DE661227C

DE661227C - Overcurrent heat release for electrical switchgear

Info

Publication number: DE661227C
Application number: DEA73219D
Authority: DE
Inventors: Friedrich Schoof
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1934-05-18
Filing date: 1934-05-18
Publication date: 1938-06-14

Description

Überstromwärmeauslöser für elektrische Schaltgeräte Bimetallauslöser für Überstromselbstschalter müssen, wenn sie für Nennstromstärken von einigen roo A und darüber als direkt vom Strom durchflossene Elemente ausgebildet werden, wegen des hohen spezifischen Widerstandes des Bimetalls viel größere Querschnitte erhalten, als es die von ihnen zu leistende mechanische Arbeit erfordert. Mit dem größeren Querschnitt steigt nicht nur der Verbrauch an Bimetall, sondern auch der Wattverbrauch in unerwünschter Weise.Overcurrent thermal release for electrical switchgear Bimetal release for overcurrent circuit breakers must, if they are for rated currents of some roo A and above are designed as elements through which the current flows directly, because of the high specific resistance of the bimetal has much larger cross-sections, than the mechanical work they have to do requires. With the bigger one Cross-section not only increases the consumption of bimetal, but also the watt consumption in an undesirable manner.

Durch irrdirekte Beheizung mittels eines Heizelementes kann man den Querschnitt und Wattverbrauch wesentlich kleiner halten. Es sind z. B. Ausführungen bekannt, bei denen ein flacher Bimetallstreifen .einseitig befestigt auf einer Widerstandsheizschieneaufliegt oder ein bogen- oder wendelförmiger Bimetallstreifen einen zylindrischen Widerstandsheizkörper umschließt. Diese Anordnungen haben folgende Nachteile: Die Wärmeübertragung vom Heizkörper auf den Bimetallstreifen erfolgt nur zum geringen Teil auf metallischem Wege über die Verbindungsstelle zwischen dem Heizkörper und dem Bimetallstreifen, zum größten Teil aber durch die Luftschicht, die sich bereits bei geringerer Ausbiegung zwischen beiden einstellt. Infolgedessen ist die Heizwirkung abhängig von der Lage des Wärmeauslösers, da die Luftschicht einem thermischen Auftrieb unterliegt, der sich je nach der Lage verschieden auswirkt. Außerdem ist bei solchen Auslösern die Wartezeit nach demAuslösen bis zur möglichen Wiedereinschaltung lang, weil infolge der schlechten Wärmeleitfähigkeit der Luftschicht auch nach Aufhören des Überstroms noch eine längere Nachbeheizung des Bimetallstreifens .durch den erheblich wärmeren Widerstandskörper erfolgt.By indirect heating by means of a heating element you can Keep cross-section and watt consumption much smaller. There are z. B. Executions known in which a flat bimetallic strip rests on a resistance heating rail, fastened on one side or a curved or helical bimetal strip a cylindrical resistance heater encloses. These arrangements have the following disadvantages: The heat transfer from Radiators on the bimetal strips are only made to a small extent on metallic ones Paths through the junction between the radiator and the bimetal strip, For the most part, however, through the layer of air, which is already at a slight deflection between the two. As a result, the heating effect depends on the location the thermal release, as the air layer is subject to thermal buoyancy, the affects differently depending on the situation. In addition, with such triggers the Waiting time after tripping until possible reclosing is long, because as a result the poor thermal conductivity of the air layer even after the overcurrent has ceased a longer reheating of the bimetal strip. due to the considerably warmer one Resistance body takes place.

