DE7432450U - Strombegrenzungsvorrichtung - Google Patents

Description

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BBC Aktienpeso]isohaft Brown, Boveri h Cie, Baden (Schweiz)

g vorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Stronibegrenzungsvorrichtung, bei der zwischen den äusseren Anschlüssen ein ein verdampfbares Strombegrenzungsmaterial enthaltender Kanal eingeschaltet ist, der einen Bereich geringeren Querschnitts aufweist.

Au? der DT-AS 2 028 593 ist eine Stromberrenzungsvorrichtung bekannt, bei welcher zwischen den Anschlusselektroden eine Isolierung mit. oiner kanalförmigen Lä'ngsbohrung angeordnet ist, welche ei non Kndbereicn geringeren Querschnitts besitzt. Die L'ingsbohrung enth.'Jlt ein Strombegrenzungsmaterial, '/.B. aus der

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Gruppe von Metallen wie Natrium und Kalium und deren Legierungen, welches bei normalen Betriebsströmen die Anschlusselektroden miteinander elektrisch verbindet, welches jedoch beim Auftreten eines oberhalb eines bestimmten Schwellwertes liegenden Ueberstromes verdampfbar ist. Sobald der Schwellwert überschritten wird, wird dns Strombegrenzungsmaterial zuerst im Bereich geringeren Querschnitts des Kanals verdampft (Ansprechen), worauf die Verdampfung in Richtung des übrigen Kanalteiles fortschreitet. Im verdampften Material zündet ein Lichtbogen, der einen Abbrand der Kanalwandung verursacht. Ein Abbrand im engen Teil des Kanals ist jedoch im Hinblick auf ein möglichst gleichbleibendes Ansprechverhalten schädlich, dagegen ist im übrigen Kanalteil, vorwiegend in dessen erweiterten Teil, ein Abbrand erwünscht, indem abgedampftes Kanalwandmaterial die Kühlung des Lichtbogens und damit dessen Brennspannung erhöht.

Die Erfindung hat zum Ziel, den Abbrand der den Strombegrenzungsvorgang auslösenden Kanalengstelle zu vermindern und dadurch ein reproduzierbares Verhalten und eine grössere Lebensdauer der Strombegrenzungsvorrichtung zu ermöglichen.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Kanalwand zumindest im Bereich des geringen Querschnitts aus hochtemperaturfestem Material besteht und dass die Kanalwand von einem als Nebenwiderstand ausgebildeten Widerstandskörper um-

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geben ist , dessen Widerstandswert so beschaffen ist, dass nach dem Ansprechen eine StromentlaBtunp, der, otromber.renzunp:;-materials im genannten Bereich auftritt.

Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Erfindung. Dabei ist in

Fig. 1 das .Strombegrenzungselement im Aufrissschnitt dargestellt, während

Fig. 2 ein Detail des Kanals im vergröss^erten Maßstab wiedergibt.

Fig. 3 zeigt, ebenfalls im vergrösserten Massstab, eine v/eitere Variante, bei welcher ein Kanalteil stufenförmig ausgebildet ist.

In den Figuren sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugshinweisen versehen. Mit dem Isolierkörper 3 sind die äusseren Anschlussteile 1 und 2 in bekannter Weise druckdicht verbunden. An das Teil 1 schliesst ein Rohrstück 4 mit enger Bohrung ka aus hochtemperturfestern Material, z.B. aus Aluminiumoxydkeramik an. Das Rohrstück k ist von einem Widerstandskörper 6 umgeben, welcher zu dem in der Bohrung 4a befindlichen Strombegrenzungsmaterial einen Neberwiderstand bildet, da er zwischen dem Teil 1 und der Elektrode 7 gefasst ist, wobei die Elektrode 7 die Kanalwand am Uebergang von der Bohrung 'la zur

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nrwt-i'..π···.,' : :■■ Lvurr: La bildet. Die Bohrunr '-.π befindet sich in Λ>-'■'. '■■ ¹Lr: ' ;i■■>■: ^; , Jas aus einem Mat.oria.1 bestehen kann, wc 1 r :·.·.■:■ ' : :·. '¹I ''inen rewir.Fen Grade unter Lichtbogeneinwirkung verdampfen soll, ".B. Berylliumoxydkeranii k. Die Bohrung des Teils .'' biid.-l !''Ir den Kolben 8 einen Zylinder. Der Raum 9 ist -Mt. ' r-ucl-i-a." gefüllt, welches als Druckausgleich dient. "licht n/)h''r ber.ei chn^-ete Dichtungen im Kolben 8 dichten den Raun ^α crcpii den i-'nurn auf der anderen Seite des Kolbens 8 ab.

