KR20210105877A

KR20210105877A - 용융 도체 및 퓨즈

Info

Publication number: KR20210105877A
Application number: KR1020217012245A
Authority: KR
Inventors: 디어크 빌헬름; 옌스 베버; 요하네스-게오르크 고데케
Original assignee: 시바 퓨즈스 게엠베하
Priority date: 2019-06-25
Filing date: 2020-05-18
Publication date: 2021-08-27
Also published as: US20220068581A1; EP3830858A1; SI3830858T1; DK3830858T3; PL3830858T3; EP3830858B1; CN114787955A; DE102019005664A1; CN114787955B; PT3830858T; HUE059119T2; ES2920968T3; US11710613B2; WO2020259924A1

Abstract

발명은 DC 퓨즈(2) 및 고-전압 고-전력 퓨즈(HH-DC 퓨즈)(2)를 위한 용융 도체(1) 사용에 관련하고, 용융 도체(1)는 전기적으로 전도성인 용융 와이어(3)를 포함하고, 용융 와이어(3)는 단면 축소의 형태로 적어도 2 개의 과부하 협소 섹션들(4)을 포함하고, 바람직하게는, 바로 연속하는 2 개의 과부하 협소 섹션들(4) 사이에, 제1 레이어(7)는 적어도 하나의 제1 섹션(5)에서 제공되고, 제1 레이어(7)는 땜납을 포함하고/하거나 적어도 일부 영역들에서 용융 와이어(3)의 외부 셸 표면(6)을 둘러싸고, 바람직하게는 완전히 용융 와이어(3)의 외부 셸 표면(6)을 둘러싸고, 및 제2 레이어(9)는 개별 제2 섹션(8)에서 과부하 협소 섹션들(4)의 각각에 인접하여 제공되고, 제2 레이어(9)는 적어도 일부 영역들에서 용융 와이어(3)의 외부 셸 표면(6)을 둘러싸고, 바람직하게는 완전히 용융 와이어(3)의 외부 셸 표면(6)을 둘러싼다.

Description

용융 도체 및 퓨즈

발명은 직류 전류 어플리케이션(HH-DC 퓨즈/직류 전류 퓨즈(Direct Current fuse))을 위한 고 전압 고 전력을 위한 용융 도체의 사용에 관련한다. 더욱이, 본 발명은 직류 전류 어플리케이션을 위한 퓨즈에 관련한다.

향후 몇 년 및/또는 수십 년의 에너지 공급은 급격한(drastic) 스트럭쳐 변화에 대한 주제일 것이다. 이 에너지 변화 및 특히 독일의 "에너지 전환(Energiewende)"은 신재생 에너지들(renewable energies)의 임팩트(impact)에 의하여 영향을 받을 것이다. 에너지 공급에서 신재생 에너지들의 증가하는 지분(share)은 에너지의 공급 시스템의 리스트럭쳐링(restructuring)을 요구한다.

에너지 생산은 증가적으로 분산(decentralized)되고 있고, 이는 신재생 에너지 설비(RE 설비(installations))의 영향 하이다. 많은 신재생 에너지 설비는 직류 전류를 생성하며, 직류 전류는 연관된 그리드(grid)로, 특히, 분배(distribution) 그리드로, 이후에(subsequently) 피딩된다.

예를 들어 신재생 에너지 설비에 의하여 피딩되는 직류 전류 네트워크의 안전한 사용을 위하여, 직류 전류 및/또는 직류 전류 어플리케이션의 영구적 보호(permanent protection)가 필요하다.

직류 전류를 위한 퓨즈 보호는, 신재생 에너지 설비에 의하여 피딩된 분배 네트워크들을 위하여 뿐만 아니라, 원칙적으로 직류 전압과 작동하는 분배 네트워크를 위하여도 요구된다. 현재 시장 관행(practice)은 교류 전류 전송 및/또는 교류 전류 그리드이다. 그러나, 이는 다가오는 몇 년 내지 수 십년 내에 변화할 것이다.

이에 대한 이유는, 기술적 관점에서 보면, 직류 전류 전송은, 감소된 전송 손실(transmission loss)에 관해 비교적으로 긴 거리들에 걸쳐 전기를 전송하는 데 바람직하게 사용된다. 그러므로, 특히 고-전압 직류-전류(high-voltage direct-current; HVDC) 연결 및/또는 중-전압 직류-전류(medium-voltage direct-current; MVDC) 연결이 근해 설비(offshore installations)를 연결하는 데 적합하다. 이러한 전력 전송은 전송 레벨에서 발생한다. 그러나, 소비자들(consumers) 및 특히 가정들(households)을 연결하기 위하여, 전송 레벨에서 분배 레벨로 전달(transfer)이 발생한다. 전송 레벨로부터 직류 전류를 수신하는 분배 레벨은 또한, 높은 기술적 요구사항들 하에서 영구적으로 보증(secure)되어야 한다.

AC 전압에서 DC 전압으로 그리드를 리스트럭쳐링하는 것은, 가정들 및/또는 전기 소비자들 및/또는 에너지 설비, 특히 신재생 에너지 설비가 DC 분배 그리드로 안전하게 연결될 수 있도록, 이에 따라서(accordingly) 분배 레벨에서 DC 전압을 융합(fusing)하는 것의 문제(challenge)를 제기(pose)한다.

또한 분산된 전력 발전기들(power generators) 및 발전소들(power plants)의 통합 및/또는 전기 자동차들의 통합의 경우, DC 분배 그리드의 효율적이고 안정적인(secure) 퓨즈 보호는 에너지 시장의 리컨스트럭쳐링 및/또는 에너지 트랜지션(transition)의 전반적인 구현에서 결정적인 팩터이다.

가장 큰 문제들 중 하나는 여기에서, 직류 전류 어플리케이션 및/또는 직류 전류 그리드의 퓨즈이다. 이러한 퓨즈 보호 없이, DC 전송에 관한 및 특히, 에너지 설비 및/또는 분산된 발전소들의 피드-인(feed-in) 및 전력 발전의 분산화에 대한 개념들은 구현될 수 없다. DC 어플리케이션을 위한 DC 퓨즈들은, 특히 분배기(distributor) 그리드 레벨에서, 안전한 그리드 작동의 기술적 앵커 포인트(anchor point)이다.

그러나, 현재 DC 어플리케이션의 결점(disadvantage)은 실제로(in practice), - 만약에 - DC 어플리케이션 및/또는 DC 전송의 기껏해야 충분한 퓨즈 보호에 부적당한(inadequate) 것이 보장될 수 있을 것이라는 점이다(However, the disadvantage of current DC applications is that in practice - if at all - only inadequate to at best sufficient fuse protection of the DC transmission and/or the DC application can be guaranteed). 특히 분배 네트워크 레벨에서 DC 어플리케이션들의 경우에, DC 전송의 장기(long-term) 부하를 견딜 수 있고 및 또한 단락 회로의 이벤트에서 전송하는 DC 전류를 안전하게 스위칭 오프(switch off)할 수 있는 알려진 퓨즈들이 없다. 결과적으로 직류 전류들은, 특히, 짧은 길이(short length) 및/또는 작은 치수들(small dimensions)을 포함하는 컴팩트(compact) 구성에서 및/또는 섹션들에서, 효율적으로 융합될 수 없다.

그러나, 단락 회로의 이벤트에서 스위칭 오프하는 것뿐만 아니라, 과부하(과부하 회로)의 이벤트에서 스위칭 오프하는 것도 DC 어플리케이션의 장기 퓨즈 보호를 위해 요구된다. 과부하 전류들은, 단락 회로 없이, DC 분배 시스템, 특히, 장치, 설비, 케이블들 및/또는 라인들로 연결된 소모자들의 정격 값들을 초과하는 전류들이다.

과부하 및 단락-회로 보호를 동시에(simultaneously) 제공하는 DC 고 전압을 위한 퓨즈는 종래 기술에서 알려지지 않는다. 그러나, 이는 DC 전송 라인 및 DC 분배 네트워크의 안전한 작동을 위하여 필요할 수 있다. 과부하 보호 없이, 지속적인(continuous) 작동 동안, 구동 장비, 케이블들 및/또는 라인들과 같은, 보호될 소모자들의 발열(heating)을 방지(prevent)하는 것이 가능하지 않다. 그러므로, 소모자들은, 단락 회로 동안 및/또는 과부하의 이벤트에서 높은 열적 및 기계적 스트레스들에 노출된다.

DC 회로들에서 사용을 위한 퓨즈들은 저-전압 범위에 대한 종래 기술에서 알려진다. 그러나, 이는 고-전압 및/또는 중-전압 DC 범위에 대하여 사용 가능하고/하거나 적합하지 않다(not suitable and/or usable). EP 3 270 403 A1는, 예를 들어, DC 전압 회로를 위한 이러한 저-전압 퓨즈에 관련한다.

본 발명의 목표는 이제, 전술된(aforementioned) 종래 기술에서 결점들을 피하거나, 또는 적어도 실질적으로 그들을 감소시키는 것이다.

발명에 따르면, 전술된 목표는 DC 퓨즈(DC 전송(transmission)을 위한 퓨즈) 및 고 전압 고 전력 퓨즈(소위 HH-DC 퓨즈)를 위한 용융 도체의 사용에 의하여 해결된다. 용융 도체(melting conductor)는, 전기적으로 전도성인 용융 와이어(melting wire)를 포함한다. 용융 와이어는 단면 축소들(cross-sectional constrictions)의 형태(예를 들어, 단면이 작아지는 형태)로 형성된 적어도 2 개의 과부하 협소 섹션들(overload narrow sections)을 포함한다. 적어도 하나의 제1 섹션에서, 적어도 일부 영역들에서 용융 와이어의 외부 셸 표면(outer shell surface)을 둘러싸고(circumferentially surround), 바람직하게는, 용융 와이어의 외부 셸 표면을 완전히 둘러싸는 제1 레이어가 제공된다. 제1 레이어는 재료로서 땜납(solder)을 포함하고/하거나 땜납으로 구성된다. 바람직하게는, 적어도 하나의 제1 섹션은 바로 연속하는 2개의 과부하 협소 섹션들 사이에 제공된다. 과부하 협소 섹션들의 각각에 인접한 제2 레이어는 제2 섹션에서 제공된다. 제2 레이어는 적어도 일부 영역들에서 용융 와이어의 외부 셸 표면을 둘러싸고, 바람직하게는, 용융 와이어의 외부 셸 표면을 완전히 둘러싼다.

발명에 따르면, 용융 와이어는, 특정 기하학적인 형상으로 및/또는 특정 단면 형상으로 제한되고/되거나 고정(fixed)되지 않는다. 특히, 용융 와이어는 둥근(circular) 및/또는 타원형(elliptical)의 단면 형상으로 제한되지 않는다. 바람직하게는, 용융 와이어는 플랫 와이어 및/또는 플랫 스트립으로 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 용융 와이어는, 적어도 실질적으로 둥근 단면 형상을 포함하고/하거나 적어도 실질적으로 원통형(cylindrical)이도록 구성되는 것이 제공될 수 있다.

특히, 제1 레이어는 전기적으로 전도성이도록 구성되고/되거나 제2 레이어는 전기적으로 절연하도록 구성된다.

더 바람직하게는, 과부하 협소 섹션들은, 용융 와이어의 길이 방향(longitudinal direction)으로 연장(extend)하는 연쇄(succession)로 배치된다. DC 퓨즈에서 사용될 때, 용융 도체는, DC 전류가 매우 짧은 시간 프레임에서, 특히 10ms 내지 1s 사이에서, 스위칭 오프하는 것을 가능하게 한다. 더 바람직하게는, 과부하 차단(disconnection)이 최대 1시간 동안(for up to one hour) 발생할 수 있다.

전체(entire) 용융 도체는, 바람직하게는, 제1 레이어를 포함하는 오직 단일 제1 섹션을 포함한다. 제1 레이어는, 바람직하게는, 적어도 필수적으로 용융 도체의 길이의 중앙(middle)에 배치된다.

대안적으로 또는 추가적으로, 제1 레이어를 포함하는 복수의 제1 섹션들이 제공되는 것이 제공될 수 있다.

특히, 제1 섹션의 배치는, 과부하 협소 섹션들의 배치와 독립적으로 제공될 수 있다.

도 1 발명에 따른 용융 도체의 개략도,
도 2 발명에 따른 퓨즈의 개략 사시도(schematic perspective illustration),
도 3 발명에 따른 퓨즈의 추가 실시 예의 개략 단면도,
도 4 권선체 주위에 감긴 발명에 따른 용융 도체의 개략 사시도,
도 5 발명에 따른 퓨즈의 추가 실시 예의 개략 단면도,
도 6a 발명에 따른 용융 도체의 추가 실시 예의 개략 사시도,
도 6b 도 6a의 절단 A-A에 따른 개략 단면도,
도 6c 도 6a의 절단 B-B에 따른 개략 단면도,
도 7 직류 전류 전송의 퓨즈 보호를 위한 발명에 따른 퓨즈의 사용의 개략 원리 표현(principle representation), 및
도 8 DC 전송의 퓨즈 보호를 위한 발명에 따른 퓨즈의 사용의 추가 실시 예의 개략도
가 나타난다.

발명에 따르면, 최소 차단 전류(breaking current)는, 제1 레이어 및 제2 레이어를 갖는 조합으로 과부하 협소 섹션들을 배치함으로써 상당히(significantly) 감소될 수 있는 것이 발견된다. 이는 궁극적으로, 과부하 차단 및 단락-회로 차단 모두를 위하여 사용될 수 있는 고 전압 DC 퓨즈들에서 용융 도체의 사용을 가능하게 한다. 단락-회로 보호는, 가장 큰 단락-회로 전류들이 설치의 그들의 포인트에서 안전하게 차단(interrupt)될 수 있는 점에서, 퓨즈에 의하여 가능하게 될 수 있다. 차례로, 과부하 보호는 전류-의존적인 방식으로 제1 레이어에 의하여 제공될 수 있으며, 과부하 보호를 위한 차단 용량(breaking capacity)은 원칙적으로 퓨즈 설치 포인트에서 단락-회로 전류보다 더 작을 수 있다.

DC 어플리케이션을 보호하기 위한 및 특히 과부하 보호를 보장하기 위한 추가의 수단들의 사용이 회피될 수 있다. 추가의 스위치-차단기들 또는 이와 유사한 것은 요구되지 않고 및/또는 이러한 요구사항이 감소된다. 발명에 따르면, DC 전송 네트워크는 효율적으로 보증된다. 더욱이, 발명에 따르면, 특히 에너지의 피드에 대한 필요 없이, 동작(actuation)을 위한 특히, 외부적인 에너지의 피드에 대한 필요 없이, 이것은 백-업 보호로서 사용될 수 있다.

발명에 따르면, 고 DC 전류들 및/또는 고 DC 전압들은 퓨즈에서 사용된 용융 도체에 의하여 보호될 수 있다. 가장 작은 차단 전류(breaking current)로서 또한 참조될 수 있는 최소 차단 전류(breaking current)는 이에 의하여, 매우 낮게 홀딩될 수 있다.

