NL8801801A - Smeltveiligheid voor gebruik in een hoogspanningsschakeling. - Google Patents

Description

-1- 27588/JF/ih t *

Korte aanduiding: SmeltveiLigheid voor gebruik in een hoogspannings-schakeling.

De uitvinding heeft betrekking op een smeltveiligheid voor 5 gebruik in een hoogspanningsschakeling.

In het algemeen betreft de onderhavige uitvinding een klein type smeltveiligheid voor gebruik in een hoogspanningsschakeling (waarnaar hieronder soms eenvoudigweg wordt verwezen als een "hoogspannings-smeltveiligheid") en in het bijzonder een "hoogspanningssmeltveiligheid", 10 waarbij twee stukken van een smeltelement daarvan, die onmiddellijk nadat het smelelement fs gescheiden door de doortocht van overstroom door een hoogspanningsschakeling daarin achterblijven, van elkaar worden gescheiden over een afstand die voldoende is om het optreden van een surplus vonkbaog daartussen te voorkomen, om daardoor de mogelijkheden van de 15 hoogspanningsschakeling hoogspanning te doorstaan zonder doorslag te verbeteren.

In een gebruikelijke smeltveiligheid die wordt gebruikt in een hoogspanningsschakeling die is opgenomen in een inrichting, zoals een microgolfkookinrichting, die werkt op een hoogspanning van verscheidene 20 kilovolt, kan nadat een smeltelement daarvan is gesmolten door warmte die wordt opgewekt, wanneer overstroom daardoorheen vloeit en uiteindelijk in twee stukken wordt gebroken, die daarna werken als electroden, doorslag van luchtisolatie tussen de overblijvende stukken van een smeltelement (waarnaar hieronder soms wordt verwezen als "electroden") optreden en kan 25 deze verder een electrische vonkboog daartussen veroorzaken bij omstandigheden dat een open spleetafstand tussen de "electroden" smal is en dat een daartussen aangelegde spanning hoog is. Een dergelijk verschijnsel (dat wil zeggen de doorslag van luchtisolatie tussen de "electroden") kan niet worden geboden in een smeltveiligheid die gebruik maakt van een gewone 30 laagspanningsschakeling die op een spanning van lager dan 250 volt werkt. Nadeligerwijze veroorzaakt surplusvloeiing van de vonkboogstroom vaak aanzienlijke beschadiging van in de inrichting opgenomen onderdelen.

Bovendien is, zoals vaak het geval is bij de gebruikelijke "hoogspanningssmeltveiligheid", wanneer een gewoon smeltelement wordt 35 gesmolten en verder gescheiden door de warmte die afkomstig is van de daardoor vloeiende overstroom, een waarde van een over de smeltveiligheid . 880 J 80 f 27588/J F/i h -2- ontwikkelde spanning ten tijde van het scheiden van het smeltelement, dat wil zeggen een waarde van een smettspanning van de gebruikelijke "hoogspanningssmeltveiligheid" zeer laag (bijvoorbeeld ongeveer nul). In een dergelijk geval is een interval tussen de "electroden", dat wil zeggen 5 een afstand tussen twee afgesneden einden van de overblijvende stukken van het smeltelement die tegenover elkaar liggen zo klein dat daarna een surplus vonkboog kan worden geïnduceerd.

Met het oog op een dergelijk probleem is er voorzien in een gebruikelijke "hoogspanningssmeltveiligheid" van een type zoals is ge-10 toond in figuur 4, waarbij een veer 7 in serie met een smeltelement 1 is verbonden door solderen daaraan, zodat het interval tussen de op de hielen van het gescheiden smeltelement 1 gevormde "electroden" wordt vergroot door samentrekking van de veer 7. Verder geven in deze figuur verwijzings-cijfers 4, 5 en 6 respectievelijk een tweetal eindkappen, een smeltveilig-15 heidbuis en een laag soldeer aan, welke laatstgenoemde wordt gebruikt om de smeltveiligheid met de (niet getoonde) hoogspanningsschakeling te verbinden.

