DE681391C - Sicherung mit festem, koernigem oder fluessigem Loeschmittel und keramischem aeusserem Sicherungsrohr - Google Patents

Sicherung mit festem, koernigem oder fluessigem Loeschmittel und keramischem aeusserem Sicherungsrohr

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Publication number
DE681391C
DE681391C DES124256D DES0124256D DE681391C DE 681391 C DE681391 C DE 681391C DE S124256 D DES124256 D DE S124256D DE S0124256 D DES0124256 D DE S0124256D DE 681391 C DE681391 C DE 681391C
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DE
Germany
Prior art keywords
tube
fuse
securing
extinguishing agent
solid
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Expired
Application number
DES124256D
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Johannes Laepple
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
Original Assignee
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens Schuckertwerke AG, Siemens AG filed Critical Siemens Schuckertwerke AG
Priority to DES124256D priority Critical patent/DE681391C/de
Application granted granted Critical
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Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02Details
    • H01H85/04Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/05Component parts thereof
    • H01H85/165Casings

Landscapes

  • Fuses (AREA)

Description

  • Sicherung mit festem, körnigem oder flüssigem Löschmittel und keramischem äußerem Sicherungsrohr Bei den geschlossenen Sicherungen mit festem, körnigem oder flüssigem Löschmittel in der Umgebung des Schmelzleiters wird für eine bestimmte Stromstärke der Querschnitt des bzw. der Schmelzleiter besonders klein, weil die gute Wärmeabfuhr durch das Löschmittel eine höhere spezifische Dauer-Belastung (Stromdichte) des Schmelzleitermaterials zuläßt, als wenn der Sicherungsdraht in Luft liegt. Bei großen Überströmen, bei denen ganz allgemein die Sicherungen in weniger als 1/1o Sek. ansprechen, spielt aber die Wärmeabfuhr keine Rolle für die Länge der Schmelzzeit, sondern nur der Querschnitt. Bei diesen Strömen fallen danach bei den Sicherungen mit flüssigem und festem Löschmittel, wenn nicht besondere Maßnahmen getroffen werden, die Schmelzzeiten besonders kurz aus, und man bezeichnet sie deshalb als flinke Sicherungen.
  • Für das Zusammenarbeiten mit anderen Sicherungen ist nun oft eine gewisse Trägheit erwünscht, z. B. für die Hochspannungssicherungen, die vor einem Transformator zusammen mit Niederspannungssicherungen hinter dem Transformator derart selektiv arbeiten sollen, daß bei einem Kurzschluß auf der Niederspannungsseite die Niederspannungssicherungen vor den Hochspannungssicherungen durchbrennen. Man hilft sich im allgemeinen dadurch, daß man die Transformatoren auf der Hochspannungsseite übersichert, d. h. den Nennstrom der Hochspannungssicherungen höher wählt, als es der Nennstrom des Transformators verlangt. Da nun die Niederspannungssicherungen oft sehr träge sind, muß die Übersicherung beträchtlich sein, und man muß auf den Schutz des Transformators bei Überlastung verzichten. Es bedeutet also für die Hächspannungssicherungen ein Fortschritt, wenn durch besondere Maßnahmen ihre Trägheit vergrößert wird.
  • Weiter besteht bei Sicherungen, insbesondere bei Hochspannungssicherungen, der Mangel, daß die Sicherungsröhren gelegentlich durch Blitzschläge in die angeschlossenen Freileitungen explosionsartig zertrümmert werden können. Der Entladungsstrom verdampft dann in außerordentlich kurzer Zeit das Schmelzleitermaterial und fließt als Lichtbogenstrom in der Sicherung weiter. Wegen der Umsetzung eines Teiles der Blitzenergie in ,der Sicherungsröhre in außerordentlich kurzer Zeit werden die Röhren mit großer. Gewalt auseinandergesprengt. Die Zerstörung der Sicherungsrohre durch Blitz läßt sich nicht auf einfache Weise vermeiden: Es besteht daher die Aufgabe, die schädlichen Folgen der Explosion möglichst zu verhindern.
  • Beide oben gekennzeichneten Aufgaben werden durch die Erfindung gelöst. Diese besteht darin; daß das eigentliche Sicherungsrohr, das den Schmelzleiter und das Löschmittel enthält, noch von einem Schutzmantel aus schlecht wärmeleitendem Stoff umgeben wird, der die Trägheit der Sicherung im Bereich kleinen und mittleren Überstromes erhöht und gleichzeitig als Sprengschutz wirkt und zu dessen Innerem die Außenluft Zutritt hat. Der Mantel wird aus Hartpapier oder einem anderen Stoff hergestellt, der bei ausreichender elektrischer Isolierfestigkeit ein schwacher Wärmeleiter ist.- Ein Teil der Werkstoffe, die diese Bedingungen erfüllen, z. B. Hartpapier, sind auch mechanisch fest gegenüber Zugbeanspruchung und halben vor allem genügend Elastizität, um eine Explosion mit Splitterwirkung zu verhindern.
