EP3830858A1

EP3830858A1 - Schmelzleiter sowie sicherung

Info

Publication number: EP3830858A1
Application number: EP20728374.8A
Authority: EP
Inventors: Dirk Wilhelm; Jens Weber; Johannes-Georg GÖDEKE
Original assignee: Siba Fuses GmbH
Current assignee: Siba Fuses GmbH
Priority date: 2019-06-25
Filing date: 2020-05-18
Publication date: 2021-06-09
Anticipated expiration: 2040-05-18
Also published as: CN114787955B; SI3830858T1; ES2920968T3; US20220068581A1; US11710613B2; PT3830858T; CN114787955A; KR20210105877A; HUE059119T2; WO2020259924A1; DE102019005664A1; DK3830858T3; PL3830858T3; EP3830858B1

Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Schmelzleiters (1) für eine DC-Sicherung (2) und eine Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherung (2) (HH-DC-Sicherung), wobei der Schmelzleiter (1) einen elektrisch leitfähigen Schmelzdraht (3) aufweist, wobei der Schmelzdraht (3) wenigstens zwei als Querschnittsverengung ausgebildete Überlastengstellen (4) aufweist, wobei, bevorzugt zwischen den zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Überlastengstellen (4), in wenigstens einem ersten Abschnitt (5) eine die äußere Mantelfläche (6) des Schmelzdrahts (3) umfangsmäßig zumindest bereichsweise, vorzugsweise vollständig, umgebende, Lot aufweisende und/oder daraus bestehende erste Schicht (7) vorgesehen ist und wobei angrenzend an jede der Überlastengstellen (4) in jeweils einem zweiten Abschnitt (8) eine die äußere Mantelfläche (6) des Schmelzdrahts (3) umfangsmäßig zumindest bereichsweise, vorzugsweise vollständig, umgebende zweite Schicht (9) vorgesehen ist.

Description

Schmelzleiter sowie Sicherung

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Schmelzleiters für eine Hochspan- nungs-Hochleistungs-Sicherung für eine Gleichstromanwendung (HH-DC- Sicherung / Direct Current-Sicherung). Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Sicherung für eine Gleichstromanwendung.

Die Energieversorgung der nächsten Jahre und/oder Jahrzehnte wird einen drastischen Strukturwandel unterliegen. Beeinflusst wird dieser Energiewandel und insbesondere die deutsche "Energiewende" durch den Einfluss der erneuerbaren Energien. Der zunehmende Anteil an erneuerbaren Energien bei der Energieversorgung benötigt eine Umstrukturierung des Energieversorgungssystems.

Die Energieerzeugung wird zunehmend dezentralisiert, wobei dies unter dem Einfluss der Erneuerbaren-Energien-Anlagen (EE-Anlagen) steht. Viele Erneuerbare- Energien-Anlagen erzeugen einen Gleichstrom, der anschließend in ein zugehöriges Netz, insbesondere in ein Verteilernetz, eingespeist wird.

Zur sicheren Nutzung eines Gleichstromnetzes, das beispielsweise durch Erneuer- bare-Energien-Anlagen gespeist wird, ist eine dauerhafte Sicherung des Gleichstroms bzw. der Gleichstromanwendung erforderlich.

Eine Sicherung des Gleichstroms ist nicht nur für Verteilernetze, die durch Erneuerbare Energie-Anlagen gespeist werden, sondern auch grundsätzlich für Verteilernetze, die mit Gleichspannung arbeiten, erforderlich. Am Markt üblich ist derzeit eine Wechselstromübertragung bzw. ein Wechselstromnetz. Dies wird sich jedoch in den nächsten Jahren bis Jahrzehnten ändern.

Grund hierfür ist, dass eine Gleichstromübertragung zur Stromübertragung über vergleichsweise lange Strecken im Hinblick auf einen reduzierten Übertragungsverlust aus technischer Sicht bevorzugt ist. Zum Anschließen von Offshore-Anlagen bietet sich daher insbesondere eine Hochspannungsgleichstromübertragungs- Verbindung (HGÜ-Verbindung) und/oder Mittelspannungsgleichstromübertragungs- Verbindung (MGÜ-Verbindung) zur Stromübertragung an. Eine derartige Stromübertragung erfolgt auf der Übertragungsebene. Um die Verbraucher und insbesondere die Haushalte anzuschließen, erfolgt jedoch eine Übergabe von der Übertragungsebene auf die Verteilerebene. Auch die Verteilerebene, die den Gleich- ström von der Übertragungsebene erhält, muss dauerhaft unter hohen technischen Anforderungen gesichert werden.

Eine Umstrukturierung des Netzes von Wechselspannung auf Gleichspannung bedingt demgemäß die Herausforderung der Sicherung der Gleichspannung auf der Verteilernetzebene, so dass die Haushalte und/oder die elektrischen Verbraucher und/oder die Energie-Anlagen, insbesondere die Erneuerbaren-Energien-Anlagen, sicher an das Gleichstromverteilnetz angeschlossen werden können.

Auch für die Integration von Elektrofahrzeugen und/oder die Einbindung von Kraftwerken und dezentralen Stromerzeugern ist eine effiziente und sichere Sicherung des Gleichstromverteilnetzes ein entscheidungserheblicher Faktor bei der gesamten Umsetzung der Energiewende bzw. der Umstrukturierung des Energiemarktes.

Eine der größten Herausforderung stellt hierbei die Sicherung des Gleichstromnetzes bzw. der Gleichstromanwendung dar. Ohne eine derartige Sicherung sind letztlich die Konzepte zur Gleichstromübertragung und insbesondere zur Dezentralisierung der Stromerzeugung und die Einspeisung der dezentralen Kraftwerke bzw. Energie-Anlagen nicht umsetzbar. DC-Sicherungen für die Gleichstromanwendung insbesondere auf der Verteilernetzebene sind dabei ein technischer Ankerpunkt des sicheren Netzbetriebes.

Allerdings ist bei derzeitigen Gleichstromanwendungen nachteilig, dass in der Praxis - wenn überhaupt - nur eine mangelhafte bis allenfalls ausreichende Sicherung der Gleichstromübertragung und/oder der Gleichstromanwendung gewährleistet werden kann. Gerade für eine Gleichstromanwendung auf der Verteilnetzebene sind keine Sicherungen bekannt, die zum einen der Langzeitbelastung der Gleichstromübertragung standhalten und zum anderen auch sicher den übertragenden Gleichstrom im Falle eines Kurzschlusses abschalten können. Folglich können Gleichströme nicht effektiv, insbesondere abschnittsweise und/oder bei einer kompakten, kleinbauenden und/oder eine geringe Länge aufweisenden Ausbildung, gesichert werden.

Aber nicht nur ein Ausschalten im Kurzschlussfall, sondern auch ein Ausschalten bei einer Überlast (Überlastschaltung) ist zur langfristigen Sicherung der Gleichstromanwendung erforderlich. Als Überlastströme werden Ströme bezeichnet, die den Bemessungswert der in dem Gleichstromverteilernetz angeordneten Abneh- mer, insbesondere die Betriebsmittel, eine Anlage, Kabel und/oder Leitungen, überschreiten, ohne dass ein Kurzschluss vorliegt.

Eine Sicherung für eine Gleichstromhochspannung die gleichzeitig einen Überlast- und Kurzschlussschutz ermöglicht, ist im Stand der Technik nicht bekannt. Dies wäre aber für einen sicheren Betrieb des Gleichstromverteilernetzes und der Gleichstromübertragungsleitung erforderlich. Ohne einen Überlastschutz kann die Erwärmung der zu sichernden Abnehmer, wie Betriebsmittel, Kabel und/oder Leitungen, im Dauerbetrieb nicht verhindert werden. Somit sind die Abnehmer im Überlastfall und/oder während eines Kurzschlusses hohen thermischen und mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt.

Für den Niederspannungsbereich sind Sicherungen für den Einsatz in Gleichspannungskreisen im Stand der Technik bekannt. Diese sind jedoch nicht für den Hoch- spannungs- und/oder Mittelspannungsgleichstrombereich geeignet bzw. verwendbar. Die EP 3 270 403 A1 betrifft beispielsweise eine derartige Niederspannungssicherung für einen Gleichspannungskreis.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, die vorgenannten Nachteile im Stand der Technik zu vermeiden oder aber zumindest im Wesentlichen zu reduzieren.

Erfindungsgemäß ist die vorgenannte Aufgabe durch eine Verwendung eines Schmelzleiters für eine DC-Sicherung (eine Sicherung für die Gleichstromübertragung) und eine Hochspannungs- Hochleistungs-Sicherung (die sogenannte HH- DC-Sicherung) gelöst. Der Schmelzleiter weist einen elektrisch leitfähigen Schmelzdraht auf. Der Schmelzdraht weist wenigstens zwei als Querschnittsverengung ausgebildete Überlastengstellen auf. In wenigstens einem ersten Abschnitt ist eine die äußere Mantelfläche des Schmelzdrahts umfangsmäßig zumindest bereichsweise, vorzugsweise vollständig, umgebende erste Schicht vorgesehen. Die erste Schicht weist als Material Lot auf und/oder besteht daraus. Bevorzugt ist der wenigstens eine erste Abschnitt zwischen den zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Übertragungsstellen vorgesehen. Angrenzend an jede der Überlastengstellen ist jeweils in einem zweiten Abschnitt eine die äußere Mantelfläche des Schmelzdrahts umfangsmäßig zumindest bereichsweise, vorzugsweise vollständig, umgebende zweite Schicht vorgesehen. Erfindungsgemäß ist der Schmelzdraht nicht auf eine bestimmte geometrische Form und/oder auf eine bestimmte Querschnittsform festgelegt bzw. beschränkt. Insbesondere ist der Schmelzdraht nicht auf eine kreisförmige und/oder elliptische Querschnittsform beschränkt. Bevorzugt kann der Schmelzdraht als Flachdraht und/oder Flachband ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Schmelzdraht zumindest im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist und/oder eine zumindest im Wesentlichen kreisförmige Querschnittsform aufweist.

Insbesondere ist die erste Schicht elektrisch leitfähig und/oder die zweite Schicht elektrisch isolierend ausgebildet.

Besonders bevorzugt sind die Überlastengstellen in Längsrichtung des Schmelzdrahtes verlaufend aufeinanderfolgend angeordnet. Der Schmelzleiter ermöglicht beim Einsatz in einer DC-Sicherung die Abschaltung eines Gleichstroms in einem sehr kurzen Zeitrahmen, insbesondere zwischen 10 ms bis 1 Sekunde. Weiter bevorzugt kann eine Überlastabschaltung bis zu einer Stunde erfolgen.

Der gesamte Schmelzleiter weist bevorzugt nur einen einzigen, die erste Schicht aufweisenden ersten Abschnitt auf, der bevorzugt zumindest im Wesentlichen in der Mitte der Länge des Schmelzleiters angeordnet ist.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass eine Mehrzahl von die erste Schicht aufweisenden ersten Abschnitte vorgesehen sind.

Insbesondere kann die Anordnung des ersten Abschnitts unabhängig von der Anordnung der Übertragungsstellen vorgesehen sein.

Erfindungsgemäß ist festgestellt worden, dass der minimale Ausschaltstrom durch die Anordnung der Überlastengstellen in Kombination mit der ersten und zweiten Schicht signifikant gesenkt werden kann. Dies ermöglicht letztlich den Einsatz des Schmelzleiters in FIFI-DC-Sicherungen, die sowohl zur Kurzschlussabschaltung als auch zur Überlastabschaltung eingesetzt werden können. Der Kurzschlussschutz kann durch die Sicherung dadurch ermöglicht werden, dass die größten Kurzschlussströme an ihrer Einbaustelle sicher unterbrochen werden können. Der Überlastschutz wiederum kann durch die erste Schicht stromabhängig erfolgen, wobei das Ausschaltvermögen für den Überlastschutz grundsätzlich kleiner als der Kurzschlussstrom an der Einbaustelle der Sicherung sein kann.

Der Einsatz von weiteren Mitteln zur Absicherung einer Gleichstromanwendung und insbesondere zur Gewährleistung eines Überlastschutzes kann vermieden werden. Weitere Lasttrennschalter oder dergleichen werden nicht benötigt und/oder ein derartiger Bedarf wird reduziert. Erfindungsgemäß kann ein Gleichstromübertragungsnetz effizient gesichert werden. Darüber hinaus kann erfindungsgemäß der Einsatz als Back-up-Schutz, insbesondere ohne die Notwendigkeit der Zufuhr von Energie, insbesondere Fremdenergie, zur Betätigung, ermöglicht werden.

Erfindungsgemäß können hohe Gleichströme und/oder hohe Gleichspannungen mit dem in der Sicherung eingesetzten Schmelzleiter gesichert werden. Dabei kann der minimale Ausschaltstrom, der auch als kleinster Ausschaltstrom bezeichnet werden kann, sehr gering gehalten werden.

Als kleinster Ausschaltstrom ist der Bemessungswert des Mindestausschaltstroms zu verstehen. Ab dieser Stromstärke ist die Sicherung in der Lage, den Überstrom zu schalten. Demzufolge sind die elektrischen Komponenten (Abnehmer, Gleichstromquelle, etc.) derart an die Sicherung anzuordnen und/oder auszubilden, dass kein Überstrom an der Einbaustelle der Sicherung auftreten kann, der den kleinsten Ausschaltstrom unterschreitet. Der kleinste Ausschaltstrom kann von der gewählten Bauart der Sicherung abhängen.

Darüber hinaus kann die für eine HH-DC-Sicherung benötigte Länge des Schmelzleiters durch die erfindungsgemäße Anordnung der zweiten Schicht drastisch reduziert werden. Die für eine HH-DC-Sicherung benötigte Länge des Schmelzleiters kann insbesondere von der Bemessungsspannung der Sicherung abhängen. Vorzugsweise kann durch die erfindungsgemäße Anordnung die Länge des Schmelzleiters um wenigstens 10 %, bevorzugt 20 %, weiter bevorzugt 30 %, reduziert werden.

Demgemäß ist es erfindungsgemäß möglich, vergleichsweise geringe Ströme des Gleichstroms bei einer hohen Gleichspannung abzuschalten. Dies ist gerade für einen vielfältigen Einsatz und für eine zu gewährleistende Sicherung über einen "breiten" Strombereich erforderlich. Beim Zustandekommen der Erfindung ist überraschender Weise festgestellt worden, dass durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Schmelzleiters sich die Sicherung, die den Schmelzleiter aufweist, im besonderen Maße für eine Gleichstromanwendung, insbesondere zur Sicherung eines Gleichstromverteilernetzes, eignet. So können hohe Gleichströme und/oder hohe Gleichspannungen gesichert werden. Wie zuvor erläutert, ist bislang im Stand der Technik keine Sicherung bekannt, die eine Gleichstromanwendung insbesondere im Hochspannungs- Hochleistungsbereich sichern kann. Gerade die Sicherung im Mittelspannungsund/oder Hochspannungsbereich ist mit einer Vielzahl von Auflagen und einzuhaltenden Normen verknüpft. Eine hohe Sensibilität und Vorsicht gegenüber dem bei hohen Spannungen oder Strömen resultierenden Gefahrenpotenzial hat dazu geführt, dass Sicherungen nicht "wahllos" bzw. überhaupt zur Übertragung und/oder zur Verteilung von unterschiedlichen Stromarten verwendet worden sind. Insbesondere hat es für die Gleichstromübertragung aufgrund der erwarteten Probleme keine hinreichende Lösung gegeben.

Würde nämlich einer der an das Gleichstromverteilungsnetz elektrisch angeschlossenen Abnehmer und/oder Verbraucher einen Kurzschluss verursachen und/oder eine Überlast aufweisen, so würde - zumindest nach einer gewissen Zeit - das gesamte Gleichstromnetz ausfallen. Selbst wenn kein Ausfall des Gleichstromnetzes unmittelbar hervorgerufen wird, können hohe thermische und/oder mechanische Belastungen der angeschlossenen Abnehmer und/oder Verbraucher nicht verhindert werden. Dementsprechend ist in der Praxis von Sicherungen in Gleichstromnetzen bzw. von einer Gleichstromverteilung und/oder einer Gleichstromübertragung Abstand genommen worden, da die für ein stabiles und sicheres Stromnetz bzw. Gleichspannungskreis erforderliche Sicherung nicht dauerhaft gewährleistet werden konnte.

Überraschenderweise und nicht vorhersehbar ist erfindungsgemäß jedoch festgestellt worden, dass der spezielle erfindungsgemäße Schmelzleiter in einer HH- Sicherung und/oder in einer Sicherung für eine Gleichstromanwendung eingesetzt werden kann, wobei die notwendige Sicherheit, insbesondere bei Überlast und im Kurzschlussfall, gewährleistet werden kann. Es wurde festgestellt, dass bei Überlast und auch im Kurzschlussfall eine Beschädigung des Sicherungsgehäuses der Sicherung, insbesondere der HH-Sicherung, gegebenenfalls verbunden mit einem Austritt von Löschmittel und/oder mit einem Lichtbogenaustritt, verhindert werden kann. In simulierten Langzeitversuchen ist festgestellt worden, dass auch bei einem Langzeiteinsatz der den erfindungsgemäßen Schmelzleiter aufweisenden Sicherung zur Sicherung einer Gleichstromanwendung, beispielsweise für einen Zeitraum von über fünf Jahren, bevorzugt über zehn Jahren, weiter bevorzugt über 15 Jahren, die, insbesondere gesetzlich vorgegebenen, erforderlichen Sicherheitsrichtlinien und/oder -bestimmungen eingehalten werden können. Insbesondere kann die den erfindungsgemäßen Schmelzleiter aufweisende Sicherung wartungsfrei eingesetzt werden.

Erfindungsgemäß kann also eine Sicherung bereitgestellt werden, die für eine Gleichstromanwendung in der Mittelspannungs- und/oder Hochspannungsebene verwendet werden kann. Insbesondere ist es durch den erfindungsgemäßen Schmelzleiter möglich, eine Mehrzahl an Abnehmern und/oder Verbrauchern und/oder Erzeugern (beispielsweise EE-Anlagen) an die Gleichstromverbindung bzw. an dem Gleichspannungskreis anzuschließen, die über wenigstens eine den Schmelzleiter aufweisende Sicherung gesichert sind. Bei Ausfall eines Abnehmers, insbesondere im Fall eines Kurzschlusses, bricht das Gleichstromnetz nicht zusammen. Hierdurch kann insbesondere die Versorgungssicherheit gewährleistet bleiben.

Vorzugsweise kann eine abschnittsweise Sicherung des Gleichstromnetzes mittels der den erfindungsgemäßen Schmelzleiter aufweisenden Sicherung erfolgen.

Durch den Schmelzleiter ist die den Schmelzleiter aufweisende Sicherung als Schmelzsicherung ausgebildet. Die Schmelzsicherung ist eine Überstromschutzeinrichtung, die durch das Abschmelzen des Schmelzleiters den Stromkreis unterbricht, wenn die Stromstärke einen bestimmten Wert während einer ausreichenden Zeit überschreitet. Vorzugsweise ist die benötigte Zeit zum Schalten der Sicherung sehr gering, insbesondere im Millisekunden-Bereich.

Grundsätzlich kann der Schmelzleiter auch in einer Sicherung zur Abschaltung von Wechselstrom (AC-Sicherung / Alternating Current-Sicherung) verwendet werden. Letztlich ist diese Verwendung aber aufgrund einer - erfindungsgemäß erreichten - Überdimensionierung für den Wechselstrom nicht angezeigt. Insbesondere ist der erfindungsgemäße Schmelzleiter technisch nicht notwendig beim Einsatz in einer Sicherung zur Sicherung von Wechselstromübertragung. Der Schmelzleiter stellt, bezogen auf seine Länge, gegenüber dem übrigen Netzwerk, insbesondere dem Gleichstromverteilungsnetz, einen relativ hohen Widerstand bereit, was im Nennbetrieb zu einer Erwärmung und zum Durchschmelzen bei Überlast bzw. im Kurzschlussfall führt.

Durch die Ausbildung der Querschnittsengstellen in Kombination mit der ersten und zweiten Schicht kann das Verhalten des Schmelzleiters in erfindungsgemäßer Art und Weise derart beeinflusst werden, dass sich der Schmelzleiter für eine Sicherung einer Gleichstromübertragung insbesondere im Hochspannungsbereich eignet.

Der Schmelzleiter kann darüber hinaus derart ausgelegt sein, dass er dauerhaft mit höheren Temperaturen - im Vergleich zu Niederspannungssicherungen - betrieben werden kann.

Das Verhalten des Schmelzleiters im Überlastbereich kann durch die Überlastengstellen in vorteilhafterweise beeinflusst werden. Besonders bevorzugt sind die Überlastengstellen letztlich langgezogen ausgebildet, insbesondere durch Ausstanzungen mittels eckiger Stempel, so dass sich durch die Länge der Querschnittsverengung und durch die "Stegbreite" (Breite der Querschnittsverengung) ein schnelleres oder langsameres Ansprechen einstellen lässt.

Die erste Schicht kann auf dem Schmelzdraht bzw. auf der äußeren Mantelfläche des Schmelzdrahtes auch umfangsmäßig nur bereichsweise, insbesondere nur auf der Ober- und/oder Unterseite eines als Flachband ausgebildeten Schmelzdrahtes, aufgebracht werden. Dabei kann die erste Schicht einen zumindest im Wesentlichen elliptischen, vorzugsweise kreisförmigen, ersten Abschnitt - im Querschnitt gesehen - ausbilden.

Vorzugsweise ist die zweite Schicht in dem zweiten Abschnitt derart ausgebildet, dass sie umfangsmäßig den Schmelzdraht (zumindest in dem zweiten Abschnitt) zumindest im Wesentlichen vollständig umgibt. Dabei kann die zweite Schicht eine zumindest im Wesentlichen ringförmige und/oder hohlzylinderförmige Form aufweisen. Vorzugsweise grenzen die zweite Schicht und der zweite Abschnitt unmittelbar an die Überlastengstelle an, so dass sich zumindest im Wesentlichen unmittelbar im Anschluss an den zweiten Abschnitt die als Querschnittsverengung ausgebildete Überlastengstelle anschließt. Bevorzugt erstreckt sich der zweite Abschnitt je- doch nicht in den Bereich der den verringerten Querschnitt aufweisenden Überlastengstelle.

Insbesondere kann der erste Abschnitt zumindest im Wesentlichen mittig zwischen den zweiten Abschnitten und/oder zwischen den unmittelbar aufeinanderfolgenden Überlastengstellen vorgesehen sein.

Alternativ oder zusätzlich ist besonders bevorzugt je Schmelzleiter in einer ersten Ausführungsform eine einzige erste Schicht in dem ersten Abschnitt vorgesehen, deren Anordnung insbesondere unabhängig der Querschnittsverengungen ist und/oder insbesondere zumindest im Wesentlichen mittig des Schmelzleiters vorliegt. In weiteren Ausführungsformen können wenigstens zwei erste Schichten je Schmelzleiter vorgesehen sein, wobei der die erste Schicht aufweisende erste Abschnitt unabhängig von den Querschnittsverengungen und/oder mittig - in Längsrichtung des Schmelzdrahtes gesehen - auf dem Schmelzdraht angeordnet sein kann.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Schmelzdraht zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Überlastengstellen wenigstens eine als Querschnittsverengung ausgebildete Kurzschlussengstelle aufweist. Die Kurzschlussengstelle ermöglicht insbesondere das Schalten der den erfindungsgemäßen Schmelzleiter aufweisenden Sicherung im Kurzschlussfall.

Vorzugsweise unterscheidet sich die Minimalbreite und/oder die Form der Querschnittsverengung der Überlastengstelle von der Minimalbreite und/oder der Form der Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle.

Alternativ kann die Minimalbreite und/oder die Form der Querschnittsverengung der Überlastengstelle zumindest im Wesentlichen der Minimalbreite und/oder der Form der Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle entsprechen.

Erfindungsgemäß kann durch die Bereitstellung der wenigstens einen Kurzschlussstelle ein schnelles Reagieren der Sicherung ermöglicht werden, insbesondere bei einem Kurzschluss. Entsprechend der Ausbildung der Kurzschlussengstelle kann ein flinkeres oder ein weniger flinkes Kurzschlussverhalten eingestellt werden. Auch die Flöhe des Durchlassstromes beim Kurzschluss wird durch die Minimal- breite und/oder die Engstellenbreite der Kurzschlussengstelle maßgeblich einstellbar.

Vorzugsweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Minimalbreite der Querschnittsverengung der Überlastengstelle größer als die Minimalbreite der Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle ist. Dies ermöglicht, dass die den Schmelzleiter aufweisende Sicherung sowohl im Kurzschlussfall als auch im Überlastfalls schalten kann, da durch eine unterschiedliche Ausbildung der Querschnittsverengungen der Kurzschlussengstelle und der Überlastengstelle ein jeweils entsprechendes Sicherungsverhalten für die Kurzschlussabschaltung gewährleistet werden kann.

Letztlich versteht es sich, dass die Querschnittsverengung der Überlastengstelle und/oder der Kurzschlussengstelle keine konstante Breite aufweisen muss. Unter der Minimalbreite der Querschnittsverengung ist die jeweils geringste Breite zu verstehen.

Beim Zustandekommen der Erfindung ist festgestellt worden, dass das Verhältnis der Minimalbreite der Querschnittsverengung der Überlastengstelle zu der Minimalbreite der Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle zwischen 0,01 :1 bis 3:1 , bevorzugt zwischen 1 ,1 :1 bis 2:1 , weiter bevorzugt zwischen 1 ,15 bis 1 ,5:1 , beträgt. Die vorgenannten Verhältnisse stellen insbesondere sicher, dass ein Überstromschutz sowohl im Kurzschlussfall als auch im Überlastfall durch ein Abschalten des Stromes, insbesondere des Gleichstromes, gewährleistet wird.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Minimalbreite der Querschnittsverengung der Überlastengstelle zwischen 0,3 bis 1 ,5 mm, bevorzugt zwischen 0,4 bis 1 mm, weiter bevorzugt zwischen 0,5 bis 0,7 mm und insbesondere zumindest im Wesentlichen 0,6 mm, beträgt.

Die Minimalbreite der Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle kann zwischen 0,25 bis 1 ,3 mm, bevorzugt zwischen 0,4 bis 1 mm, weiter bevorzugt zwischen 0,5 bis 0,6 mm, liegen, insbesondere zumindest im Wesentlichen 0,5 mm betragen. Besonders bevorzugt ist ein Verhältnis der Minimalbreite der Querschnittsverengung der Überlastengstelle zu der Minimalbreite der Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle von 0,6:0,55 - das heißt von circa 1 ,09:1. Wie zuvor erwähnt, kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass sich die Minimalbreiten der Querschnittsverengung der Kurzschussengstelle und die der Überlastengstelle zumindest im Wesentlichen entsprechen bzw. gleich ausgebildet sind.

Ganz besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Querschnittsverengung der Überlastengstelle und/oder der Kurzschlussengstelle homogen, insbesondere über die Engstellenlänge, ausgebildet ist. Vorzugsweise ist die Querschnittsverengung durch eine einen geraden und/oder gebogenen Rand aufweisende Ausstanzung gebildet bzw. erzeugt worden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass jeweils die Querschnittsverengungen der Überlastengstellen und/oder der Kurzschlussengstellen zumindest im Wesentlichen identisch ausgebildet sind.

Vorzugsweise grenzt die zweite Schicht und/oder der zweite Abschnitt zumindest im Wesentlichen unmittelbar an die jeweilige Überlastengstelle an, insbesondere wobei an jeder Überlastengstelle unmittelbar angrenzend die jeweilige zweite Schicht vorgesehen ist. Insbesondere wird erfindungsgemäß unter einem unmittelbaren Angrenzen auch verstanden, dass ein geringer Abstand zwischen dem zweiten Abschnitt und/oder der zweiten Schicht und der Überlastengstelle vorgesehen ist, der insbesondere kleiner oder gleich der Länge der jeweiligen Überlastengstelle ist. Eine derartige Anordnung ermöglicht insbesondere, dass ein sehr geringer minimaler Ausschaltstrom erreicht werden kann.