가장 작은 차단 전류(breaking current)는, 최소 차단 전류(breaking current)의 정격 값이다. 이 전류 레벨 위에서, 퓨즈는 과전류(overcurrent)를 스위칭하는 것이 가능하다. 결과적으로, 전기적인 구성 요소들(소모자, 직류 전류 소스, 등)은, 과전류는 최소 차단 전류(breaking current) 아래로 떨어지는 퓨즈의 설치의 포인트에서 발생할 수 없는 방식으로 퓨즈를 구성(design) 및/또는 배치되어야 한다. 가장 작은 차단 전류(breaking current)는 퓨즈의 선택된 구성에 의존할 수 있다.

추가로, HH-DC 퓨즈를 위하여 요구된 용융 도체의 길이는, 발명에 따른 제2 레이어를 배치함으로써 급격하게 감소될 수 있다. HH-DC 퓨즈를 위하여 요구된 용융 도체의 길이는 특히 퓨즈의 정격 전압에 의존할 수 있다. 바람직하게는, 발명에 따른 배치는 적어도 10%, 바람직하게는 20%, 더 바람직하게는 30% 만큼 용융 도체의 길이를 감소할 수 있다.

발명에 따르면, 높은 직류 전압에서 직류 전류의 비교적으로 낮은 전류들을 차단하는 것이 가능하다. 이는 특별히, "넓은(wide)" 전류 범위에 걸쳐 넓은 범위의 어플리케이션 및 안전이 보장되기 위하여 필요하다.

발명의 과정(course) 동안, 발명에 따른 용융 도체의 구성이 용융 도체를 포함하는 퓨즈를 DC 어플리케이션에, 특히, DC 분배 네트워크의 퓨즈 보호에, 특별히(particularly) 적합하게 만드는 것이 놀랍게도 발견되었다. 그러므로, 고 DC 전류들 및/또는 고 DC 전압들이 보증될 수 있다. 이전에 설명된 바와 같이, 특히 고-전압 및 고-전력 범위에서, DC 어플리케이션을 보증할 수 있는 퓨즈는 종래 기술에서 알려지지 않는다. 특히, 중 전압 및/또는 고 전압 범위에서 퓨즈는, 준수되어야할 많은 제약들 및 표준들과 연관된다. 고 스트레스들 및/또는 전류들로부터 초래된 잠재적인 위험들에 관한 고도의(high degree) 민감성(sensitivity) 및 주의(caution)는, 퓨즈들이 전류의 상이한 타입들의 분배 및/또는 전송을 위해 "무분별하게(indiscriminately)" 및/또는 전혀 사용되지 않은 것을 의미한다. 특히, 예상되는(anticipated) 문제들 때문에 DC 전송에 대한 충분한 해결책이 없었다.

실제로, DC 분배 네트워크에 전기적으로 연결된 부하들 및/또는 소모자들 중 하나가 과부하를 포함하고/하거나 단락 회로를 유발하였으면, - 적어도 특정 시간 이후에 - 전체 DC 네트워크가 고장(fail)났을 것이다. DC 네트워크의 고장이 직접적으로 유발되지 않더라도, 연결된 소모자들 및/또는 부하들에게 높은 열적 및/또는 기계적 부하들이 방지될 수 없다. 이에 따라, 실제로는, 안정적이고 안전한 전력 네트워크 및/또는 DC 회로를 위하여 요구된 퓨즈 보호가 영구적인 기초(permanent basis)에서 보장될 수 없기 때문에, DC 전송 및/또는 DC 분배 및/또는 DC 네트워크들에서 퓨즈들이 포기(abandon)되었다.

그러나, 놀랍게도 그리고 예측할 수 없게도, 발명에 따라, 발명에 따른 특별한 용융 도체는 DC 어플리케이션을 위한 퓨즈에서 및/또는 고 전압 퓨즈에서 사용될 수 있고, 특히 과부하 및 단락 회로의 경우에서, 필요한 안전이 보장될 수 있는 것이 발견되었다. 과부하의 이벤트에서 및 또한 단락-회로의 이벤트에서, 아마 아크 유출(arc leakage)과 및/또는 소호 에이전트 탈출(escape)과 연결된 퓨즈의 퓨즈 박스에 대한 손상(damage)이, 특히 고 전압 퓨즈의 퓨즈 박스에 대한 손상이, 방지될 수 있는 것이 발견되었다. 시뮬레이션된 장기 테스트들에서, DC 어플리케이션의 퓨즈 보호를 위한 발명에 따른 용융 도체를 포함하는 퓨즈의 장기 사용의 경우에서도, 예를 들어, 5년 이상이고, 바람직하게는 10년 이상이고, 더 바람직하게는 15년 이상의 기간동안, 특히 법률에 의해 규정된, 요구되는 안전 가이드라인들 및/또는 규정들이 준수될 수 있는 것이 규명(establish)되었다. 특히, 발명에 따른 용융 도체를 포함하는 퓨즈는 유지보수-없이(maintenance-free) 사용될 수 있다.

그러므로, 발명에 따라, 중 전압 및/또는 고 전압 레벨에서 직류 전류 어플리케이션을 위하여 사용될 수 있는 퓨즈가 제공될 수 있다. 특히, 발명에 따른 용융 도체는, 용융 도체를 포함하는 적어도 하나의 퓨즈에 의하여 보호되는 DC 회로로 및/또는 DC 링크로 복수의 소모자들 및/또는 발전기들(예를 들어, 신재생 에너지 설비)를 연결하는 것을 가능하게 한다. 소모자가 고장나면, 특히 단락 회로의 이벤트에서, DC 그리드는 고장(break down)나지 않는다. 특히, 이는 공급의 보증을 보장한다.

바람직하게는, DC 네트워크의 섹션 퓨즈 보호(sectional fuse protection)가 발명에 따른 용융 도체를 포함하는 퓨즈를 수단으로 하여 수행(carry out)될 수 있다.

용융 도체 때문에, 용융 도체를 포함하는 퓨즈는, 안전 퓨즈로 구성될 수 있다. 안전 퓨즈는, 전류가 충분한 시간 동안 특정 값을 초과할 때, 용융 도체를 녹임으로써 회로를 차단(interrupt)하는 과전류 보호 디바이스다. 바람직하게는, 퓨즈를 스위칭하는 데 요구된 시간이 매우 짧고, 특히 밀리초(millisecond) 범위이다.

원칙적으로, 용융 도체는 또한, 교류 전류를 스위칭 오프하기 위한 퓨즈(AC 퓨즈/교류 전류 퓨즈)에서 사용될 수 있다. 그러나 궁극적으로, 이 사용은 교류 전류를 위하여 - 발명에 따라 달성된 - 과대화(oversizing) 때문에 표시되지 않는다. 특히, 발명에 따른 용융 도체는, 교류 전류 전송의 보호를 위한 퓨즈에서 사용될 때, 기술적으로 필요하지 않다.

이것의 길이에 관련하여, 용융 도체는 네트워크의, 특히 과부하 및/또는 단락 회로의 이벤트에서 녹임을 및 정격 작동시 발열을 유발(lead)하는 DC 분배 네트워크의, 나머지(rest)와 비교하여 상대적으로 높은 레지스턴스를 제공한다.

제1 레이어 및 제2 레이어를 갖는 조합에서 단면 축소들을 구성함으로써, 용융 전도의 행동은, 용융 도체가 DC 전송의 퓨즈 보호에, 특히 고-전압 범위에서, 적합한 방식으로 발명에 부합되게(in accordance with) 영향을 받을 수 있다.

추가로, 용융 도체는, 저-전압 퓨즈들과 비교하여 그것이 더 높은 온도들에서 영구적으로 작동될 수 있는 방식으로, 구성될 수 있다.

과부하 범위에서 용융 도체의 행동은, 과부하 협소 섹션들에 의하여 유리하게(advantageously) 영향을 받을 수 있다. 특히 바람직하게는, 과부하 협소 섹션들은 최종적으로, 더 빠른 또는 더 느린 응답이 단면 축소의 길이만큼 및 "웹 너비"(단면 축소의 너비)만큼으로 설정될 수 있도록, 특히 각진 펀치(angular punches)들을 수단으로 하여 펀칭(punch)함으로써, 가늘고 길게(elongated) 구성될 수 있다.

제1 레이어는 또한, 원주 방향으로 오직 특정 영역들에서만, 특히 플랫 스트립으로 형성된 용융 와이어의 상부 및/또는 하부에서만, 용융 와이어의 외부 표면에 및/또는 용융 와이어에 적용될 수 있다. 이에 의하여, 제1 레이어는, - 단면에서 볼 때 - 적어도 필수적으로 타원형이고, 바람직하게는 둥근 제1 섹션을 구성할 수 있다.

바람직하게는, 제2 레이어는, 그것이 적어도 실질적으로 (적어도 제2 섹션에서) 완전히 용융 와이어를 둘러싸는(surrounds circumferentially) 방식으로 제2 섹션에서 형성된다. 이것에 의하여, 제2 레이어는 적어도 실질적으로 환형(annular) 및/또는 중공-원통형(hollow-cylindrical) 형상을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제2 레이어 및 제2 섹션은, 단면 축소의 형태로 형성된(formed as a cross-sectional constriction) 과부하 협소 섹션은 적어도 실질적으로 바로 뒤쪽에서 제2 섹션을 맞닿도록(adjoin), 과부하 협소 섹션에 바로 인접한다. 그러나, 바람직하게는, 제2 섹션은, 감소된 단면을 포함하는 과부하 협소 섹션의 영역(region)으로 연장하지 않는다.

특히, 제1 섹션은, 제2 섹션들 사이를 및/또는 바로 연속하는 과부하 협소 섹션들 사이를 적어도 실질적으로 중심으로 제공될 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 단일 제1 레이어는 특히 바람직하게는, 제1 실시 예에서 각 용융 도체를 위한 제1 섹션에서 제공되고, 그 레이어의 배치는, 특히 단면 축소들에 독립적이고/이거나, 특히 적어도 실질적으로 용융 도체의 중심으로 존재(present)한다. 추가의 실시 예에서, 적어도 2개의 제1 레이어들이 용융 도체마다 제공될 수 있고, 제1 레이어를 포함하는 제1 섹션은 용융 와이어 상에서 - 용융 와이어의 길이 방향으로 볼 때 - 중심으로 및/또는 단면 축소들에 독립적으로 배열될 수 있다.

특히 선호되는 실시 예에서, 용융 와이어는 바로 연속하는 2개의 과부하 협소 섹션들 사이에 단면 축소의 형태인 적어도 하나의 단락-회로 축소를 포함하는 것이 제공된다. 단락 회로 협소 섹션은, 특히, 발명에 따른 용융 도체를 포함하는 퓨즈가 단락-회로의 이벤트에서 스위칭되는 것을 가능하게 한다.

바람직하게는, 과부하 협소 섹션의 단면 축소의 형상 및/또는 최소 너비는, 단락 회로 협소 섹션의 단면 축소의 형상 및/또는 최소 너비와 상이하다.

대안적으로, 과부하 협소 섹션의 단면 축소의 형상 및/또는 최소 너비는, 단락 회로 협소 섹션의 단면 축소의 형상 및/또는 최소 너비에 적어도 실질적으로 대응할 수 있다.

발명에 따르면, 적어도 하나의 단락 회로 협소 섹션의 제공(provision)은, 특히 단락-회로의 이벤트에서, 퓨즈가 빠르게 반응(react)하는 것을 가능하게 할 수 있다. 단락 회로 협소 섹션의 구성에 따르면, 더 빠른 또는 덜 빠른 단락-회로 행동은 설정될 수 있다. 단락 회로 동안 순방향 전류(forward current)의 레벨은 또한, 단락 회로 협소 섹션의 협소 섹션 너비 및/또는 최소 너비에 의하여 상당히 조정(adjust)될 수 있다.

바람직하게는, 발명에 따라, 과부하 협소 섹션의 단면 축소의 최소 너비는, 단락 회로 협소 섹션의 단면 축소의 최소 너비보다 더 크다. 과부하 협소 섹션 및 단락 회로 협소 섹션의 단면 축소들의 상이한 구성들이

결국에, 단락 회로 협소 섹션 및/또는 과부하 협소 섹션의 단면 축소가 일정한 너비를 포함하여야 하지 않는 것이 이해된다. 단면 축소의 최소 너비는 각 경우에서 가장 작은 너비로 이해될 것이다.

발명의 과정에서, 단락 회로 협소 섹션의 단면 축소의 최소 너비에 대한 과부하 협소 섹션의 단면 축소의 최소 너비의 비율이 0.01:1 및 3:1 사이이고, 바람직하게는 1.1:1 및 2:1 사이이고, 더 바람직하게는 1.15 및 1.5:1 사이인 것이 발견되었다. 위의 비율들은, 특히 과전류 보호가 전류를, 특히 직류 전류를, 스위칭 오프함으로써 과부하의 이벤트에서 및 단락 회로의 이벤트에서 모두 제공되는 것을 보장한다.

대안적으로 또는 추가적으로, 과부하 협소 섹션의 단면 축소의 최소 너비는, 0.3 및 1.5 mm 사이이고, 바람직하게는 0.4 및 1 mm 사이이고, 더 바람직하게는 0.5 및 0.7 mm 사이이고, 및 특히 적어도 필수적으로 0.6 mm인. 것이 제공될 수 있다.

단락 회로 협소 섹션의 단면 협소의 최소 너비는, 0.25 내지 1.3 mm사이이고, 바람직하게는 0.4 내지 1 mm사이이고, 더 바람직하게는 0.5 내지 0.6 mm사이이고, 및 특히 적어도 실질적으로 0.5 mm일 수 있다. 0.6:0.55의 - 즉, 대략적으로 1.09:1의 - 단락 회로 협소 섹션의 단면 축소의 최소 너비에 대한 과부하 협소 섹션의 단면 축소의 최소 너비의 비율은, 특히 선호된다.

위에서 언급한 바와 같이, 단락 회로 협소 섹션의 단면 축소의 최소 너비들 및 과부하 협소 섹션의 단면 축소의 최소 너비들이 적어도 실질적으로 같은 것에 구성되고 및/또는 대응하는 것이 발명에 따라 제공될 수 있다.

가장 바람직하게는, 단락 회로 협소 섹션 및/또는 과부하 협소 섹션의 단면 축소는, 동질적으로(homogeneously), 특히 협소 섹션 길이에 걸쳐, 구성되는 것이 제공될 수 있다. 바람직하게는, 단면 축소는, 일직선 및/또는 곡선 모서리를 포함하는 펀칭-아웃된 섹션에 의하여 생산되고/되거나 형성된다.

추가의 선호되는 실시 예에서, 각 경우들에서 단락 회로 협소 섹션들 및/또는 과부하 협소 섹션들의 단면 축소들이 적어도 실질적으로 동일하게(identically) 구성되는 것이 제공된다.

바람직하게는, 제2 레이어 및/또는 제2 섹션은 개별 과부하 협소 섹션에 적어도 실질적으로 바로 인접하고, 특히 개별 제2 레이어는 각 과부하 협소 섹션들에 바로 인접하여 제공된다. 특히, 발명에 따라, 바로 인접은 또한, 작은 거리가 과부하 협소 섹션 및 제2 레이어 및/또는 제2 섹션 사이에 제공되고, 거리가 특히 개별 과부하 협소 섹션의 길이 이하인 것을 의미하는 것으로 이해된다. 이러한 배열은 특히, 매우 낮은 최소 차단 전류가 달성되는 것을 가능하게 한다.

더욱이, 추가의 선호되는 발명의 실시예에서, 제2 레이어가 용융 와이어의 외부 셸 표면으로 단단히 연결되고, 바람직하게는 물질-접착되는(substance-bonded) 것이 제공된다. 최종적으로, 제2 레이어는 용융 와이어의 외부 셸 표면으로 접착(glue)될 수 있고, 특히 제2 레이어는 용융 와이어의 외부 셸 표면에 떨어졌다(dripp onto). 특히, 제2 레이어는 용융 와이어의 외부 셸 표면에 달라붙는다(adhere).

추가의 특히 선호되는 실시 예에서, 제2 레이어는 재료로서, 바람직하게는 아크 소호 에이전트로서, 플라스틱 및/또는 폴리(유기)실록산(poly(organo)siloxane)(실리콘으로 또한 알려짐)으로 구성되고/되거나 플라스틱 및/또는 폴리(유기)실록산을 포함하는 것이 제공된다. 더욱이, 제2 레이어는 전기적으로 절연하도록 구성될 수 있다.

특히, 제1 레이어의 땜납 내지 제2 레이어의 재료 및/또는 실리콘의 조합은, 최소 차단 전류(breaking current) 및/또는 가장 작은 차단 전류(breaking current)를 감소할 수 있다. 발명에 따라, 용융 와이어에서 실리콘을 포함하는 제2 레이어를 사용함으로써, - DC 퓨즈에 의하여 보호된 DC 전압 및 DC 전류의 미리 결정된 곱을 가정하면 - 단락-회로의 이벤트에서 DC 퓨즈의 정격 전압 상에 상당한 증가가 달성될 수 있다.

제1 코팅에서 땜납을 사용함으로써, 특히 실리콘이 그것의 "순수 형태"에서 적어도 본질적으로 필수적으로 존재하는 값들로 용융 도체의 용융 온도를 감소하는 것이 또한 가능하다. 제1 레이어가 임의의 땜납을 포함하고 있지 않으면, 용융 와이어의 재료의 용융 온도의 크기의 순서의 용융 도체 온도는 - 예를 들어, 순은(pure silver)의 경우: 961°C - 과부하 하에서도 도달되어야 할 것이다. 이 경우에서, 제2 레이어의 재료가 - 다시 말해, 실리콘이- 소호 아크 에이전트(extinguishing arc agent)로 및/또는 소호 매질(extinguishing medium)로 더 이상 서비스될 수 없는 위험이 있을 수 있다.

제1 레이어의 땜납은 재료로 금속을, 특히 금속 합금을, 포함하고/하거나 금속으로, 특히 금속 합금으로 구성된다. 특히, 금속 합금은 카드뮴, 납, 주석, 아연, 은 및/또는 구리를 포함한다. 가장 바람직하게는, 주석 및/또는 은을 포함하는 금속 합금이 제공된다. 제1 레이어는, 더 바람직하게는, 특히 셧다운(shutdown)을 가능하게 하기 위하여 과부하의 이벤트에서 물리적-화학적 프로세스들을 약화하도록 서비스될 수 있다 - 이는 또한 M-효과(M-effect)로 알려진다.

제1 레이어를 선택할 때, 전자 디바이스들에서 위험한 물질들의 사용을 제한하는 - EU의 RoHS 지침(EU's RoHS Directive)과 같은 - 법적 가이드라인들을 고려하는 것이 특히 중요하다; 이는 특히 납 및/또는 카드?쉼? 같은 물질들에 적용된다.

과부하 전류들의 경우에서, 가장 큰 발열 생성은 궁극적으로 제2 섹션의 영역에서, 특히 주석 코팅의 영역에서 발생한다. 주석 코팅은 땜납의 재료를, 특히 주석 또는 주석-은 합금을 포함한다. 용융 온도가 초과될 때, 주석 및/또는 은은 액체가 되고, 및 용융 와이어의 재료와 합금을 형성한다. 용융 와이어의 재료 및/또는 재료와 비교되어, 이 합금은 더 낮은 전기적 및 열적 전도성 및 특히 더 낮은 용융점(melting point)을 갖는다. 발열 생성에 추가적인 증가의 결과로서, 용융 도체 및/또는 용융 와이어는, 실제 용융점 아래에 대응하는 점에서 녹고, 및 전류 패스(current path)에서 분리(separate)된다. 이 현상은 1939년에 Metcalf에 의하여 발견되었고, 이는 M-효과로 또한 불리고 알려진 이유이다. 용융 와이어에 제1 레이어를 적용함으로써, 퓨즈는, 퓨즈를 트립하기 위하여 이전에 설명된 M-효과를 활용할 수 있다.

가장 바람직하게는, 복수의 단락 회로 협소 섹션들은 바로 연속하는 2개의 과부하 협소 섹션들 사이에 제공된다. 단락 회로 협소 섹션들은, 특히 바로 연속인 2개의 과부하 협소 섹션들 사이에, 2 내지 15 사이에, 바람직하게는 3 내지 6 사이에, 제공된다.

대안적으로 또는 추가적으로, 제1 레이어를 포함하는 제1 섹션은, 용융 와이어의 외부 셸 표면에서 바로 연속하는 2 개의 단락 회로 협소 섹션들 사이에, 바람직하게는 바로 연속하는 단락 회로 협소 섹션들 사이에 중심으로 및/또는 바로 연속하는 2 개의 과부하 섹션들 사이를 중심으로 - 용융 도체에서 적어도 한 번 - 배치되는 것이 제공될 수 있다.

추가의 실시 예에서, 제1 레이어는, 용융 와이어의 외부 셸 표면에서 과부하 협소 섹션들 및/또는 단락 회로 협소 섹션들에 독립적으로 배치될 수 있다.

복수의 단락 회로 협소 섹션들은, 용융 도체가 퓨즈에서 사용될 때, 전류의, 특히 직류 전류의, 안전한 차단을 보장한다.

바람직하게는, 제2 레이어를 형성하고/하거나 포함하는 제2 섹션들은, 2 개의 과부하 협소 섹션들 및 바람직하게는 단락 회로 협소 섹션 및/또는 과부하 협소 섹션들 사이에 배치된 단락 회로 협소 섹션들은, 바로 연속하는 2 개의 제2 섹션들 및/또는 제2 레이어들 사이에 제공되는 방식으로, 용융 와이어의 외부 셸 표면에 배치된다. 결과적으로, 제2 레이어 및/또는 제2 섹션 - 과부하 협소 섹션 - 선택적으로(optionally) 적어도 하나의 단락 회로 협소 섹션 - 과부하 협소 섹션 - 제2 레이어 및/또는 제2 섹션의 형태인 배치는, 특히 바람직하게는 획득된다.

추가로 더 바람직하게는 실시예에서, 과부하 협소 섹션은 적어도 실질적으로 직각인 모서리를 포함하는 리세스들(recesses)에 의하여 형성된다.

대안적으로 또는 추가적으로, 단락 회로 협소 섹션은 또한, 적어도 실질적으로 직각인 모서리를 포함하는 리세스에 의하여 형성될 수 있다.

특히, 단락 회로 협소 섹션 및/또는 과부하 협소 섹션의 단면 축소는, 적어도 실질적으로 직각인 모서리를 포함하는 펀치-아웃들에 의하여 형성될 수 있다. 특히, 리세스들의 직각인 윤곽(contour)의 코너들이, 적어도 실질적으로 아크 섹션들의 형상으로 및/또는 라운딩(round)되어 형성될 수 있다. 리세스의 펀칭 아웃은, 예를 들어, 각진 펀치들을 수단으로 하여 수행될 수 있다.

바람직하게는, 단락 회로 협소 섹션 및/또는 단락 회로 협소 섹션의 단면 축소는, 적어도 실질적으로 아크 섹션의 형상인 모서리를 포함하는 리세스들에 의하여 형성된다.

대안적으로 또는 추가적으로, 과부하 협소 섹션의 단면 축소는 또한, 전술된 둥근 아크-세그먼트-형상의 형태를 포함할 수 있다.

둥근 아크 섹션-형상의 리세스는 또한, 펀칭함으로써, 바람직하게는 라운드 펀치들을 수단으로 하여, 획득 가능할 수 있다. 특히, 과부하 협소 섹션 및/또는 단락 회로 협소 섹션은, 적어도 실질적으로 라운드 단락 회로 협소 섹션 및/또는 과부하 협소 섹션으로서 구성된다.

바람직하게는, 적어도 2 개의 리세스들은, 단락 회로 협소 섹션 및 과부하 협소 섹션의 단면 축소마다 제공된다. 리세스들은 또 다른 것들과 반대편에 배치될 수 있고, 특히 단락 회로 협소 섹션 및 과부하 협소 섹션의 단면 축소마다 2 개의 리세스들은, 적어도 실질적으로 동일하도록 및 특히 또 다른 것에 비해 거울-반전(mirror-inverted)되도록 구성되고, 리세스는 용융 와이어의 중심 축을 따라 미러링(mirror)될 수 있다.

최종적으로, 단면 축소들로서 구성된 단락 회로 축소들 및/또는 단면 축소들로서 구성된 과부하 협소 섹션들은, 적어도 실질적으로 동일하게 구성될 수 있다.

단락 회로 협소 섹션 및/또는 과부하 협소 섹션의 개별 단면 축소들이 적어도 필수적으로 동일한 열 교환(heat exchange)을 포함하기 때문에, 단락-회로 경우에서 또는 과부하 경우에서 용융 도체는, 용융 와이어의 상이한 포인트들에서 녹는 것이, 특히 과전류의 기능으로, 가능하다. 과전류가 용융 와이어를 통하여 흐르고, 용융 와이어가 열이 오르도록 유발한다.

예를 들어, 단락 회로 협소 섹션의 둥근 아크 섹션-형상의 리세스는, 특히 단락 회로 협소 섹션은 "더 많은 재료"를 포함(contain)하고 있기 때문에, 적어도 실질적으로 같은 단면 너비 및/또는 같은 단면 길이를 갖는, 적어도 실질적으로 직각인 리세스들을 포함하는 과부하 섹션보다 더 잘 열을 분산(dissipate)시킬 수 있다. 그러나, 매우 높은 과부하 전류에서, 단면 축소는 동질적이지 않게 및 중심에서 처음에 녹기 때문에, 특히 단면 축소의 최소 너비는, 굉장히(extremely) 관련된 파라미터이고, 특히 단면 축소의 형상보다 더 관련된다.

초과 전류가 가능하다면, 일부 단면 축소들은 다른 것들보다 더 빠르게 녹을 것이 가정될 수 있다. 단락 회로 협소 섹션들 및 과부하 협소 섹션의 단면 축소들의 상이한 구성들을 조합함으로써, 발명에 따른 용융 도체를 포함하는 퓨즈의 반응 곡선을 획득하는 것이 가능하고, 특히 개별 단면 축소들의 반응 행동 및/또는 반응 곡선을 고려하고, 및 이 개별 반응 곡선들의 중첩을 나타낸다.

매우 높은 과전류들에서 - 예를 들어, 단락 회로의 이벤트에서 - 가장 작은 최소 너비를 갖는 그 단면 축소들은, 특히 단락 회로 협소 섹션들은, 첫 번째로 녹는다. 다소 "더 긴" 셧다운 시간 및 더 낮은 과전류의 경우에, 단면 축소들의 형상은, 특히 길이, 및 특정한 기하학은, 더 많이 "계산에 넣어진다(tak into account)". 과부하 협소 섹션들의 단면 축소들은, 리세스들의 적어도 실질적으로 직각인 형상 때문에 과부하의 이벤트에서 단락 회로 협소 섹션들 이전의 시간에 녹는 것이 제공된다. 이에 따라, 용융 도체는, 바람직하게는, 개별 퓨즈 행동의 기능으로서 퓨즈에 의하여 보호된 직류 전류의 차단을 가능하게 할 수 있다.

추가의 특히 선호되는 실시 예에서, 바로 연속하는 과부하 협소 섹션들 사이에 배치된 단락 회로 협소 섹션들은, 적어도 실질적으로 규칙적으로 스페이싱(예를 들어, 간격을 가짐)되는 것이 제공된다. 결과적으로, 바로 이웃하는 2 개의 과부하 협소 섹션들 사이 영역에서 바로 연속하는 2 개의 단락 회로 협소 섹션들 사이 거리가 적어도 실질적으로 동일하도록 구성될 수 있다. 이는 용융 도체를 통하여 단락-회로 전류의 안전한 차단을 가능하게 한다.

대안적으로 또는 추가적으로, 바로 이웃하는 2 개의 단락 회로 협소 섹션들 사이 거리 및/또는 단락 회로 협소 섹션 내지 바로 이웃하는 과부하 협소 섹션 사이 거리는, 적어도 실질적으로 동일하도록 설계되는 것이 제공될 수 있다. 바로 이웃하는 및/또는 바로 연속하는 단락 회로 협소 섹션들의 동일한 스페이싱은, 서로(each other)로부터 단락 회로 협소 섹션들의 규칙적인 스페이싱을 가능하게 한다. 단락 회로 협소 섹션 및 바로 이웃하는 과부하 협소 섹션 사이 거리는 임의의 경우에서 또한, 오직 하나의 단락 협소 섹션이 바로 연속하는 2 개의 과부하 협소 섹션들 사이에 배치되면, 적어도 실질적으로 동일하게 구성될 수 있다. 이 경우에서, 단락 회로 협소 섹션은 그 이후에, 적어도 실질적으로 과부하 섹션들 사이에 중심으로 배치될 것이다.

바람직하게는, 과부하 협소 섹션 및/또는 단락 회로 협소 섹션의 단면 축소 내지 과부하 협소 섹션 및/또는 단락 회로 협소 섹션의 바로 인접한 단면 축소 사이 거리는, 적어도 실질적으로 동일하도록 구성된다. 특히 바람직하게는, 용융 도체의 단락 회로 협소 섹션 및 과부하 협소 섹션의 단면 축소들은, 적어도 실질적으로 규칙적으로 스페이싱된다. 이는 용융 와이어를 펀칭 아웃함으로써, 단면 축소들의 단순화된 제조(manufacturing)를 가능하게 하고, 동시에 단락-회로 경우에서 및 과부하 경우에서 행동은 용융 도체를 녹임으로써 전류를, 특히 직류 전류를, 스위칭 오프함으로써 보장된다.

특히 바람직하게는, 단락 회로 협소 섹션 및/또는 과부하 협소 섹션의 바로 인접한 단면 축소들 사이 거리는, 1 내지 50 mm 사이이고, 바람직하게는 5 내지 30 mm 사이이고, 더 바람직하게는 10 내지 20 mm이고 및 특히 적어도 실질적으로 16 내지 18 mm 사이인 것이 제공된다. 전술된 거리는 특히, 바로 이웃하는 단락 회로 협소 섹션들 사이 거리 및/또는 과부하 협소 섹션 및 바로 이웃하는 단락 회로 협소 섹션 사이 거리일 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 바로 이웃하는 과부하 협소 섹션들 사이 거리는 20 내지 150 mm이고, 바람직하게는 40 내지 100 mm이고, 더 바람직하게는 50 내지 80 mm이고, 특히 적어도 실질적으로 60 내지 70 mm 사이인 것이 제공될 수 있다.

