DE693148C - Hochspannungssicherung - Google Patents

Hochspannungssicherung

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Publication number
DE693148C
DE693148C DE1935S0117610 DES0117610D DE693148C DE 693148 C DE693148 C DE 693148C DE 1935S0117610 DE1935S0117610 DE 1935S0117610 DE S0117610 D DES0117610 D DE S0117610D DE 693148 C DE693148 C DE 693148C
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DE
Germany
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voltage fuse
partial
overcurrents
fuse according
fuse
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Expired
Application number
DE1935S0117610
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 and Halske AG
Siemens AG
Original Assignee
Siemens and Halske AG
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens and Halske AG, Siemens AG filed Critical Siemens and Halske AG
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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
    • H01H85/055Fusible members

Description

  • Hochspannungssicherung Die Erfindung bezieht sich auf Hochspannungssicherungen mit von einem Löschmittel umgebenem Schmelzleiter, der aus mehreren hintereinandergeschalteten, aus verschiedenen Stoffen mit verschiedenen Schmelzpunkten bestehenden Teilelementen zusammengesetzt ist.
  • Es ist bekannt, aus verschiedenen Stoffen zusammengesetzte Leiter in Ausblasesicherungen zu verwenden. Von diesen Leitern schmilzt jedoch nur derjenige Teil, welcher den niedrigsten Schmelzpunkt hat. Nach seiner Zerstörung wird die zur Unterbrechung erforderliche Trennstrecke durch das Ausblasen der übrigen Leiterteile geschaffen. Die aus der Sicherung herausgeschleuderten Metallteile und leitenden Dämpfe sind jedoch geeignet, benachbarte spannungführende Teile der Anlage zu gefährden. Dieser Nachteil schließt die Verwendung von Ausblasesicherungen in vielen Fällen aus.
  • Es sind ferner Niederspannungssicherungen bekannt, deren Schmelzleiter eine Lötstelle besitzt, die aus einem Metall mit niedrigerem Schmelzpunkt besteht. Diese Ausführung ist jedoch für Hochspannungssicherungen mit Löschmittelfüllung nicht geeignet, weil die beim Schmelzen der Lötstelle entstehende Trennstrecke nicht groß genug ist, um eine Stromunterbrechung herbeizuführen, und weil die zur Unterbrechung erforderliche Trennstredke infolge der geringen Vorerwärmung der der Lötstelle benachbarten Teile- des Schmelzleiters nicht schnell genug geschaffen wird.
  • Die Erfindung besteht darin, daß von den verschiedenen Teilstreifen, aus denen der Schmelzleiter einer Hochspannungssicherung zusammengesetzt ist, der bei größer werdender Stromstärke zuerst ansprechende Teilstreifen, der infolge seines gleichmäßigen Querschnitts auf seiner°ganzen Länge gleichzeitig schmilzt, so lang ist, daß durch sein Verschwinden die zur Unterbrechung kleiner Überströme erforderliche Trennstrecke von vornherein geschaffen ist und daß die übrigen Teilstreifen aus Stoffen mit hoher Ionisierungsspannung bestehen. Die vorerwähnte Reihenfolge des Ansprechens gilt nur für langsames Anwachsen der Stromstärke; bei plötzlichem Auftreten eines hohen Überstromes kann dabei je nach der Wärmekapazität der Teilstreifen die Reihenfolge des Abschmelzens unter Umständen auch umgekehrt sein. Unter kleinen Überströmen sind Ströme bis zum Mehrfachen' der Grenzstromstärke der Sicherung, also des zuerst ansprechenden Teilstreifens, zu verstehen. Man macht demnach den zuerst ansprechenden Teilstreifen so lang wie die notwendige Trennstrecke zum Abschalten von Strömen bis etwa zum zehnfachen des Grenzstromes: Damit wird erreicht, daß bei kleinen Überströmen nur der eine Teilstreifen wegschmilzt. Dieser kann daher aus einem für die Unterbrechung kleiner Ströme besonders geeigneten Material hergestellt werden; während bei der Ausbildung des anderen Teilstreifens auf die Unterbrechung kleiner Ströme keine Rücksicht genommen zu werden braucht. Eine derartige Sicherung paßt sich also von selbst den für die Löschung des beim Durchschmelzen entstehenden Lichtbogens gegebenen Bedingungen an, welche je nach der vor und beim Eintritt der Störung vorhandenen Stromstärke urganz verschieden sein können.
