PL195874B1 - Wkładka bezpiecznikowa z topikiem paskowym - Google Patents

Abstract

Wkładka bezpiecznikowa z topikiem paskowym składającym się z jednego lub więcej pasków, a każdy pasek z jednego lub więcej modułów, charakteryzujących się symetrią względem osi podłużnej, posiadającym przewężenia, znamienna tym, że każdy moduł symetryczny względem swej podłużnej osi symetrii, zawiera w części środkowej przewężenie przeciążeniowo-zwarciowe (6) utworzone przez symetryczne względem osi podłużnej wycięcia boczne (15, 16) w kształcie trapezów, których dłuższe podstawy stanowią krawędzie (17, 18) przewężenia przeciążeniowo-zwarciowego (6), a stosunek długości (L) dłuższych podstaw do długości (l) krótszych podstaw trapezów jest większy od jedności, korzystnie 1,2 do 1,6, oraz co najmniej dwa przewężenia zwarciowe (7, 8) utworzone przez koliste wycięcia (9, 10, 11, 12, 13, 14), których osie leżą na liniach prostopadłych do osi symetrii podłużnej modułu, usytuowane po obu stronach przewężenia przeciążeniowo-zwarciowego (6), przy czym stosunek długości (l) krótszych podstaw trapezów (15, 16) do średnicy dowolnych kolistych wycięć (9, 10, 11, 12, 13, 14) tworzących przewężenia zwarciowe (7, 8) jest większy od 0,8.

Description

Przedmiotem wynalazku jest wkładka bezpiecznikowa z topikiem paskowym o charakterystyce czasowo-prądowej szybkiej. Wynalazek znajduje zastosowanie w bezpiecznikach topikowych niskiego napięcia na prądy znamionowe większe od 10 A, przeznaczonych głównie do zabezpieczania rozległych sieci wiejskich, o małych prądach zwarciowych.

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 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 paska topikowego, w pobliżu środka długości topika, w stosunku do przekroju przewężeń zwarciowych lub przez zwiększenie długości przewężenia znajdującego się w pobliżu środka długości topika w stosunku do długości każdego z pozostałych przewężeń (np. patent PL nr 150614).

Znane jest z opisu patentowego PLnr 153073 rozwiązanie układu 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.

Innym rozwiązaniem, znanym z opisu patentowego PL 175071 jest układ przewężeń w pasku topikowym, w którym 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 przewężenia.

Jeszcze innym rozwiązaniem miejsca przeciążeniowego w topiku paskowym, znanym ze zgłoszenia patentowego PL nr P-312750, jest jedno przewężenie w pasku topikowym utworzone przez dwa wycięcia boczne w kształcie prostokątnym, o przekroju przewężenia zależnym od prądu znamionowego.

W znanych, stosunkowo prostych rozwiązaniach wkładek o charakterystyce szybkiej występują duże trudności z jednoczesnym spełnieniem wymagań, aby wkładki odznaczały się odpowiednio szybką charakterystyką czasowo-prądową, dużą odpornością na krótkotrwałe przeciążenia, małymi stratami mocy w warunkach obciążenia znamionowego, małymi przepięciami przy wyłączaniu prądów zwarciowych. Występują szczególnie duże trudności z wyłączaniem prądów przeciążeniowych 2,5 In w czasie krótszym od 5 s przez wkładki topikowe na większe prądy znamionowe.

Znane są również z opisów patentowych USA nr 3 543 209 i 3 543 210 konstrukcje topików paskowych z przewężeniami, z których każde jest utworzone przez dwa wycięcia boczne w kształcie trapezów wyciętych w pasku topikowym, których krótsze podstawy stanowią przewężenie, zawierające wzdłuż osi podłużnej topika jednostronne wgłębienie o szerokości zwykle równej szerokości przewężenia. Topiki te są drogie, o skomplikowanych kształtach przewężeń, stwarzają duże trudności technologiczne i wymagają stosowania 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 według wynalazku ma topik paskowy, składający się w zależności od prądu znamionowego z jednego lub więcej pasków, a każdy pasek składa się z jednego lub więcej modułów, a każdy moduł symetryczny względem swej podłużnej osi symetrii, zawiera w części środkowej przewężenie przeciążeniowo-zwarciowe utworzone przez symetryczne względem osi podłużnej wycięcia boczne w kształcie trapezów, których dłuższe podstawy stanowią krawędzie przewężenia przeciążeniowo-zwarciowego a stosunek długości dłuższych podstaw do krótszych podstaw wycięć w kształcie trapezu jest większy od jedności, korzystnie 1,2 do 1,6 oraz co najmniej dwa przewężenia zwarciowe utworzone przez koliste wycięcia, których osie leżą na liniach prostopadłych do osi symetrii podłużnej modułu, usytuowane po obu stronach przewężenia przeciążeniowo-zwarciowego a stosunek długości