더욱이, 과부하 협소 섹션의 단면 축소의 길이는, 단락-회로 협소 섹션의 단면 축소의 길이보다 더 크도록 구성될 수 있다. 더 바람직하게는, 단락 회로 협소 섹션의 단면 축소의 길이에 대한 과부하 협소 섹션의 단면 축소의 길이는, 1:0.3 내지 1:0.9사이이고, 바람직하게는 1:0.5 내지 1:0.85사이이고, 더 바람직하게는 1:0.7 내지 1:0.8사이이고, 및 특히 적어도 실질적으로 1:0.75인 비율을 포함한다. 과부하 협소 섹션의 증가된 길이는, 용융 와이어가 온도에서 변화 때문에 과부하의 이벤트에서 스위칭 오프될 수 있는 것을 보장한다. 증가된 길이는, 특히 과부하 협소 섹션의 형상뿐만 아니라 과부하 협소 섹션의 최소 너비를 갖는 조합에서, 단락-회로가 발생하지 않는 경우에도 용융 도체를 녹임으로써 과부하 경우가 보호되는 것을 가능하게 한다.

특히 웹의 확장된 길이는, 과부하의 경우 용융 도체의 더 빠른 응답을 허용한다.

더 바람직하게는, 제1 및/또는 제2 레이어는 코팅으로 구성될 수 있다. 제1 및/또는 제2 레이어의 재료를 수단으로 하는 코팅은, 제1 및/또는 제2 섹션에 목적-지향인 및 타겟-지향인 코팅을 가능하게 하고, 그러므로 특히 원주 방향으로(circumferentially) 또는 특정 영역들에서 용융 와이어를 완전히 둘러싸는 제1 및/또는 제2 레이어를 갖는 가능한 코팅을 보장한다. 제1 및/또는 제2 레이어는 그들의 개별 섹션들에서 타겟팅된 방법으로 적용될 수 있고, 특히 코팅 어플리케이션은 인라인 생산(inline production)을 가능하게 한다.

더욱이, 바람직하게는, 과부하 협소 섹션의 단면 축소의 길이는, 1 내지 5 mm사이이고, 바람직하게는 1.5 내지 3 mm사이이고, 특히 과부하 협소 섹션의 길이는 적어도 실질적으로 2 mm일 수 있다.

발명의 추가 특히 선호되는 실시 예에서, 용융 와이어는 적어도 실질적으로 직각인 단면 형상을 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 용융 와이어는 플랫 스트립으로 구성될 수 있는 것이 제공될 수 있고, 특히 스트립 너비 및/또는 플랫 스트립의 높이는 0.04 ±0.02 mm일 수 있다. 플랫 스트립으로 구성된 용융 와이어는, 단락 회로 협소 섹션 및/또는 과부하 협소 섹션의 리세스들을 - 특히 펀치들을 수단으로 하여, 펀칭함으로써 생산되는 - 포함할 수 있다.

대안적인 실시 예에서, 용융 와이어는 적어도 실질적으로 둥근 외부 단면을 포함하는 것이 제공될 수 있다. 특히, 이 실시 예에서, 제1 및/또는 제2 레이어는 적어도 실질적으로 둥근 외부 단면을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 용융 와이어의 재료는 금속이다. 용융 와이어의 재료는 또한, 용융 와이어 재료로서 참조될 수 있다. 바람직하게는, 용융 와이어 재료는 은 및/또는 은 합금을 포함한다.

대안적으로 또는 추가적으로, 용융 와이어는 전기적으로 전도성인 재료를, 특히 구리 및/또는 구리 합금을, 재료로 포함하고/포함하거나 전기적으로 전도성인 재료로, 특히 구리 및/또는 구리 합금으로, 구성될 수 있다.

더 바람직하게는, 적어도 실질적으로 순은이 사용된다. 은의 순도(degree of purity)는 99%보다 더 크도록 구성될 수 있다. 특히, 은의 순수성(purity)은 99.9% 초과이고, 더 바람직하게는 적어도 실질적으로 99.99%와 동일하게 설계된다. 99.99%의 은의 순수성는 재료에서 은(Ag)의 비율을 제공한다. 이에 따라, 바람직하게는, 은은 순수한 은(fine silver)으로 구성된다.

대안적으로 또는 추가적으로, 용융 와이어는, 구리 및/또는 구리 합금으로 구성되고/되거나, 구리 및/또는 구리 합금을 포함하는 것이 제공될 수 있다.

용융 도체의 재료의 용융 온도는 900°C 초과이고, 특히 950 내지 970°C 사이일 수 있고, 특히 용융 와이어의 용융 온도는 961°C일 수 있다. 용융 와이어의 재료의 밀도는 적어도 실질적으로 10.5 g/cm³일 수 있다.

저 전압 퓨즈들에서 용융 와이어를 위한 재료로 사용될 수 있는 구리와는 달리, 순은의 사용은, 고 전압 퓨즈의 작동 동안 발생하는 영구적으로 더 높은 온도들 때문에, 구리의 사용에 순은의 사용을 제공(lend)한다. 고-전압 퓨즈에서 구리의 사용은, 표면의 산화를 유발(lead)할 수 있고, 및 차단 동안에, 특히 직류 전류의 차단 동안에, 특히 치명적인 결과를 가질 수 있다.

바람직하게는, 고 전압 고 전력 DC 퓨즈에서 사용을 위한 용융 도체는, 500 mm초과인 길이를, 바람직하게는 500 mm 내지 3000 mm 사이 길이를, 더 바람직하게는 1000 mm 내지 2500 mm 사이 길이를, 특히 적어도 실질적으로 1500 mm 내지 2000 mm사이 길이를 포함한다. 용융 도체는, 퓨즈의 길이가 용융 도체의 길이보다 작을 수 있도록 나선(helix)의 형태로 권선체(winding body)에 감길(wound) 수 있는 방식으로 구성될 수 있다.

바로 연속하는 과부하 협소 섹션들의 교대 시퀀스가 용융 도체에서 제공되는 것은 특히 선호된다. 바람직하게는, 적어도 하나의 단락 회로 협소 섹션 및/또는 단락 회로 협소 섹션들은, 바로 연속하는 2 개의 과부하 섹션들 사이에 배치된다. 특히, 과부하 포인트들은 적어도 실질적으로 규칙적으로 스페이싱되는 - 즉 서로까지 적어도 실질적으로 일정한 거리를 포함하는 - 것이 제공된다. 과부하 협소 섹션들의 교대 시퀀스를 가지는 용융 도체의 전술된 구성은, 단락 회로의 이벤트에서 및 과부하의 이벤트에서 퓨즈의 단순히 미리 결정 가능한 행동을 유발(lead)할 수 있다. 단면 협소 섹션들을 포함하는 용융 도체들의 생성은, 단락-회로 협소 섹션들 및 과부하 협소 섹션의 단면 협소 섹션들의 배치 같은 규칙적인 시퀀스에 의하여 또한 단순화된다.

과부하 협소 섹션들의 배치와 같은 시퀀스에서, 제1 섹션은, 과부하 협소 섹션들의 쌍 사이에, 특히 적어도 한 번, 바람직하게는 한 번, 배치된다.

용융 도체에서 과부하 협소 섹션들의 배치와 같은 시퀀스에서, 바람직하게는, 과부하 협소 섹션들 사이에(therebetween) 배치된 단락 회로 협소 섹션들을 갖는 과부하 협소 섹션들의 시퀀스는, 적어도 실질적으로 규칙적으로 및/또는 동일하게 구성되는 것이 제공된다.

바람직하게는, 단락 회로 협소 섹션의 단면 축소 및/또는 과부하 협소 섹션의 단면 축소의 최소 너비에 대한 용융 와이어의 최대 너비의 비율은, 1:0.6 내지 1:0.2 사이이고, 바람직하게는 1:0.5 내지 1:0.3 사이이고, 더 바람직하게는 1:0.4 내지 1:0.35 사이다. 용융 와이어는 특히, 0.6 mm 초과이고, 바람직하게는 1 mm 내지 2 mm 사이이고, 더 바람직하게는 적어도 실질적으로 1.6 mm의 최대 너비를 포함할 수 있다.

더욱이, 본 발명은 외부 퓨즈 박스를 가지는 DC 전송을 융합하기 위한 퓨즈에, 특히 고 전압 고 전력 DC 퓨즈에, 관련한다. 권선체 주위에 감긴, 특히 전기적으로 절연하는 권선체 주위에 감긴, 적어도 하나의 용융 도체는, 먼저 설명된 실시 예들 중 적어도 하나에 따른 퓨즈 박스에 배치된다.

복수의 용융 도체들은 또한 권선체 주위에 배치될 수 있는 것이 이해된다. 바람직하게는, 용융 도체는, 규칙적으로 스페이싱될 수 있는 복수의 과부하 협소 섹션들을 포함한다.

발명에 따른 용융 도체들의 위에서-언급된 선호되는 실시예들 및/또는 발명에 따른 용융 도체들과 연결하여 설명된 이점들은, 같은 방식으로 발명에 따른 퓨즈에 적용 가능한 것으로 이해된다. 불필요한 반복을 피하기 위하여, 이 관점에서 설명들에 관한 앞의 설명들로 참조가 이루어진다.

발명의 선호되는 실시 예에서, 퓨즈 박스는, 두 종단 면들에서 적어도 부분적으로 개방이고, 전기적인 접촉을 위해 구성된 적어도 하나의 컨택트 캡은, 퓨즈 박스의 각 종단 면에 배치되는 것이 제공된다.

바람직하게는, 적어도 하나의 용융 도체를 감음으로써, 퓨즈의 길이가 가능한 한 짧게 홀딩될 수 있고, 앞에서 설명된 바와 같이, 특히 퓨즈의 길이는 300 mm 내지 1000 mm사이이고, 바람직하게는 500 mm 내지 600 mm사이일 수 있다.

DC 전압을 전송하기 위하여, 이 목적을 위해 요구되는 용융 도체의 길이가 사용되고, 용융 도체의 길이는, 용융 도체가 궁극적으로 권선체 주위에 감기기 때문에 퓨즈의 전체 길이에 대응하지 않는다. 궁극적으로, 용융 도체의 길이는, 퓨즈의 길이보다 크거나 훨씬 더 크다.

바람직하게는, 권선체는, 용융 도체, 특히 적어도 실질적으로 각 턴에서, - 아마 여러 서포트 포인트들에서 - 시간을 잘 지키는 방식으로 구성될 수 있다. 이에 따라, 권선체는 돌출부들(protrusions) 및 돌출부들 사이에 도체들 사이에 초래한 함몰부들(depressions)을 포함할 수 있다. 가장 바람직하게는, 권선체는 적어도 실질적으로 별-형상이도록 구성된다.

바람직하게는, 퓨즈의 정격 전압 범위 및/또는 정격 전압 및/또는 전송하는 DC 전류의 DC 전압은, 1 kV 초과이고, 바람직하게는 1.5 kV 초과이고, 더 바람직하게는 5 kV 초과이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 퓨즈의 정격 전압 및/또는 DC 전압은, 150 kV 미만이고, 바람직하게는 100 kV미만이고, 더 바람직하게는 75 kV미만이고, 및/또는 1 kV 내지 100 kV사이이고, 바람직하게는 1.5 kV 내지 50 kV사이이고, 더 바람직하게는 3 kV 내지 30 kV사이인 것이 제공된다. 퓨즈의 정격 전압 범위 및/또는 정격 전압은, 퓨즈가 사용되고/되거나 퓨즈에 대해 테스트된 전압 범위 및/또는 전압으로 특히 이해될 것이다. 기본적으로, 구별(distinction)은 상위 정격 전압 및 하위 정격 전압 사이에 이루어져야 하고, 하위 정격 전압은 퓨즈가 여전히 스위칭하는 전압을 제공하는 반면, 상위 정격 전압은 전송될 DC 전압에 대한 상위 제한을 나타낸다. 결과적으로, 정격 전압 범위 및/또는 정격 전압은, 퓨즈의 허용 가능한(permissible) 전압 범위를 제공한다. 특히, 정격 전압 범위는, 퓨즈에 의하여 보호될 수 있는 DC 전압 범위에 대응한다.

추가의 특히 선호되는 실시 예에서, 퓨즈의 가장 작은 차단 전류(breaking current)는, 3 A초과이고, 바람직하게는 5 A초과이고, 더 바람직하게는 10 A초과인 것이 제공된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 퓨즈의 가장 작은 차단 전류(breaking current)는 1 kA 미만이고, 바람직하게는 500 A 미만이고, 더 바람직하게는 300 A 미만이고, 및/또는 3 A 내지 700 A 사이이고, 바람직하게는 5 A 내지 500 A 사이인, 더 바람직하게는 15 A 내지 300 A사이인 것이 제공된다.

대안적으로 또는 추가적으로, 퓨즈의 가장 작은 차단 전류(breaking current)는 정격 전류 레이팅(rated current rating) 이상인, 특히 정격 전류의 2 배의 이상인, 바람직하게는 정격 전류 레이팅의 15 배 미만 및/또는 2 배 이상이고, 더 바람직하게는 정격 전류 레이팅의 8 배 및/또는 3 배 이상인 것이 발명에 따라 제공될 수 있다. 가장 작은 차단 전류(breaking current)의 위에서-언급된 상대적인 레이팅은, 특히 가장 작은 및/또는 최소 차단 전류(breaking current)가 개별 퓨즈 링크의 정격 전류에 직접적으로 의존하는 점에서, 유리하다.

바람직하게는, 정격 차단 용량(breaking capacity)은, 1 kA 초과이고, 바람직하게는 10 kA 초과이고, 더 바람직하게는 20 kA 초과이고, 및/또는 1 kA 내지 100 kA 사이이고, 바람직하게는 10 kA 내지 80 kA 사이이고, 더 바람직하게는 10 kA 내지 50 kA사이도록 구성된다. 퓨즈의 정격 차단 용량(breaking capacity)은 특히, 가장 높은 차단 전류(breaking current)의 정격 값이다. 최대 정격 전류(breaking current)는, 퓨즈가 여전이 스위칭할 수 있는 최대 DC 전류이다. 결과적으로, 퓨즈의 정격 차단 용량은, 퓨즈의 사용의 포인트에서 최대 단락-회로 전류보다 더 커야한다.

더욱이, 발명의 추가의 실시 예에 따라, 정격 전류 범위 및/또는 퓨즈에 의하여 보호되고 전공되는 직류 전류는, 5 A 초과이고, 바람직하게는 10 A 초과이고, 더 바람직하게는 15 A초과이다. 대안적으로 또는 추가적으로, DC 전류는, 3 A 내지 100 kA 사이이고, 바람직하게는 10 A 내지 75 kA 사이이고, 더 바람직하게는 15 A 내지 50 kA 사이인 것이 제공된다. 특히, 전송될 직류 전류의 전류의 범위는, 퓨즈의 가장 작은 차단 전류(breaking current) 및 정격 차단 용량(breaking capacity)의 기능(function)으로서 미리 결정된다.