  • Der im Betrieb zwischen der Außenwand des Porzellanrohres und der Außenwand des Hartpapierröhres auftretende Temperatursprung ermöglicht es, das Porzellanrohr unter Innehaltung etwaiger Vorschriften über höchstzulässige Temperatur des Außenteiles thermisch höher auszunutzen, als wenn das Porzellanrohr selbst den äußersten Mantel der Sicherung bildet.
  • Es ist bekannt, einkeramisches Sicherungsrohr mit einem zweiten keramischen Rohr in verhältnismäßig großem. Abstand zu umgeben, so daß zwischen den beiden Rohren ein beträchtlicher Luftzwischenraum verbleibt. Hieraus ergeben sich jedoch komplizierte, für die Herstellung schwierige keramische Körper, außerdem werden dadurch die Folgen der Sprengwirkung nicht verhütet, weil das zweite keramische Röhr ebenfalls nicht elastisch ist und daher gleichzeitig mit dem ersten springen würde.
  • Es ist ferner bekanntgeworden, das Sicherungsrohr innen mit Asbest auszukleiden. Die Auskleidung verhindert jedoch die Sprengwirkung nicht. Sie ist außerdem für Hochspannungszwecke nicht verwendbar, da, das Isoliervermögen von Asbest verhältnismäßig gering ist.
  • In der Zeichnung ist in. Fig. i ein AusführungsbeispielderErfindung dargestellt; Fig.z zeigt verschiedene Sicherungskennlinien in logarithmischem Maßstabe.
  • In Fig. i ist das eigentliche Sicherungsrohr aus keramischem Material i i mit metallischen Kontaktkappen 12 versehen, enthält in seinem Inneren den Schmelzleiter 13 und ist mit dem körnigen Löschpulver 14 vollständig ausgefüllt. Mit einem Zwischenraum von wenigen Millimetern umgibt ein Hartpapierrohr 15 das Sicherungsrohr aus keramischem Material, wobei der Abstand zwischen dem keramischen Rohr und dem Mantel durch die Zwischenstücke 16 festgelegt ist. Die Wirkung dieses Mantels soll an Hand einiger Kurven beschrieben werden.
  • Die Abschmelzkennlinie gibt die A'bhäAgigkeit der Schmelzzeiten von der Höhe des Stromes an, der durch die Sicherungen fließt. Spannt man ein und denselben Sicherungsdraht einmal in Vakuum, einmal in Luft aus oder bettet man ihn in ein körniges Löschmittel ein, so ergeben sich die in Fig. 2 dargestellten Kurven i, z und 3. Aus dem Zusammenfallen dieser Kurven irnBereich großer Überströme und sehr kurzer Zeiten ist zu erkennen, daß die Wärmeabfuhr in die Umgebung in diesem Bereich keine Rolle spielt. Die gesamte im,Draht umgesetzte Energie (,ii2rdt) dient zur Aufheizung des Schtnelzleitermaterials bis zum Schmelzen und Verdampfen: Für eine Strahlung oder Ableitung ist die Zeit zu kürz. Ganz anders verhält sich derselbe Draht bei kleinen Strömen: So zeigt die Kurve i an, daß im Vakuum der Draht nur einen bedeutend kleineren Strom auf die Dauer zu führen in der Lage ist als in Luft, und diese ist wieder kleiner als der größte Strom, den der Draht bei Einbettung in ein Löschpulver führen kann. Diese Stromwerte die sogenannten Grenzströme; sind also im wesentlichen von der Wärmeableitung abhängig. Dabei spielt nicht nur die unmittelbare Umgebung des Schmelzleiters eine Rolle, sondern auch die Ausgestaltung der Sicherungsröhre. Wenn nämlich die in dem Draht erzeugte Wärme durch Wärmeleitung bis an die i Oberfläche des Sicherungsrohres vordringt, ist für die weitere Aufheizung des Sicherungsdrahtes maßgebend, ob an der Oberfläche des Sicherungsrohres eine gute oder schlechte Wärmeabfuhr ist. Ist die Wärmeabfuhr gut, 1 wie es beispielsweise durch Luftbewegung an dem Sicherungsrohr der Fall sein kann, so steigt die Temperatur des Sicherungsdrahtes von dem Zeitpunkt ab, in dem die Oberfläche durch ihn erwärmt worden ist, nicht mehr wesentlich weiter: Ist dagegen die Wärmeabfuhr an der Oberfläche des Sicherungsrohres schlecht, wie es die Umgebung des Sicherungsrohres mit einem Wärmeschutzmantel mit sich bringt, so erhöht sich die Temperatur des gesamten Sicherungsrohres und damit auch des Schmelzleiters weiter, und die Schmelzzeiten werden kleiner bzw. der Grenzstrom der Sicherung wird herabgesetzt. Der Erfolg eines solchen Wärmeschutzmantels ist durch die Kurve q, dargestellt. Die Kurveq. weicht von. der Kurve 3 erst bei Zeiten in der Größenordnung von i Min. ab, weil so viel Zeit in der Regel vergehen muß, .bis die Wärme von dem Schmelzleiter an die Oberfläche des Sicherungsrohres gelangt ist.