Es sind ferner Überstromwärmeauslöser für elektrische Schaltgeräte bekanntgeworden, bei denen ein Bimetallstreifen seine Wärme von einem vom Betriebsstrom durchflossenen Widerstandslieizstreifen !empfängt. Bei diesen bekannten Überstromwärmeauslösern besteht jedoch keine unmittelbare metallische, gut Wärme leitende Verbindung zwischen dem Widerstandsheizstreifen und dem Bimetallstreifen. Der Widerstandsheizstr.eifen ist nämlich von dem Bimetallstreifen durch elektrisch isolierendes Material getrennt, dessen Wärmeleitfähigkeit bekanntlich sehr gering ist, so. daß ein verhältnismäßig großes Temperaturgefälle zwischen Bimetallstreifen und dem Widerstandsheizstreifen entsteht. Die Isolierschicht hat daher dieselben Nachteile zur Folge wie die schlechte 'Wärmeleitfähigkeit der Luftschicht bei den beschriebenen Bimetallauslösern für Überstromselbstschalter mit indirekter Beheizung des Bimetallstreifens. Das Wesen der Erfindungbesteht deshalb bei einem überstromw ärmeauslöser für elektrische Schaltgeräte, bei dem das feste Ende,, eines Bimetallstreifens mit einem vom Be-, triebsstrom durchflossenen Widerstandsheizstreifen unmittelbar gut wärmeleitend jrQ r-t: Bunden ist, darin, daß der Widerstandsstreifen mit einerKröpfung oder einerU-förmigen Ausbauchung quer zur Stromrichtung versehen ist, an bzw. in der der Bimetallstreifen mit seinem festen Ende befestigt ist.There are also overcurrent heat releases for electrical switching devices became known, in which a bimetal strip its heat from one of the operating current through which the resistance strip flows! With these known overcurrent heat releases however, there is no direct metallic, good heat-conducting connection between the resistance heating strip and the bimetal strip. The resistance heating strip namely is separated from the bimetal strip by electrically insulating material, whose thermal conductivity is known to be very low, so. that a proportionate large temperature gradient between the bimetal strip and the resistance heating strip arises. The insulating layer therefore has the same disadvantages as the bad one '' Thermal conductivity of the air layer in the described bimetal releases for Overcurrent circuit breaker with indirect heating of the bimetal strip. That The essence of the invention therefore consists in an overcurrent heat release for electrical Switchgear, in which the fixed end ,, of a bimetal strip with one of the loading, Resistance heating strips through which the drive current flows directly conducts heat well jrQ r-t: is bound, in that the resistance strip has a crank or a U-shaped Bulge is provided transversely to the current direction, on or in which the bimetal strip is attached with its fixed end.

Durch -die erfindungsgemäße Anordnung des Bimetallstreifens quer zur Stromrichtung im Widerstandsheizstreifen ergeben sich besonders günstige Erwärmungsverhältnisse des Bimetallstreifens, weil .dieser sich dann über seine ganze Breite im wärmsten Heizstreifengebiet befindet und dem kühlenden Einfluß der Zuführungsleitungen zum Heizstreifen entzogen ist. Dieser kann infolge= dessen kürzer gehalten werden, so daß -die Wattverluste kleiner werden.By -the inventive arrangement of the bimetal strip transversely to The direction of current in the resistance heating strip results in particularly favorable heating conditions of the bimetallic strip, because .this is then over its entire width in the warmest Heating strip area is located and the cooling influence of the supply lines to the Heating strip is removed. As a result, this can be kept shorter, see above that -the watt losses are smaller.

In Fällen, wo die Wärmeträgheit dieser Anordnung noch nicht genügt, kann weiter der Widerstandsheizstreifen mit deiner Wärmebeschwerung versehen werden. Mitunter ist es vorteilhaft, den Querschnitt des Widerstandsheizstreifens in der Nähe des Bimetallstreifens, z.B. durch Einschnitte oderLöcher, zu schwächen, um die Wärme zusammenzuhalten.In cases where the thermal inertia of this arrangement is not yet sufficient, the resistance heating strip can also be provided with your heat weighting. Sometimes it is advantageous, the cross section of the resistance heating strip in the To weaken the vicinity of the bimetal strip, e.g. through incisions or holes, in order to to hold the warmth together.

In den Abbildungen z bis 5 sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.In the figures z to 5 are some embodiments of the invention shown.