궁극적으로, 상이한 퓨즈들은 또한, 개별 어플리케이션을 위하여 구성될 수 있는 개별 DC 전류 전송의 기능(function)으로 제공될 수 있는 것이 이해된다. 그러므로, 퓨즈의 구성은, 특히 전송될 DC 전류 및/또는 DC 전압의 기능(function)으로, 선택될 수 있다.

더욱이, 바람직하게는, 퓨즈에 의하여 보호된 직류 전압 및 직류 전류의 곱(수학적인 곱셈)은, 5 kW 초과이고, 바람직하게는 50 kW 초과이고, 더 바람직하게는 700 kW 초과이다. 대안적으로 또는 추가적으로, DC 전압 및 퓨즈에 의하여 보호된 DC 전류의 곱은 3000 MW 미만이고, 바람직하게는 2000 MW 미만이고, 더 바람직하게는 1000 MW 미만이고, 및/또는 5 kW 및 3000 MW 사이이고, 바람직하게는 500 kW 및 2000 MW 사이이고, 더 바람직하게는 700 kW 및 1000 MW 사이인 것이 제공된다.

특히, 퓨즈에 의하여 보호된 DC 전압 및 DC 전류의 곱은, 퓨즈에 의하여 보호된 소모자들 (총 전력) 및/또는 소모자들의 전력에 대응할 수 있다. 최종적으로, 전술된 곱은, 특히 퓨즈에 의하여 보증될 수 있는 전력에, 대응한다.

또 다른 선호되는 실시 예에 따라, 퓨즈는, 퓨즈 박스에 배치된 적어도 2 개의 용융 도체들을, 바람직하게는 2 내지 10개 사이의 용융 도체들을, 더 바람직하게는 3 내지 5개 사이의 용융 도체들을, 포함하는 것이 제공된다. 특히 용융 도체들은, 컨택트 캡을 갖고 및/또는 서로와 전기적으로 접촉하며 연결된다.

더 바람직하게는, DC 어플리케이션은, 중 전압 DC 분배 및/또는 고 전압 DC 분배이다. 결과적으로, 퓨즈는, 중-전압 DC 범위에서 및/또는 고-전압 DC 범위에서 배치된 네트워크들에서 사용될 수 있다. 중-전압 DC 범위는 특히 1 kV 초과이고, 바람직하게는 2 kV 초과이고, 더 바람직하게는 3 kV 초과이고, 및/또는 50 kV 미만이고, 바람직하게는 40 kV 미만이고, 더 바람직하게는 30 kV의 DC 전압인 것이 이해될 것이다. 고-전압 DC 범위는, 특히, 60 kV 초과이고, 바람직하게는 100 kV초과이고, 더 바람직하게는 200 kV 초과의 전압 범위로 이해될 것이다.

바람직하게는, 퓨즈는, 중-전압 DC 분배 네트워크에서, 특히 중-전압 DC 시스템에서, 배치될 수 있다. 적어도 하나의 DC 디바이스는, 특히 MVDC 디바이스(중 전압 직류 전류 디바이스(Medium Voltage Direct Current Device))는, 중-전압 DC 분배 네트워크에 배치될 수 있다. 직류 전류는, 중 전압 직류 전류 전송 네트워크로 전력 변환(conversion) 디바이스에 의하여 제공될 수 있다.

대안적으로 또는 추가적으로, 직류 전류는, 광발전(photovoltaic) 설비 및/또는 광발전 표면 설비, 특히 솔라 파크(solar park), 및/또는 풍력 발전 설비 및/또는 윈드 파크(wind park)로부터, 특히 근해 윈드 파크(offshore wind park)로부터, 유래(originate)한 것이 발명에 따라 제공될 수 있다. 대안적으로 및/또는 추가적으로, 특히 전술된 에너지 전환 플랜트들 중 적어도 하나로부터, 유래하는 전기는, 자체적으로 캡슐화(encapsulate)되고/되거나 폐쇄되는, 중-전압 및/또는 고-전압 그리드를 공급하는데 사용되는 것이 발명에 따라 가능하다. 특히, 신재생 에너지들로부터 유래하는 직류 전류들은, 소모자들의 공급을 위해 사용될 수 있다. 특히, 전술된 설비에서 생성된 전류는, 바람직하게는 그리드에 피딩되기 전에 교류 전류로 변환되어야 하는 것은 아닌, 직류 전류이다.

바람직하게는, 퓨즈의 퓨즈 박스는 중공 원통형 및/또는 튜브형이도록 구성된다. 퓨즈 박스의 상부 및 하부는, 특히 적어도 특정 영역들에서 개방이도록 구성된다.

종단 면에서, 퓨즈 박스는, 바람직하게는 타이트하게(tightly), 컨택트 캡에 의하여 둘러싸일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 컨택트 캡은 퓨즈 박스의 종단 면에 위치될 수 있다. 특히, 컨택트 캡은 전기적인 연결을 위해 서비스하고, 용융 도체는 컨택트 캡에 전기적으로 연결된다.

특히, 컨택트 캡은, 30 내지 100 mm이고, 바람직하게는 50 내지 90 mm 지름을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 컨택트 캡이 표준화된, 바람직하게는 DIN-표준화된(DIN-standardized), 지름을 포함하고, 특히 컨택트 캡이 53 mm +/- 5%, 67 mm +/- 5% or 85 mm +/- 5%의 지름을 포함할 수 있는 것이 제공된다.

특히, 적어도 하나의 컨택트 캡은, 퓨즈 박스의 적어도 하나의 일부 영역을, 특히 앞쪽 영역(front area) 내 옆쪽 표면(lateral surface)의 일부 영역을 커버한다. 퓨즈 박스의 앞쪽 영역에서 커버하는 일부는, 퓨즈 박스에서 컨택트 캡의 고정된 배치를 보장한다.

더 바람직한 실시예에 따르면, 추가의 상위 캡(top cap)은, 컨택트 캡의 앞쪽에 배치되고, 컨택트 캡 상에 위치하고/하거나 컨택트 캡을 적어도 부분적으로 커버한다. 이에 의하여, 내부 컨택트 캡은, 보조 캡(auxiliary cap)으로서 구성될 수 있다. 컨택트 캡의 2-파트 디자인(two-part design)은, 특히 장기 사용에 유리한, 신뢰할만한 전기적인 접촉을 보장한다. 더욱이, 이 실시 예는, 특히 퓨즈 박스에서 컨택트 캡의 배치 및/또는 단단한 연결을 가능하게 한다.

발명에 따른 추가 실시 예에서, 퓨즈 박스는 세라믹 재료(ceramic material)를 포함하고/하거나 세라믹 재료로 구성되는 것이 제공된다. 세라믹 재료는, 특히 다수의 무기물, 비금속 재료로 이해될 것이며, 바람직하게는 토기(earthenware), 도기(crockery), 석기(stoneware), 자기(porcelain) 및/또는 특수 매스들(special masses) 유형으로 세분화될 수 있다. 선호된 세라믹 특수 매스들은, 전자세라믹(electroceramics) 및/또는 고-온 특수 매스들이다.

대안적으로 또는 추가적으로, 퓨즈 박스는 플라스틱, 바람직하게는 멜라민(melamine)의 재료, 및/또는 유리-섬유-강화 플라스틱(glass-fiber-reinforced plastic)의 재료를 포함하고/하거나 플라스틱, 바람직하게는 멜라민의 재료, 및/또는 유리-섬유-강화 플라스틱의 재료로 구성되는 것이 제공될 수 있다.

소호 에이전트는, 특히 모래 충전 소호, 바람직하게는 석영 모래(quartz sand), 및/또는 공기(air)는, 퓨즈 박스에 제공될 수 있다. 퓨즈를 스위칭하는 경우, 특히 단락-회로의 경우, 아크를 소호하기 위해서, 및/또는 아마 녹은 용융 도체 및/또는 용융 도체 잔여물들을 냉각하기 위하여, 소호 에이전트는 서비스한다.

특히 용융 컨덕터가 녹을 때, 소호 에이전트가 용융 도체에 작용할 수 있도록, 용융 도체는 소호 에이전트에 의하여 적어도 부분적으로 내장(embed)되고/되거나 둘러싸일 수 있다.

더 바람직한 실시 예에서, 퓨즈 박스는 적어도 실질적으로 밀폐하여(hermetically) 캡슐화된다. 밀페 캡슐화 및/또는 봉인(sealing)은, 특히 물 및/또는 액체들로부터 보호되는, 시스템의 공기밀봉(airtight) 및/또는 기체-밀봉(gas-tight) 봉인을 의미한다.

발명의 추가 실시 예에 따르면, 용융 도체들은 병렬로 전기적으로 연결되고/되거나 적어도 필수적으로 권선체 주위에 나선형으로 감기는 것이 제공된다. 용융 도체들의 병렬 전기적인 연결은, 오직 하나의 용융 도체의 트립은 스위칭을 위해 충분하기 때문에, 퓨즈의 트립(trip) 및/또는 단락-회로의 이벤트에서 복수의 용융 도체들의 경우에 유리하다. 용융 도체의 나선형 감김(helical winding)은, 퓨즈에 대하여 요구된 용융 도체의 길이가 퓨즈 박스에 둘러싸이는 것을 허용한다.

권선체는, 단일 피스(single piece)로 또는 여러 요소들(several elements)로부터 구성될 수 있다. 특히, 권선체는 재료로 경질 자기(hard porcelain)를 포함하고/하거나 경질 자기로 구성될 수 있다. 더욱이, 권선체는, 복수의 챔버들(chambers)이 형성되는 방식으로 구성될 수 있고, 특히 단면 축소는 하나의 챔버에서 제공될 수 있다. 단면 축소 때문에, 전환된 열의 양이 차단 프로세스 동안 퓨즈 튜브의 전체 길이의 걸쳐 균일하게 분배될 수 있도록, 복수의 일부 아크들은 퓨즈가 반응할 때 각 용융 도체에서 형성될 수 있다.

추가의 더 바람직한 실시 예에서, 퓨즈는 릴리즈 디바이스(release device)를 포함한다. 릴리즈 디바이스는, 퓨즈에 배치된 디바이스를 스위칭하기 위한 컨택트 캡, 바람직하게는 프리 릴리즈(free release)를 갖는, 특히 트랜스포머 스위치 및/또는 부하 스위치에 배치되고/되거나 구성될 수 있다. 특히 릴리즈 디바이스는 스트라이크 핀 릴리즈 메커니즘(strike pin release mechanism)을 포함한다. 스트라이크 핀 릴리즈 메커니즘이 트리거될 때, 특히 적어도 필수적으로 원통형인, 스트라이크 핀이 컨택트 캡을, 바람직하게는 조밀하게 납땜된 구리 호일 및/또는 브레이크스루(breakthrough) 레이어, 특히 종이 스티커 레이어을, 관통하는 것이 제공된다.

릴리즈 디바이스의 스트라이크 핀 릴리즈 메커니즘의 스트라이크 핀은, 보조 용융 도체에 의하여 트리거될 수 있다. 특히, 스트라이크 핀은 단락 회로의 이벤트에서 트리거된다.

바람직하게는, 미리 로딩된(preloaded) 스프링은 스트라이크 핀과 연관되고, 특히, 스프링은 보조 융합될 수 있는 링크가 트리거될 때, 특히 단락-회로의 경우에, 스트라이크 핀이 컨택트 캡들 중 하나의 종단으로부터 나오도록(emerge) 구성될 수 있다. 특히, 스트라이크 핀은, 부하 스위치에 작용할 수 있고, 부하 스위치는 그 이후에 모든 폴들(poles)에서, 고장 전류(faulty current)를 스위칭 오프할 수 있다.

더 바람직하게는, 보조 용융 도체는, 퓨즈 박스의 전체 길이를 따라 및/또는 권선체의 중심을 통하여 축 방향으로 작동(run)하도록 제공된다. 이에 따라, 보조 용융 도체가 권선체 주위에 감겨야 하는 것은 아니다.

특히, 보조 요융 도체는 용융 도체 및/또는 용융 도체들과 병렬로, 특히 용융 도체가 녹을 때 전류가 스트라이크 핀의 활성화를 유발하는 보조 용융 도체를 통하여 흐르도록, 연결될 수 있다.

바람직하게는, 릴리즈 디바이스는, 스트라이크 핀이 릴리즈된 이후에는 스트라이크 핀이 퓨즈 박스에서 더 이상 프레스(press)되고/되거나 옮길 수 없는 방식으로 구성된 퓨즈 박스와 연관될 수 있다. 스트라이크 핀이 릴리즈되면, 안전 디바이스는 스트라이크 핀이 릴리즈 되기 전에 차지하던 위치를 되찾는 것을 방지한다. 특히, 직류 전류가 컷(cut) 및/또는 스위칭 오프된 채로 유지하는 한, 스트라이크 핀에 배치될 부하 스위치는, 단락-회로의 이벤트에서 스트라이크 핀에 의하여 영구적으로 동작(actuate)될 수 있다.

적어도 하나의 인디케이팅 디바이스는 퓨즈와 연관될 수 있다. 특히, 인디케이팅 디바이스는, 스테이트의 광학적 인디케이션을 위해 구성된다. 인디케이팅 디바이스는 컨택트 캡에 또한 배치될 수 있다. 인디케이터는 또한, 스트라이크 핀 릴리즈 메커니즘에 대하여 대안으로 사용되고, 시각적 및/또는 청각적 신호를 수단으로 퓨즈의 릴리즈를 나타낼 수 있다. 궁극적으로, 인디케이터 디바이스는, 고 전압 고 전력 퓨즈가 트립된 것을 작업자(operating personnel)에게 알리도록 서비스할 수 있다.

추가의 실시 예에 따르면, 컨택트 캡들은 갈바닉 코팅 및/또는 은 코팅을 가지는 것이 제공된다. 컨택트 캡들은, 전해(electrolytic) 구리 및/또는 알루미늄으로 구성되고/되거나 전해(electrolytic) 구리 및/또는 알루미늄을 포함할 수 있다. 전술된 재료들은 좋은 전기적인 접촉을 가능하게 한다.

더욱이, 발명은 특히, 직류 전류로 공급될 수 있는 소모자들을 갖는 및 발명에 따른 용융 도체를 포함하는 적어도 하나의 퓨즈를 갖는 시스템에 관련하고, 및 먼저 설명된 실시 예들 중 적어도 하나에 따라 구성된다. 직류 전류는 소모자들에게 전송되고, 직류 전류는 퓨즈에 의하여 보호될 수 있다. 소모자는, 바람직하게는, 사용자로 제공된다.

불필요한 반복을 피하기 위하여, 발명에 따른 시스템에 또한 같은 방식으로 적용될 수 있는, 발명에 따른 용융 도체 및 발명에 따른 퓨즈에 관한 이전 설명들로 참조가 이루어진다. 궁극적으로, 앞에서 이미 제시된, 발명에 따른 용융 도체 및/또는 발명에 따른 퓨즈의 유리하고 선호된 실시 예들은, 발명에 따른 시스템으로 옮길 수 있는(transferable) 것이 이해된다.

