PL175071B1 - Wkładka bezpiecznikowa z topikiem paskowym - Google Patents

Abstract

Wkładka bezpiecznikowa z topikiem pasko wym składająca się z ceramicznego korpusu izolacyjnego wypełnionego gasiwem z umieszczonym wewnątrz metalowym topikiem paskowym składającym się w zależności od prądu znamionowego z jednego lub kilku równoległych pasków, przy czym każdy pasek topikowy składa się zjednego lub z kilku modułów, a każdy moduł ma w pobliżu środkajedno długie przewężenie utworzone przez dwa wycięcia boczne, w którym są wycięte otwory o dowolnym kształcie, korzystnie kolistym, tworzące przewężenia przeciążeniowo-zwarciowe, znamienna tym, że stosunek długości czynnej topika (L) do długości długiego przewężenia środkowego (1) zawierającego co najmniej dwa przewężenia wynosi od 2 do 4, a stosunek szerokości modułu części nieprzewężonej (7 i 8) do szerokości zwężonego odcinka środkowego (6) wynosi od 1,2 do 1,8, przy czym stosunek szerokości środkowego odcinka (6) do szerokości każdego z przewężeń (12 i 13, 14 i 15, 16 i 17,18 i 19, 20 i 21) wynosi od 2 do 4, zaś stosunek średniej odległości między osiami poprzecznymi sąsiednich przewężeń (12 i 13) a (14 i 15), (14 i 15) a (16 i 17), (18) a (19), (19) a (20), (20) a (21) do szerokości środkowego zwężonego odcinka paska topikowego (6) jest większy odjedności.

Description

Przedmiotem wynalazku jest wkładka bezpiecznikowa z topikiem paskowym, niskiego napięcia, o charakterystyce czasowo-prądowej szybkiej. Wynalazek znajduje zastosowanie w bezpiecznikach topikowych przemysłowych, zwłaszcza na prądy znamionowe większe od 20 A, przeznaczonych głównie do zabezpieczenia sieci wiejskich.

Znane z literatury i opisów patentowych wkładki topikowe niskiego napięcia o charakterystyce czasowo-prądowej szybkiej składają się z korpusu izolacyjnego wypełnionego gasiwem, zwykle piaskiem kwarcowym, w którym umieszczony jest topik miedziany lub srebrny, składający się, w zależności od prądu znamionowego z jednego lub kilku równoległych pasków topikowych-jedno lub wielomodułowych. Każdy moduł ma zwykle co najmniej trzy przewężenia, każde utworzone przez dwa wycięcia boczne o dowolnym kształcie lub przez otwory rozmieszczone wzdłuż osi podłużnej modułu paska topikowego. Końce topika połączone są z metalowymi stykami stanowiącymi zamknięcie wkładki bezpiecznikowej. Miejsce przeciążeniowe w topiku wkładki o charakterystyce czasowo-prądowej szybkiej uzyskiwane jest zwykle przez zmniejszenie przekroju poprzecznego w pasku topikowym, w pobliżu środka topika, w stosunku do przekroju przewężeń zwarciowych lub przez zwiększenie długości przewężenia znajdującego się w pobliżu środka topika w stosunku do długości każdego z pozostałych przewężeń na przykład w polskim patencie nr 150 614. Znane jest również z polskiego opisu patentowego nr 134 811 rozwiązanie układu przewężeń zwarciowych i przeciążeniowych, w którym miejsce przeciążeniowe w środku długości topika uzyskano przez skoncentrowanie na małej długości aż 9 przewężeń.

Innym rozwiązaniem, znanym z polskiego opisu patentowego nr 153 073 jest układ przewężeń w pasku topikowym, w którym miejsce przeciążeniowe w pasku topikowym uzyskuje się przez zbliżenie do siebie dwóch środkowych przewężeń zwarciowych na odległość mniejszą niż odległość między dowolnymi innymi najbliższymi przewężeniami.

W znanych stosunkowo prostych rozwiązaniach wkładek o charakterystyce szybkiej występują duże trudności z jednoczesnym spełnieniem wymagań, aby wkładki odznaczały się małymi stratami mocy w warunkach obciążenia znamionowego, małymi przepięciami przy wyłączaniu prądów przeciążeniowych i zwarciowych i żeby ich czasy wyłączania przy prądzie przeciążeniowym 2,5 In wkładki nie przekraczały 5 s.