Darüber hinaus ist bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Erfindungsgedankens vorgesehen, dass die zweite Schicht fest, vorzugsweise stoffschlüssig, mit der äußeren Mantelfläche des Schmelzdrahts verbunden ist. Letztlich kann die zweite Schicht mit der äußeren Mantelfläche des Schmelzdrahts verklebt sein, insbesondere wobei die zweite Schicht auf die äußere Mantelfläche des Schmelzdrahtes aufgetropft worden ist. Insbesondere haftet die zweite Schicht an der äußeren Mantelfläche des Schmelzdrahts.

Bei einer weiteren ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zweite Schicht als Material, vorzugsweise als Lichtbogenlöschmittel, einen Kunststoff und/oder Poly(organo)siloxan (auch Silikon genannt) aufweist und/oder daraus besteht. Des Weiteren kann die zweite Schicht elektrisch isolierend ausgebildet sein. Insbesondere kann durch die Kombination von dem Lot der ersten Schicht zu dem Silikon bzw. dem Material der zweiten Schicht der minimale Ausschaltstrom bzw. der geringste Ausschaltstrom reduziert werden. Erfindungsgemäß kann demzufolge durch den Einsatz der das Silikon aufweisenden zweiten Schicht auf dem Schmelzdraht eine signifikante Erhöhung der Bemessungsspannung der DC- Sicherung im Kurzschlussfall - unter Voraussetzung eines vorgegebenen Produktes des durch die DC-Sicherung gesicherten Gleichstromes und der Gleichspannung - erreicht werden.

Durch den Einsatz des Lotes in der ersten Beschichtung kann darüber hinaus die Schmelztemperatur des Schmelzleiters hin zu Werten reduziert werden, wo insbesondere das Silikon zumindest im Wesentlichen unbeschädigt in seiner "Reinform" vorliegt. Würde die erste Schicht kein Lot aufweisen, müsste auch bei Überlast eine Schmelzleitertemperatur in der Größenordnung der Schmelztemperatur des Materials des Schmelzdrahtes - beispielsweise bei reinem Silber: 961 °C - erreicht werden. In diesem Fall bestünde die Gefahr, dass das Material der zweiten Schicht - nämlich das Silikon - nicht mehr als Löschbogenmittel bzw. als Löschmedium dienen kann.

Das Lot der ersten Schicht kann als Material Metall, insbesondere eine Metalllegierung, aufweisen und/oder daraus bestehen. Insbesondere weist die Metalllegierung Cadmium, Blei, Zinn, Zink, Silber und/oder Kupfer auf. Ganz besonders bevorzugt ist eine Metalllegierung aufweisend Zinn und/oder Silber vorgesehen. Die erste Schicht kann ferner bevorzugt dazu dienen, die physikalisch-chemischen Prozesse im Überlastfall zu schwächen, um so insbesondere eine Abschaltung zu ermöglichen - dies ist auch als M-Effekt bekannt.

Bei der Wahl der ersten Schicht sind insbesondere auch gesetzliche Richtlinien - wie beispielsweise die RoHS-Richtlinie der EU - zu berücksichtigen, die die Verwendung gefährlicher Stoffe in Elektronikgeräten beschränken, insbesondere betrifft dies Materialien wie Cadmium und/oder Blei.

Bei Überlastströmen tritt letztlich im Bereich des zweiten Abschnitts, insbesondere im Bereich des Zinnauftrages, die größte Wärmeentwicklung auf, die das Material des Lots, insbesondere das Zinn oder die Zinn-Silber-Legierung, aufweist. Beim Überschreiten der Schmelztemperatur wird das Zinn und/oder Silber flüssig und bildet mit dem Material des Schmelzdrahtes eine Legierung. Diese Legierung hat im Vergleich zum Werkstoff bzw. Material des Schmelzdrahtes eine geringere und elektrische und thermische Leitfähigkeit und insbesondere einen niedrigeren Schmelzpunkt. Infolge der sich weiter erhöhenden Wärmeentwicklung wird der Schmelzleiter bzw. der Schmelzdraht an der entsprechenden Stelle unterhalb des eigentlichen Schmelzpunktes schmelzflüssig und trennt die Strombahn auf. Dieses Phänomen ist im Jahr 1939 von Metcalf entdeckt worden, weshalb dieses auch als M-Effekt bekannt ist und bezeichnet wird. Eine Sicherung kann durch den Auftrag der ersten Schicht auf dem Schmelzdraht den zuvor geschilderten M-Effekt zur Auslösung der Sicherung ausnutzen.

Ganz besonders bevorzugt ist zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Überlastengstellen eine Mehrzahl von Kurzschlussengstellen vorgesehen. Insbesondere sind zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Überlastengstellen zwischen 2 bis 15, bevorzugt zwischen 3 bis 6, Kurzschlussengstellen vorgesehen.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der die erste Schicht aufweisende erste Abschnitt - wenigstens einmal im Schmelzleiter - zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Kurzschlussengstellen, vorzugsweise mittig zwischen unmittelbar aufeinanderfolgenden Kurzschlussengstellen und/oder mittig zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Überlastengstellen, auf der äußeren Mantelfläche des Schmelzdrahtes angeordnet ist.

In weiteren Ausführungsformen kann die erste Schicht unabhängig von den Kurzschlussengstellen und/oder den Überlastengstellen auf der äußeren Mantelfläche des Schmelzdrahtes angeordnet sein.

Die Vielzahl der Kurzschlussengstellen stellt ein sicheres Abschalten des Stromes, insbesondere des Gleichstromes, beim Einsatz des Schmelzleiters in der Sicherung sicher.

Vorzugsweise sind die die zweite Schicht aufweisenden und/oder bildenden zweiten Abschnitte derart auf der äußeren Mantelfläche des Schmelzdrahtes angeordnet, dass zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden zweiten Abschnitten und/oder zweiten Schichten die zwei Überlastengstellen und vorzugsweise die zwischen den Überlastengstellen angeordnete Kurzschlussengstelle und/oder die Kurzschlussengstellen vorgesehen sind. Demzufolge ergibt sich besonders bevor- zugt eine Anordnung in der Form zweite Schicht bzw. zweiter Abschnitt - Überlastengstelle - gegebenenfalls wenigstens eine Kurzschlussengstelle - Überlastengstelle - zweite Schicht bzw. zweiter Abschnitt.

Bei einer weiteren ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Überlastengstelle durch einen zumindest im Wesentlichen rechteckförmigen Rand aufweisende Aussparungen gebildet.

Alternativ oder zusätzlich kann auch die Kurzschlussengstelle durch eine einen zumindest im Wesentlichen rechteckförmigen Rand aufweisende Aussparung gebildet werden.

Insbesondere kann die Querschnittsverengung der Überlastengstelle und/oder der Kurzschlussengstelle durch Ausstanzungen, die einen zumindest im Wesentlichen rechteckförmigen Rand aufweisen, gebildet sein. Insbesondere können die Ecken der rechteckförmigen Kontur der Aussparungen zumindest im Wesentlichen kreisbogenabschnittsförmig bzw. gerundet ausgebildet sein. Die Ausstanzung der Aussparung kann beispielsweise mittels eckiger Stempel erfolgen.

Vorzugsweise ist die Kurzschlussengstelle und/oder die Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle durch einen zumindest im Wesentlichen kreisbogenabschnittsförmigen Rand aufweisende Aussparungen gebildet.

Alternativ oder zusätzlich kann auch die Querschnittsverengung der Überlastengstelle die vorgenannte kreisbogenabschnittsförmige Form aufweisen.

Auch die kreisbogenabschnittsförmige Aussparung kann durch eine Ausstanzung, vorzugsweise mittels runder Stempel, erzielbar sein. Insbesondere ist die Kurzschlussengstelle und/oder die Überlastengstelle als zumindest im Wesentlichen runde Kurzschlussengstelle und/oder die Überlastengstelle ausgebildet.

Bevorzugt sind je Querschnittsverengung der Überlastengstelle und der Kurzschlussengstelle wenigstens zwei Aussparungen vorgesehen. Die Aussparungen können einander gegenüberliegend angeordnet sein, wobei insbesondere die beiden Aussparungen je Querschnittsverengung der Überlastengstelle und der Kurzschlussengstelle zumindest im Wesentlichen gleich ausgebildet sind und insbeson- dere zueinander spiegelverkehrt angeordnet sind, wobei die Aussparung entlang der Mittelachse des Schmelzdrahtes gespiegelt werden kann.

Letztlich können die als Querschnittsverengung ausgebildeten Überlastengstellen und/oder die als Querschnittsverengung ausgebildeten Kurzschlussengstellen zumindest im Wesentlichen baugleich ausgebildet sein.

Da die jeweiligen Querschnittsverengungen der Überlastengstelle und/oder der Kurzschlussengstelle einen zumindest im Wesentlichen identischen Wärmeaustausch aufweisen, kann es passieren, dass im Überlastfall oder im Kurzschlussfall der Schmelzleiter an verschiedenen Stellen des Schmelzdrahtes aufschmilzt, insbesondere abhängig vom Überstrom. Der Überstrom fließt durch den Schmelzdraht und führt bei diesem zur Erwärmung.

Beispielsweise kann eine kreisbogenabschnittsförmige Aussparung der Kurzschlussengstelle bei zumindest im Wesentlichen gleicher Querschnittsbreite und/oder gleicher Querschnittslänge die Wärme besser ableiten als eine zumindest im Wesentlichen rechteckförmige Aussparung aufweisende Überlastengstelle, da insbesondere die Kurzschlussengstelle "mehr Material" enthält. Bei einem sehr hohen Überlaststrom ist jedoch insbesondere die Minimalbreite der Querschnittsverengung ein überaus relevanter Parameter, insbesondere relevanter als die Form der Querschnittsverengung, da der die Querschnittsverengung zunächst in der Mitte und nicht homogen schmilzt.

Es ist davon auszugehen, dass, wenn ein Überstrom vorhanden ist, einige Querschnittsengstellen schneller als andere schmelzen werden. Durch die Kombination von verschiedenen Ausbildungen der Querschnittsengstellen der Überlastengstelle und der Kurzschlussengstellen kann eine Reaktionskurve der den erfindungsgemäßen Schmelzleiter aufweisenden Sicherung erhalten werden, die insbesondere die Reaktionskurve bzw. das Ansprechverhalten der einzelnen Querschnittsverengungen berücksichtigt und eine Überlagerung eben jener einzelner Reaktionskurven darstellt.

Bei sehr hohen Überströmen - das heißt im Falle eines Kurzschlusses - schmelzen zuerst diejenigen Querschnittsverengungen mit der geringsten Minimalbreite, also insbesondere die Kurzschlussengstellen, auf. Bei einem geringeren Überstrom und einer etwas "längeren" Abschaltzeit wird die Form, insbesondere die Länge und die besondere Geometrie, der Querschnittsverengungen mehr "berücksichtigt". Dabei ist vorgesehen, dass die Querschnittsverengungen der Überlastengstellen im Falle einer Überlast durch die zumindest im Wesentlichen rechteckförmige Form der Aussparungen zeitlich vor den Kurzschlussengstellen aufschmelzen werden. Der Schmelzleiter kann demgemäß bevorzugt in Abhängigkeit des jeweiligen Sicherungsverhaltens ein Abschalten des Gleichstromes, der durch die Sicherung gesichert wird, ermöglichen.

Bei einer weiteren ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zwischen den unmittelbar aufeinanderfolgenden Überlastengstellen angeordneten Kurzschlussengstellen zumindest im Wesentlichen regelmäßig beab- standet sind. Demzufolge kann der Abstand zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Kurzschlussengstellen im Bereich zwischen zwei unmittelbar benachbarten Überlastengstellen zumindest im Wesentlichen gleich ausgebildet sein. Dies ermöglicht ein sicheres Abschalten des Kurzschlussstromes über den Schmelzleiter.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Abstand zwischen zwei unmittelbar benachbarten Kurzschlussengstellen und/oder der Abstand zwischen einer Kurzschlussengstelle zur unmittelbar benachbarten Überlastengstelle zumindest im Wesentlichen gleich ausgebildet ist. Ein gleicher Abstand von unmittelbar benachbarten bzw. unmittelbar aufeinanderfolgenden Kurzschlussengstellen ermöglicht eine regelmäßige Beabstandung der Kurzschlussengstellen zueinander. Der gleich ausgebildete Abstand zwischen einer Kurzschlussengstelle zur unmittelbar benachbarten Überlastengstelle kann jedenfalls auch dann zumindest im Wesentlichen gleich ausgebildet sein, wenn nur eine Kurzschlussengstelle zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Überlastengstellen angeordnet ist. In diesem Fall wäre die Kurzschlussengstelle dann zumindest im Wesentlichen mittig zwischen den Überlastengstellen angeordnet.

Vorzugsweise ist der Abstand zwischen einer Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle und/oder der Überlastengstelle zur unmittelbar benachbarten Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle und/oder der Überlastengstelle zumindest im Wesentlichen gleich ausgebildet. Besonders bevorzugt sind die Querschnittsverengungen der Überlastengstellen und der Kurzschlussengstellen des Schmelzleiters zumindest im Wesentlichen regelmäßig beabstandet. Dies ermöglicht eine vereinfachte Flerstellung der Querschnittsverengungen durch Ausst- anzungen des Schmelzdrahtes, wobei gleichzeitig das Verhalten im Überlastfall und im Kurzschlussfall durch ein Abschalten des Stromes, insbesondere des Gleichstromes, durch Schmelzen des Schmelzleiters sichergestellt wird.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Abstand unmittelbar benachbarter Querschnittsverengungen der Überlastenstelle und/oder der Kurzschlussengstelle zwischen 1 bis 50 mm, bevorzugt zwischen 5 bis 30 mm, weiter bevorzugt zwischen 10 bis 20 mm und insbesondere zumindest im Wesentlichen zwischen 16 bis 18 mm, liegt. Der vorgenannte Abstand kann insbesondere der Abstand zwischen unmittelbar benachbarten Kurzschlussengstellen und/oder der Abstand zwischen einer Überlastengstelle und der unmittelbar benachbarten Kurzschlussengstelle sein.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Abstand unmittelbar benachbarter Überlastengstellen zwischen 20 bis 150 mm, bevorzugt zwischen 40 bis 100 mm, weiter bevorzugt zwischen 50 bis 80 mm, insbesondere zumindest im Wesentlichen zwischen 60 bis 70 mm, liegt.

Des Weiteren kann die Länge der Querschnittsverengung der Überlastengstelle größer als die Länge der Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle ausgebildet sein. Ganz besonders bevorzugt weist die Länge der Querschnittsverengung der Überlastengstelle zur Länge der Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle ein Verhältnis zwischen 1 :0,3 bis 1 :0,9, bevorzugt zwischen 1 :0,5 bis 1 :0,85, weiter bevorzugt zwischen 1 :0,7 bis 1 :0,8 und insbesondere zumindest im Wesentlichen 1 :0,75, auf. Über die größer ausgebildete Länge der Überlastengstelle kann ein Abschalten im Überlastfall durch eine Veränderung des Schmelzdrahtes bei Erwärmung sichergestellt werden. Die vergrößerte Länge ermöglicht insbesondere in Kombination mit der Minimalbreite der Überlastengstelle sowie der Form der Überlastengstelle, dass der Überlastfall durch ein Schmelzen des Schmelzleiters auch dann abgesichert ist, wenn kein Kurzschluss erfolgt.

Insbesondere kann durch die verlängerte Steglänge ein schnelleres Ansprechen des Schmelzleiters im Überlastfall ermöglicht werden.

Besonders bevorzugt ist die erste und/oder die zweite Schicht als Beschichtung ausgebildet. Eine Beschichtung mittels des Materials der ersten und/oder der zweiten Schicht ermöglicht einen ziel- und zweckgerichteten Auftrag in dem ersten und/oder in dem zweiten Abschnitt und stellt so insbesondere einen möglichen bereichsweisen oder umfangsmäßig den Schmelzdraht vollständig umgebenden Auftrag mit der ersten und/oder zweiten Schicht sicher. Die erste und/oder zweite Schicht kann zielgerichtet in ihren jeweiligen Abschnitten aufgetragen werden, insbesondere wobei durch ein Beschichtungsauftrag eine Inline-Fertigung ermöglicht wird.

Darüber hinaus kann vorzugsweise die Länge der Querschnittsverengung der Überlastengstelle zwischen 1 bis 5 mm, bevorzugt zwischen 1 ,5 bis 3 mm, liegen, insbesondere wobei die Länge der Überlastengstelle zumindest im Wesentlichen 2 mm beträgt.

Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgedankens weist der Schmelzdraht eine zumindest im Wesentlichen rechteckförmige Querschnittform auf. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Schmelzdraht als Flachband ausgebildet ist, insbesondere wobei die Bandbreite bzw. die Flöhe des Flachbandes 0,04 ± 0,02 mm betragen kann. Der als Flachband ausgebildete Schmelzdraht kann - erzeugt durch Ausstanzungen, insbesondere mittels Stempeln, - die Aussparungen der Überlastengstelle und/oder der Kurzschlussengstelle aufweisen.

Bei einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Schmelzdraht einen zumindest im Wesentlichen kreisförmigen Außenquerschnitt aufweist. Insbesondere kann bei dieser Ausführungsform die erste und/oder die zweite Schicht einen zumindest im Wesentlichen kreisförmigen Außenquerschnitt aufweisen.

Vorzugsweise ist als Material des Schmelzdrahtes ein Metall vorgesehen. Das Material des Schmelzdrahtes kann auch als Schmelzdrahtwerkstoff bezeichnet werden. Bevorzugt weist der Schmelzdrahtwerkstoff Silber und/oder eine Silberlegierung auf.

Alternativ oder zusätzlich kann der Schmelzdraht als Material ein elektrisch leitfähiges Material, insbesondere Kupfer und/oder eine Kupferlegierung, aufweisen und/oder daraus bestehen. Besonders bevorzugt wird zumindest im Wesentlichen reines Silber verwendet. Der Reinheitsgrad des Silbers kann größer als 99 % ausgebildet sein. Insbesondere ist der Reinheitsgrad von Silber größer als 99,9 %, besonders bevorzugt zumindest im Wesentlichen gleich 99,99 %, ausgebildet. Eine Reinheit von Silber von 99,99 % gibt den Anteil von Silber (Ag) in dem Material an. Demzufolge ist bevorzugt das Silber als Feinsilber ausgebildet.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Schmelzdraht Kupfer und/oder eine Kupferlegierung aufweist und/oder daraus besteht.

Die Schmelztemperatur des Materials des Schmelzleiters kann größer als 900 °C sein, insbesondere zwischen 950 bis 970 °C liegen, insbesondere wobei die Schmelztemperatur des Schmelzdrahtes 961 °C betragen kann. Die Dichte des Materials des Schmelzdrahtes kann zumindest im Wesentlichen 10,5 g/cm³ betragen.

Die Verwendung von reinem Silber im Gegensatz zum Kupfer, der in Niederspannungssicherungen als Material für den Schmelzdraht verwendet werden kann, bietet sich aufgrund der dauerhaft höheren Temperaturen, die sich beim Betrieb einer HH-Sicherung einstellen, an. Der Einsatz von Kupfer könnte bei einer Hochspannungssicherung zur Oxidation der Oberfläche führen und insbesondere fatale Folgen bei der Abschaltung, insbesondere des Gleichstroms, haben.

Vorzugsweise weist der Schmelzleiter für den Einsatz in einer HH-DC-Sicherung eine Länge von größer als 500 mm, bevorzugt eine Länge zwischen 500 mm bis 3000 mm, weiter bevorzugt zwischen 1000 mm bis 2500 mm, insbesondere zumindest im Wesentlichen zwischen 1500 mm bis 2000 mm, auf. Der Schmelzleiter kann derart ausgebildet sein, dass er wendelförmig auf einen Wickelkörper gewickelt werden kann, so dass die Länge der Sicherung geringer sein kann als die Länge des Schmelzleiters.

Besonders bevorzugt ist, dass eine Wechselfolge von unmittelbar aufeinanderfolgenden Überlastengstellen beim Schmelzleiter vorgesehen ist. Vorzugsweise sind zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Überlastengstellen die wenigstens eine Kurzschlussengstelle und/oder die Kurzschlussengstellen angeordnet. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Überlastengstellen zumindest im Wesentlichen regelmäßig beabstandet sind - das heißt einen zumindest im Wesentlichen konstanten Abstand zueinander aufweisen. Die vorgenannte Ausbildung des Schmelzleiters mit der Wechselfolge der Überlastengstellen kann zu einem einfach vorbestimmbaren Verhalten der Sicherung im Überlastfall und im Kurzschlussfall führen. Auch die Herstellung der die Querschnittsverengungen aufweisenden Schmelzleiter vereinfacht sich durch die regelmäßige, sequenzartige Anordnung der Querschnittsverengungen der Überlastengstelle und der Kurzschlussengstellen.

Bei einer sequenzartigen Anordnung der Überlastengstellen ist der erste Abschnitt insbesondere wenigstens einmal, bevorzugt ein einziges Mal, zwischen einem Überlastengstellen-Paar angeordnet.

Bei einer sequenzartigen Anordnung der Überlastengstellen beim Schmelzleiter ist bevorzugt vorgesehen, dass die Abfolge der Überlastengstellen mit dazwischen angeordneten Kurzschlussengstellen zumindest im Wesentlichen regelmäßig und/oder baugleich ausgebildet ist.

Vorzugsweise liegt das Verhältnis der Maximalbreite des Schmelzdrahtes zur Minimalbreite der Querschnittsverengung der Überlastengstelle und/oder der Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle zwischen 1 :0,6 bis 1 :0,2, bevorzugt zwischen 1 :0,5 bis 1 :0,3, weiter bevorzugt zwischen 1 :0,4 bis 1 :0,35. Der Schmelzdraht kann insbesondere eine Maximalbreite von größer als 0,6 mm, bevorzugt zwischen 1 mm bis 2 mm, weiter bevorzugt zumindest im Wesentlichen 1 ,6 mm, aufweisen.

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung eine Sicherung zur Sicherung einer Gleichstromübertragung, insbesondere eine HH-DC-Sicherung, mit einem äußeren Sicherungsgehäuse. In dem Sicherungsgehäuse ist wenigstens ein um einen, insbesondere elektrisch isolierenden, Wickelkörper gewickelter Schmelzleiter nach wenigstens einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen angeordnet.

Es versteht sich, dass auch eine Mehrzahl von Schmelzleitern um den Wickelkörper angeordnet sein kann. Der Schmelzleiter weist bevorzugt eine Mehrzahl von Überlastengstellen, die regelmäßig zueinander beabstandet sein können, auf.

Es versteht sich, dass die vorgenannten bevorzugten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schmelzleiters und/oder die im Zusammenhang mit den erfin- dungsgemäßen Schmelzleiter geschilderten Vorteile in gleicher Weise auch für die erfindungsgemäße Sicherung anwendbar sind. Zur Vermeidung von unnötigen Wiederholungen sei im Hinblick auf diesbezügliche Ausführungen auf die vorangegangenen Erläuterungen verwiesen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Sicherungsgehäuse an zwei Stirnseiten zumindest teilweise offen ausgebildet ist, wobei stirnseitig an dem Sicherungsgehäuse jeweils wenigstens eine zur elektrischen Kontaktierung ausgebildete Kontaktkappe angeordnet ist.

Durch die bevorzugte Wicklung des wenigstens einen Schmelzleiters kann, wie zuvor erläutert, die Länge der Sicherung möglichst gering gehalten werden, insbesondere wobei die Länge der Sicherung zwischen 300 mm bis 1000 mm, bevorzugt zwischen 500 mm bis 600 mm, betragen kann.

Zur Übertragung der Gleichspannung wird die dafür benötigte Länge des Schmelzleiters genutzt, die nicht der gesamten Länge der Sicherung entspricht, weil der Schmelzleiter letztlich um den Wickelkörper gewickelt ist. Letztlich ist die Länge des Schmelzleiters größer bis sehr viel größer als die Länge der Sicherung.

Bevorzugt ist der Wickelkörper derart ausgebildet, dass der Schmelzleiter, insbesondere zumindest im Wesentlichen bei jeder Windung, punktuell - ggf. an mehreren Auflagepunkten - aufliegt. Demzufolge kann der Wickelkörper Vorsprünge und sich zwischen den Vorsprüngen ergebende Vertiefungen aufweisen. Ganz besonders bevorzugt ist eine zumindest im Wesentlichen sternförmige Ausbildung des Wickelkörpers.

Vorzugsweise ist die Gleichspannung des übertragenden Gleichstroms und/oder die Bemessungsspannung bzw. der Bemessungsspannungsbereich der Sicherung größer als 1 kV, bevorzugt größer als 1 ,5 kV, weiter bevorzugt größer als 5 kV. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die Gleichspannung und/oder die Bemessungsspannung der Sicherung kleiner als 150 kV, bevorzugt kleiner als 100 kV, weiter bevorzugt kleiner 75 kV, ist und/oder zwischen 1 kV bis 100 kV, bevorzugt zwischen 1 ,5 kV bis 50 kV, weiter bevorzugt zwischen 3 kV bis 30 kV, liegt. Als Bemessungsspannung bzw. als Bemessungsspannungsbereich der Sicherung ist insbesondere die Spannung bzw. der Spannungsbereich zu verstehen, bei der die Sicherung eingesetzt wird und/oder für die Sicherung geprüft ist. Grundsätzlich ist zwischen einer oberen Bemessungsspannung und einer unteren Bemessungsspannung zu unterscheiden, wobei die untere Bemessungsspannung diejenige Spannung angibt, bei der die Sicherung noch schaltet, während die obere Bemessungsspannung die Obergrenze für die zu übertragende Gleichspannung darstellt. Folglich gibt die Bemessungsspannung bzw. der Bemessungsspannungsbereich den zulässigen Spannungsbereich der Sicherung an. Insbesondere entspricht der Bemessungsspannungsbereich dem Gleichspannungsbereich, der durch die Sicherung gesichert werden kann.

Bei einer weiteren ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der kleinste Ausschaltstrom der Sicherung größer als 3 A, bevorzugt größer als 5 A, weiter bevorzugt größer als 10 A, ist. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass der kleinste Ausschaltstrom der Sicherung kleiner 1 kA, bevorzugt kleiner als 500 A, weiter bevorzugt kleiner als 300 A, ist und/oder zwischen 3 A bis 700 A, bevorzugt zwischen 5 A bis 500 A, weiter bevorzugt zwischen 15 A bis 300 A, liegt.

Alternativ oder zusätzlich kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der kleinste Ausschaltstrom der Sicherung größer oder gleich der Bemessungsstromstärke ist, insbesondere größer oder gleich der zweifachen Bemessungsstromstärke, bevorzugt größer als die zweifache und/oder kleiner als die 15-fache Bemessungsstromstärke, weiter bevorzugt größer als die dreifache und/oder kleiner als die achtfache Bemessungsstromstärke, ist. Die vorgenannte relative Bemessung des kleinsten Ausschaltstroms ist dahingehend vorteilhaft, da insbesondere der kleinste bzw. der minimale Ausschaltstrom direkt abhängig von der Bemessungsstromstärke des jeweiligen Sicherungseinsatzes ist.