특히 선호된 실시 예에 따르면, 특히 또한 복수의 소모자들로부터 형성될 수 있는 소모자는, 5 kW 초과이고, 바람직하게는 50 kW 초과이고, 더 바람직하게는 700 kW초과의 (총) 전력을 포함하고/하거나 3000 MW 미만이고, 바람직하게는 2000 MW 미만이고, 더 바람직하게는 1000 MW 미만의 (총) 전력을 포함하는 것이 제공된다. 더욱이, 대안적으로 또는 추가적으로, 소모자의 전력은 50 kW 및 3000 MW 사이이고, 바람직하게는 50 kW 및 2000 MW 사이이고, 더 바람직하게는 700 kW 및 1000 MW 사이일 수 있다. 결과적으로, 고 전력을 갖는 소모자들은 또한, 발명에 따라 적어도 하나의 퓨즈에 의하여 보호되는 DC 분배 네트워크에 의하여 공급될 수 있다.

더욱이, 임의의 중간 구간들(intermediate intervals) 및 중간 구간들에(therein) 속하는(contained) 개별 값들은, 이 중간 구간들 및 개별 값들이 구체적으로 제공되지 않았음에도 불구하고, 전술된 구간들 및 범위 제한들에 포함되고, 발명에 필수적으로 개시되는 것으로 고려될 것이 이해된다.

본 발명의 추가 특징들, 유리하고 가능한 어플리케이션들은, 도면 자체로 및 도면에 기초한 실시 예들의 예시의 다음 설명으로부터 명백할 것이다. 이에 의하여 설명되고/되거나 도시된 특징들 모두는, 청구항에서 특징들의(their) 요약이나 특징들의(their) 상호 관련에 무관하게, 개별적으로 또는 임의의 조합으로, 본 발명의 대상을 형성한다.

도 1 발명에 따른 용융 도체의 개략도,

도 2 발명에 따른 퓨즈의 개략 사시도(schematic perspective illustration),

도 3 발명에 따른 퓨즈의 추가 실시 예의 개략 단면도,

도 4 권선체 주위에 감긴 발명에 따른 용융 도체의 개략 사시도,

도 5 발명에 따른 퓨즈의 추가 실시 예의 개략 단면도,

도 6a 발명에 따른 용융 도체의 추가 실시 예의 개략 사시도,

도 6b 도 6a의 절단 A-A에 따른 개략 단면도,

도 6c 도 6a의 절단 B-B에 따른 개략 단면도,

도 7 직류 전류 전송의 퓨즈 보호를 위한 발명에 따른 퓨즈의 사용의 개략 원리 표현(principle representation), 및

도 8 DC 전송의 퓨즈 보호를 위한 발명에 따른 퓨즈의 사용의 추가 실시 예의 개략도

가 나타난다.

도 1는 용융 도체(1)를 나타낸다. 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이, 용융 도체(1)는, DC 퓨즈(2)를 위한, 특히 고 전압 고 전력 DC 퓨즈(HH-DC 퓨즈)(2)를 위한, 사용을 위해 의도된다. 퓨즈(2)는, 개략적으로 도 7 및 도 8에 나타난 바와 같이, DC 어플리케이션의 퓨즈 보호를 위해 제공될 수 있다.

도 1는, 용융 도체(1)가 전기적으로 전도성인 용융 와이어(3)를 포함하는 것을 더 나타낸다. 용융 와이어(3)는, 단면 축소들로 형성된 적어도 2 개의 과부하 협소 섹션들(4)을 포함한다. 제1 섹션(5)에서, - 용융 와이어(3)에서 적어도 한 번 - 땜납으로 구성되고/되거나 땜납을 포함하는 제1 레이어(7)가 제공되고, 제1 레이어(7)는 적어도 일부 영역들에서 상기 용융 와이어(3)의 외부 셸 표면(6)(outer shell surface)을 둘러싸고(surround circumferentially), 바람직하게는, 상기 용융 와이어(3)의 외부 셸 표면(6)을 완전히 둘러싼다.

제1 레이어(7) 및/또는 제1 섹션(5)은, 용융 와이어(3)의 외부 셸 표면(6)에서, 특히 용융 와이어(3)의 중심 영역(central area)에서, 적어도 한 번 배치될 수 있다.

더욱이, 도 1는, 과부하 협소 섹션들(4)의 각각에 인접하여 제2 섹션(8)에서 각 경우에서 제2 레이어(9)는, 제공되고, 제2 레이어는, 적어도 일부 영역들에서 용융 와이어(3)의 외부 셸 표면(6)을 둘러싸고, 바람직하게는 상기 용융 와이어(3)의 외부 셸 표면(6)을 완전히 둘러싸는 것을 나타낸다.

과부하 협소 섹션들(4)은, 용융 와이어(3)의 길이 방향(L)에서 연속으로 배치된다.

도 1에 나타난 실시 예 예시에서, 제1 섹션(5)은 바로 연속하는 2 개의 과부하 협소 섹션들(4) 사이에 제공되는 것이 제공된다. 제1 레이어(7)는, 2 개의 과부하 협소 섹션들(4) 사이에 중심으로 배치될 필요는 없지만, 추가의 실시 예에서는 그럴 수 있다.

추가로, 도 1는, 용융 와이어(3)는 바로 연속하는 2 개의 과부하 협소 섹션들(4) 사이에 단면 축소의 형태로 적어도 하나의 단락 회로 협소 섹션(10)을 포함하는 것을 나타낸다. 도시된 실시 예 예시에서, 과부하 협소 섹션(4)의 단면 축소의 형상 및 최소 너비(11)는, 단락 회로 협소 섹션(10)의 단면 축소의 형상 및 최소 너비(12)와 상이하다. 단면 축소들의 최소 너비들(11, 12)은, 궁극적으로, 단면 축소의 영역(region)에서 가장 작은 너비를 제공한다. 예를 들어, 단락 회로 협소 섹션(10)은, 단락 축소의 영역에서 상이한 너비들을 포함한다.

단면 축소의 최소 너비(11, 12) 및 형상에 따라, -과부하 보호를 위한 - 트립의 경우에서 용융 도체(1)의 응답 행동은, 이에 따라 조정될 수 있다.

도 1에서 나타난 실시 예 예시에서, 과부하 협소 섹션(4)의 단면 축소의 최소 너비(11)는, 단락 회로 협소 섹션(10)의 단면 축소의 최소 너비(12)보다 더 큰 것이 제공된다. 이에 의하여, 단락 회로 협소 섹션(10)의 단면 축소의 최소 너비(12)에 대한 과부하 협소 섹션(4)의 단면 축소의 최소 너비(11)의 비율은, 1.15:1 내지 1.5:1 사이일 수 있다. 추가 실시 예에서, 전술된 비율은 1.01:1 내지 3:1 사이일 수 있다.

과부하 협소 섹션(4)의 최소 너비(11) 및/또는 단면 축소의 형상은, 단락 회로 협소 섹션(10)의 최소 너비(11) 및/또는 단면 축소의 형상과, 구조에서, 적어도 실질적으로 같고 및/또는 동일한 것은 나타나지 않는다.

도 1는, 제2 레이어(9)가 과부하 협소 섹션(4)에 바로 인접한 것을 나타낸다. 추가로, 도 1는, 제2 레이어(9)가, 용융 와이어(3)의 외부 셸 표면(6)에, 바람직하게는 물질-접착된 및/또는 달라붙는(adhesive) 접착 방식으로, 단단히 연결되고/되거나 달라붙는 것을 나타낸다.

제2 레이어(9)는, 재료로서, 바람직하게는 아크 소화 에이전트(arc extinguishing agent)로서, 폴리(유기)실록산(poly(organo)siloxane) 및/또는 플라스틱으로 구성되고/거나 폴리(유기)실록산 및/또는 플라스틱을 포함하는 것은 나타나지 않는다. 추가 실시 예에서, 제2 레이어(9)는, 적어도 실질적으로 실리콘으로 구성될 수 있다. 제2 레이어(9)는, 대안적으로 또는 추가적으로, 전기적으로 절연하도록 구성될 수 있다.

도 5는, 제2 레이어(9)는, 적어도 실질적으로 과부하 협소 섹션(4)의 단면 축소에 바로 인접하지만, 과부하 협소 섹션(4)의 단면 축소의 영역으로 돌출 및/또는 관통하지 않는 것을 나타낸다.

추가로, 제1 레이어(7)의 땜납은 재료로 금속 합금을 포함하고/하거나 금속 합금으로 구성되는 것은 나타나지 않는다. 추가 실시 예에서, 금속 합금은, 카드뮴, 주석, 납, 아연, 은, 및/또는 구리를 포함하고/하거나 카드뮴, 주석, 납, 아연, 은, 및/또는 구리로 구성될 수 있다. 더욱이, 주석 및/또는 은을 포함하는 금속 합금은 제공될 수 있다. 제1 레이어(7)는, 전기적으로 전도성이도록 구성될 수 있다.

추가로, 도 1는, 복수의 단락 회로 협소 섹션들(10)은, - 길이 방향 L로 볼 때 - 바로 연속하는 2 개의 과부하 협소 섹션들(4) 사이에 제공되는 것을 나타낸다. 도시된 실시 예에서, 3 개의 단락 회로 협소 섹션들(10)은, 2 개의 과부하 섹션들(4) 사이에 제공된다. 추가 실시 예에서, 2 및 15 개 사이의 단락 회로 협소 섹션들(10)은, 바로 연속하는 2 개의 과부하 협소 섹션들(4) 사이에 제공될 수 있다.

더욱이, 도 1는, 제1 레이어(7) 및/또는 제1 레이어(7)를 포함하는 제1 섹션(5)은, 용융 와이어(3)의 외부 셸 표면(6)에서 바로 연속하는 2 개의 단락 회로 협소 섹션들(10) 사이에 배치되는 것을 나타낸다. 제1 섹션(5)은, 적어도 실질적으로 2 개의 단락-회로 협소 섹션들(10) 사이에 중심으로 - 제공될 필요는 없지만 - 제공될 수 있다.

추가로, 도 1는, 2개의 과부하 협소 섹션들(4) 및 실시 예에서 나타난 과부하 협소 섹션들(4) 사이에 배치된 단락 회로 협소 섹션들(10)은, - 길이 방향(L)을 따라(running in longitudinal direction L) - 바로 연속하는 2 개의 제2 섹션들(8) 및/또는 제2 레이어들(9) 사이에 제공되는 방식으로, 제2 레이어(9)를 포함하는 제2 섹션들(8)은, 용융 와이어(3)의 외부 셸 표면(6)에 배치되는 것을 나타낸다. 궁극적으로, 제2 섹션들(8)은, 바로 이웃하는 2 개의 과부하 협소 섹션들(4) 및 바로 이웃하는 2 개의 과부하 협소 섹션들(4) 사이에(therebetween) 배치된 단락 회로 협소 섹션들(10)을 프레임(frame)하고/하거나 둘러싼다.

도 1 및 도 6a는, 과부하 협소 섹션(4)은, 적어도 실질적으로 직각인 모서리를 포함하는 리세스들(13)(recesses)에 의하여 형성되는 것을 나타낸다. 리세스(13)는, 특히 직각인 펀치들을 수단으로, 펀칭함으로써 생성될 수 있다.

더욱이, 도 1에서, 리세스들(13)의 코너 영역 및/또는 코너는, 라운딩(rounding)을 포함하는 것이 나타난다. 적어도 실질적으로 직각인 모서리를 포함하는 리세스들(13)을 수단으로, 적어도 실질적으로 직각인 단면 형상을 포함하는 과부하 협소 섹션(4)의 단면 축소는 형성될 수 있다.

도 1에서 단락 회로 협소 섹션(10)의 상세한 표현에 기초하여, 단락 회로 협소 섹션(10)은 적어도 실질적으로 둥근 아크 섹션-형상의 모서리를 포함하는 리세스들(14)에 의하여 형성되는 것이 이미 명백하다. 리세스들(14)은, 펀칭함으로써 생성(create)될 수 있다. 특히, 과부하 협소 섹션(4) 및/또는 단락-회로 협소 섹션(10)의 단면 축소는, 적어도 실질적으로 - 특히 용융 와이어(3)의 중심 축에 대하여 - 거울-대칭적으로 구성된다.

도 6a는, 단락 회로 협소 섹션(10)의 단면 축소는, - 용융 와이어(3)의 평면도에서 - 적어도 실질적으로 둥근 아크 섹션-형상의 윤곽을 포함하는 것을 나타낸다. 과부하 협소 섹션(4)의 단면 축소의 윤곽은 일직선으로(straight) 구성될 수 있고, 특히 라운딩된 코너들 및/또는 라운딩들은, 과부하 협소 섹션(4)의 단면 축소의 코너 영역들(regions)에서 제공된다.

도 1에서 나타난 단락 회로 협소 섹션들(10)은, - 길이 방향(L)로 볼 때 - 과부하 섹션들(4) 사이에 적어도 실질적으로 규칙적으로 스페이싱된다. 특히, 단락 회로 협소 섹션들(10)은, 서로로부터(from each other) 적어도 실질적으로 같은 거리(15)를 포함한다. 추가 실시 예들에서, 거리(15)는, 5 및 30 mm 사이이고, 특히 10 및 20 mm 사이일 수 있다.

도 1는, 단락-회로 협소 섹션(10) 및 바로 이웃하는 과부하 협소 섹션(4) 사이에 거리(16)는 적어도 실질적으로 동일하도록 구성되는 것을 더 나타낸다. 거리(16)는 항상, 과부하 협소 섹션(4)의 단면 축소 내지 다음 단면 축소, 다시 말해(namely), 단락 회로 협소 섹션(10)의 단면 축소, 사이를 초래한다. 이 거리(16)는, 특히 동일하다. 추가 실시 예에서, 거리(16)는 거리(15)에 대응할 수 있다.

더욱이, 단락 회로 협소 섹션(10) 및/또는 과부하 협소 섹션(4)의 단면 축소 내지 단락 회로 협소 섹션(10) 및/또는 과부하 협소 섹션(4)의 바로 인접한 단면 축소 사이의 거리(17)는 적어도 실질적으로 같도록 구성될 수 있다. 거리(17)는, 거리(15)로 및 거리(16)로 모두 구성될 수 있다.

단락 회로 협소 섹션(10)과 관련 없이, 다시 말해, 단락 회로 협소 섹션이 제공되지 않는 실시예에서, 및/또는 복수의 단락 회로 협소 섹션들(10)과 관련 없이, 다시 말해, 바로 이웃하는 2 개의 과부하 협소 섹션들(4) 사이에 오직 단일 단락 회로 협소 섹션(10)이 제공되는 실시 예에서, 거리(17)는 또한 적어도 실질적으로 동일하도록 구성될 수 있다. 거리(17)는, - 용융 와이어(3)의 길이 방향(L)로 볼 때 - 바로 이웃하는 2 개의 단면 축소들 사이 거리를 궁극적으로 제공하고, 단면 축소는 단락 회로 협소 섹션(10)에 의하여 및 과부하 협소 섹션(4)에 의하여 모두 형성될 수 있다. 최종적으로, 용융 와이어(3) 단면 축소들은 특히 규칙적으로 스페이싱된다.