175 071

Znane są również z opisów patentowych USA nr 3 543 209 i 3 543 210 konstrukcje topików paskowych z przewężeniami utworzonymi każde przez dwa wycięcia boczne w kształcie trapezów wyciętych w pasku topikowym zawierającym wzdłuż osi podłużnej topikajednostronne wgłębienie o szerokości zwykle równej szerokości przewężenia. Natomiast w opisie patentowym USA nr 3 569 889 podano, że topik paskowy ma przewężenia utworzone przez wykrojenie otworów w kształcie trapezów, ale składają się one z kilku grup o różnych wymiarach wycięć. Jeszcze inny, znany z opisu patentowego USA nr 3 288 968, jest topik paskowy srebrny z podobnymi przewężeniami wykonanymi jednak w taśmie o stopniowanej grubości. Są to jednak topiki drogie o skomplikowanych kształtach przewężeń stwarzające duże trudności technologiczne i wymagają specjalnych urządzeń technologicznych do produkcji, co bardzo podwyższa koszt linii do zmechanizowanej produkcji wkładek topikowych. Wspólną dodatkową wadą znanych rozwiązań jest trudność w wykonywaniu topików na prąd znamionowy mniejszy od 40 A. .

Wkładka bezpiecznikowa według wynalazku ma topik paskowy składający się, w zależności od prądu znamionowego z jednego lub więcej modułów, a każdy moduł symetryczny względem swej podłużnej i poprzecznej osi symetrii, zawiera w części środkowej, usytuowane symetrycznie względem osi podłużnej, długie wycięcia boczne tak dobrane, że stosunek długości czynnej topika do długości środkowego odcinka z wycięciami bocznymi wynosi od 2 do 4, a stosunek szerokości modułu części nieprzewężonej do szerokości zwężonego odcinka środkowego paska wynosi od 1,2 do 1,8, przy czym w tym zwężonym odcinku pasek topikowy zawiera co najmniej dwa, każde zdwojone łub pojedyncze przewężenia przeciążeniowo-zwarciowe o zbliżonym przekroju poprzecznym, utworzone przez wycięcia o dowolnym kształcie, korzystnie kolistym, przy czym stosunek szerokości środkowego odcinka paska topikowego do szerokości każdego ze zdwojonych lub pojedyncznych przewężeń wynosi od 2 do 4, zaś stosunek średniej odległości między osiami poprzecznymi sąsiednich przewężeń do szerokości środkowego zwężonego odcinka paska zawierającego przewężenia jest większy od jedności.

Wkładka bezpiecznikowa o charakterystyce czasowo-prądowej szybkiej z topikiem paskowym jednorodnym miedzianym, zawierającym przewężenia o znanych kształtach lecz o sposobie rozmieszczenia i proporcjach według wynalazku znajduje zastosowanie, zwłaszcza do zabezpieczeń sieci wiejskich niskiego napięcia od skutków zwarć i przeciążeń. Dzięki wynalezionym proporcjom wymiarowym topika, zwłaszcza roli jaką w nim spełniają proporcje wymiarowe zwężonego środkowego odcinka paska topikowego, w którym są wykonane przewężenia przeciążeniowo-zwarciowe, uzyskano korzystną charakterystykę czasowo-prądową bezpiecznika, umożliwiającą stosowanie takich bezpieczników do realizacji ochrony ludzi i zwierząt przed porażeniami elektrycznymi w sieciach o małym prądzie zwarciowym, zwłaszcza w sieciach wiejskich. Natomiast dzięki zbliżonym przekrojom poprzecznym wszystkich przewężeń następuje w warunkach zwarciowych prawie jednoczesny zapłon łuku we wszystkich przewężeniach. Powoduje to pożądany początkowy szybki wzrost napięcia łuku. Jednak w miarę wytapiania się krótkich odcinków między przewężeniami następuje łączenie się łuków, powodujące korzystne utrzymywanie się napięcia łuku na poziomie pożądanym dla prawidłowego procesu wyłączania. Dobór układu przewężeń i ich proporcje umożliwiają utrzymywanie wartości maksymalnych napięcia łuku na poziomie pożądanym to jest 1,3-1,7 wartości szczytowej napięcia znamionowego bezpiecznika. Topiki takie są łatwo wykonalne pod względem technologicznym, a wkładki z tymi topikami odznaczają się dużą zwarciową zdolnością wyłączania przy stosunkowo małych wartościach całek Joule'a wyłączania. Mają przy tym korzystną ze względu na ochronę od porażeń elektrycznych charakterystykę czasowo-prądową.