Vorzugsweise ist das Bemessungsschaltvermögen größer als 1 kA, bevorzugt größer als 10 kA, weiter bevorzugt größer als 20 kA, ausgebildet und/oder liegt zwischen 1 kA bis 100 kA, bevorzugt zwischen 10 kA bis 80 kA, weiter bevorzugt zwischen 10 kA bis 50 kA. Als Bemessungsschaltvermögen der Sicherung ist insbesondere der Bemessungswert des größten Ausschaltstromes zu verstehen. Bei dem größten Ausschaltstrom handelt es sich um denjenigen Gleichstrom, den die Sicherung maximal noch schalten kann. Folglich sollte das Bemessungsschaltvermögen der Sicherung größer als der maximale Kurzschlussstrom an der Einsatzstelle der Sicherung sein. Darüber hinaus ist gemäß einer weiteren Ausführungsform des Erfindungsgedankens der Gleichstrom, der übertragen und durch die Sicherung gesichert wird, und/oder der Bemessungsstromstärkenbereich größer als 5 A, bevorzugt größer als 10 A, weiter bevorzugt größer als 15 A. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass der Gleichstrom zwischen 3 A bis 100 kA, bevorzugt zwischen 10 A bis 75 kA, weiter bevorzugt zwischen 15 A bis 50 kA, liegt. Insbesondere ist der Bereich der Stromstärke des zu übertragenden Gleichstroms in Abhängigkeit des Bemessungsschaltvermögens und des kleinsten Ausschaltstromes der Sicherung vorgegeben.

Letztlich versteht es sich, dass in Abhängigkeit der jeweiligen Gleichstromübertragung auch unterschiedliche Sicherungen bereitgestellt werden können, die für den jeweiligen Einsatzzweck ausgelegt sein können. So kann die Bauart der Sicherung insbesondere in Abhängigkeit des zu übertragenden Gleichstroms und/oder der Gleichspannung gewählt werden.

Des Weiteren ist vorzugsweise das Produkt (mathematische Multiplikation) des durch die Sicherung gesicherten Gleichstroms und der Gleichspannung größer als 5 kW, bevorzugt größer 50 kW, weiter bevorzugt größer 700 kW. Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass das Produkt des durch die Sicherung gesicherten Gleichstroms und der Gleichspannung kleiner als 3000 MW, bevorzugt kleiner 2000 MW, weiter bevorzugt kleiner 1000 MW, ist und/oder zwischen 5 kW und 3000 MW, bevorzugt zwischen 500 kW und 2000 MW, weiter bevorzugt zwischen 700 kW und 1000 MW, liegt.

Insbesondere kann das Produkt des durch die Sicherung gesicherten Gleichstroms und der Gleichspannung der Leistung des durch die Sicherung gesicherten Abnehmers und/oder der Abnehmer (Gesamtleistung) entsprechen. Letztlich entspricht das vorgenannte Produkt insbesondere der Leistung, die durch die Sicherung gesichert werden kann.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Sicherung wenigstens zwei Schmelzleiter, bevorzugt zwischen 2 bis 10 Schmelzleiter, weiter bevorzugt zwischen 3 bis 5 Schmelzleiter, aufweist, die in dem Sicherungsgehäuse angeordnet sind. Insbesondere sind die Schmelzleiter elektrisch kontaktierend miteinander und/oder mit der Kontaktkappe verbunden. Besonders bevorzugt ist die Gleichstromanwendung eine Mittelspannungsgleichstromverteilung und/oder eine Hochspannungsgleichstromverteilung. Folglich kann die Sicherung in Netzen, die im Mittelspannungsgleichstrombereich und/oder im Hochspannungsgleichstrombereich angeordnet sind, verwendet werden. Als Mittelspannungsgleichstrombereich ist insbesondere eine Gleichspannung von größer 1 kV, bevorzugt größer 2 kV, weiter bevorzugt größer 3 kV, und/oder kleiner als 50 kV, bevorzugt kleiner als 40 kV, weiter bevorzugt kleiner als 30 kV, zu verstehen. Als Hochspannungsgleichstrombereich ist insbesondere ein Spannungsbereich von über 60 kV, bevorzugt über 100 kV, weiter bevorzugt über 200 kV, zu verstehen.

Vorzugsweise kann die Sicherung in einem Mittelspannungsgleichstromverteilernetz, insbesondere in einem Mittelspannungsgleichstromsystem, angeordnet sein. In dem Mittelspannungsgleichstromverteilernetz kann wenigstens ein Gleichstromgerät, insbesondere ein MVDC-Device (Medium Voltage Direct Current Device, zu deutsch: Mittelspannungs-Gleichstrom-Gerät), angeordnet sein. Der Gleichstrom kann von einer Energieumwandlungsanlage dem Mittelspannungsgleichstromübertragungsnetz zur Verfügung gestellt werden.

Alternativ oder zusätzlich kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Gleichstrom aus einer Photovoltaik-Anlage und/oder einer Photovoltaik- Flächenanlage, insbesondere einem Solarpark, und/oder einer Windkraftanlage und/oder einem Windpark, insbesondere einem Offshore-Windpark, stammt. Alternativ und/oder ergänzend ist es erfindungsgemäß möglich, dass der insbesondere aus wenigstens einer der vorgenannten Energieumwandlungsanlagen stammende Strom zur Versorgung eines in sich geschlossenen bzw. gekapselten Mittelspan- nungs- und/oder Hochspannungsnetzes verwendet wird. So können insbesondere mit aus erneuerbaren Energien stammende Gleichströme zur Versorgung von Verbrauchern verwendet werden. Insbesondere ist der in den vorgenannten Anlagen erzeugte Strom Gleichstrom, der vorzugsweise nicht vor Einspeisung in das Netz in Wechselstrom umgewandelt werden muss.

Vorzugsweise ist das Sicherungsgehäuse der Sicherung hohlzylinderförmig und/oder rohrförmig ausgebildet. Die Ober- und Unterseite des Sicherungsgehäuses ist insbesondere zumindest bereichsweise offen ausgebildet.

Stirnseitig kann das Sicherungsgehäuse durch die Kontaktkappe, vorzugsweise fest, verschlossen sein. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Kontaktkappe stirnseitig auf das Sicherungsgehäuse aufgesetzt ist. Insbesondere dient die Kontaktkappe zur elektrischen Kontaktierung, wobei der Schmelzleiter elektrisch mit der Kontaktkappe verbunden ist.

Insbesondere kann die Kontaktkappe einen Durchmesser zwischen 30 bis 100 mm, bevorzugt zwischen 50 bis 90 mm, aufweisen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Kontaktkappe einen genormten, vorzugsweise DIN-genormten, Durchmesser aufweist, insbesondere kann die Kontaktkappe einen Durchmesser von 53 mm +/- 5 %, 67 mm +/- 5 % oder 85 mm +/- 5 % aufweisen.

Bevorzugt überdeckt wenigstens eine Kontaktkappe wenigstens einen Teilbereich des Sicherungsgehäuses, insbesondere einen Teilbereich der Mantelfläche im Stirnbereich. Durch die bereichsweise Überdeckung im Stirnbereich des Sicherungsgehäuses kann eine feste Anordnung der Kontaktkappe an dem Sicherungsgehäuse gewährleistet werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vor der Kontaktkappe eine weitere Oberkappe angeordnet, die auf die Kontaktkappe aufgesetzt ist und/oder zumindest teilweise die Kontaktkappe überdeckt. Dabei kann die innere Kontaktkappe als Hilfskappe ausgebildet sein. Durch die zweiteilige Ausbildung der Kontaktkappe kann eine sichere elektrische Kontaktierung erreicht werden, die sich insbesondere im Langzeiteinsatz als vorteilhaft zeigt. Des Weiteren kann durch diese Ausführungsform eine besonders feste Anbindung bzw. Anordnung der Kontaktkappe am Sicherungsgehäuse ermöglicht werden.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Sicherungsgehäuse ein keramisches Material aufweist und/oder daraus besteht. Als keramisches Material sind insbesondere eine Vielzahl anorganischer, nicht metallischer Werkstoffe zu verstehen, die bevorzugt in die Arten Irdengut, Steingut, Steinzeug, Porzellan und/oder Sondermassen unterteilt werden können. Als keramische Sondermassen sind vorzugsweise Elektrokeramik und/oder Hochtemperatur-Sondermassen vorgesehen.

Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Sicherungsgehäuse ein Material aus Kunststoff, vorzugsweise Melamin, und/oder aus einem glasfaserverstärktem Kunststoff aufweist und/oder daraus besteht. In dem Sicherungsgehäuse kann ein Löschmittel, insbesondere eine Löschsandfüllung, vorzugsweise Quarzsand, und/oder Luft, vorgesehen sein. Das Löschmittel dient im Falle der Schaltung der Sicherung, insbesondere im Kurzschlussfall, zur Löschung eines Lichtbogens und/oder der Abkühlung des gegebenenfalls geschmolzenen Schmelzleiters bzw. der Schmelzleiterreste.

Der Schmelzleiter kann zumindest teilweise in dem Löschmittel eingebettet bzw. von dem Löschmittel umgeben sein, so dass das Löschmittel auf den Schmelzleiter, insbesondere beim Schmelzen des Schmelzleiters, einwirken kann.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Sicherungsgehäuse zumindest im Wesentlichen hermetisch gekapselt. Unter einer hermetischen Kapselung bzw. Abriegelung ist eine luftdichte und/oder gasdichte, insbesondere vor Wasser und/oder Flüssigkeiten geschützte, Abdichtung des Systems zu verstehen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schmelzleiter elektrisch parallel geschaltet und/oder zumindest im Wesentlichen wendelförmig um den Wickelkörper gewickelt sind. Die parallele elektrische Schaltung der Schmelzleiter ist bei einer Mehrzahl von Schmelzleitern im Falle des Kurzschlusses bzw. des Auslösens der Sicherung vorteilhaft, da das Auslösen nur eines Schmelzleiters zum Schalten ausreichend ist. Durch die wendelförmige Wicklung des Schmelzleiters kann die für die Sicherung benötigte Länge des Schmelzleiters in dem Sicherungsgehäuse eingefasst werden.

Der Wickelkörper kann einstückig oder aus mehreren Elementen ausgebildet sein. Insbesondere weist der Wickelkörper als Material Flartporzellan auf und/oder besteht daraus. Zudem kann der Wickelkörper derart ausgebildet sein, dass eine Mehrzahl an Kammern gebildet werden, insbesondere wobei in einer Kammer eine Querschnittseinschnürung vorgesehen sein kann. Durch die Querschnittseinschnürung kann beim Ansprechen der Sicherung an jedem Schmelzleiter eine Vielzahl an Teillichtbögen entstehen, so dass beim Ausschaltvorgang die umgesetzte Wärmemenge gleichmäßig über die gesamte Sicherungsrohrlänge verteilt werden kann.

Bei einer weiteren, ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Sicherung eine Auslöseeinrichtung autweist. Die Auslöseeinrichtung kann zum Schalten einer an die Sicherung angeordneten Einrichtung, insbesondere ei- nen Transformatorschalter und/oder einen Lastschalter, vorzugsweise mit Freiauslösung, ausgebildet und/oder in einer Kontaktkappe angeordnet sein. Insbesondere weist die Auslöseeinrichtung eine Schlagstift-Auslösemechanik auf. Beim Auslösen der Schlagstift-Auslösemechanik ist vorgesehen, dass der, insbesondere zumindest im Wesentlichen zylinderförmige, Schlagstift die Kontaktkappe, bevorzugt eine dicht verlötete Kupferfolie und/oder eine Durchschlagschicht, insbesondere eine Papier-Aufkleber-Schicht, durchschlägt.

Der Schlagstift der Schlagstift-Auslösemechanik der Auslöseeinrichtung kann durch einen Hilfsschmelzleiter auslösbar sein. Insbesondere erfolgt ein Auslösen des Schlagstiftes bei einem Kurzschluss.

Vorzugsweise ist eine vorgespannte Feder dem Schlagstift zugeordnet, wobei die Feder derart ausgebildet sein kann, dass beim Auslösen des Hilfsschmelzleiters, insbesondere bei einem Kurzschluss, der Schlagstift aus der Stirnseite einer der Kontaktkappen austritt. Insbesondere kann der Schlagstift auf einen Lastschalter wirken, welcher dann den fehlerhaften Strom allpolig abschalten kann.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Hilfsschmelzleiter über die gesamte Länge des Sicherungsgehäuses und/oder axial durch das Zentrum des Wickelkörpers verläuft. Der Hilfsschmelzleiter muss demgemäß insbesondere nicht um den Wickelkörper gewickelt werden.

Zudem kann der Hilfsschmelzleiter parallel mit dem Schmelzleiter und/oder den Schmelzleitern verbunden sein, insbesondere so dass beim Schmelzen eines Schmelzleiters der Hilfsschmelzleiter von einem Strom durchflossen wird, der zur Aktivierung des Schlagstiftes führt.

Vorzugsweise kann eine Sicherungseinrichtung der Auslöseeinrichtung zugeordnet sein, die derart ausgebildet ist, dass nach dem Auslösen des Schlagstiftes dieser nicht mehr in das Sicherungsgehäuse drückbar und/oder verschiebbar ist. Erfolgt demgemäß ein Auslösen des Sch lag Stiftes, wird durch die Sicherungseinrichtung verhindert, dass der Schlagstift seine vor dem Lösen innehabende Stellung erneut einnehmen kann. Somit kann der an dem Schlagstift anzuordnende Lastschalter im Falle eines Kurzschlusses dauerhaft durch den Schlagstift betätigt werden - insbesondere so lange der Gleichstrom gekappt bzw. abgeschaltet bleiben soll. Der Sicherung kann wenigstens eine Anzeigevorrichtung zugeordnet sein. Insbesondere ist die Anzeigevorrichtung zur optischen Anzeige eines Zustandes ausgebildet. Die Anzeigevorrichtung kann zudem auch in der Kontaktkappe angeordnet sein. Die Anzeigevorrichtung kann des Weiteren als Alternative zur Schlagstift- Auslösemechanik genutzt werden und durch ein optisches und/oder akustisches Signal das Auslösen der Sicherung anzeigen. Letztlich dient die Anzeigevorrichtung zur Information des Bedienpersonals darüber, dass ein Auslösen der HH- Sicherung erfolgt ist.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kontaktkappen einen galvanischen Überzug und/oder eine Silberbeschichtung autweisen. Die Kontaktkappen können als Material Elektrolytkupfer und/oder Aluminium aufweisen und/oder daraus bestehen. Die vorgenannten Materialien ermöglichen eine gute elektrische Kontaktierung.