In een smeltveiligheid van een dergelijk type echter, waarbij een smeltelement in serie met de veer is verbonden, wordt het smelt-20 element ononderbroken door de veer gespannen en is dus onder mechanische spanning geplaatst. Bovendien moet worden opgemerkt/ dat gewoonlijk verschillen in spanningssterkte onder afzonderlijke veren die in de smeltvei ligheden van een dergelijk type worden gebruikt, niet verwaarloosbaar zijn. Aldus kunnen de karakteristieken bij het smelten en scheiden van 25 het smeltelement (waarnaar hierna eenvoudigweg wordt verwezen als "smelten") van de gebruikelijke "hoogspanningssmeltveiligheid" van een dergelijk type niet stabiel zijn.

Verder kan, indien een electrisch ongeluk optreedt en resulteert in een grote stroomvloeiing in de "hoogspanningssmeltveiligheid" 30 van een dergelijk type, de veer, alsmede het soldeer dat is gebruikt om het smeltelement met de veer te verbinden, ogenblikkelijk worden omgezet in metaaldamp en kan verder een vonkboog in de smeltveiligheid optreden.

De hoeveelheid van het metaal dat dient als een bron van de vonkboog, dat in de damp is vervat, is zo omvangrijk, dat de vonkboog gedurende een 35 tijdsperiode in stand kan worden gehouden, die lang genoeg is om vernietiging van een smeltveiligheidbuis die aan de vonkboog wordt blootgesteld .8801801 27588/J F/ih -3- te veroorzaken.

Bovendien heeft de gebruikelijke "hoogspanningssmeltveilig-heid" van een dergelijk type de nadelen dat materiaal van een beschikbaar smeltelement en de grote van een diameter daarvan zijn beperkt tot die, 5 welke het mogelijk maken de treksterkte van het smeltelement in overeenstemming te brengen met de spanning van de veer en dat aldus geen smelt-veiligheid met een kleine onderbrekingsmogelijkheid kan worden voortgebracht.

Dienovereenkomstig is het een doel van de onderhavige uit-10 vinding de hierboven beschreven nadelen van de gebruikelijke "hoogspan-ningssmeltvei ligheid" van een dergelijk type op te heffen en te voorzien in een verbeterde "hoogspanningssmeltveiligheid" die het optreden van een surplus vonkboog na "smelting" daarin kan voorkomen.

Om het hiervoor genoemde doel te verwezenlijken en in over-15 eenstemming met een aspect van de onderhavige uitvinding wordt er voorzien in een inrichting van de in de aanhef genoemde soort, die het kenmerk heeft, dat deze is voorzien van een eerste smeltelement, waardoorheen in een normale toestand van de smeltveiligheid het merendeel van een electri-sche stroom in de smeltveiligheid vloeit en dat smelt en in twee stukken 20 breekt in responsie op overstroom van meer dan een waarde van een van te voren bepaalde minimale smeltstroom van de smeltveiligheid, die daardoorheen vloeit, wanneer een electrisch ongeluk in de hoogspanningsschakeling optreedt, een tweede smeltelement dat rondom het eerste smeltelement is aangebracht en is ingericht om in responsie op de overstroom te branden 25 voor het verder smelten van de overblijvende stukken van het eerste smeltelement, nadat het eerste smeltelement is gescheiden door de doortocht van de overstroom, om een open spleetafstand tussen de overblijvende stukken van het eerste smeltelement te vergroten in een mate die voldoende is om het optreden van een surplus vonkboog daartussen te voorkomen en een 30 smeltveiligheidbuis die twee met de hoogspanningsschakeling verbonden klemmen heeft voor het daarin onderbrengen van het eerste smeltelement, waarbij elk van de klemmen van de smeltveiligheidbuis zijn verbonden met overeenkomstige einden van het eerste en tweede smeltelement en het materiaal van het eerste smeltelement een kleinere electrische weerstand, 35 een grotere dwarsdoorsnedeoppervlakte en een lager smeltpunt heeft in vergelijking met die van het tweede smeltelement om de mogelijkheden van .8801801 4 27588/JF/ih -4- de smeltveiligheid weerstand te bieden tegen hoge spanning zonder doorslag te verbeteren,