Wynalazek w przykładowym wykonaniu pokazano na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok z boku z widocznym fragmentem przekroju podłużnego wkładki bezpiecznikowej, fig. 2 przedstawia widok z góry modułu paska topikowego zawierającego nieparzystą liczbę przewężeń, a fig. 3 - widok z góry modułu paska topikowego zawierającego parzystą liczbę przewężeń. Wkładka bezpiecznikowa posiada korpus izolacyjny ceramiczny 1, wypełniony piaskiem kwarcowym 2 i wewnątrz zawiera topik paskowy 3, którego oba końce połączone są ze stykami metalowymi 4,5, stanowiącymi zamknięcie korpusu izolacyjnego 1. Topik paskowy

175 071 miedziany o szerokości jednego modułu, o grubości gjest symetryczny względem osi podłużnej i poprzecznej, a jego część środkowa 6 ma szerokość b, a części końcowe 7 i 8 mają szerokość B.

Przykład 1. Wkładka bezpiecznikowa zawiera topik paskowy miedziany 3 (fig.' 2) o grubości g, szerokości b części środkowej 6 i szerokości B końców 7 i 8, zależnych od prądu znamionowego, posiadający w części środkowej 6 o długości 1 zdwojone przewężenia 12 i 13, 14 i 15, 16 i 17 każde utworzone przez wycięcie otworów okrągłych 9, 10 i 11 o jednakowej średnicy 1,3 mm, przy czym przewężenia 14 i 15 umieszczone są w osi poprzecznej 00 paska, w którym stosunek długości czynnej L = 45 mm do długości części środkowej 1=14 mm wynosi 3,2, a stosunek szerokości B = 3,3 mm do szerokości b = 2,1 mm, wynosi 1,57 oraz stosunek szerokości b do szerokości każdego ze zdwojonych przewężeń 12il3,14il5,16i 17 wynoszącej 0,8 mm wynosi 2,63, przy czym stosunek odległości między osiami poprzecznymi sąsiednich przewężeń równej 3 mm do szerokości środkowej części paska 6 wynosi 1,43.

Przykład 2. Wkładka bezpiecznikowa zawiera topik paskowy miedziany 3 (fig. 3) o długości czynnej L, grubości g, szerokości b części środkowej 6 i szerokości B końców 7 i 8 zależnych od prądu znamionowego, posiadający 4 przewężenia 18,19,20 i 21 każde utworzone przez dwa wycięcia boczne 22 i 23, 24 i 25, 26 i 27, 28 i 29 o kształcie półkola, o promieniu 0,7 mm umieszczone w osi podłużne, symetrycznie po obu stronach osi poprzecznej 00 topika. Odległość między osiami poprzecznymi przewężeń 18 i 19, 19 i 20, 20 i 21 są jednakowe i wynoszą po 3,5 mm, a stosunek długości czynnej L=51 mm topika do długości części środkowej 1= 17 mm wynosi 3, zaś stosunek szerokości B = 3,3 mm skrajnych odcinków 7 i 8 topika do szerokości b = 2,2 mm środkowego odcinka 6 topika wynosi 1,5, przy czym stosunek szerokości b odcinka środkowego 6 topika do szerokości jednakowych przewężeń 18, 19, 20 i 21 równych 0,8 mm wynosi 2,75, a stosunek jednakowych odległości 3,5 mm między sąsiednimi przewężeniami 18 i 19, 19 i 20 lub 20 i 21 do szerokości b = 2,2 mm części zwężonej modułu paska topikowego wynosi 1,59.

Figi

L

Fig.2

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Wkładka bezpiecznikowa z topikiem paskowym składająca się z ceramicznego korpusu izolacyjnego wypełnionego gasiwem z umieszczonym wewnątrz metalowym topikiem paskowym składającym się w zależności od prądu znamionowego z jednego lub kilku równoległych pasków, przy czym każdy pasek topikowy składa się z jednego lub z kilku modułów, a każdy moduł ma w pobliżu środka jedno długie przewężenie utworzone przez dwa wycięcia boczne, w którym są wycięte otwory o dowolnym kształcie, korzystnie kolistym, tworzące przewężenia przeciążeniowo-zwarciowe, znamienna tym, że stosunek długości czynnej topika (L) do długości długiego przewężenia środkowego (1) zawierającego co najmniej dwa przewężenia wynosi od 2 do 4, a stosunek szerokości modułu części nieprzewężonej (7 i 8) do szerokości zwężonego odcinka środkowego (6) wynosi od 1,2 do 1,8, przy czym stosunek szerokości środkowego odcinka (6) do szerokości każdego z przewężeń (12 i 13,14 i 15,16 i 17, 18 i 19, 20 i 21) wynosi od 2 do 4, zaś stosunek średniej odległości między osiami poprzecznymi sąsiednich przewężeń (12 i 13) a (14 i 15), (14 i 15) a (16 i 17), (18) a (19), (19) a (20), (20) a (21) do szerokości środkowego zwężonego odcinka paska topikowego (6) jest większy od jedności.