  • Für die Bestimmung der Nennstromstärken von Sicherungen gibt es gewisse Regeln. Z. B. wird von Hochspannungssicherungen verlangt, daß sie beim i,3fachen Nennstrom innerhalb einer Stunde noch nicht durchbrennen, während sie beim zweifachen Nennstrom innerhalb der gleichen Zeit unbedingt durchbrennen müssen. Wenn also durch den Wärmeschutzmantel der Grenzstrom der Sicherung herabgesetzt ist, so bedeutet das, daß die betreffende Sicherungsröhre mit einem kleineren Nennstrom bezeichnet werden kann. Da durch den Wärmeschutzmantel aber an den Schmelzzeiten unter i Min. nichts geändert worden ist, ist sie mithin trägergeworden als die Sicherung gleichen Nennstromes, aber ohne Wärmeschutzmantel.
  • Es sind bereits Maßnahmen bekannt, durch Wärmeschutzhüllen in der Nähe des Schmelzleiters die Abschmelzkennlinien der Sicherungen zu verändern. Dies hat jedoch den Nachteil, daß die Schmelzzeiten in demjenigen Bereich der Abschmelzkennlinien herabgesetzt werden, in welchem besonders große Abschmelzzeiten erwünscht sind, nämlich bei Zeiten zwischen etwa 11o Sek. und etwa i Min., beispielsweise mit Rücksicht auf das Zusammenarbeiten mit anderen trägen Sicherungen und mit Rücksicht auf die Anlaufstromstöße von Motoren. Die Kurve 5 gibt die Abschmelzkennlinie einer solchen Sicherung wieder: Wenn durch einen Blitzschlag in eine Freileitung, mit der die Sicherung in Verbindung steht, das keramische Rohr zersprengt wird, so fliegen die Splitter zunächst an die Wand des Schutzmantels und werden von diesem aufgefangen. Damit ist gleichzeitig eine Vergrößerung des Raumes herbeigeführt, in dem die Blitzenergie sich austoben kann. Falls die'Blitzenergie so groß ist, daß es auch noch zur Sprengung des Schutzmantels kommt, ist doch die Splitterwirkung dadurch beträchtlich ,gemindert, daß der elastische Mantel aufreißt und ein Ausströmen der Lichtbogengase erlaubt, ohne in Splitter gerissen und herumgestreut zu werden. Außerdem sind an den Enden des Schutzmantels 15, wie es in Fig. i dargestellt ist, Öffnungen vorhanden, wodurch die Sprengwirkung herabgesetzt wird.
  • Vorteilhaft wird die Sicherung so ausgeführt, d.aß der Schutzmantel nachträglich auf die fertige Sicherungsröhre aufgebracht werden kann; dadurch wird die Herstellung vereinfacht. Ferner ist es möglich, durch verschiedene Ausführung und Anbringung des Schutzmantels die gleiche Sicherungsröhre mit der gleichen Innenausrüstung mit Kennlinien verschiedener Gestalt nach Wunsch auszustatten.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH.: Sicherung mit festem, körnigem oder flüssigem Löschmittel und keramischem äußerem Sicherungsrohr, welches beim Ansprechen auf Druck beansprucht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Sicherungsrohr von einem Schätzmantel aus schlecht wärmeleitendem Stoff, z. B. aus Hartpapier, umgeben ist, der die Trägheit der Sicherung im Bereich kleinen und mittleren Überstromes erhöht und' gleichzeitig als Sprengschutz wirkt und zu dessen Innerem die Außenluft Zutritt hat.
DES124256D 1936-09-20 1936-09-20 Sicherung mit festem, koernigem oder fluessigem Loeschmittel und keramischem aeusserem Sicherungsrohr Expired DE681391C (de)

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DE (1) DE681391C (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4283700A (en) * 1979-01-15 1981-08-11 San-O Industrial Co., Ltd. Double tubular time-lag fuse having improved breaking capacity
NL8005419A (nl) * 1980-09-30 1982-04-16 San O Ind Co Smeltveiligheid met vertraagde werking.
DE102011005884A1 (de) * 2011-03-22 2012-09-27 Siemens Aktiengesellschaft Schmelzsicherungseinsatz und Überstrom-Schutzeinrichtung

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4283700A (en) * 1979-01-15 1981-08-11 San-O Industrial Co., Ltd. Double tubular time-lag fuse having improved breaking capacity
NL8005419A (nl) * 1980-09-30 1982-04-16 San O Ind Co Smeltveiligheid met vertraagde werking.
DE102011005884A1 (de) * 2011-03-22 2012-09-27 Siemens Aktiengesellschaft Schmelzsicherungseinsatz und Überstrom-Schutzeinrichtung

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