Des Weiteren betrifft die Erfindung insbesondere ein System mit einem durch Gleichstrom versorgbaren Abnehmer und mit wenigstens einer Sicherung, die den erfindungsgemäßen Schmelzleiter aufweist und nach wenigstens einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist. An den Abnehmer wird der Gleichstrom übertragen, wobei der Gleichstrom durch die Sicherung sicherbar ist. Dabei ist vorzugsweise als Abnehmer ein Verbraucher vorgesehen.

Zur Vermeidung von unnötigen Wiederholungen sei auf die vorherigen Ausführungen im Hinblick auf den erfindungsgemäßen Schmelzleiter und die erfindungsgemäße Sicherung verwiesen, die in gleicher Weise auch für das erfindungsgemäße System gelten. Letztlich versteht es sich, dass die bereits dargelegten Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sicherung und/oder des erfindungsgemäßen Schmelzleiters auf das erfindungsgemäße System übertragbar sind.

Gemäß einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Abnehmer, der insbesondere auch aus einer Mehrzahl von Abnehmern gebildet sein kann, eine (Gesamt-)Leistung von größer 5 kW, bevorzugt größer 50 kW, weiter bevorzugt größer 700 kW, aufweist und/oder eine (Gesamt-)Leistung von kleiner als 3000 MW, bevorzugt kleiner 2000 MW, weiter bevorzugt kleiner 1000 MW, aufweist. Des Weiteren kann alternativ oder zusätzlich die Leistung des Abnehmers zwischen 50 kW und 3000 MW, bevorzugt zwischen 50 kW und 2000 MW, weiter bevorzugt zwischen 700 kW und 1000 MW, liegen. Folglich können auch Abnehmer mit einer hohen Leistung durch das Gleichstromverteilernetz, das erfindungsgemäß durch wenigstens eine Sicherung gesichert ist, versorgt werden.

Im Übrigen versteht es sich, dass in den vorgenannten Intervallen und Bereichsgrenzen jegliche Zwischenintervalle und darin enthaltene Einzelwerte enthalten und als erfindungswesentlich offenbart anzusehen sind, selbst wenn diese Zwischenintervalle und Einzelwerte nicht konkret angegeben sind.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung und der Zeichnung selbst. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen und deren Rückbeziehung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Schmelzleiters,

Fig. 2 eine schematische perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Sicherung,

Fig. 3 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sicherung,

Fig. 4 eine schematische perspektivische Darstellung eines um einen Wickelkörper gewickelten erfindungsgemäßen Schmelzleiter,

Fig. 5 eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Sicherung,

Fig. 6a eine schematische perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schmelzleiters,

Fig. 6b eine schematische Querschnittsdarstellung längs des Schnittes A-A aus Fig. 6a, Fig. 6c eine schematische Querschnittsdarstellung längs des Schnittes B-B aus Fig. 6a,

Fig. 7 eine schematische Prinzipdarstellung einer Verwendung einer erfindungsgemäßen Sicherung zur Sicherung einer Gleichstromübertragung und

Fig. 8 eine schematische Prinzipdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer Verwendung einer erfindungsgemäßen Sicherung zur Sicherung der Gleichstromübertragung.

Fig. 1 zeigt einen Schmelzleiter 1. Der Schmelzleiter 1 ist, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, zur Verwendung für eine DC-Sicherung 2, insbesondere eine Flochspannungs- Flochleistungs-Gleichstrom-Sicherung 2 (FIFI-DC-Sicherung) vorgesehen. Die Sicherung 2 kann zur Sicherung einer Gleichstromanwendung vorgesehen sein, wie dies schematisch in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist.

Fig. 1 zeigt weiter, dass der Schmelzleiter 1 einen elektrisch leitfähigen Schmelzdraht 3 aufweist. Der Schmelzdraht 3 weist wenigstens zwei als Querschnittsverengung ausgebildete Überlastengstellen 4 auf. In einem ersten Abschnitt 5 - wenigstens einmal auf dem Schmelzdraht 3 - ist eine die äußere Mantelfläche 6 des Schmelzdrahts 3 umfangsmäßig zumindest bereichsweise, vorzugsweise vollständig, umgebende, Lot aufweisende und/oder daraus bestehende erste Schicht 7 vorgesehen.

Dier erste Schicht 7 bzw. der erste Abschnitt 5 kann wenigstens ein einziges Mal auf der äußeren Mantelfläche 6 des Schmelzdrahtes 3 angeordnet sein, insbesondere im mittigen Bereich des Schmelzdrahtes 3.

Ferner zeigt Fig. 1 , dass angrenzend an jede der Überlastengstellen 4 in jeweils einem zweiten Abschnitt 8 eine die äußere Mantelfläche 6 des Schmelzdrahts 3 umfangsmäßig zumindest bereichsweise, vorzugsweise vollständig, umgebende zweite Schicht 9 vorgesehen ist.

Die Überlastengstellen 4 sind in Längsrichtung L des Schmelzdrahtes 3 aufeinander folgend angeordnet. In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass der erste Abschnitt 5 zwischen den zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Überlastengstellen 4 vorgesehen ist. Die erste Schicht 7 muss dabei nicht mittig zwischen den zwei Überlastengstellen 4 angeordnet sein, kann dies aber in weiteren Ausführungsformen.

Zudem ist in Fig. 1 gezeigt, dass der Schmelzdraht 3 zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Überlastengstellen 4 wenigstens eine als Querschnittsverengung ausgebildete Kurzschlussengstelle 10 aufweist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel unterscheidet sich die Minimalbreite 1 1 und die Form der Querschnittsverengung der Überlastengstelle 4 von der Minimalbreite 12 und der Form der Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle 10. Die Minimalbreiten 1 1 , 12 der Querschnittsverengungen geben letztlich die geringste Breite im Bereich einer Querschnittsverengung an. Die Kurzschlussengstelle 10 weist beispielsweise im Bereich der Querschnittsverengung unterschiedliche Breiten auf.

Entsprechend der Form und der Minimalbreite 1 1 , 12 der Querschnittsverengung kann das Ansprechverhalten des Schmelzleiters 1 im Auslösefall - zum Überlastschutz - entsprechend eingestellt werden.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Minimalbreite 1 1 der Querschnittsverengung der Überlastengstelle 4 größer als die Minimalbreite 12 der Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle 10 ist. Dabei kann das Verhältnis der Minimalbreite 1 1 der Querschnittsverengung der Überlastengstelle 4 zur Minimalbreite 12 der Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle 10 zwischen 1 ,15:1 bis 1 ,5:1 , betragen. In weiteren Ausführungsformen kann das vorgenannte Verhältnis zwischen 1 ,01 :1 bis 3:1 liegen.

Nicht dargestellt ist, dass die Form der Querschnittsverengung und/oder die Minimalbreite 11 der Überlastengstelle 4 zumindest im Wesentlichen gleich bzw. baugleich zur Form der Querschnittsverengung und/oder zur Minimalbreite 1 1 der Kurzschlussengstelle 10 ist.

Fig. 1 zeigt, dass die zweite Schicht 9 unmittelbar an die Überlastengstelle 4 angrenzt. Zudem zeigt Fig. 1 , dass die zweite Schicht 9 fest, vorzugsweise stoff- schlüssig und/oder verklebt, mit der äußeren Mantelfläche 6 des Schmelzdrahts 3 verbunden ist bzw. an dieser haftet.

Nicht dargestellt ist, dass die zweite Schicht 9 als Material, vorzugsweise als Lichtbogenlöschmittel, einen Kunststoff und/oder Poly(organo)siloxat aufweist und/oder daraus besteht. In weiteren Ausführungsformen kann die zweite Schicht 9 zumindest im Wesentlichen aus Silikon bestehen. Die zweite Schicht 9 kann alternativ oder zusätzlich elektrisch isolierend ausgebildet sein.

Fig. 5 zeigt, dass die zweite Schicht 9 zumindest im Wesentlichen unmittelbar an die Querschnittsverengung der Überlastengstelle 4 angrenzt, jedoch nicht in den Bereich der Querschnittsverengung der Überlastengstelle 4 ragt bzw. eindringt.

Weiter nicht dargestellt ist, dass das Lot der ersten Schicht 7 als Material eine Metalllegierung aufweist und/oder daraus besteht. Die Metalllegierung kann in weiteren Ausführungsformen Cadmium, Blei, Zinn, Zink, Silber und/oder Kupfer aufwei- sen und/oder daraus besehen. Ferner kann eine Metalllegierung aufweisend Zinn und/oder Silber vorgesehen sein. Die erste Schicht 7 kann elektrisch leitfähig ausgebildet sein.

Darüber hinaus zeigt Fig. 1 , dass eine Mehrzahl von Kurzschlussengstellen 10 zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Überlastengstellen 4 - in Längsrichtung L gesehen - vorgesehen ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Kurzschlussengstellen 10 zwischen zwei Überlastengstelle 4 vorgesehen. Im weiteren Ausführungsformen können zwischen zwei bis 15 Kurzschlussengstellen 10 zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Überlastengstellen 4 vorgesehen sein.

Des Weiteren zeigt Fig. 1 , dass die erste Schicht 7 bzw. der erste Abschnitt 5, der die erste Schicht 7 aufweist, zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Kurzschlussengstellen 10 auf der äußeren Mantelfläche 6 des Schmelzdrahtes 3 angeordnet ist. Der erste Abschnitt 5 kann - muss aber nicht - zumindest im Wesentlichen mittig zwischen zwei Kurzschlussengstellen 10 vorgesehen sein.

Außerdem ist in Fig. 1 dargestellt, dass die die zweite Schicht 9 aufweisenden zweiten Abschnitte 8 derart auf der äußeren Mantelfläche 6 des Schmelzdrahtes 3 angeordnet sind, dass zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden zweiten Abschnitten 8 bzw. zweiten Schichten 9 - in Längsrichtung L verlaufend - die zwei Überlastengstellen 4 und in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die zwischen den Überlastengstellen 4 angeordneten Kurzschlussengstellen 10 vorgesehen sind. Letztlich "fassen" die zweiten Abschnitte 8 die zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Überlastengstellen 4 und die dazwischen angeordneten Kurzschlussengstellen 10 ein bzw. "umrahmen" diese.

Die Fig. 1 und 6a zeigen, dass die Überlastengstelle 4 durch einen zumindest im Wesentlichen rechteckförmigen Rand aufweisende Aussparungen 13 gebildet wird. Die Aussparungen 13 können durch Ausstanzungen, insbesondere mittels rechteckförmiger Stempel, erzeugt werden.

Des Weiteren ist in Fig. 1 gezeigt, dass die Ecke bzw. der Eckbereich der Aussparung 13 eine Rundung aufweist. Durch die zumindest im Wesentlichen den rechteckförmigen Rand aufweisenden Aussparungen 13 kann eine eine zumindest im Wesentlichen rechteckförmige Querschnittsform aufweisende Querschnittsverengung der Überlastengstelle 4 gebildet werden.

Anhand der Detaildarstellung der Kurzschlussengstelle 10 in Fig. 1 wird gut ersichtlich, dass die Kurzschlussengstelle 10 durch einen zumindest im Wesentlichen kreisbogenabschnittsförmigen Rand aufweisende Aussparungen 14 gebildet wird. Die Aussparungen 14 können durch Ausstanzungen erzeugt werden. Insbesondere ist die Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle 10 und/oder der Überlastengstelle 4 zumindest im Wesentlichen spiegelsymmetrisch - insbesondere bezogen auf die Mittelachse des Schmelzdrahtes 3 - ausgebildet.

Fig. 6a zeigt, dass die Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle 10 eine zumindest im Wesentlichen kreisbogenabschnittsförmige Kontur - in der Draufsicht auf den Schmelzdraht 3 - aufweist. Die Kontur der Querschnittsverengung der Überlastengstelle 4 kann gerade ausgebildet sein, wobei insbesondere in den Eckbereichen der Querschnittsverengung der Überlastengstelle 4 gerundete Ecken bzw. Rundungen vorgesehen sind.

Die in Fig. 1 dargestellten Kurzschlussengstellen 10 sind zwischen den Überlastengstellen 4 - in Längsrichtung L gesehen - zumindest im Wesentlichen regelmäßig beabstandet. Insbesondere weisen die Kurzschlussengstellen 10 zueinander zumindest im Wesentlichen den gleichen Abstand 15 auf. Der Abstand 15 kann in weiteren Ausführungsformen zwischen 5 bis 30 mm, insbesondere zwischen 10 bis 20 mm, betragen.

In Fig. 1 ist weiter dargestellt, dass der Abstand 16 zwischen einer Kurzschlussengstelle 10 zur unmittelbar benachbarten Überlastengstelle 4 zumindest im Wesentlichen gleich ausgebildet ist. Der Abstand 16 ergibt sich immer zwischen der Querschnittsverengung der Überlastengstelle 4 zur nächsten Querschnittsverengung, nämlich der Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle 10. Dieser Abstand 16 ist insbesondere gleich ausgebildet. Der Abstand 16 kann in weiteren Ausführungsformen dem Abstand 15 entsprechen.

Darüber hinaus kann der Abstand 17 zwischen einer Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle 10 und/oder Überlastengstelle 4 zur unmittelbar benachbarten Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle 10 und/oder Überlastengstelle 4 zumindest im Wesentlichen gleich ausgebildet sein. Der Abstand 17 kann sowohl als Abstand 15 als auch als Abstand 16 ausgebildet sein.