  • Die Unterbrechung kleiner Überströme macht dann Schwierigkeiten, wenn durch den langsam aufgeheizten Schmelzleiter das ihn umgebende Löschmittel so. stark vorgewärmt ist, daß entweder die verbleibende Wärmeaufnahmefähigkeit nicht ausreicht, den Lichtbogen zu löschen oder das Löschmittel in solchem Umfange leitend geworden ist, daß eine Stromunterbrechung nicht erfolgt. Diese Schwierigkeit kann um so besser vermieden werden, je niedriger die Schmelz- bzw. Verbrennungstemperatur des zuerst ansprechenden Schmelzleiters ist: Die Metalle mit niedriger Schmelz- bzw. Verbrennungstemperatur haben aber andererseits Nachteile, die ihre bedingungslose 'Verwendung als Schmelzleiter unmöglich machen. Diese sind der hohe spezifische Widerstand und die Bildung großer Mengen und zudem gutleitenden Metalldampfes beim Ansprechen.
  • Nach der weiteren Erfindung wird daher nur der zuerst ansprechende Teilstreifen aus einem Stoff von niedriger Schmelz- bzw. Verbrennungstemperatur hergestellt: Da der zuerst ansprechende Teilstreifen nur kurz ist im Vergleich zur gesamten Länge der Sicherung, braucht auf eine besonders gute Leitfähigkeit des für ihn verwendeten Metalls kein Wert gelegt zu werden: Eine verhältnismäßig schlechte Leitfähigkeit kann im Gegenteil sogar von Vorteil sein, nämlich wenn der Grenzstrom, bei dem die Sicherung ansprechen soll, sehr klein ist. Dann müßte nämlich bei Verwendung gut leitenden Metalls der Schmelzstreifen sehr geringen Querschnitt haben. Die Herstellung und der Einbau so schwacher Schmelzstreifen in die Sicherung ist aber mit Schwierigkeiten verknüpft. Bei Verwendung von Metallen geringerer Leitfähigkeit wird der Querschnitt des Schmelzstreifens größer, und infolgedessen fallen die erwähnten Schwierigkeiten weg.
  • Der Querschnitt des zweiten bei. höheren Überströmen ansprechenden Teilstreifens ist hierbei derart zu bemessen, daß bei längerem Auftreten einer nur wenig unterhalb des Grenzstromes liegenden Stromstärke, bei der also die Sicherung gerade noch heil bleibt, dieser Teilstreifen nur eine geringe Temperaturerhöhung erfährt. Dann ist nämlichbeim Nachfolgen eines höheren Überstromes die Vorerwärmung des Löschmittels so gering; daß seine Löschfähigkeit voll erhalten bleibt. Natürlich muß der Ouerschnitt anderseits so klein sein, daß der zweite Teilstreifen bereits bei solchen Überströmen zerstört wird, die der zuerst ansprechende Teilstreifen noch mit Sicherheit zu unterbrechen vermag. Die Unterbrechungsbereiche der beiden Teilstreifen müssen sich also überlappen. Bei der Bemessung der Querschnitte beider Teilstreifen sind natürlich auch die für die Wärmeabgabe wichtigen Umstände, z. B. die Größe derwärmeabgebendenOberfläche desSchmelzstreifens und die durch die Einbettung geschaffenen Wärmeübertragungsverhältnisse, zu berücksichtigen.
  • Nach der weiteren Erfindung kann beispielsweiseder zur Abschaltung kleiner Überströme bestimmte Teilstreifen aus Zink und der übrige Teil aus Silber bestehen. Für Zink gilt. das oben Gesagte betreffs eines nedrigen Schmelzpunktes und verhältnismäßig schlechter Leitfähigkeit, und ein teilweise aus Zink bestehender Schmelzstreifen ist daher besonders für kleine Ströme mit Vorteil zu verwenden: Vor einer Sicherung mit einem ganz aus Zink bestehenden Schmelzstreifen hat aber 'die Sicherung nach der Erfindung den Vorzug, daß beim Ansprechen nicht soviel Metalldampf entwickelt wird, da beider Verwendung von Silber eine geringere Metallmenge vorhanden ist. Silberdampf hat auch eine hohe Ionisierungsspannung.
