschmelzleiter aus zwei nicht miteinander verbundenen Teilen besteht und deren einander gegenüberliegende Endennahe demjenigen Teil des Hauptschmelzleiters angeordnet sind, an welchem sich der Lichtbogen entzündet.
8. 8. Schmelzsicherung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Hauptschmelzleiter, an welchem sich der Lichtbogen entzündet, und im Zwischenraum zwischen Patrone und innerer Isolierröhre Schmelzdrähte angeordnet sind, die so ausgebildet sind, daß sie vor dem Hauptschmelzleiter schmelzen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen