JP2002540580A - 液状金属を有する、自己再生する電流制限器 - Google Patents
液状金属を有する、自己再生する電流制限器Info
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- JP2002540580A JP2002540580A JP2000608398A JP2000608398A JP2002540580A JP 2002540580 A JP2002540580 A JP 2002540580A JP 2000608398 A JP2000608398 A JP 2000608398A JP 2000608398 A JP2000608398 A JP 2000608398A JP 2002540580 A JP2002540580 A JP 2002540580A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H87/00—Protective devices in which a current flowing through a liquid or solid is interrupted by the evaporation of the liquid or by the melting and evaporation of the solid when the current becomes excessive, the circuit continuity being reestablished on cooling
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、保護すべき電気回路に接続するための固形金属電極(1) と、液状金属(7) で部分的に満たされているいくつかの圧縮室(4) とを含む自己再生する液状金属電流制限器に関する。前記圧縮室(4) は電極(1) の間に一方が他方の後ろに位置しかつ圧縮に耐える絶縁体(5;11)によりおよび前記絶縁体により支持された連結通路(81;82;83;84) を有する仕切り壁(12)により形成されている。仕切り壁(12)には、仕切り壁(12)に垂直な方向に延びる電流制限器(10)の縦軸線(6) に対して連続的に同軸に一直線に配置されてない複数の連結通路が設けられている。電流制限器(10)は、そのほぼ水平な縦軸線(6) の周りに電流制限器(10)を回すことに対応して種々の使用位置を可能にするように設計されている。
Description
【0001】
本発明は、保護すべき電流回路に接続すべき固形金属からなる電極と、液状金
属で部分的に満たされた、電極の間に前後して存在する比較的多数の圧縮室とを
有する、液状金属を有する自己再生する電流制限器であって、前記圧縮室は圧縮
に耐える絶縁体によりかつ連結通路を有するこれらの保持された絶縁する中間壁
により形成される、自己再生する電流制限器に関する。
属で部分的に満たされた、電極の間に前後して存在する比較的多数の圧縮室とを
有する、液状金属を有する自己再生する電流制限器であって、前記圧縮室は圧縮
に耐える絶縁体によりかつ連結通路を有するこれらの保持された絶縁する中間壁
により形成される、自己再生する電流制限器に関する。
【0002】
刊行物ソ連発明者証第 922 911号から、固形金属からなる2つの電極を含む自
己再生する電流制限器が知られており、前記電極は圧力に耐える絶縁ハウジング
として形成された第一の絶縁体により分離されている。絶縁ハウジングの内側に
、絶縁する中間壁とその間に配置されかつ環状のシール円盤として設計された第
二の絶縁体とにより、液状金属で部分的に満たされた、前後して存在する圧縮室
が形成されており、これらの圧縮室は、液状金属で充填されかつ偏心的に配置さ
れた中間壁の連結通路を介して互いに接続されている。それとともに、通常運転
では、液状金属を介して、電極の間の貫通する内側の導電接続が存在する。電流
制限の場合に、高い電流密度の結果として液状金属が連結通路から変位する。そ
れとともに、液状金属を介しての電極の電気的接続が中断され、このため短絡電
流が制限されることになる。短絡を切った後または除去した後、連結通路が再び
液状金属で満たされ、その上で電流制限器がさらにすぐに使われる。刊行物ドイ
ツ連邦共和国特許公開第 40 12 385号には、圧縮室のみを有する電流制限器が記
載されかつ液体レベルの上に媒体として真空、保護ガスまたは絶縁流体が言及さ
れている。刊行物ソ連発明者証第 1 094 088号による周知の電流制限器は、比較
的多数の連結通路が縦軸線を中心として同心に形成された中間壁と、ならびに中
間壁の間に配置されかつ液状金属の冷却のために外方に向かって導かれている銅
製の仕切り壁とが形成されている。この電流制限器によれば、水平縦軸線を中心
とする360°までの回転の場合の使用位置と、水平線に対して50°までの傾
斜とが可能であり、このことは、確かに、不利な仕方で電位を伴う仕切り壁と連
結してのみ可能であり、その場合この仕切り壁のため圧縮室を費用のかかる仕方
で個々に液状金属で満たさなければならない。
己再生する電流制限器が知られており、前記電極は圧力に耐える絶縁ハウジング
として形成された第一の絶縁体により分離されている。絶縁ハウジングの内側に
、絶縁する中間壁とその間に配置されかつ環状のシール円盤として設計された第
二の絶縁体とにより、液状金属で部分的に満たされた、前後して存在する圧縮室
が形成されており、これらの圧縮室は、液状金属で充填されかつ偏心的に配置さ
れた中間壁の連結通路を介して互いに接続されている。それとともに、通常運転
では、液状金属を介して、電極の間の貫通する内側の導電接続が存在する。電流
制限の場合に、高い電流密度の結果として液状金属が連結通路から変位する。そ
れとともに、液状金属を介しての電極の電気的接続が中断され、このため短絡電
流が制限されることになる。短絡を切った後または除去した後、連結通路が再び
液状金属で満たされ、その上で電流制限器がさらにすぐに使われる。刊行物ドイ
ツ連邦共和国特許公開第 40 12 385号には、圧縮室のみを有する電流制限器が記
載されかつ液体レベルの上に媒体として真空、保護ガスまたは絶縁流体が言及さ
れている。刊行物ソ連発明者証第 1 094 088号による周知の電流制限器は、比較
的多数の連結通路が縦軸線を中心として同心に形成された中間壁と、ならびに中
間壁の間に配置されかつ液状金属の冷却のために外方に向かって導かれている銅
製の仕切り壁とが形成されている。この電流制限器によれば、水平縦軸線を中心
とする360°までの回転の場合の使用位置と、水平線に対して50°までの傾
斜とが可能であり、このことは、確かに、不利な仕方で電位を伴う仕切り壁と連
結してのみ可能であり、その場合この仕切り壁のため圧縮室を費用のかかる仕方
で個々に液状金属で満たさなければならない。
【0003】 冒頭に述べた電流制限器を種々の応用の場合に利用できるためには、電流制限
器は応用の場合に依存する多かれ少なかれ短時間の過負荷のときに応答しないよ
うに区別をつけて設計しなければならない。そこで、例えば発電機と接続してい
る電流制限器が、称呼電流の2・・6倍になる短時間の過電流のときに応答しな
いか、または要求された鉄の品質のモータまたは変圧器との接続している電流制
限器が、称呼電流の6・・18倍になる短時間の過電流のときに応答しないが、
このことがそれに対して一層高い短絡電流のときに初めて役立つことができる。
それ故、これまで、使用者側の実情に関して適当な選択を可能にするために、製
造者側で著しい数の電流制限器を売りに出すという不利な必要条件がある。
器は応用の場合に依存する多かれ少なかれ短時間の過負荷のときに応答しないよ
うに区別をつけて設計しなければならない。そこで、例えば発電機と接続してい
る電流制限器が、称呼電流の2・・6倍になる短時間の過電流のときに応答しな
いか、または要求された鉄の品質のモータまたは変圧器との接続している電流制
限器が、称呼電流の6・・18倍になる短時間の過電流のときに応答しないが、
このことがそれに対して一層高い短絡電流のときに初めて役立つことができる。
それ故、これまで、使用者側の実情に関して適当な選択を可能にするために、製
造者側で著しい数の電流制限器を売りに出すという不利な必要条件がある。
【0004】
それ故、本発明は、操作が簡単なかつ再生が確実な仕方で最も望ましい電流制
限挙動に、すなわち特に最小溶融電流に関して、少なくともほぼ最適に適合させ
ることができる電流制限器を提供することを課題の基礎とする。
限挙動に、すなわち特に最小溶融電流に関して、少なくともほぼ最適に適合させ
ることができる電流制限器を提供することを課題の基礎とする。
【0005】
冒頭に述べた種類の電流制限器から出発して、本発明による課題は、独立請求
項の特徴部分により解決されると共に、従属請求項から本発明の有利な発展を推
定することができる。
項の特徴部分により解決されると共に、従属請求項から本発明の有利な発展を推
定することができる。
【0006】 電流制限器を異なる使用位置に意識して組み立てることにより、液状金属が、
その流動特性に基づいて、そのときそれぞれ生じた電流制限器の内側空間寸法形
状に適応する。最小溶融電流の大きさは、その他の点では同じと仮定すると、液
状金属のレベル高さの増加と共に、連結通路の上方に高まることが見いだされた
。
その流動特性に基づいて、そのときそれぞれ生じた電流制限器の内側空間寸法形
状に適応する。最小溶融電流の大きさは、その他の点では同じと仮定すると、液
状金属のレベル高さの増加と共に、連結通路の上方に高まることが見いだされた
。
【0007】 連結通路の構成と配置に応じて、液体レベルの下方に存在する連結通路につい
て異なる浸漬深さおよびまたは異なる数の連結通路が生じる。
て異なる浸漬深さおよびまたは異なる数の連結通路が生じる。
【0008】 本発明の特別な発展は、使用位置のうちの1つにおいて全ての連結通路が液体
レベルの上方に配置されていることにある。この使用位置へ他の使用位置から回
動させることによりまたはこの逆にすることにより、電流制限器が付加的に遮断
器または回路接続器として作用する。
レベルの上方に配置されていることにある。この使用位置へ他の使用位置から回
動させることによりまたはこの逆にすることにより、電流制限器が付加的に遮断
器または回路接続器として作用する。
【0009】 電流制限器に、その使用位置に付設された表示手段であって、一義的な情報を
その都度の使用位置の電流制限特性を介して与える表示手段を設けると、有利で
ある。
その都度の使用位置の電流制限特性を介して与える表示手段を設けると、有利で
ある。
【0010】 使用すべき液状金属としてのGaInSn- 合金は、その生理学上危惧する必要がな
いことにより取扱いが簡単である。660 重量部のガリウム,205重量部のインジウ
ムおよび135 重量部の錫からなる合金は、通常の圧力で10℃から2000℃まで流動
状でありかつ充分な導電率を有する。
いことにより取扱いが簡単である。660 重量部のガリウム,205重量部のインジウ
ムおよび135 重量部の錫からなる合金は、通常の圧力で10℃から2000℃まで流動
状でありかつ充分な導電率を有する。
【0011】
以下、本発明の実施の形態を図面により詳細に説明する。
【0012】 図1によれば、電流制限器10は両側に固形金属、好ましくは銅からなるそれ
ぞれ1つの電極1を有し、この電極は正方形横断面で直方体状に形成されかつ外
側の接続導体2に移行している。電極1の間には比較的多数の圧縮室4が存在し
ており、これらの圧縮室4は対応する数の環状のシール円盤11ならびに絶縁中
間壁12によって形成される。成形ハウジング5により電極1、シール円盤11
および中間壁12が保持されており、その場合圧縮室4を密閉するためおよび成
形ハウジング5に支承された要素1、11および12を摩擦結合するための周知
の手段が設けられているが、一目瞭然にするため図示されてない。密閉するため
の手段は、例えばシール円盤11と中間壁12または電極1の間のシールリング
であることができる。摩擦結合のための手段は例えば両側の線3に沿った貫通す
る締付けねじである。両方の外側の圧縮室4は側方でそれぞれ、電極1の1つに
よりならびに1つの中間壁12により区画される。内側の圧縮室4は側方でそれ
ぞれ2つの中間壁12により区画される。2つの同様なカップ半部51からなる
成形ハウジング5とシール円盤11は、圧縮に耐える第一のまたは第二の絶縁体
である。全ての圧縮室4は部分的に液状金属7、例えば GaInSn-合金で充填され
ている。液体レベル71の上方に、この例では例えば真空または保護ガスが存在
している。中間壁12には、連結通路81〜84が設けられている。連結通路8
1〜84のうちの少なくとも1つが同様に液状金属7で満たされている場合に、
電極1の間に貫通する導電性の接続がある。
ぞれ1つの電極1を有し、この電極は正方形横断面で直方体状に形成されかつ外
側の接続導体2に移行している。電極1の間には比較的多数の圧縮室4が存在し
ており、これらの圧縮室4は対応する数の環状のシール円盤11ならびに絶縁中
間壁12によって形成される。成形ハウジング5により電極1、シール円盤11
および中間壁12が保持されており、その場合圧縮室4を密閉するためおよび成
形ハウジング5に支承された要素1、11および12を摩擦結合するための周知
の手段が設けられているが、一目瞭然にするため図示されてない。密閉するため
の手段は、例えばシール円盤11と中間壁12または電極1の間のシールリング
であることができる。摩擦結合のための手段は例えば両側の線3に沿った貫通す
る締付けねじである。両方の外側の圧縮室4は側方でそれぞれ、電極1の1つに
よりならびに1つの中間壁12により区画される。内側の圧縮室4は側方でそれ
ぞれ2つの中間壁12により区画される。2つの同様なカップ半部51からなる
成形ハウジング5とシール円盤11は、圧縮に耐える第一のまたは第二の絶縁体
である。全ての圧縮室4は部分的に液状金属7、例えば GaInSn-合金で充填され
ている。液体レベル71の上方に、この例では例えば真空または保護ガスが存在
している。中間壁12には、連結通路81〜84が設けられている。連結通路8
1〜84のうちの少なくとも1つが同様に液状金属7で満たされている場合に、
電極1の間に貫通する導電性の接続がある。
【0013】 図2によれば、中間壁12にはそれぞれ4つの連結通路81〜84が設けられ
ている。電流制限器10の水平に延びる縦軸線6が中間壁12に対し垂直に延び
ている。連結通路81、82、83および84は全てが縦軸線6に関して同心に
配置されていない。電流制限器10は、図2の(a)〜図2の(d)によれば、
4つの異なる使用位置を有し、これらの使用位置は順々に電流制限器10をそれ
ぞれ90°だけその縦軸線6を中心として回すことにより得られる。図2の(a
)から図2の(c)までによる使用位置では、液状金属7により感知された連結
通路81、82または83または84は液状金属レベル71に関してそれぞれ異
なる浸漬深さt1またはt2またはt3 を有し−しかも減少する順序で有する。
図2の(a)による使用位置では、2つの連結通路81と82が液状金属7によ
り感知される。図2の(b)または図2の(c)による使用位置では、それぞれ
1つの連結通路、すなわち連結通路83または連結通路84が液状金属7により
感知される。図2の(d)による使用位置では、連結通路81〜84のどれも液
状金属7により感知されない。異なる浸漬深さt1〜t3によっておよび4つの
図示の使用位置における液状金属7により感知された異なる数の連結通路81〜
84によって、同一の電流制限器10について4つの異なる特性が達成される。
したがって、例えば電流制限器10は個々の使用位置で1つの電流制限特性を取
り、その電流制限特性は - 図2の(a)では、6から14までの称呼電流ファクタでモータ保護に適し、 - 図2の(b)では、6から12までの称呼電流ファクタでケーブル保護および
設備保護に適し、 - 図2の(c)では、2から6までの称呼電流ファクタで発電機保護に適し、 - 図2の(d)では、液状金属7で満たされた連結通路がないので、常時電流が
遮断されたOff位置に適する。
ている。電流制限器10の水平に延びる縦軸線6が中間壁12に対し垂直に延び
ている。連結通路81、82、83および84は全てが縦軸線6に関して同心に
配置されていない。電流制限器10は、図2の(a)〜図2の(d)によれば、
4つの異なる使用位置を有し、これらの使用位置は順々に電流制限器10をそれ
ぞれ90°だけその縦軸線6を中心として回すことにより得られる。図2の(a
)から図2の(c)までによる使用位置では、液状金属7により感知された連結
通路81、82または83または84は液状金属レベル71に関してそれぞれ異
なる浸漬深さt1またはt2またはt3 を有し−しかも減少する順序で有する。
図2の(a)による使用位置では、2つの連結通路81と82が液状金属7によ
り感知される。図2の(b)または図2の(c)による使用位置では、それぞれ
1つの連結通路、すなわち連結通路83または連結通路84が液状金属7により
感知される。図2の(d)による使用位置では、連結通路81〜84のどれも液
状金属7により感知されない。異なる浸漬深さt1〜t3によっておよび4つの
図示の使用位置における液状金属7により感知された異なる数の連結通路81〜
84によって、同一の電流制限器10について4つの異なる特性が達成される。
したがって、例えば電流制限器10は個々の使用位置で1つの電流制限特性を取
り、その電流制限特性は - 図2の(a)では、6から14までの称呼電流ファクタでモータ保護に適し、 - 図2の(b)では、6から12までの称呼電流ファクタでケーブル保護および
設備保護に適し、 - 図2の(c)では、2から6までの称呼電流ファクタで発電機保護に適し、 - 図2の(d)では、液状金属7で満たされた連結通路がないので、常時電流が
遮断されたOff位置に適する。
【0014】 本発明は、前記の実施の形態に限定されないで、本発明の意味で均等に作用す
る全ての実施の形態も含む。したがって、例えば異なる通路直径を有する連結通
路の使用により異なる使用位置での電流制限特性を大幅に変えることができる。
成形ハウジング5の外壁の特徴は、図2の(a)〜図2の(c)によるその都度
の使用位置へ電流制限特性を一義的に割り当てるためにならびに図2の(d)に
よる使用位置へOff位置を一義的に割り当てるために使用できる。
る全ての実施の形態も含む。したがって、例えば異なる通路直径を有する連結通
路の使用により異なる使用位置での電流制限特性を大幅に変えることができる。
成形ハウジング5の外壁の特徴は、図2の(a)〜図2の(c)によるその都度
の使用位置へ電流制限特性を一義的に割り当てるためにならびに図2の(d)に
よる使用位置へOff位置を一義的に割り当てるために使用できる。
【図1】 本発明による電流制限器の縦断面図である。
【図2】 図2の(a)、(b)、(c)および(d)は異なる使用位置における電流制
限器をそれぞれ図1の線A−Aで切断した横断面図である。
限器をそれぞれ図1の線A−Aで切断した横断面図である。
1 電極 4 圧縮室 5;11 絶縁体 6 縦軸線 7 液状金属 10 電流制限器 12 中間壁 71 液体レベル 81;82;83;84 連結通路 t1;t2;t3 浸漬深さ
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成12年12月9日(2000.12.9)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0003】 冒頭に述べた電流制限器を種々の応用の場合に利用できるためには、電流制限
器は応用の場合に依存する多かれ少なかれ短時間の過負荷のときに応答しないよ
うに区別をつけて設計しなければならない。そこで、例えば発電機と接続してい
る電流制限器が、称呼電流の2... 6倍になる短時間の過電流のときに応答しな
いか、または要求された鉄の品質のモータまたは変圧器との接続している電流制
限器が、称呼電流の6... 18倍になる短時間の過電流のときに応答しないが、
このことがそれに対して一層高い短絡電流のときに初めて役立つことができる。
それ故、これまで、使用者側の実情に関して適当な選択を可能にするために、製
造者側で著しい数の電流制限器を売りに出すという不利な必要条件がある。 ドイツ連邦共和国特許明細書第 373 009号によれば、接触をもたらすことが、
内部を部分的に充填する液状金属により行われかつスイッチ本体が液状金属を分
割する穿孔された仕切り壁を備えているスイッチがある。
器は応用の場合に依存する多かれ少なかれ短時間の過負荷のときに応答しないよ
うに区別をつけて設計しなければならない。そこで、例えば発電機と接続してい
る電流制限器が、称呼電流の2... 6倍になる短時間の過電流のときに応答しな
いか、または要求された鉄の品質のモータまたは変圧器との接続している電流制
限器が、称呼電流の6... 18倍になる短時間の過電流のときに応答しないが、
このことがそれに対して一層高い短絡電流のときに初めて役立つことができる。
それ故、これまで、使用者側の実情に関して適当な選択を可能にするために、製
造者側で著しい数の電流制限器を売りに出すという不利な必要条件がある。 ドイツ連邦共和国特許明細書第 373 009号によれば、接触をもたらすことが、
内部を部分的に充填する液状金属により行われかつスイッチ本体が液状金属を分
割する穿孔された仕切り壁を備えているスイッチがある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルガー・フランク ドイツ連邦共和国、スヴィスタール−ミー ル、シュピースガルテン、3 Fターム(参考) 5G502 AA06
Claims (6)
- 【請求項1】 保護すべき電流回路に接続すべき固形金属からなる電極(1)
と、液状金属(7) で部分的に満たされた、電極(1) の間に前後して存在する比較
的多数の圧縮室(4) とを有する、液状金属を有する自己再生する電流制限器であ
って、前記圧縮室は圧縮に耐える絶縁体(5;11)によりかつ連結通路(81;82;83;84
) を有するこれらの保持された絶縁する中間壁(12)により形成される、自己再生
する電流制限器において、 - 中間壁(12)にそれぞれ比較的多数の連結通路(81...84) が設けられ、これらの
連結通路は中間壁(12)に対し垂直に延びる電流制限器(10)の縦軸線(6) に関して
通り抜けできないように同心に配置され、 - 電流制限器(10)は、電流制限器をその実質的に水平に延びる縦軸線(6) を中心
として回すことにより生じる異なる使用位置を許すように形成されていることを
特徴とする自己再生する電流制限器。 - 【請求項2】 少なくとも2つの異なる使用位置において、それぞれ液状金
属(7) により感知された連結通路(81,82;83;84) が液体レベル(71)に関して異な
る浸漬深さ(t1;t2;t3)を有することを特徴とする請求項1に記載の自己再生する
電流制限器。 - 【請求項3】 少なくとも2つの異なる使用位置において、異なる数の連結
通路(81,82;83;84) が液状金属(7) により感知されることを特徴とする請求項1
または2に記載の自己再生する電流制限器。 - 【請求項4】 比較的多数の使用位置において、連結通路(81...84) のいず
れも液状金属(7) により感知されないことを特徴とする請求項1から3までのう
ちのいずれか一つに記載の自己再生する電流制限器。 - 【請求項5】 電流制限特性の特色を示す、異なる使用位置の表示手段を備
えたことを特徴とする請求項1から4までのうちのいずれか一つに記載の自己再
生する電流制限器。 - 【請求項6】 液状金属(7) が GaInSn-合金であることを特徴とする請求項
1から5までのうちのいずれか一つに記載の電流制限器。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19914147A DE19914147A1 (de) | 1999-03-29 | 1999-03-29 | Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung mit Flüssigmetall |
DE19914147.9 | 1999-03-29 | ||
PCT/EP2000/002202 WO2000058987A1 (de) | 1999-03-29 | 2000-03-11 | Selbsterholende strombegrenzungseinrichtung mit flüssigmetall |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002540580A true JP2002540580A (ja) | 2002-11-26 |
Family
ID=7902780
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000608398A Pending JP2002540580A (ja) | 1999-03-29 | 2000-03-11 | 液状金属を有する、自己再生する電流制限器 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6525642B1 (ja) |
EP (1) | EP1166308B1 (ja) |
JP (1) | JP2002540580A (ja) |
DE (2) | DE19914147A1 (ja) |
WO (1) | WO2000058987A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19903837B4 (de) * | 1999-02-01 | 2004-02-19 | Moeller Gmbh | Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung mit Flüssigmetall |
DE19918451A1 (de) * | 1999-04-23 | 2000-10-26 | Moeller Gmbh | Selbstholende Strombegrenzungseinrichtung mit Flüssigmetall |
DE10139565B4 (de) * | 2001-08-10 | 2004-07-29 | Moeller Gmbh | Strombegrenzungseinrichtung mit Flüssigmetall |
JP3955956B2 (ja) * | 2004-08-30 | 2007-08-08 | 国立大学法人九州工業大学 | 誘電泳動力を用いた自己回復性限流ヒューズ |
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