De "hoogspanningssmeltveiligheid" volgens een aspect van de onderhavige uitvinding is dus voorzien van een eerste smeltelement 5 dat is ingericht om het meeste van de stroom in de smeltveiligheid in een normale toestand daarvan daardoorheen te laten vloeien en dit te smelten en breken in twee stukken, wanneer overstroom van meer dan een waarde van een minimale smeltstroom van de smeltveiligheid daardoorheen stroomt, alsmede een tweede smeltelement dat rondom het eerste smeltelement is 10 aangebracht en is ingericht om de overblijvende stukken van het eerste smeltelement te branden en verder te smelten door de warmte die het snelle branden daarvan vergezelt om een open spleetafstand tussen de overblijvende stukken in zodanige mate te vergroten, dat wordt belet dat een electri-sche surplus vonkboog daarin optreedt, waardoor de mogelijkheden van de 15 smeltveiLigheid hoge spanning zonder doorslag te weerstaan, worden verbeterd.

Andere doelen en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen door vaklui op dit gebied van de techniek worden begrepen na een raadpleging van de gedetailleerde beschrijving van de voorkeursuitvoerings-20 vormen van de onderhavige uitvinding die hierin is vervat en van de begeleidende tekening, waarin dezelfde verwijzingsgetallen naar dezelfde delen verwijzen en waarin: figuur 1 een zijaanzicht van de "hoogspanningssmeltveiligheid" is, die de onderhavige uitvinding belichaamt; 25 figuur 2 een vergroot aanzicht is, dat een manier van het wikkelen van een tweede smeltelement laat zien, voor gebruik bij het vergroten van een interval tussen twee "electroden" rondom een eerste smeltelement van een "hoogspanningssmeltveiligheid" in overeenstemming met de onderhavige uitvinding; 30 figuur 3 een vergroot aanzicht is, dat een manier van het wikkelen van een tweede en derde smeltelement laat zien, voor het gebruik bij het vergroten van een interval tussen twee "electroden" rondom een eerste smeltelement van een "hoogspanningssmeltveiligheid" in overeenstemming met de onderhavige uitvinding; 35 figuur 4 een zijaanzicht van de "hoogspanningssmeltveilig heid" volgens de stand van de techniek is, waarin een smeltelement en .8801801 4 -5- 27588/JF/ih een veer in serie met elkaar zijn verbonden.

Hierna zullen de voorkeur hebbende uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding worden toegelicht onder verwijzing naar figuur 1 tot en met 3 van de begeleidende tekening.

5 Eerst is er onder verwijzing naar figuur 1 een "hoogspan- ningssmeltveiligheid" getoond, die de onderhavige uitvinding belichaamt en waarin een smeltdraad of -folie 2 (dat wil zeggen een tweede smelt-element) rondom een andere smeltdraad 1 (dat wil zeggen een eerste smelt-element) is gewikkeld, waardoor het merendeel van de electrische stroom 10 in de smeltveiligheid vloeit. Verder is, zoals in deze figuur is getoond, het smeltbare deel van deze smeltveiligheid dat bestaat uit de smeltdraad 1 en het extra smeltelement 2 ondergebracht in een cilindrische buis 5 die eindkappen 4 heeft, waarvan elk wordt gebruikt als een klem en door soldeer 6 is verbonden met de hoogspanningsschakeling. Het materiaal van 15 de smeltdraad 1 dient op een zodanige manier te worden gekozen dat dit een kleinere electrische weerstand, een grotere dwarsdoorsnedeoppervlakte en een lager smeltpunt heeft in vergelijking met die van het tweede smeltelement 2. Onder deze voorwaarden van de fysische eigenschappen van de smeltelementen 1 en 2 kan de smeltdraad 1 bijvoorbeeld worden vervaardigd 20 uit een ziLver-koperlegering en kan het tweede element 2 bijvoorbeeld een magnesiumdraad of een draad die is vervaardigd van een legering die magnesium bevat zijn.