바로 이웃하는 2 개의 과부하 협소 섹션들(4) 사이 거리는, 50 내지 80 mm이고, 특히 60 내지 70 mm일 수 있다.

도 1에서 나타난 실시 예 예시에서, 과부하 협소 섹션(4)의 단면 축소의 길이(18)는, 단락 회로 협소 섹션(10)의 단면 축소의 길이(19)보다 큰 것이 제공된다. 궁극적으로, 과부하 협소 섹션(4)의 단면 축소는, 적어도 실질적으로 가늘고 길게(elongated) 구성될 수 있다. 과부하 협소 섹션(4)의 단면 축소의 길이(18)는, 1 및 3 mm 사이이고, 및 특히 2 mm ± 0.5 mm일 수 있다. 단락 회로 협소 섹션(10)의 단면 축소의 길이(19)는, 1.5 ± 0.5 mm일 수 있다.

추가 실시 예에서, 제1 및/또는 제2 레이어(7, 9)는, 코팅으로 구성될 수 있다.

도 1는, 제1 레이어(7)가, - 단면에서 보이는 바와 같이 - 적어도 실질적으로 둥근 형상으로, 제1 섹션(5)의 용융 와이어의 상부로 적용되는 것을 나타낸다.

제2 레이어(9)는, 용융 와이어(3)를 둘러싸고 및/또는 감싸는, 적어도 실질적으로 고리 형상인 용융 와이어(3)의 외부 셸 표면(6)에 적용될 수 있다.

도 6b 및 도 6c는, 용융 도체(1)의 추가 실시 예의 단면들을 나타내고, 제1 레이어(7) 및 제2 레이어(9) 모두 제1 레이어 및 제2 레이어의(their) 개별 섹션들(5 및 8)에서 적용되고, 개별 섹션들(5 및 8)은 용융 와이어(3)의 외부 셸 표면(6)을 적어도 실질적으로 완전히 피복(sheathe)하고/하거나 둘러싼다.

도 6a는, 용융 와이어(3)는, 적어도 실질적으로 직각인 단면 형상을 포함하는 것을 나타낸다. 도시된 실시 예에서, 용융 와이어(3)는, 복수의 단면 축소들을 포함할 수 있는 플랫 스트립으로 구성될 수 있다. 이에 의하여, 용융 와이어(3)는, 플랫 스트립으로 구성될 때, 0.04 ± 0.01 mm의 스트립 두께 및/또는 높이를 포함할 수 있다. 용융 와이어(3)의 최대 너비(10)는 1.5 ± 0.5 mm일 수 있다.

도 6a는, 어떻게 리세스들(13, 14)이 단락 회로 협소 섹션(10) 및 과부하 협소 섹션(4)의 단면 협소 섹션들을 구성하는 지를 투시(perspective)로 나타낸다.

추가 실시 예에서, 용융 와이어(3), 제1 및/또는 제2 레이어(7, 9)는 적어도 실질적으로 둥근 외부 단면을 포함하는 것이 대안적으로 제공될 수 있다.

용융 와이어(3)가 재료로서 금속을 포함하는 것이 나타나지 않는다. 금속이 적어도 실질적으로 순은(pure silver)일 수 있다. 특히, 은은 99.99%의 순도를 포함한다. 전술된 순도는, 금속 재료에서 Ag(은)의 비율을 제공한다. 이는 순수한 은(fine silver)으로 또한 참조될 수 있다.

추가 실시 예에서, 용융 와이어(3)는, 재료로 구리 및/또는 구리 합금을 포함하고/하거나 구리 및/또는 구리 합금으로 구성되는 것이 제공될 수 있다.

용융 도체(1)가 바로 연속하는 과부하 협소 섹션들(4)의 교대 시퀀스를 포함하는 것은, 도 3 및 도 4로부터 개략적으로 볼 수 있다. 특히, 과부하 협소 섹션들(4)의 연속과 같은 시퀀스 및 특히 과부하 협소 섹션들(4) 사이에 배치된 단락 회로 협소 섹션들(10)의 연속과 같은 시퀀스는 제공된다. 과부하 협소 섹션(4)의 교대 시퀀스에서, 바로 연속하는 2 개의 과부하 협소 섹션들(4)의 적어도 실질적으로 동일한 구성 및 특히 과부하 협소 섹션들(4) 사이에 제공된 단락 회로 협소 섹션들(10)의 적어도 실질적으로 동일한 구성은, 특히 제공된다. 과부하 협소 섹션들(4)은, 도 3에서 나타난 실시 예 예시에서 적어도 실질적으로 규칙적으로 스페이싱되고, 또 다른 것으로부터 적어도 실질적으로 동일한 거리를 포함한다. 도 1에서 나타난 2 개의 제2 섹션들(8) 사이에 배치된 단면 축소들의 "패턴(pattern)" 및 패턴에(thereto) 대응하는 단면 축소들의 개별 형상은 그러므로, 특히 용융 와이어(3)의 길이 방향(L)을 따라 반복적으로 제공된다.

제1 섹션(5)은 특히, 전체로 용융 도체(1)가 오직 적어도 하나의 제1 레이어(7)만을 포함하도록, 반복되지 않는다; 및 특히 과부하 협소 섹션들(4)의 수에 독립적이다. 그러나, 제2 레이어(9)는 특히, 각 과부하 협소 섹션(4)에 인접하여 제공된다.

도 1에 나타난 실시 예 예시에서, 단락 회로 협소 섹션(10)의 단면 축소들 및/또는 과부하 협소 섹션(4)의 단면 수축의 최소 너비(11, 12)에 대한 용융 와이어(3)의 최대 너비(20)의 비율은, 1:0.4 내지 1:0.35 사이인 것이 제공된다. 추가 실시 예에서, 전술된 비율은 1:0.6 내지 1:0.2 사이일 수 있고, 이에 의하여 명시된(specified) 구간 내 임의의 값을 가질 수 있다.

도 2에서, DC 어플리케이션의 퓨즈 보호를 위한 퓨즈(2)가 나타난다. 특히, 고 전압 고 전력 퓨즈(2)가 제공된다. 퓨즈(2)는 외부 퓨즈 박스(21)를 포함하고, 권선체(22) 주위에 감긴, 특히 전기적으로 절연하는 권선체(22) 주위에 감긴, 적어도 하나의 용융 도체(1)는, 먼저 설명된 실시 예들 중 적어도 하나에 따른 퓨즈 박스(21)에 배치된다.

복수의 용융 도체들(1)은 또한, 권선체(22) 주위에 감길 수 있는 것이 나타나지 않는다. 용융 도체(1)는 복수의 단면 축소들을 포함하고, 제1 레이어 및 제2 레이어(7, 9)를 갖는 조합에서 과부하 협소 섹션들(4) 및 단락 회로 협소 섹션들(10)의 단면 축소들의 구성은, 우선(first) 퓨즈(2)가 HH-DC 퓨즈(2)로 사용되는 것을 가능하게 한다.

도 2는, 전기적인 접촉을 위해 구성된 적어도 하나의 컨택트 캡(24)은 퓨즈 박스(21)의 각 종단 면에 배치되는 것을 더 나타낸다.

도 7 및 도 8은, 퓨즈(2)는, 직류 전류 전송을 보호하는 데 사용될 수 있고, 도 7에서 퓨즈(2)는 직류 전류 소스(27) 및 소모자(29) 사이에 배치되는 것을 나타낸다. 소모자(29)로 전송된 직류 전류는 퓨즈(2)를 통해 흐른다.

퓨즈 박스(21)는 두 종단 면들(23)에 적어도 실질적으로 개방되도록 구성되는 것이 나타나지 않는다.

도 3 및 도 5는, 권선체(22)는, 적어도 실질적으로 별-형상이도록 구성되는 것을 나타낸다. 권선체(22)의 별-형상의 구성은, 도 5로부터 더욱 이미(readily) 명백하다. 권선체(22)는, - 단면에서 볼 때 - 리지부들 및/또는 돌출부들(protrusions)(25)을 포함하고, 리세스들 및/또는 함몰부들(26)은 리지부들 및/또는 돌출부들(25) 사이에 제공된다. 돌출부들(25)은, 돌출부들이(they) 용융 도체(1)의 적어도 실질적으로 시간을 지키는(punctual) 서포트를 위해 사용될 수 있도록, 구성될 수 있다. 돌출부들(25) 사이에서, 용융 도체(1)는 권선체(22)의 표면에 남지(rest) 않는다.

도 7 및 도 8에 나타난 실시 예에서, DC 전류의 DC 전압은, 1 kV 초과이고 100 kV 미만이다. 추가 실시 예에서, DC 전압은 1.5 kV 내지 50 kV 사이이거나 또는 3 kV 내지 30 kV 사이일 수 있다. 더 바람직한 실시 예에서, 퓨즈(2)의 정격 전압 또는 정격 전압 범위는, 1 kV 초과이고 및/또는 100 kV 미만이고 및/또는 1 kV 내지 100 kV 사이이고, 바람직하게는 1.5 kV 내지 50 kV사이이다.

더욱이, 도 7 및 도 8에서 DC 네트워크에서 사용된 퓨즈(2)의 경우에, 퓨즈(2)의 가장 작은 차단 전류(breaking current)는 50 A ± 20 A인 것이 제공된다. 더 바람직한 실시 예에서, 퓨즈(2)의 가장 작은 차단 전류는, 3 A 초과이고 및/또는 500 A 미만이고 및/또는 3 A 내지 700 A 사이이고, 바람직하게는 5 A 내지 500 A 사이일 수 있다.

추가 실시 예에서, 퓨즈(2)의 가장 작은 차단 전류(breaking current)는 정격 전류의 1.5 배 내지 10 배에 대응할 수 있고, 특히 최소 및/또는 가장 작은 차단 전류(breaking current)는, 개별 퓨즈 링크의 정격 전류에 직접적으로 의존한다.

퓨즈(2)의 가장 높은 차단 전류(breaking current) 및/또는 정격 차단 용량(breaking capacity)은, 도 7 및 도 8에 나타난 예시에서, 20 kA 및 50 kA 사이에 놓이고/이거나 1 kA 초과이다.

도 7 및 도 8에 나타난 직류 전류 소스(27)는, 5 A 보다 큰 전류를 갖는 직류 전류를 제공한다. 특히, 정격 전류 범위 및/또는 직류 전류의 전류는 10 A 내지 75 kA 사이이다.

전송된 DC 전류 및 DC 전압의 함수(function)로서, 퓨즈(2)에 의하여 보호된 DC 전류 및 DC 전압의 곱은 다양할 수 있다. 도 7 및 도 8에 나타난 실시 예 예시에서, 전술된 곱은 1000 kW ± 50 kW이다. 추가 실시 예에서, 퓨즈(2)에 의하여 보호된 DC 전류 및 DC 전압의 곱(수학적인 곱셈)은, 5 kW 및 3000 MW 사이이고, 특히 700 kW 및 1000 MW 사이일 수 있다.

복수의 용융 도체들(1)은 퓨즈 박스(3)에 배치되는 것이 나타나지 않는다. 추가 실시 예에서, 2 내지 10개의 용융 도체들(1)이 사용된 것이 제공될 수 있다.

DC 어플리케이션은 중 전압 DC 어플리케이션 및/또는 고 전압 DC 어플리케이션인 것이 나타나지 않는다. 중 전압 DC 어플리케이션은 최대 30 kV의 DC 전압을 포함한다. 고 전압 DC 어플리케이션은 50 kV 이상의 DC 전압을 포함한다.

퓨즈(2)는, 중 전압 DC 시스템에, 특히 적어도 하나의 MVDC 디바이스를 갖는 중 전압 DC 시스템에, 더 배치될 수 있다.

더욱이, 직류 전류 소스(27)는, 광발전(photovoltaic) 시스템 및/또는 광발전 영역 시스템(예를 들어, 태양광 발전소(solar farm)), 및/또는 풍력 발전 시스템 및/또는 풍력 발전소(wind farm), 특히 근해 풍력 발전소(offshore wind farm)인 것이 나타나지 않는다. 특히, 전술된 에너지 전환 플랜트들은 직류 전류 그리드에 직류 전류를 제공한다. 전술된 전력 전환 플랜트들에 의하여 생성된 전력은, 적어도 하나의 퓨즈(2)에 의하여 보증된 방법으로 소모자(29)로 전송될 수 있다.

추가로, 도 7 및 도 8은, 직류 전류에 의하여 공급될 수 있는 소모자(29)를 갖는 시스템(28)을 나타낸다. 특히, 소모자(29)는, 복수의 소모자들 및/또는 사용자이다. 더욱이, 시스템(28)은, 소모자(29)로 전송된 직류 전류를 보호하도록 구성된 퓨즈(2)를 포함한다. 소모자(29)의 전력이 5 KW 초과이고 2000 MW 미만인 것이 나타나지 않는다. 특히, 퓨즈(2)는, 직류 전류 네트워크에서 사용된다.

도 2는, 퓨즈 박스(21)는, 중공 원통 및/또는 튜브의 형상으로 구성되는 것을 나타낸다. 다른 종단 면에서, 퓨즈 박스(21)는, 컨택트 캡들(24)에 의하여 타이트하게 둘러싸이고, 컨택트 캡(24)은 퓨즈 박스(21)에 놓일 수 있다.

도 2는, 컨택트 캡(24)은 퓨즈 박스(21)의 종단 영역(region)에 셸 표면의 적어도 부분을 커버하는 것을 나타낸다.

컨택트 캡(24)은, 컨택트 캡(24) 앞에 놓이고 컨택트 캡(24)을 적어도 부분적으로 커버하는 또 다른 상부 캡과 연관되는 것이 나타나지 않는다. 이 경우에, 컨택트 캡(24)은, 소위 내부 보조 캡을 나타낸다.

도 2에 나타난 퓨즈 박스(21)는, 세라믹 재료를 포함한다. 추가 실시 예에서, 퓨즈 박스(21)는, 세라믹 재료로 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 퓨즈 박스(21)는, 플라스틱 재료를, 특히 가스 섬유 강화(gas fiber reinforced) 플라스틱 재료를, 포함할 수 있다.

소호 에이전트는 퓨즈 박스(21)에 제공되는 것이 나타나지 않는다. 소호 에이전트는 모래 충전 소호, 바람직하게는 석영 모래, 및/또는 공기일 수 있다.

도 4는, 용융 도체(1)는, 전기적으로 접촉하는 방식으로 컨택트 캡(24)에 연결되는 것을 나타낸다.

용융 도체(1)는, 적어도 부분적으로, 특히 완전히, 소호 에이전트에 의하여 둘러싸이고/이거나 내장되는 것이 나타나지 않는다. 특히, 용융 도체(1)는, 제2 레이어(9)의 재료에 의하여 및/또는 제2 레이어(9)의 구성에 의하여 아크 소호 에이전트를 포함한다.

더욱이, 퓨즈 박스(21)는, 적어도 실질적으로 밀폐하여 캡슐화되는 것이 나타나지 않는다.

권선체(22)를 위한 재료는 경질 자기(hard porcelain)일 수 있다.

