DE672542C - UEberstromtraege Sicherung - Google Patents

Description

• Überstromträge Sicherung Zurwirtschaftlichen Ausnutzung von Stromerzeugern, Stromverbrauchern und insbesondere von Leitungen sind überstromträge Sicherungen bereits in verschiedenen Ausführungen bekannt.
• So finden sich Ausführungen, bei denen der Leiter stellenweise von einer je nach der geforderten Trägheit mehr oder weniger starken Schicht leichtschmelzenden Metalles umgeben ist. Bei einer anderen Anordnung wird der Schmelzleiter in der Mitte unterbrochen und durch eine kräftige Lötstelle wieder verbunden. Eine dritte Lösung überbrückt die Trennstelle durch einen eingelöteten Metallklotz. Die angeführten Wege und noch eine Reihe anderer haben alle ein besonderes Merkmal, nämlich, daß der Wärmespeicher in unmittelbarer elektrischer Verbindung mit dem Schmelzleiter steht. Dadurch wird der Leiterquerschnitt im Bereich des Wärmespeichers wesentlich vergrößert. Infolgedessen erwärmt! sich der Leiter in diesem Bereich nicht so stark wie außerhalb desselben. Die Wärme wird also weniger innerhalb des Wärmespeichers selbst, als vielmehr in dem außerhalb desselben liegenden Teils des Schmelzleiters erzeugt und so nur über den Leiterquerschnitt dem ersteren zugeführt. Da nun die Trägheit von diesem Wärmefluß abhängig ist, dieser aber wiederum dem Leiterquerschnitt proportional ist, so ist der erreichbaren Trägheit dadurch eine Grenze gesetzt, daß die Abschmelzstromstärke von dem Leiterquerschnitt abhängig ist. Die Erfindung begegnet dieser Tatsache dadurch, daß sie die Oberfläche des Schmelzleiters zu diesem Wärinefluß heranzieht und dadurch ermöglicht, die Trägheit bedeutend zu steigern. Weitere Vorteile liegen in der Vermeidung von Lötstellen innerhalb der Schmelzleiterbahn, die, um Ungleichmäßigkeiten im inneren Widerstand der Sicherungen zu vermeiden, sehr gleichmäßig ausgeführt werden müssen, was in der Fabrikation erhebliche Schwierigkeiten bereitet.
• Bei Sicherungen, die einen mit einem Weichmetall überzogenen Schmelzleiter besitzen, geht dieses mit dem Leitermetall schon bei normaler Belastung eine Legierung ein, deren Widerstand mit der Zeit immer größer wird. Dieser Nachteil der Alterungserscheinung kann bei der Neuerung nicht auftreten, wie in folgendem gezeigt wird.
• In der Zeichnung Abb. i ist die Erfindung schematisch dargestellt. Ein Schmelzleiter i, der eine durch ein geeignetes Verfahren aufgetragene, äußerst dünne, wärmebeständige, elektrisch isolierende Schicht 2 von möglichst großer Wärmeleitfähigkeit trägt, z. B. eine durch ein elektrisches Verfahren erzeugte Aluminiumoxydschicht, ist zwischen den Kontakten 3 und q. eingespannt. Der Wärmespeicher 5 ist in der Mitte angebracht und durch diewärmeleitende, elektrisch isolierende Schicht 2 von dem Leiter i getrennt.
• Bei einem kurzzeitigen Überstrom ist der bis dahin kalte Wärmespeiche- 5 in der Lage, eine große Wärmemenge aufzunehmen und so den Leiter i bis zum Absinken des Stromes auf den normalen Wert vor dem Durchschmelzen zu schützen.
• Wird der Leiter langsam überlastet, so entzieht der Wärmespeicher ersterem über dis Schicht 2 fortgesetzt Wärme; bis nach @Tber; schreitung.des Wärmegleichgewichts derLeiter zum Abschmelzen gebracht wird.
• Die Abb. a zeigt . die Ausführung einer Sicherung; bei der der Wärmespeicher 6 aus einem leicht schmelzbaren Metall besteht, das nach einer bestimmten Wärmeaufnahme schmilzt, vom Leiter abläuft und sich je nach Lage der Sicherung in einem der aus elektrisch- und wärmeisolierendem Material bestehenden Hohlkörper ? oder 8 sammeln kann. Infolge der nunmehr verminderten Wärmeableitung wird dann der Schmelzleiter zum Abschmelzen gebracht. Wird ein Wärmespeicher aus- dem gleichen Material wie der Schmelzleiter oder aus einem solchen mit höherem Schmelzpunkt gewählt, so entzieht ersterer dem Leiter fortgesetzt Wärme entsprechend seiner Wärmeaufnahmezahl. Ist diese erreicht, so kann der Schmelzleiter keine Wärme mehr abgeben und kommt zum Durchschmelzen.
• Da die meist verwendeten Schmelzleiter eine Schmelztemperatur von nahezu ioöo ° C haben; erwärmen sich die Kontakte der Sicherung gegenüber ihrer Umgebung meist sehr stark. Diese Übertemperatur läßt sich herabsetzen, wenn man den Schmelzleiter unter mechanische Spannung, z. B. Feder- oder Schwerkraft, setzt. Eine Ausführungsart ist in Abb. 3 gezeigt. Der Wärmespeicher 9, der aus einem Material besteht, dessen Schmelzpunkt gleich dem des Schmelzleiters oder höher als dieser ist, wird durch die Feder io unter Zugspannung gesetzt. Hat der Schmelzleiter nun bei einer gewissen Erwärmung, hervorgerufen durch eine bestimmte Belastung, seine Festigkeit verloren, so wird er durch die Feder zerrissen, und die Sicherung ist abgeschaltet.