Nach Abb. i ist zwischen den Anschlußklemmen wund b ein Widerstandsheizstreifen c gespannt, der in der Mitte eine stufenartige Kröpfung d enthält. Auf dem Stück d ist der Bimetallstreifen e metallisch gut wärmeleitend, z. B. durch Lötung, Schweißung oder auch sorgfältige Nietung, .befestigt. Bei Stromdurchgang durch den Widerstandsheizstreifen c wird die in ihm erzeugte Wärme sich schnell in dem Bimetallstreifen e fortpflanzen, so daß sich dieser in der gestrichelt angedeuteten Weise ausbiegt.According to Fig. I, a resistance heating strip c is stretched between the terminals wound b, which contains a step-like crank d in the middle. On the piece d , the bimetallic strip e has good metallic conductivity, e.g. B. by soldering, welding or careful riveting, .befestigt. When current passes through the resistance heating strip c, the heat generated in it is quickly propagated in the bimetallic strip e, so that it bends in the manner indicated by dashed lines.

Eine noch innigere metallisch wärmeleitende Verbindung ergibt die Anordnung nach Abb. 2. Der Widerstandsheizstreifen c enthält in der Mitte eine Ausbauchung f von der Form eines schmalen U. In diese Ausbauchung ist der Bimetallstreifen eingesetzt und nach einem der obengenannten Verfahren "-ohne Luftzwischenraum mit dein Heizkörper verbunden. Die Form des Bimetallstreifehs wird dabei zweckmäßig in an sich bekannter Weise so gewählt, daß der Bimetallstreifen, wie Abb. 3 zeigt, nach dem Widerstandsheizkörper zu breiter wird, damit an der Wärmeübergangsstelle die größte Breite vorhanden ist.The result is an even closer metallic, thermally conductive connection Arrangement according to Fig. 2. The resistance heating strip c has a bulge in the middle f has the shape of a narrow U. The bimetallic strip is inserted into this bulge and according to one of the above-mentioned methods "-without an air gap with your radiator tied together. The shape of the bimetallic strip is expediently known per se Way chosen so that the bimetallic strip, as Fig. 3 shows, after the resistance heater becomes too wide so that the greatest width is available at the heat transfer point.

Abb. q. zeigt einen Wärmeauslöser nach der Erfindung, bei dem auf der dem Bimetallstreifen abgekehrten Seite der Widerstandsheizstreifen c mit einem zusätzlichen Wärmegewicht g, z. B. einer Metallmasse, versehen ist; um die Wärme zusammenzuhalten, ist das Wärmegewicht g noch von einer Isolierhülle lz umschlossen.Fig.q. shows a thermal release according to the invention, in which on the side facing away from the bimetallic strip of the resistance heating strips c with a additional heat weight g, e.g. B. a metal mass, is provided; about the warmth To hold together, the heat weight g is still enclosed by an insulating sleeve lz.

Der Widerstandsheizkörper kann auch in anderer Form ausgebildet sein, z. B., wie Abb. 5 zeigt, als Schiene i, deren Ouerschnitt in der Nähe der Befestigungsstelle des Bimetallstreifens e durch Schlitze k, Löcher oder ähnliche Mittel so stark vermindert ist, daß hier eine starke Erwärmung gegenüber den übrigen Schienenteilen entsteht.The resistance heater can also be designed in a different shape, z. B., as Fig. 5 shows, as a rail i, the cross section in the vicinity of the attachment point of the bimetallic strip e is so greatly reduced by slots k, holes or similar means is that there is strong heating here compared to the other rail parts.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Overcurrent heat release for electrical switchgear, in which the fixed end of a bimetal strip with an operating current Resistance heating strip is directly connected with good thermal conductivity, characterized in that that the resistance strip (c) finite a crank (d) or a U-shaped bulge (f) is provided transversely to the current direction, on or in which the bimetallic strip (e) is attached with its fixed end.

2. Overcurrent heat release according to claim i, characterized in that - the resistance heating strip (c) has a thermal load (g) is provided.

3. Overcurrent heat release according to claim i and 2, characterized in that that the resistance heating strip near the bimetallic strip z. B. by incisions or holes (k) is weakened.