추가 실시 예에서, 권선체(22)는, 복수의 챔버들이 형성되도록 구성될 수 있고, 특히 단면 축소는 하나의 챔버에서 제공된다.

컨택트 캡(24)은, 갈바닉 코팅 및/또는 은 코팅을 포함하고/하거나, 재료로 전해 구리 및/또는 알루미늄을 포함하고/하거나 전해 구리 및/또는 알루미늄으로 구성되는 것이 더 나타나지 않는다.

1 용융 도체
2 퓨즈
3 용융 와이어
4 과부하 협소 섹션
5 제1 섹션
6 3의 외부 셸 표면
7 제1 레이어
8 제2 섹션
9 제2 레이어
10 단락 회로 협소 섹션
11 4의 최소 너비
12 10의 최소 너비
13 4의 리세스
14 10의 리세스
15 2 개의 단락 회로 협소 섹션들 사이 거리
16 단락 회로 협소 섹션 및 과부하 협소 섹션 사이 거리
17 단면 축소들 사이 거리
18 4로부터 길이
19 10의 길이
20 3의 최대 너비
21 외부 퓨즈 박스
22 권선체
23 종단
24 컨택트 캡
25 22의 돌출부
26 22의 함몰부
27 직류 전류 소스
28 시스템
29 소모자
L 길이 방향

Claims

DC 퓨즈(DC fuse)(2) 및 고-전압 고-전력 퓨즈(HH-DC fuse)(2)를 위한 용융 도체(melting conductor)(1)의 사용(use)에 있어서,
상기 용융 도체(1)는, 전기적으로 전도성인 용융 와이어(melting wire)(3)를 포함하고,
상기 용융 와이어(3)는, 단면 축소(cross-sectional constriction)의 형태(form)로 적어도 2개의 과부하 협소 섹션들(overload narrow sections)(4)을 포함하고,
바람직하게는, 바로 연속하는(immediately successive) 상기 2개의 과부하 협소 섹션들(4) 사이에서, 적어도 하나의 제1 섹션(5)에 제1 레이어(7)가 제공되고,
상기 제1 레이어(7)는, 땜납을 포함하고/하거나 적어도 일부 영역들(areas)에서 상기 용융 와이어(3)의 외부 셸 표면(outer shell surface)(6)을 둘러싸고(surround circumferentially), 바람직하게는, 상기 용융 와이어(3)의 외부 셸 표면(outer shell surface)(6)을 완전히(completely) 둘러싸고, 및
상기 과부하 협소 섹션들(4)의 각각에 인접하여 각각의 제2 섹션(8)에 제2 레이어(9)가 제공되고,
상기 제2 레이어(9)는, 적어도 일부 영역들(areas)에서 상기 용융 와이어(3)의 외부 셸 표면(outer shell surface)(6)을 둘러싸고(surround circumferentially), 바람직하게는, 상기 용융 와이어(3)의 외부 셸 표면(outer shell surface)(6)을 완전히 둘러싸는,
용융 도체의 사용.
제1항에 있어서,
상기 용융 와이어(3)는,
바로 연속하는(directly successive) 2개의 과부하 협소 섹션들(4) 사이에서, 단면 축소의 형태로 형성된 적어도 하나의 단락 회로 협소 섹션(10)을 포함하고,
특히, 상기 과부하 협소 섹션(4)의 단면 축소의 형상(shape) 및/또는 최소 너비(11)는,
상기 단락 회로 협소 섹션(10)의 단면 축소의 형상 및/또는 최소 너비(12)와 상이한
것을 특징으로 하는 용융 도체의 사용.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 과부하 포인트(4)의 단면 축소의 최소 너비(11)는,
상기 단락 회로 협소 섹션(10)의 단면 축소의 최소 너비(12)보다 더 크고,
특히, 상기 단락 회로 협소 섹션(10)의 단면 축소의 최소 너비(12)에 대한 상기 과부하 포인트(4)의 단면 축소의 최소 너비(11)의 비율은,
1.01:1 내지 3:1사이이고, 바람직하게는 1.1:1 내지 2:1사이이고, 더 바람직하게는 1.15:1 내지 1.5:1사이인
것을 특징으로 하는 용융 도체의 사용.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 레이어(9)는,
상기 과부하 협소 섹션(4)에 적어도 실질적으로(substantially) 바로 인접하고/하거나,
상기 제2 레이어(9)는,
상기 용융 와이어(3)의 상기 외부 셸 표면(6)에 단단히(firmly) 연결되고,
바람직하게는, 상기 제2 레이어(9)는,
상기 용융 와이어(3)의 상기 외부 셸 표면(6)에 물질-접착된(substance-bonded)
것을 특징으로 하는 용융 도체의 사용.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 레이어(9)는,
재료(material)로서, 바람직하게는 아크 소화 에이전트(arc extinguishing agent)로서, 폴리(유기)실록산(poly(organo)siloxane) 및/또는 플라스틱으로 구성되고/거나 폴리(유기)실록산 및/또는 플라스틱을 포함하고,
특히, 상기 제2 레이어(9)는,
전기적으로 절연하도록 구성되는
것을 특징으로 하는 용융 도체.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 레이어(7)의 상기 땜납은,
재료로서 금속 합금을 포함하고/하거나 금속 합금으로 구성되고,
특히, 상기 금속 합금은,
카드뮴, 납, 주석, 아연, 은, 및/또는 구리를 포함하고, 바람직하게는 주석 및/또는 은을 포함하는 금속 합금이고,
특히, 상기 제1 레이어(7)는,
전기적으로 전도성이도록 구성되는
것을 특징으로 하는 용융 도체의 사용.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
복수의 단락 회로 협소 섹션들(10)은,
바로 연속하는(directly successive) 2개의 과부하 협소 섹션들(4) 사이에 제공되고,
특히, 단락 회로 협소 섹션들(10)은,
2개의 과부하 섹션들(4) 사이에, 2 내지 15 사이에, 바람직하게는 3 내지 6사이에 제공되고, 및/또는
상기 제1 레이어(7)를 포함하는 상기 제1 섹션(5)은,
상기 용융 와이어(3)의 상기 외부 셸 표면(6)에 바로 연속하는(directly successive) 2개의 단락 회로 협소 섹션들(10) 사이에 배치(arrange)되는
것을 특징으로 하는 용융 도체의 사용.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제2 레이어(9)를 포함하는 상기 제2 섹션들(8)은,
바로 연속하는(directly successive) 2개의 제2 섹션들(8) 및/또는 제2 레이어(9)의 사이에, 상기 2개의 과부하 협소 섹션들(4), 바람직하게는 상기 단락 회로 협소 섹션들(10), 및/또는 상기 단락 회로 협소 섹션들(10)이 배치되어 제공되는 방식으로,
상기 용융 와이어(3)의 상기 외부 셸 표면(6)에 배치되는
것을 특징으로 하는 용융 도체의 사용.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 과부하 협소 섹션(4)은,
적어도 실질적으로 직각인 모서리(edge)를 포함하는 리세스들(recesses)(13)에 의하여 형성되는
것을 특징으로 하는 용융 도체의 사용.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단락 회로 협소 섹션(10)은,
적어도 실질적으로 둥근(circular) 아크 섹션-형상의 모서리(arc section-shaped edge)를 포함하는 리세스들(14)에 의하여 형성되는
것을 특징으로 하는 용융 도체의 사용.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 과부하 협소 섹션들(4) 사이에 배치된 상기 단락 회로 협소 섹션들(10)은,
적어도 실질적으로 규칙적으로(regularly) 스페이싱(spaced)되고, 및/또는

바로 인접한(directly adjacent) 2개의 단락 회로 협소 섹션들(10) 사이의 거리(15) 및/또는
단락 회로 협소 섹션(10)과 상기 단락 회로 협소 섹션(10)에 바로 인접한 과부하 협소 섹션(4) 사이의 거리(16)는,
적어도 실질적으로 규칙적으로 스페이싱되고, 및/또는

상기 단락 회로 협소 섹션(10) 및/또는 상기 과부하 협소 섹션(4)의 단면 축소와
바로 이웃하는(immediately neighboring) 단락 회로 협소 섹션(10) 및/또는 과부하 협소 섹션(4)의 단면 축소 사이의 거리(17)는,
적어도 실질적으로 동일하도록 구성되는
것을 특징으로 하는 용융 도체의 사용.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 과부하 협소 섹션(4)의 단면 축소의 길이(18)는 상기 단락-회로 협소 섹션(10)의 단면 축소의 길이(19)보다 크도록 구성되는
것을 특징으로 하는 용융 도체의 사용.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및/또는 제2 레이어(7, 9)는 코팅으로서 구성되는
것을 특징으로 하는 용융 도체의 사용.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용융 와이어(3)는,
적어도 실질적으로 직각 단면 형상(rectangular cross-sectional shape)을 포함하고, 및/또는
플랫 스트립(flat strip)으로 형성되고, 및/또는
상기 용융 와이어(3), 상기 제1 및/또는 제2 레이어(7, 9)는,
적어도 실질적으로 둥근 외부 단면(circular outer cross-section)을 가지는
것을 특징으로 하는 용융 도체의 사용.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용융 와이어(3)는,
재료로서 금속을 포함하고,
특히, 상기 재료는,
바람직하게는, 적어도 실질적으로 순은(pure silver) 및/또는 은 합금 및/또는 구리 및/또는 구리 합금을 포함하는
것을 특징으로 하는 용융 도체의 사용.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 용융 도체(1)는,
바로 연속하는(directly successive) 과부하 협소 섹션들(4)의 교대 시퀀스(alternating sequence)를 포함하고,
바람직하게는, 바로 연속하는 2개의 과부하 협소 섹션들(4) 사이에 배치된 단락 회로 협소 섹션들(10)을 가지고,
특히, 상기 과부하 협소 섹션들(4)은,
적어도 실질적으로 규칙적으로 스페이싱되는
것을 특징으로 하는 용융 도체의 사용.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단락 회로 협소 섹션(10)의 단면 축소 및/또는 상기 과부하 협소 섹션(4)의 단면 축소의 최소 너비(11, 12)에 대한 상기 퓨즈 와이어(3)의 최대 너비(20)의 비율은,
1:0.6 및 1:0.2 사이이고,
바람직하게는, 1:0.5 및 1:0.3 사이이고,
더 바람직하게는, 1:0.4 및 1:0.35 사이인
것을 특징으로 하는 용융 도체의 사용.
DC 전송의 퓨즈 보호(protection)를 위한 퓨즈(2)에 있어서,
특히, 외부 퓨즈 박스(21)를 가지는 HH-DC 퓨즈에 있어서,
적어도 하나의 용융 도체(1)는 상기 퓨즈 박스(21)에 배치되고,
상기 적어도 하나의 용융 도체(1)는,
권선체(winding body)(22) 주위에 감기고(wound),
특히, 전기적으로 절연하는 권선체(22) 주위에 감기고,
제1항 내지 제17항 중 적어도 한 항의 구조적인 특징들을 가지는
퓨즈.
제18항에 있어서,
상기 퓨즈 박스(21)는,
두 종단 면들(end faces)(23)에서 적어도 부분적으로 개방되고,
전기적인 접촉(electrical contacting)을 위하여 구성된 적어도 하나의 컨택트 캡(24)은,
상기 퓨즈 박스(21)의 상기 종단 면에 배치되는
것을 특징으로 하는 퓨즈.
제18항 또는 제19항에 있어서,
상기 퓨즈(2)의 정격 전압(rated voltage) 및/또는 DC 전류의 DC 전압은,
1 kV초과이고, 바람직하게는 1.5 kV초과이고, 더 바람직하게는 5 kV초과이고, 및/또는
150 kV미만이고, 바람직하게는 100 kV미만이고, 더 바람직하게는 75 kV미만이고, 및/또는
1 kV 및 100 kV 사이이고, 바람직하게는 1.5 kV에서 50 kV까지이고, 더 바람직하게는 3 kV에서 30 kV까지인
것을 특징으로 하는 퓨즈.
제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈(2)의 가장 작은 차단 전류(breaking current)는,
3 A초과이고, 바람직하게는 5 A초과이고, 더 바람직하게는 10 A초과이고, 및/또는
1 kA미만이고, 바람직하게는 500 A미만이고, 더 바람직하게는 300 A미만이고, 및/또는
3 A 내지 700 A 사이이고, 바람직하게는 5 A 내지 500 A 사이이고, 더 바람직하게는 15 A 내지 300 A 사이이고, 및/또는
상기 퓨즈(2)의 가장 작은 차단 전류는,
상기 정격 전류(rated current) 이상이고,
특히, 상기 정격 전류의 2 배 이상이고,
바람직하게는, 상기 전격 전류의 15 배 미만이고 및/또는 2배 초과이고,
더 바람직하게는, 상기 정격 전류의 8배 미만이고 및/또는 3배 초과인
것을 특징으로 하는 퓨즈.
제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정격 차단 용량(rated breaking capacity)(최대 차단 전류의 정격 값)은,
1 kA초과이고, 바람직하게는 10 kA초과이고, 더 바람직하게는 20 kA초과이고, 및/또는
1 kA 및 100 kA 사이이고, 바람직하게는 10 kA 및 80 kA사이이고, 더 바람직하게는 20 kA 및 50 kA사이로 구성된
것을 특징으로 하는 퓨즈.
제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전송된 직류(direct current) 및/또는 상기 정격 전류 범위는,
5 A초과이고, 바람직하게는 10 A초과이고, 더 바람직하게는 15 A초과이고, 및/또는
3 A 내지 100 kA 사이이고, 바람직하게는 10 A 내지 75 kA 사이이고, 더 바람직하게는 15 A 내지 50 kA 사이인
것을 특징으로 하는 퓨즈.
제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 퓨즈(2)에 의하여 보호된 상기 직류 전압(direct voltage) 및 상기 직류의 상기 곱은,
5 kW초과이고, 바람직하게는 50 kW초과이고, 더 바람직하게는 700 kW초과이고, 및/또는
3000 MW미만이고, 바람직하게는 2000 MW미만이고, 더 바람직하게는 1000 MW미만이고, 및/또는
5 kW 및 3000 MW 사이이고, 바람직하게는 500 kW 및 2000 MW 사이이고, 더 바람직하게는 700 kW 및 1000 MW 사이인
것을 특징으로 하는 퓨즈.
제1항 내지 제24항 중 적어도 한 항에 따른 적어도 하나의 퓨즈(2)를 포함하는 시스템(28)에 있어서,
상기 시스템(28)은,
직류로 공급될 수 있는 소모자(consumer)(29)를, 특히 부하를, 포함하고,
상기 소모자(29)로 전송된 직류는,
상기 퓨즈(2)에 의하여 보호될 수 있고,
특히, 상기 소모자(8)의 상기 전력은,
5 kW초과이고, 바람직하게는 50 kW초과이고, 더 바람직하게는 700 kW초과이고, 및/또는
3000MW미만이고, 바람직하게는 2000MW미만이고, 더 바람직하게는 1000 MW미만이고, 및/또는
50 kW 및 3000 MW 사이이고, 바람직하게는 50 kW 및 2000 MW 사이이고, 더 바람직하게는 700 kW 및 1000 MW사이인,
시스템(28).