PL 195 874 B1 krótszych podstaw trapezów do średnicy dowolnych otworów tworzących przewężenia zwarciowe jest większy od 0,8.

Wkładka bezpiecznikowa o charakterystyce czasowo-prądowej szybkiej z topikiem paskowym miedzianym według wynalazku znajduje zastosowanie zwłaszcza do zabezpieczania sieci wiejskich niskiego napięcia od skutków zwarć i przeciążeń. Dzięki wynalezionym proporcjom wymiarowym topika, zwłaszcza roli, jaką w nim spełnia środkowy odcinek paska topikowego, w którym jest wykonane wydłużone przewężenie 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. Dobór układu przewężeń i ich proporcje umożliwiają utrzymywanie wartości maksymalnych napięcia łuku na poziomie pożądanym to jest 1,3 + 1,8 wartości szczytowej napięcia znamionowego bezpiecznika. Topiki takie są łatwo wykonalne pod względem technologicznym, a wkładki z tymi topikami odznaczają się stosunkowo małymi stratami mocy, 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 wkładki bezpiecznikowej z widocznym fragmentem przekroju podłużnego, fig. 2 przedstawia widok z góry modułu paska topikowego.

Wkładka bezpiecznikowa posiada korpus izolacyjny ceramiczny 1 wypełniony piaskiem kwarcowym 2 i wewnątrz zawiera topik paskowy 3, którego oba końce połączone są znanym sposobem ze stykami metalowymi 4, 5 stanowiącymi zamknięcie korpusu izolacyjnego 1. Topik paskowy jednomodułowy miedziany 3, o szerokości m = 6,2 mm, grubości g zależnej od prądu znamionowego, ma jedno przewężenie przeciążeniowo-zwarciowe 6 o szerokości b = 1 mm, utworzone przez dwa wycięcia boczne 15, 16 w kształcie trapezów o długości dłuższej podstawy L = 4,9 mm i długości krótszej podstawy l = 3,5 mm i dwa zdwojone przewężenia zwarciowe 7, 8 o szerokościach 0,95 mm, utworzone przez półkoliste wycięcia boczne 11i 12, 13 i 14i okrągłe wycięcia środkowe 9, 10 a wszystkie wycięcia tworzące przewężenia zwarciowe 7, 8 mają jednakową średnicę 2,7 mm.

Claims (1)

1. Wkładka bezpiecznikowa z topikiem paskowym składającym się z jednego lub więcej pasków, a każdy pasek z jednego lub więcej modułów, charakteryzujących się symetrią względem osi podłużnej, posiadającym przewężenia, znamienna tym, że każdy moduł symetryczny względem swej podłużnej osi symetrii, zawiera w części środkowej przewężenie przeciążeniowo-zwarciowe (6) utworzone przez symetryczne względem osi podłużnej wycięcia boczne (15, 16) w kształcie trapezów, których dłuższe podstawy stanowią krawędzie (17, 18) przewężenia przeciążeniowo-zwarciowego (6), a stosunek długości (L) dłuższych podstaw do długości (l) krótszych podstaw trapezów jest większy od jedności, korzystnie 1,2 do 1,6, oraz co najmniej dwa przewężenia zwarciowe (7, 8) utworzone przez koliste wycięcia (9, 10, 11, 12, 13, 14), których osie leżą na liniach prostopadłych do osi symetrii podłużnej modułu, usytuowane po obu stronach przewężenia przeciążeniowo-zwarciowego (6), przy czym stosunek długości (l) krótszych podstaw trapezów (15, 16) do średnicy dowolnych kolistych wycięć (9, 10, 11, 12, 13, 14) tworzących przewężenia zwarciowe (7, 8) jest większy od 0,8.