Die Wi rkurifr.v.·' - i re -der neuen Anordnung ist folgende: Beim Auftreten 'ines Kurzschlussstromes verdampft das Strombfgrenzunr:"-mat-.:r ial r.una'chst in dor enpen Bohrung 4a. Der entstehende Lichtbogen beginnt sich dann in Richtung der erweiterten Bohrung 5a auszubreiten. Im Anschluss an den Ansprechvorganr wird die Engstelle der Bohrung ^l\a durch den inzwischen geniipend niederohmigen, elektrisch parallelen Widerstandskörper 6 so weitgehend stromentlastet, dass damit der Abbrand am Rohrstück 4 wesentlich reduziert wird. Dadurch ergibt sich die gewünschte Erhöhung der Lebensdauer der Strombegrenzung^ vorrichtung;.

Der Widerstandskörper 6 besteht zwecks Erzielung der erwünschten Stromentlastung der Kanalengstelle :'.weckm?issig aus einem Material ni.it negativem Temperaturkoeff i zionten, z.B. aus

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Vrip.adi unioxydki'raini k. Ι·',γ kann aber auch r.o beschaffen sein, dass er auf die Brennspannung des in der Bohrung 'la entstehenden Lichtbogens reagiert, also ein spannungsabhn'npüfter Widerstand, z.B. aus Siliziumkarbid.

In gewissen Fiillen kann es sweckma'ssig sein, gemäss Fig. 2 dem hochtemperatur festen Wandungsteil des Rohrstückes Ί eine grössere axiale La'nge zu geben als es der Kanalengstelle entspricht,

Schliesslich kann der Uebergang vom engen zum erweiterten Kanalteil in Stufen erfolgen. In Fig. 3 sind dem Rohrstück 5 drei Rohrstücke 4 ' , V, 4"' mit gegebenenfalls wertmässig gestaffelten Widerstandskörpern 6a, 6b, 6c und zugeordneten Elektroden 7a, 7b, 7c vorgeschaltet. Die wertmässige Staffelung der Widerstände 6 kann z.B. durch geeignete Abmessungen und/oder durch geeignete Materialwahl z.B. so geschehen, dass der Widerstandswert in Richtung des Rohrstückes 5 hin abnimmt.

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Claims (6)

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1. Elektrische Strombegrenzungsvorrichtung, bei der zwischen den äusseren Anschlüssen ein ein verdampfbares Strombegrenzungsmaterial enthaltender Kanal eingeschaltet ist, der einen Bereich geringeren Querschnitts aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanalwand (4) zumindest im Bereich des geringeren Querschnitts aus hochtemperaturfestem Material besteht und dass die Kanalwand (^) vor. einem als Ne'oenwiderstand ausgebildeten Widerstandskörper (6) umgeben ist, dessen Widerstandswert so beschaffen ist, dass nach dem Ansprechen eine Stromentlastung des Strombegrenzungsmaterials im genannten Bereich auftritt.

2. Strombegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandskörper (6) aus einem Material mit negativem Temperaturkoeffizienten besteht.

3. Strombegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandskörper (6) aus spannungsabhängigem Material besteht.

4. Strombegrenzunpisvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandskörper (6) eine Elektrode (7)

aufweist, die einen Teil der Kanalwand bildet.

5. Strombegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 1 und ¹I, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstandskörper (6) eine grössore axiale Länge als der Bereich geringen Querschnitts aufweist (Fig. 2).

6. Strombegrenzungsvorrichtung nach Anspruch 1 und '-t , dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich geringen Querschnitts stufenförmig ausgebildet ist und je Stufe einen Widerstandskörper (6a, 6b, 6c) besitzt (Fig. 3)·

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