  • Für sehr hohe Spannungen und kleine Nennströme eignet sich eine Zusammensetzung des Schmelzstreifens aus einem kürzeren Teilstreifen aus nichtrostendem Chromnickelstahl, der zurAbschaltung kleinerüberströme bestimmt ist, und einem längeren Teilstreifen aus Wolfram. Wolfram und nichtrostender Stahl eignen sich als Schmelzstreifen vor allem für sehr hohe Spannungen, da diese Metalle durch Korona nicht gefährdet sind. Außerdem besitzen die Dämpfe des Wolframs und des Wolframoxyds eine sehr hohe Ionisierungsspannung, eignen sich also zur Abschaltung von sehr großen Strömen besonders gut. Die Leitfähigkeit des Wolframs ist verhältnismäßig gut, so daß bei nicht allzu hohen Nennstromstärken kein unzulässig hoher Spannungsabfall in der Sicherung eintritt. Ein Nachteil von Wolfram ist seine hohe Verbrennungstemperatur von etwa 2 70o° C. Würde man daher Wolfram allein verwenden, so ergäben sich bei der Abschaltung Schwierigkeiten, 'wenn vor dem Ansprechen längere Zeit ein Strom geflossen ist, der nur wenig kleiner ist als der Grenzstrom. Das Löschpulver würde dann nämlich ebenfalls auf fast 2 7oo° C vorgeheizt und dadurch die Löschbedingungen sehr verschlechtert sein. Diese Nachteile werden durch die Verwendung eines Teilleiters aus nichtrostendem Stahldraht für die Abschaltung kleiner Überströme vermieden. Nichtrostender Cliromnickelstahl schmilzt bereitsbei etwa 1400' C. Der zusätzliche Spannungsabfall an der Sicherung, der sich aus der schlechten Leitfähigkeit des Stahldrahtes ergibt, ist wegen seiner geringen Länge unbedeutend.
  • In der Zeichnung ist beispielsweise ein Schmelzleiter nach der Erfindung dargestellt. Der Schmelzleiter, der an den beiden Anschlußstücken i i und 12 befestigt ist, besteht aus einem kürzeren Teil 13 aus nichtrostendem Chromnickelstahl und einem längeren Teil 14 aus Wolfrämdraht. Bei einem anderen .Beispiel kann der Teil 13 aus Zink, der Teil 14 aus Silber bestehen.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Hochspannungssicherung mit von einem Löschmittel umgebenem Schmelzleiter, der aus mehreren hintereinandergeschalteten, aus verschiedenen Stoffen mit verschiedenen Schmelzpunkten bestehenden Teilelementen zusammengesetzt ist, dadurch ,gekennzeichnet, (daß der eine bei größer werdender Stromstärke zuerst ansprechende Teilstreifen, der infolge seines gleichmäßigen Querschnittes auf seiner ganzen Länge gleichzeitig schmilzt, so lang ist, daß durch sein Verschwinden die zurUnterbrechung kleinerÜberströme erforderliche Trennstrecke von vornherein geschaffen ist, und daß die übrigen Teilstreifen aus Stoffen mit hoher Ionisierungsspannung bestehen.
  2. 2. Hochspannungssicherung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für den zuerst ansprechenden Teilstreifen ein Metall mit so niedriger Schmelz- bzw. Verbrennun,gstempieratur gewählt und daß der Querschnitt der bei höheren überströmen ansprechenden Teilstreifen so bemessen ist, daß 'die Löschfähigkeit des Löschmittels durch Aufheizung vor dein Ansprechen nicht wesentlich beeinträchtigt wird.
  3. 3. Hochspannungssicherung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Abschaltung kleiner Überströme bestimmte Teilstreifen aus Zink und der übrige Teil aus Silber besteht. 4., Hochspannungssicherung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Abschaltung kleiner Überströme bestimmte Teilstreifen aus nichtrostendem Chromnickelstahl und der übrige Teil aus Wolfram besteht. Berichtigungsblatt zur Patentschrift 693 148 Klasse 21c Gruppe 70. Patentinhaberin ist die Siemnns-Schuckertwerke Akt.-Ges. in Berlin-Sier.ensstadt o
DE1935S0117610 1935-03-20 1935-03-20 Hochspannungssicherung Expired DE693148C (de)

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