Verder vloeit dankzij de hierboven beschreven fysische eigenschappen van de smeltdraad 1 en het tweede smeltelement 2 het meren-25 deel van de stroom in de smeltveiligheid door de smeltdraad 1 en onder gebruikelijke condities niet door het tweede element 2. Wanneer echter een electrisch ongeluk optreedt en een overstroom door de smeltveiligheid vloeit, worden zowel de smeltdraad 1 als het tweede smeltelement 2 dat daarop is gewikkeld verwarmd en beginnen ze te smelten. De overstroom gaat 30 verder met door de smeltveiligheid te vloeien, met het resultaat dat de smeltdraad 1, waardoor het merendeel van de overstroom vloeit, smelt en wordt gescheiden, voordat het extra smeltelement 2 eveneens wordt gescheiden. Daarna vloeit de stroom in het extra element 2 dat verder gaat met te smelten onder invloed van een vonkboog die bij de "smelting" van 35 smeltdraad 1 wordt voortgebracht en lang voordat deze begint intens te branden. Het branden van het smeltelement 2 gaat verder terwijl twee .8801801 ‘ -6- 27588/JF/ih * stukken van de smeltdraad 1 die zijn gevormd ten tijde van het scheiden daarvan eveneens smelten. Daardoor wordt een interval tussen de overblijvende stukken van de smeltdraad 1 (dat wil zeggen "electroden") geleidelijk vergroot. In overeenstemming met de resultaten van onze experimenten was 5 de smeltdraad 1, net zoals het extra smeltelement 2, volledig verbrand en weggesmolten tot de klemmen van de smeltveiligheid. Bovendien werd gedurende het branden van de smeltelementen 1 en 2 voortgebracht magne-siumoxyde in de binnenruimte van de smeltvei ligheidbuis 5 gedispergeerd en hechtte verder aan het binnenoppervlak van de buis 5. Dit kan de 10 smeltveiligheid weerstandmogelijkheid met hoge isolatie verschaffen, waardoor het optreden van glimontlading in de smeltveiligheid wordt voorkomen. Dientengevolge smelt anders dan de gebruikelijke smeltveiLigheid die gebruik maakt van een smeltdraad en een veer de smeltelementen 1 en 2 volledig op een betrekkelijk lage spanning, waarvan de waarde 15 dicht bij nul is zodat het interval tussen de twee electroden wordt vergroot na het verbranden van de smeltelementen, waardoor de mogelijkheid van het weerstand bieden aan hoge spanning wordt verkregen.

Het is door onze experimenten eveneens bevestigd, dat door het eerst wikkelen van het extra smeltelement 2 of het smeltelement 1 20 en het vervolgens wikkelen van een derde smeltelement 3 rondom de elementen 1 en 2 zoals is getoond in figuur 2 de smeltveiLigheid van de onderhavige uitvinding een groter stroomgeleidend vermogen verkrijgt, terwijl het interval tussen de "electroden" na de "smelting" van het element 1 verder wordt vergroot. Verder dient er te worden opgemerkt dat de smelt-25 veiligheid van de onderhavige uitvinding die is voorzien van smeltfolie als een tweede of derde smeltelement dezelfde effecten heeft als bij een smeltdraad. Bovendien hoeven de aldus gevormde smeltelementen niet onder mechanische spanning te worden geplaatst, zoals opgewekt door een veer in het geval van de gebruikelijke "hoogspanningssmeltveiligheid". Verder 30 kan de hoeveelheid van het metaal in de cilindrische buis van de smeltvei ligheid tot een minimum worden gereduceerd. Dit resulteert in dat niet alleen uitstekende smelteigenschappen en onderbrekingseigenschappen worden vertoond, maar ook in opheffing van een omslachtige bewerking van het solderen van de veer, het smeltelement en de klem met de veer uit-35 gestrekt tussen het smeltelement en de klem, waardoor efficiënte produktie van de smeltveiligheid wordt bereikt.