Der Abstand 17 kann auch unabhängig der Kurzschlussengstelle 10, nämlich in Ausführungsformen, in denen keine Kurzschlussengstelle vorgesehen ist, und/oder unabhängig von der Mehrzahl der Kurzschlussengstelle 10, nämlich in Ausführungsformen in denen zwischen zwei unmittelbar benachbarten Überlastengstellen 4 nur eine einzige Kurzschlussengstelle 10 vorgesehen ist, zumindest im Wesentlichen gleich ausgebildet sein. Der Abstand 17 gibt letztlich den Abstand zwischen zwei unmittelbar benachbarten Querschnittsverengungen - in Längsrichtung L des Schmelzdrahtes 3 gesehen - an, wobei die Querschnittsverengung sowohl durch eine Kurschlussengstelle 10 als auch durch eine Überlastengstelle 4 gebildet sein kann. Letztlich sind die Querschnittsverengungen auf dem Schmelzdraht 3 insbesondere regelmäßig beabstandet.

Der Abstand zwischen zwei unmittelbar benachbarten Überlastengstellen 4 kann zwischen 50 bis 80 mm, insbesondere zwischen 60 bis 70 mm, liegen.

In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Länge 18 der Querschnittsverengung der Überlastengstelle 4 größer als die Länge 19 der Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle 10 ausgebildet ist. Letztlich kann die Querschnittsverengung der Überlastengstelle 4 zumindest im Wesentlichen langgestreckt ausgebildet sein. Die Länge 18 der Querschnittsverengung der Über- lastengstelle 4 kann zwischen 1 bis 3 mm liegen und insbesondere 2 mm ± 0,5 mm betragen. Die Länge 19 der Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle 10 kann 1 ,5 ± 0,5 mm betragen.

In weiteren Ausführungsformen kann die erste und/oder die zweite Schicht 7, 9 als Beschichtung ausgebildet sein.

In Fig. 1 ist dargestellt, dass die erste Schicht 7 in dem ersten Abschnitt 5 oberseitig auf den Schmelzdraht zumindest im Wesentlichen mit einer kreisförmigen Form - im Querschnitt gesehen - aufgebracht ist.

Die zweite Schicht 9 kann zumindest im Wesentlichen ringförmig, den Schmelzdraht 3 ummantelnd bzw. umgebend auf der äußeren Mantelfläche 6 des Schmelzdrahtes 3 aufgebracht werden.

Die Fig. 6b und 6c zeigen die Querschnitte einer weiteren Ausführungsform des Schmelzleiters 1 , wobei sowohl die erste Schicht 7 als auch die zweite Schicht 9 in ihrem jeweiligen Abschnitten 5 und 8 zumindest im Wesentlichen vollständig die äußere Mantelfläche 6 des Schmelzdrahtes 3 ummantelnd bzw. umgebend aufgebracht worden sind.

Fig. 6a zeigt, dass der Schmelzdraht 3 eine zumindest im Wesentlichen rechteckförmige Querschnittsform aufweist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schmelzdraht 3 als Flachband ausgebildet, der eine Mehrzahl an Querschnittsverengungen aufweisen kann. Dabei kann der Schmelzdraht 3 bei der Ausbildung als Flachband eine Banddicke bzw. Flöhe von 0,04 ± 0,01 mm aufweisen. Die Maximalbreite 10 des Schmelzdrahtes 3 kann 1 ,5 ± 0,5 mm betragen.

In Fig. 6a ist perspektivisch dargestellt, wie die Aussparungen 13, 14 die Querschnittsverengungen der Überlastengstelle 4 und der Kurzschlussengstelle 10 ausbilden.

In weiteren Ausführungsformen kann alternativ vorgesehen sein, dass der Schmelzdraht 3, die erste und/oder die zweite Schicht 7, 9 einen zumindest im Wesentlichen kreisförmigen Außenquerschnitt aufweisen. Nicht dargestellt ist, dass der Schmelzdraht 3 als Material Metall aufweist. Als Metall kann zumindest im Wesentlichen reines Silber vorgesehen sein. Insbesondere weist das Silber einen Reinheitsgrad von 99,99 % auf. Der vorgenannte Reinheitsgrad gibt den Anteil von Ag (Silber) in dem Metallmaterial an. Dies wird auch als Feinsilber bezeichnet.

In einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Schmelzdraht 3 als Material Kupfer und/oder eine Kupferlegierung aufweist und/oder daraus besteht.

Aus den Fig. 3 und 4 wird schematisch ersichtlich, dass der Schmelzleiter 1 eine Wechselfolge von unmittelbar aufeinanderfolgende Überlastengstellen 4 aufweist. Insbesondere ist eine sequenzartige Folge der Überlastengstellen 4 und insbesondere der zwischen den Überlastengstellen 4 angeordneten Kurzschlussengstellen 10 vorgesehen. Bei der Wechselfolge der Überlastengstellen 4 sind insbesondere eine zumindest im Wesentlichen baugleiche Ausbildung von zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Überlastengstellen 4 und insbesondere der zwischen den Überlastengstellen 4 vorgesehenen Kurzschlussengstellen 10 vorgesehen. Die Überlastengstellen 4 sind in dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel zumindest im Wesentlichen regelmäßig beabstandet und weisen zueinander einen zumindest im Wesentlichen gleichen Abstand auf. Das in Fig. 1 dargestellte "Muster" der zwischen zwei zweiten Abschnitten 8 angeordneten Querschnittsverengungen und die dazu korrespondierende jeweilige Form der Querschnittsverengungen ist somit insbesondere sich wiederholend entlang der Längsrichtung L des Schmelzdrahtes 3 vorgesehen.

Der erste Abschnitt 5 wiederholt sich insbesondere nicht, so dass der Schmelzleiter 1 insgesamt nur wenigstens eine erste Schicht 7 aufweist; und zwar insbesondere unabhängig von der Anzahl der Überlastengstellen 4. Die zweite Schicht 9 ist jedoch insbesondere angrenzend an jede Überlastengstelle 4 vorgesehen.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass das Verhältnis der Maximalbreite 20 des Schmelzdrahtes 3 zur Minimalbreite 1 1 , 12 der Querschnittsverengung der Überlastengstelle 4 und/oder der Querschnittsverengungen der Kurzschlussengstelle 10 zwischen 1 :0,4 bis 1 :0,35 liegt. In weiteren Ausführungsformen kann das vorgenannte Verhältnis zwischen 1 :0,6 bis 1 :0,2 liegen und dabei jeden beliebigen Wert innerhalb des angegebenen Intervalls haben. In Fig. 2 ist eine Sicherung 2 zur Sicherung einer Gleichstromanwendung gezeigt. Insbesondere ist eine HH-DC-Sicherung 2 vorgesehen. Die Sicherung 2 weist ein äußeres Sicherungsgehäuse 21 auf, wobei in dem Sicherungsgehäuse 21 wenigstens ein um einen, insbesondere elektrisch isolierenden, Wickelkörper 22 gewickelter Schmelzleiter 1 nach wenigstens einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen angeordnet ist.

Nicht dargestellt ist, dass auch eine Mehrzahl von Schmelzleitern 1 um den Wickelkörper 22 gewickelt werden kann. Der Schmelzleiter 1 weist eine Mehrzahl von Querschnittsverengungen auf, wobei die Ausbildung der Querschnittsverengungen der Kurzschlussengstellen 10 und der Überlastengstellen 4 in Kombination mit der ersten und zweiten Schicht 7, 9 den Einsatz der Sicherung 2 als HH-DC-Sicherung 2 erst ermöglichen.

Fig. 2 zeigt weiter, dass stirnseitig an dem Sicherungsgehäuse 21 jeweils wenigstens eine zur elektrischen Kontaktierung ausgebildete Kontaktkappe 24 angeordnet ist.

Die Fig. 7 und 8 zeigen, dass die Sicherung 2 zur Sicherung einer Gleichstromübertragung verwendet werden kann, wobei in Fig. 7 die Sicherung 2 zwischen einer Gleichstromquelle 27 und einem Abnehmer 29 angeordnet ist. Der Gleichstrom, der an den Abnehmer 29 übertragen wird, fließt durch die Sicherung 2.

Nicht dargestellt ist, dass das Sicherungsgehäuse 21 an den zwei Stirnseiten 23 zumindest im Wesentlichen offen ausgebildet ist.

Die Fig. 3 und 5 zeigen, dass der Wickelkörper 22 zumindest im Wesentlichen sternförmig ausgebildet ist. Die sternförmige Ausbildung des Wickelkörpers 22 wird darüber hinaus gut aus Fig. 5 ersichtlich. Der Wickelkörper 22 weist - im Querschnitt gesehen - Vorsprünge 25 bzw. Stege auf, wobei zwischen den Vorsprüngen 25 bzw. Stegen Ausnehmungen bzw. Vertiefungen 26 vorgesehen sind. Die Vorsprünge 25 sind dabei derart ausgebildet, dass sie zur zumindest im Wesentlichen punktuellen Auflage des Schmelzleiters 1 verwendet werden können. Zwischen den Vorsprüngen 25 liegt der Schmelzleiter 1 nicht auf der Oberfläche des Wickelkörpers 22 auf. Bei dem in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Gleichspannung des Gleichstroms größer als 1 kV und kleiner als 100 kV. In weiteren Ausführungsformen kann die Gleichspannung zwischen 1 ,5 kV bis 50 kV oder zwischen 3 kV bis 30 kV liegen. In weiteren Ausführungsformen ist die Bemessungsspannung bzw. der Bemessungsspannungsbereich der Sicherung 2 größer als 1 kV und/oder kleiner als 100 kV und/oder liegt zwischen 1 kV bis 100 kV, bevorzugt zwischen 1 ,5 kV bis 50 kV.

Ferner ist bei der in den Fig. 7 und 8 in einem Gleichstromnetz eingesetzten Sicherung 2 vorgesehen, dass der kleinste Ausschaltstrom der Sicherung 2 50 A ± 20 A beträgt. In weiteren Ausführungsformen kann der kleinste Ausschaltstrom der Sicherung 2 größer als 3 A und/oder kleiner als 500 A sein und/oder zwischen 3 A bis 700 A, bevorzugt zwischen 5 A bis 500 A, liegen.

In weiteren Ausführungsformen kann der kleinste Ausschaltstrom der Sicherung 2 der 1 ,5-fachen bis 10-fachen der Bemessungsstromstärke entsprechen, insbesondere wobei der minimale bzw. kleinste Ausschaltstrom direkt abhängig von der Bemessungsstromstärke des jeweiligen Sicherungseinsatzes ist.

Das Bemessungsschaltvermögen bzw. der größte Ausschaltstrom der Sicherung 2 ist in dem in dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 und 8 größer als 1 kA und/oder liegt zwischen 20 kA bis 50 kA.

Die in den Fig. 7 und 8 gezeigte Gleichstromquelle 27 stellt Gleichstrom mit einer Stromstärke von größer 5 A zur Verfügung. Insbesondere beträgt die Stromstärke des Gleichstroms und/oder der Bemessungsstromstärkenbereich zwischen 10 A bis 75 kA.

In Abhängigkeit des übertragenen Gleichstroms und der Gleichspannung kann das Produkt des durch die Sicherung 2 gesicherten Gleichstroms und der Gleichspannung variieren. In dem in Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispielgen beträgt das vorgenannte Produkt 1000 kW ± 50 kW. In weiteren Ausführungsformen kann das Produkt (mathematische Multiplikation) des durch die Sicherung 2 gesicherten Gleichstroms und der Gleichspannung zwischen 5 kW und 3000 MW, insbesondere zwischen 700 kW und 1000 MW, liegen. Nicht dargestellt ist, dass eine Mehrzahl von Schmelzleitern 1 in den Sicherungsgehäuse 3 angeordnet sind. In weiteren Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass zwischen 2 bis 10 Schmelzleiter 1 verwendet werden.

Nicht dargestellt ist, dass die Gleichstromanwendung eine Mittelspannungsgleichstromanwendung und/oder eine Hochspannungsgleichstromanwendung ist. Die Mittelspannungsgleichstromanwendung weist eine Gleichspannung von bis zu 30 kV auf. Eine Hochspannungsgleichstromanwendung weist eine Gleichspannung von über 50 kV auf.

Die Sicherung 2 kann ferner an ein Mittelspannungsgleichstromnetz angeordnet sein, insbesondere in einem Mittelspannungsgleichstromsystem mit wenigstens einem MVDC-Gerät.

Des Weiteren ist nicht dargestellt, dass die Gleichstromquelle 27 eine Photovoltaikanlage und/oder Photovoltaik-Flächenanlage (d. h. ein Solarpark) und/oder eine Windkraftanlage und/oder einen Windpark, insbesondere ein Offshore-Windpark, ist. Insbesondere stellen die vorgenannten Energieumwandlungsanlagen dem Gleichstromnetz Gleichstrom zur Verfügung. Der durch die vorgenannte Energieumwandlungsanlagen erzeugte Strom kann durch wenigstens eine Sicherung 2 gesichert an den Abnehmer 29 übertragen werden.

Darüber ist in den Fig. 7 und 8 ein System 28 mit einem durch Gleichstrom versorgbaren Abnehmer 29 gezeigt. Insbesondere ist der Abnehmer 29 ein Verbraucher bzw. eine Mehrzahl an Verbrauchern. Des Weiteren weist das System 28 eine Sicherung 2 auf, die zur Sicherung des an den Abnehmer 29 übertragenen Gleichstroms ausgebildet ist. Nicht dargestellt ist, dass die Leistung des Abnehmers 29 größer als 5 KW und kleiner als 2000 MW ist. Insbesondere ist die Sicherung 2 in einem Gleichstromnetz eingesetzt.

Fig. 2 zeigt, dass das Sicherungsgehäuse 21 hohlyzlinderförmig bzw. rohrförmig ausgebildet ist. Stirnseitig ist das Sicherungsgehäuse 21 durch die Kontaktkappen 24 fest verschlossen, wobei die Kontaktkappe 24 auf das Sicherungsgehäuse 21 aufgesetzt sein kann.