• Als weitere Ausführungsform ist es auch möglich, den Schmelzleiter röhrenförmig auszubilden und den Wärmespeicher in dem Inneren des Schmelzleiters unterzubringen; die beiden zuletzt beschriebenen Ausführungen lassen sich zudem auch kombiniert verwenden.
• Bei Verwendung beliebiger Materialien für den Schmelzleiter und den Wärmespeicher ist die Aufbringung einer isolierenden Schicht bisweilen schwierig. Man bringt dann zweckmäßig zwischen Schmelzleiter und Wärmespeicher leine Metallfolie unter, die ihrerseits ein bequemes Auftragen der Isolierschicht möglich macht, z. Beine Aluminumfolie. Wie weit der Schmelzleiter auf seiner Länge bedeckt wird, hängt von der gewünsch-;._ten Trägheit ab; soll diese sehr groß sein, so gis, eine vollständige Bedeckung durchaus glich.
• `Werden an die Sicherungen besonders hohe @' Anforderungen in bezug auf die Kurzschlußfestigkeit gestellt, so darf die Länge des Wärmespeichers nur in einem bestimmten Verhältnis zur Schtnelzleiterlänge stehen; es wird der Wärmespeicher dann zweckmäßig in mehrere unterteilt und in entsprechenden Abständen auf dem Schmelzleiter untergebracht.
• Eine sehr große Überstromträgheit läßt sich bei Sicherungen erreichen, bei denen die Anschlußkontakte mit zur Wärmeableitung herangezogen werden: Dies geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß der Wärmespeicher bis an die Kontakte geführt wird und von diesen wie auch von dem Schmelzleiter durch eine elektrisch isolierende Schicht von guter Wärmeleitfähigkeit getrennt wird.
• Ein anderer Weg, die Trägheitswirkung zu steigern, besteht in der Unterteilung des Schmelzleiters in mehrere parallel geschaltete Leiter; die einen gemeinsamen oder auch jeder für sich einen besonderen Wärmespeicher erhalten können.
• Wird nur ein geringes Maß von Trägheit verlangt, so genügt oft schon nur die Anbringting der Isolationsschicht, die dann selbst den Wärmespeicher darstellt.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Überstromträge Sicherung mit einem mit dem Schmelzleiter in Verbindung stehenden Wärmespeicher, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzleiter von dem die Trägheit bewirkenden Wärmespeicher durch eine den Schmelzleiter umgebende, wärmebeständige Isolationsschicht elektrisch getrennt ist, die gleichzeitig zur Erzielung einer günstigen Wärmeübertragung hohe Wärmeleitfähigkeit und geringe Schichtstärke besitzt.
2. 2. Überstromträge Sicherung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmespeicher aus einem Material beliebiger Form besteht, dessen Schmelzpunkt unter dem des Schmelzleiters liegt, und der bei dauernder Überlastung der Sicherung schmilzt und so angeordnet ist, daß er von dem isolierten Schmelzleiter ablaufen kann, so daß dieser infolge der dann verminderten Wärmeableitung zum Durchschmelzen gebracht wird.
3. 3. Überströmträge Sicherung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmespeicher aus einem Material beliebiger Form besteht, . dessen Schmelzpunkt höher als der des Schmelzleiters oder gleich dem des Schmelzleiters ist, und daß letzterer nach Aufnahme einer bestimmten Wärmemenge durch den Wärmespeicher durchschmilzt. q..
4. Überstromträge Sicherung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Schmelzleiter und Wärmespeicher eine Metallschicht untergebracht ist, die ein leichteres Aufbringen der Isolationsschicht gestattet.
5. 5. Überstromträge Sicherung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß als Isolationsschicht bzw. als Wärmespeicher eine Oxydschicht auf dein Schmelzleiter oder dem Wärmespeicher benutzt wird, z. B. eine durch ein elektrisches Verfahren erzeugte Aluminiumoxydschicht.
6. 6. Überstromträge Sicherung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schmelzleiter von dem Wärmespeicher umgeben ist oder andererseits der Schmelzleiter röhrenförmig ausgebildet ist und der Wärmespeicher in seinem Inneren untergebracht ist.
7. 7. Überstromträge Sicherung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzleiter radial oder axial unter mechanischer Spannung, hervorgerufen durch Feder- oder Schwerkraft, steht. B.
8. Überstromträge Sicherung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmelzleiter nur auf einem bestimmten Teil seiner Länge den Wärmespeicher trägt.
9. 9. Überstromträge Sicherung nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmespeicher mit den Anschlußkontakten des Schmelzleiters in wärmeleitender Verbindung steht, aber elektrisch von diesen getrennt ist. io. Überstromträge Sicherung nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei größerer Länge des Schmelzleiters auf diesem mehrere Wärmespeicher in bestimmten Abständen voneinander angebracht sind. i i. Überstromträge Sicherung nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Trägheitswirkung bei kurzzeitigen Überströmen der Schmelzleiterquerschnitt in mehrere parallel geschaltete Leiter aufgeteilt ist.