.8801801 r 27588/JF/ih -7-

Zoals hiervoor is beschreven kan de smeltveiligheid voor gebruik in een hoogspanningsschaketing in overeenstemming met de onderhavige uitvinding uitstekend weerstand tegen spanning bieden, stabiel smelten en onderbreken door eenvoudig het wikkelen van één of meer extra 5 smeltelementen voor het gebruik bij het vergroten van een open spleet-afstand tussen twee stukken die achterblijven na de "smelting" van het eerste smeltelement daarop.

Hoewel de uitvinding gedetailleerd en onder verwijzing naar specifieke uitvoeringsvormen daarvan is beschreven, zal het aan 10 vaklui op dit gebied van de techniek duidelijk zijn dat verscheidene veranderingen en modificaties daarin kunnen worden aangebracht, zonder buiten de geest en strekking daarvan te komen.

.8801801

Claims (6)

27588/JF/ih a * -8- GoncLusies.

1. SmeLtveiligheid voor gebruik in een hoogspanningsschakeling, met het kenmerk, dat deze is voorzien van een eerste smeltelement, 5 waardoorheen in een normale toestand van de smeltveiligheid het merendeel van een electrische stroom in de smeltveiligheid vloeit en dat smelt en in twee stukken breekt in responsie op overstroom van meer dan een waarde van een van tevoren bepaalde minimale smeltstroom van de smeltvei ligheid, die daardoorheen vloeit, wanneer een electrisch 10 ongeluk in de hoogspanningsschakeling optreedt, een tweede smeltelement dat rondom het eerste smeltelement is aangebracht en is ingericht om in responsie op de overstroom te branden voor het verder smelten van de overblijvende stukken van het eerste smeltelement, nadat het eerste smeltelement is gescheiden door de doortocht van de overstroom, om een open 15 spleetafstand tussen de overblijvende stukken van het eerste smeltelement te vergroten in een mate die voldoende is om het optreden van een surplus vonkboog daartussen te voorkomen en een smeltveiligheidbuis die twee met de hoogspanningsschakeling verbonden klemmen heeft voor het daarin onderbrengen van het eerste smeltelement, waarbij elk van de klemmen van de 20 smeltveiligheidbuis zijn verbonden met overeenkomstige einden van het eerste en tweede smeltelement en het materiaal van het eerste smeltelement een kleinere electrische weerstand, een grotere dwarsdoorsnedeoppervlakte en een lager smeltpunt heeft in vergelijking met die van het tweede smeltelement om de mogelijkheden van de smeltveiligheid weerstand te bieden 25 tegen hoge spanning zonder doorslag te verbeteren.

2. Smeltveiligheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat één of meer extra smeltelementen voor het verder smelten van de overblijvende stukken van het eerste smeltelement om een open spleetafstand tussen de overblijvende stukken van het eerste smeltelement te vergroten 30 verder rondom het eerste en tweede smeltelement zijn aangebracht, waarbij het materiaal van het eerste smeltelement een kleinere electrische weerstand, een grotere dwarsdoorsnedeoppervlakte en een lager smeltpunt heeft in vergelijking met die van de extra smeltelementen en elk van de klemmen van de smeltveiligheidbuis zijn verbonden met de overeenkomstige 35 einden van de extra smeltelementen, waardoor de open spleetafstand tussen de stukken van het eerste smeltelement verder wordt vergroot. .8801801 27588/JF/ih -9-

3. Smeltveiligheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het eerste smeltelement is vervaardigd van een ziIver-koperlegering en de tweede smeltelementen zijn vervaardigd van magnesiumdraad.

4. Smeltveiligheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 5 het eerste smeltelement is vervaardigd van een ziIver-koperLegering en dat het tweede smeltelement van magnesiumfolie is gemaakt.

5. Smeltveiligheid volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het eerste smeltelement is vervaardigd van een ziIver-koperlegering en de tweede en extra smeltelementen zijn vervaardigd van magnesiumdraden.

6. SmeltveiLigheid volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het eerste smeltelement is vervaardigd van een zilver~koperlegering en dat de tweede en extra smeltelementen zijn vervaardigd van magnesiumfolie. 15 Eindhoven, juli 1988. .8801801