In Fig. 2 ist dargestellt, dass die Kontaktkappe 24 wenigstens einen Teilbereich der Mantelfläche im Stirnbereich des Sicherungsgehäuses 21 überdeckt. Nicht dargestellt ist, dass der Kontaktkappe 24 eine weitere Oberkappe zugeordnet ist, die vor die Kontaktkappe 24 gesetzt ist und zumindest teilweise die Kontaktkappe 24 überdeckt. In diesem Falle stellt die Kontaktkappe 24 die sogenannte innere Hilfskappe dar.

Das in Fig. 2 dargestellte Sicherungsgehäuse 21 weist ein keramisches Material auf. In weiteren Ausführungsformen kann das Sicherungsgehäuse 21 aus einem keramischen Material bestehen. Alternativ oder zusätzlich kann das Sicherungsgehäuse 21 als Material einen, insbesondere gasfaserverstärkte, Kunststoff aufweisen.

Nicht dargestellt ist, dass in dem Sicherungsgehäuse 21 ein Löschmittel vorgesehen ist. Als Löschmittel kann eine Löschsandfüllung, vorzugsweise Quarzsand, und/oder Luft verwendet werden.

Fig. 4 zeigt, dass der Schmelzleiter 1 elektrisch kontaktierend mit der Kontaktkappe 24 verbunden ist.

Nicht dargestellt ist, dass der Schmelzleiter 1 zumindest teilweise, insbesondere vollständig, in dem Löschmittel eingebettet bzw. von dem Löschmittel umgeben ist. Der Schmelzleiter 1 weist insbesondere ein Lichtbogenlöschmittel durch die Ausbildung der zweiten Schicht 9 bzw. durch das Material der zweiten Schicht 9 auf.

Zudem ist nicht dargestellt, dass das Sicherungsgehäuse 21 zumindest im Wesentlichen hermetisch gekapselt ist.

Als Material für den Wickelkörper 22 kann Hartporzellan vorgesehen sein.

In weiteren Ausführungsformen kann der Wickelkörper 22 derart ausgebildet sein, dass eine Mehrzahl von Kammern gebildet ist, insbesondere wobei in einer Kammer eine Querschnittseinschnürung vorgesehen ist.

Weiterhin nicht dargestellt ist, dass die Kontaktkappe 24 einen galvanischen Überzug und/oder eine Silberbeschichtung aufweist und/oder als Material Elektrolytkupfer und/oder Aluminium aufweist und/oder daraus besteht. Bezugszeichenliste:

1 Schmelzleiter

2 Sicherung

3 Schmelzdraht

4 Überlastungsstelle

5 erster Abschnitt

6 äußere Mantelfläche von 3

7 erste Schicht

8 zweiter Abschnitt

9 zweite Schicht

10 Kurzschlussengstelle

1 1 Minimalbreite von 4

12 Minimalbreite von 10

13 Aussparung von 4

14 Aussparung von 10

15 Abstand zwischen zwei Kurzschlussengstellen

16 Abstand zwischen Kurzschlussengstelle und Überlastengstelle

17 Abstand zwischen Querschnittsverengungen

18 Länge von 4

19 Länge von 10

20 Maximalbreite von 3

21 äußeres Sicherungsgehäuse

22 Wickelkörper

23 Stirnseite

24 Kontaktkappe

25 Vorsprung von 22

26 Vertiefung von 22

27 Gleichstromquelle

28 System

29 Abnehmer

L Längsrichtung

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung eines Schmelzleiters (1 ) für eine DC-Sicherung (2) und eine Hochspannungs-Hochleistungs-Sicherung (2) (HH-DC-Sicherung), wobei der Schmelzleiter (1 ) einen elektrisch leitfähigen Schmelzdraht (3) aufweist, wobei der Schmelzdraht (3) wenigstens zwei als Querschnittsverengung ausgebildete Überlastengstellen (4) aufweist, wobei, bevorzugt zwischen den zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Überlastengstellen (4), in wenigstens einem ersten Abschnitt (5) eine die äußere Mantelfläche (6) des Schmelzdrahts (3) umfangsmäßig zumindest bereichsweise, vorzugsweise vollständig, umgebende, Lot autweisende und/oder daraus bestehende erste Schicht (7) vorgesehen ist und wobei angrenzend an jede der Überlastengstellen (4) in jeweils einem zweiten Abschnitt (8) eine die äußere Mantelfläche (6) des Schmelzdrahts (3) umfangsmäßig zumindest bereichsweise, vorzugsweise vollständig, umgebende zweite Schicht (9) vorgesehen ist.

2. Verwendung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzdraht (3) zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Überlastengstellen (4) wenigstens eine als Querschnittsverengung ausgebildete Kurzschlussengstelle (10) aufweist, insbesondere wobei sich die Minimalbreite (11 ) und/oder die Form der Querschnittsverengung der Überlastengstelle (4) von der Minimalbreite (12) und/oder der Form der Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle (10) unterscheidet.

3. Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Minimalbreite (1 1 ) der die Querschnittsverengung der Überlastengstelle (4) größer als die Minimalbreite (12) der Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle (10) ist, insbesondere wobei das Verhältnis der Minimalbreite (1 1 ) der Querschnittsverengung der Überlastengstelle (4) zur Minimalbreite (12) der Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle (10) zwischen 1 ,01 :1 bis 3:1 , bevorzugt zwischen 1 ,1 :1 bis 2:1 , weiter bevorzugt zwischen 1 ,15:1 bis 1 ,5:1 , beträgt.

4. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (9) zumindest im Wesentlichen unmittelbar an die Überlastengstelle (4) angrenzt und/oder dass die zweite Schicht (9) fest, vorzugsweise stoffschlüssig, mit der äußeren Mantelfläche (6) des Schmelzdrahts (3) verbunden ist.

5. Schmelzleiter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht (9) als Material, vorzugsweise als Lichtbogenlöschmittel, einen Kunststoff und/oder Poly(organo)siloxan aufweist und/oder daraus besteht, insbesondere wobei die zweite Schicht (9) elektrisch isolierend ausgebildet ist.

6. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lot der ersten Schicht (7) als Material eine Metalllegierung aufweist und/oder daraus besteht, insbesondere wobei die Metalllegierung Cadmium, Blei, Zinn, Zink, Silber und/oder Kupfer, bevorzugt eine Metalllegierung aufweisend Zinn und/oder Silber, aufweist, insbesondere wobei die erste Schicht (7) elektrisch leitfähig ausgebildet ist.

7. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Überlastengstellen (4) eine Mehrzahl von Kurzschlussengstellen (10) vorgesehen ist, insbesondere wobei zwischen zwei Überlastengstellen (4) zwischen 2 bis 15, bevorzugt zwischen 3 bis 6, Kurzschlussengstellen (10) vorgesehen sind und/oder wobei der die erste Schicht (7) aufweisende erste Abschnitt (5) zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgende Kurzschlussengstellen (10) auf der äußeren Mantelfläche (6) des Schmelzdrahtes (3) angeordnet ist.

8. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die die zweite Schicht (9) aufweisende zweiten Abschnitte (8) derart auf der äußeren Mantelfläche (6) des Schmelzdrahtes (3) angeordnet sind, dass zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden zweiten Abschnitten (8) und/oder zweiten Schichten (9) die zwei Überlastengstellen (4) und vorzugsweise die zwischen den Überlastengstellen (4) angeordneten Kurzschlussengstelle (10) und/oder die Kurzschlussengstellen (10) vorgesehen sind.

9. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlastengstelle (4) durch einen zumindest im Wesentlichen rechteckförmigen Rand aufweisende Aussparungen (13) gebildet wird.

10. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurzschlussengstelle (10) durch einen zumindest im Wesentli- chen kreisbogenabschnittsförmigen Rand aufweisende Aussparungen (14) gebildet wird.

1 1. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen den Überlastengstellen (4) angeordneten Kurzschlussengstellen (10) zumindest im Wesentlichen regelmäßig beabstandet sind und/oder dass der Abstand (15) zwischen zwei unmittelbar benachbarten Kurzschlussengstellen (10) und/oder der Abstand (16) zwischen einer Kurzschlussengstelle (10) zur unmittelbar benachbarten Überlastengstelle (4) zumindest im Wesentlichen gleich ausgebildet ist und/oder dass der Abstand (17) zwischen einer Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle (10) und/oder der Überlastengstelle (4) zur unmittelbar benachbarten Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle (10) und/oder der Überlastengstelle (4) zumindest im Wesentlichen gleich ausgebildet ist.

12. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (18) der Querschnittsverengung der Überlastengstelle (4) größer als die Länge (19) der Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle (10) ausgebildet ist.

13. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Schicht (7, 9) als Beschichtung ausgebildet ist/sind.

014. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzdraht (3) eine zumindest im Wesentlichen rechteckförmige Querschnittsform aufweist und/oder als Flachband ausgebildet ist und/oder dass der Schmelzdraht (3), die erste und/oder zweite Schicht (7, 9) einen zumindest im Wesentlichen kreisförmigen Außenquerschnitt aufweisen.

15. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzdraht (3) als Material Metall aufweist, insbesondere wobei das Material, insbesondere zumindest im Wesentlichen reines Silber und/oder eine Silberlegierung und/oder Kupfer und/oder eine Kupferlegierung aufweist.

16. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzleiter (1 ) eine Wechselfolge von unmittelbar aufeinan- derfolgenden Überlastengstellen (4), vorzugsweise mit zwischen zwei unmittelbar aufeinanderfolgenden Überlastengstellen (4) angeordneten Kurzschlussengstellen (10), aufweist, insbesondere wobei die Überlastengstellen (4) zumindest im Wesentlichen regelmäßig beabstandet sind.

17. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Maximalbreite (20) des Schmelzdrahtes (3) zur Minimalbreite (1 1 , 12) der Querschnittsverengung der Überlastengstelle (4) und/oder der Querschnittsverengung der Kurzschlussengstelle (10) zwischen 1 :0,6 bis 1 :0,2, bevorzugt zwischen 1 :0,5 bis 1 :0,3, weiter bevorzugt zwischen 1 :0,4 bis 1 :0,35, liegt.

18. Sicherung (2) zur Sicherung einer Gleichstromübertragung, insbesondere HH- DC-Sicherung, mit einem äußeren Sicherungsgehäuse (21 ), wobei in dem Sicherungsgehäuse (21 ) wenigstens ein um einen, insbesondere elektrisch isolierenden, Wickelkörper (22) gewickelter Schmelzleiter (1 ) mit den konstruktiven Merkmalen von wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist.

19. Sicherung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Sicherungsgehäuse (21 ) an zwei Stirnseiten (23) zumindest teilweise offen ausgebildet ist, wobei stirnseitig an dem Sicherungsgehäuse (21 ) jeweils wenigstens eine zur elektrischen Kontaktierung ausgebildete Kontaktkappe (24) angeordnet ist.

20. Sicherung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichspannung des Gleichstroms und/oder die Bemessungsspannung der Sicherung (2) größer als 1 kV, bevorzugt größer als 1 ,5 kV, weiter bevorzugt größer als 5 kV, beträgt und/oder kleiner als 150 kV, bevorzugt kleiner 100 kV, weiter bevorzugt kleiner 75 kV, ist und/oder zwischen 1 kV bis 100 kV, bevorzugt von 1 ,5 kV bis 50 kV, weiter bevorzugt von 3 kV bis 30 kV, liegt.

21. Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste Ausschaltstrom der Sicherung (2) größer als 3 A, bevorzugt größer als 5 A, weiter bevorzugt größer als 10 A, und/oder kleiner als 1 kA, bevorzugt kleiner als 500 A, weiter bevorzugt kleiner als 300 A, ausgebildet ist und/oder zwischen 3 A bis 700 A, bevorzugt zwischen 5 A bis 500 A, weiter bevorzugt zwischen 15 A bis 300 A, liegt und/oder dass der kleinste Ausschaltstrom der Sicherung (2) größer oder gleich der Bemessungsstromstärke ist, insbesondere größer oder gleich der zweifachen Bemessungsstromstärke, bevorzugt größer als die zweifache und/oder kleiner als die 15-fache Bemessungsstromstärke, weiter bevorzugt größer als die 3-fache und/oder kleiner als die 8-fache Bemessungsstromstärke, ist.

22. Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bemessungsschaltvermögen (Bemessungswert größter Ausschaltstrom) größer als 1 kA, bevorzugt größer als 10 kA, weiter bevorzugt größer als 20 kA, ausgebildet ist und/oder zwischen 1 kA bis 100 kA, bevorzugt zwischen 10 kA bis 80 kA, weiter bevorzugt zwischen 20 kA bis 50 kA, liegt.

23. Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der übertragene Gleichstrom und/oder der Bemessungsstromstärkenbereich größer als 5 A, bevorzugt größer als 10 A, weiter bevorzugt größer als 15 A, ist und/oder zwischen 3 A bis 100 kA, bevorzugt zwischen 10 A bis 75 kA, weiter bevorzugt zwischen 15 A bis 50 kA, liegt.

24. Sicherung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt des durch die Sicherung (2) gesicherten Gleichstroms und der Gleichspannung größer 5 kW, bevorzugt größer 50 kW, weiter bevorzugt größer 700 kW, ist und/oder kleiner als 3000 MW, bevorzugt kleiner 2000 MW, weiter bevorzugt kleiner 1000 MW, ist und/oder zwischen 5 kW und 3000 MW, bevorzugt zwischen 500 kW und 2000 MW, weiter bevorzugt zwischen 700 kW und 1000 MW, liegt.

25. System (28) mit einem durch Gleichstrom versorgbaren Abnehmer (29), insbesondere Verbraucher, mit wenigstens einer Sicherung (2) nach wenigstens einer der vorgehenden Ansprüche, wobei der an den Abnehmer (29) übertragene Gleichstrom durch die Sicherung (2) sicherbar ist, insbesondere wobei die Leistung des Abnehmers (8) größer 5 kW, bevorzugt größer 50 kW, weiter bevorzugt größer 700 kW, ist und/oder kleiner als 3000 MW, bevorzugt kleiner 2000 MW, weiter bevorzugt kleiner 1000 MW, ist und/oder zwischen 50 kW und 3000 MW, bevorzugt zwischen 50 kW und 2000 MW, weiter bevorzugt zwischen 700 kW und 1000 MW, liegt.