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Hochspannungssicherung Bei Hochspannungssicherungen mit einem Schmelzleiter,
dessen Querschnitt für den abzuschaltenden Grenzstrom bemessen und über die ganze
Länge gleichmäßig ist, schmilzt bereits bei geringer Überschreitung des Grenzstromes
der Schmelzdraht auf seiner ganzen für die maximale Abschaltleistung bemessenen
Länge. Da nun der Strom wegen der im Netz befindlichen Induktivitäten nicht plötzlich
verschwinden kann, so bildet sich eine hohe Überspannung aus, die den Strom im ersten
Augenblick aufrechterhält. Diese Spannungsspitze kann zur Sprengung des Sicherungskörpers
und zu noch weiteren schweren Schäden in der Anlage führen. Zur Vermeidung dieses
Nachteils verwendet man Schmelzleiter, deren Querschnitt nur auf einer für die Abschaltung
des Grenzstromes bemess,enen Länge gleichmäßig ist und im Anschluß .an diese Länge
zunimmt. Dadurch erreicht man, daß bei. Stromstärken, die nur wenig oberhalb des
Grenzstromes liegen, nur ein solcher Teil des Schmelzleiters wegschmilzt, daß die
normale Betriebsspannung oder eine wenig Barüberliegende enügt, den zu unterbrechenden
Strom im' ersten Augenblick aufrechtzuerhalten. Nur bei größeren Überströmen sollen
weitere Teile des Schmelzleiters zerstört werden, jedoch immer so, daß keine überspannungen
entstehen. Die auftretenden überströme bleibe=n ,auch noch in durchaus erträglichen
Grenzen, wenn das Abschmelzen stufenweise, gegebenenfalls in zwei Stufen, vor sich
geht. Auch in diesem Falle können gefährliche Überspannungen nicht auftreten. Bei
diesen Schmelzleitern muß die Gesamtlänge der Teile mit dem kleinsten Querschnitt,
der für das Ansprechen bei Grenzstrom bemessen ist, so groß sein, wie die zur Unterbrechung
des Grenzstromes notwendige Lichtbogenlänge, da die Teile mit größerem Querschnitt
infolge der geringeren Stromdichte und infolge der größeren Oberfläche bei Stromstärken
in der Nähe des Grenzstromes noch beträchtlich unterhalb der Schmelztemperatur bleiben.
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Diese Bedingung kann fallen, wenn man gemäß der Erfindung Mittel anwendet,
durch welche die Wärmeabfuhr an den Teilen größeren Querschnittes herabgesetzt und
an den Teilen geringeren Querschnittes gesteigert wird, derart, daß bei Stromstärken
in der Nähe des Grenzstromes die Temperatur sämtlicher Teile des Schmelzleiters
annäher@W gleich ist.
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Bei Stromstärken in der Nähe des Grenzstrom,es beginnt nämlich der
Schmelzvorgang an einer durch zufällige Unregelmäßigkeiten bestimmten Stelle des
Schmelzleiters; die zur Unterbrechung des Grenzstromes notwendige Lichtbogenlänge
wird durch ein unter der Lichtbogenhitze eintretendes Weiterabschmelzen
der
benachbarten Schmelzleiterteile erreicht: Dies geht nur dann in hinreichend kurzer
Zeit vor sich, wenn die der Anfangsstelle benachbarten Schmelzleiterteile bereits
annähernd auf Schmelztemperatur sind. Hat der Schmelzleiter .nicht wie bei den @ob;enerw:ähnten
Sicherungen gleichen Querschnitt über eine dem Grenzstrom entsprechende zusammenhängende
Länge, so kann die gleichmäßige Temperatur nur durch die erfindungsgemäße Anwendung
besonderer Mittel @erreicht werden. Solche Mittel sind die Veränderung der Querschnittsform,
wodurch die Oberfläche :nach Bedarf vergrößert oder verkleinert wird, und die Einbettung
der Teile geringeren Querschnitts in besser bzw. der Teile größeren Querschnittes
in schlechter wärmeableitende Stoffe.
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Der Schmelzleiter braucht dann nicht mehr auf einer dein Grenzstrom.
entsprechenden zusammenhängenden Länge, die für jede Spannung eine ändere ist, gleichmäßigen
Querschnitt zu haben. Statt dessen kann ein endloser Schmelzleiterstreifen aus verhältnismäßig
kurzen, - in gleichmäßigen Abständen aneinandergereihten Teilen von abwechselnd
verschiedenem Querschnitt hergestellt Lind für jede Spannung auf eine entsprechende
Gesamtlänge abgeschnitten werden.
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in der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar in Fig. i eine Sicherung mit gleichmäßig @eingeteiltem Schmelzleiter und
verschiedenem Bettungümäterial, in Fig. a ein Teil des Schmelzleiters vergrößert.
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i i ist der Schmelzleiter, der sich aus den Teilen a mit kleinem,
flachem und den Teiler b mit großem, rundem Querschnitt zusanimensetzt: Die Teile
a haben also trotz kleineren Querschnittes eine größere, kühlende Oberfläche als
die Teile b. Der Schmelzleiter ist zwischen den Metallkappen 13 in das Umhüllungsrohr
12 aus Isoliermaterial eingesetzt und von isolierenden Bettungsmaterialien 14 und
15 umgeben, und zwar die Teile a kleineren Querschnittes von dem Bettungsmaterial
1q., das eine bessere Wärmeleitfähigkeit hat als das Bettungsmaterial 15.
Der Schmelzstreifen i i kann z. B. durch Walzen eines Drahtes unter einer gezahnten
Walze hergestellt werden: Diabei werden dann die Teile a flach gepreßt, worauf die
in Fig. z gezeichneten Seitenteile abgeschnitten werden, so daß der Querschnitt
der Teile a, wie gewünscht, kleiner ist als der Querschnitt der unverändert gebliebenen
Teile b.
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Sind die Erwärmungs- und Abkühlungsverhältnisse gerade so abgeglichen,
daß einerseits in der Nähe des Grenzstromes alle Teile des Schmelzleiters gleiche
Temperatur haben, so ,erfolgt andererseits bei plötzlichem Auftreten größerer Überströme,
z. B. infolge eines Kurzschlusses, das Abschmelzen des Leiters in zwei Stufen, da
die Teile b größeren Querschnittes eine größere Wärmemenge aufnehmen können Lind
infolgedessen bei plötzlicher Energiezufuhr später zum Schmelzen kommen als die
Teile a mit kleinerem Querschnitt. Der in der Einleitung geschilderte Zweck wird
also auch mit der Sicherung nach der Erfindung erfüllt.