RU2118867C1

RU2118867C1 - Fuse link

Info

Publication number: RU2118867C1
Application number: RU97107433/09A
Authority: RU
Inventors: М.Е. Воробьев; Н.Н. Политов; р Е.А. Стол; Е.А. Столяр; В.И. Шамановский; Л.Г. Бессонов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Электроаппарат"
Priority date: 1997-05-06
Filing date: 1997-05-06
Publication date: 1998-09-10

Abstract

FIELD: electrical engineering; low- voltage fuses. SUBSTANCE: fuse link is made of strip material and has full- and reduced-section portions and narrowed neck-shaped portion. Low- melting built-up metal is provided in depression contracting towards neck and made in closed loop, for example, of trapezoidal form with smaller side facing neck. Minimal width of contraction in depression should equal at least width of neck; distance from neck center to minimal width of contracted portion is 0.2-2 of minimal width of neck. EFFECT: improved stability of time-current characteristics of fuse. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в низковольтных плавких предохранителях. The invention relates to electrical engineering and can be used in low voltage fuses.

Известен плавкий элемент предохранителя, выполненный из ленточного материала и содержащий участки уменьшенного сечения и участки полного сечения, на одном из которых расположено углубление в виде канавки, имеющей в поперечном сечении форму полукруга и перпендикулярной к продольной оси плавкого элемента. Канавка заполнена металлом с температурой плавления, меньшей температуры плавления плавкого элемента (Авторское свидетельство СССР N 1508296, кл. H 01 H 85/06, 1989). Known fuse element made of tape material and containing sections of a reduced section and sections of a full section, on one of which is a recess in the form of a groove having a semicircular cross-section and perpendicular to the longitudinal axis of the fusible element. The groove is filled with metal with a melting point lower than the melting point of the fusible element (USSR Author's Certificate N 1508296, class H 01 H 85/06, 1989).

К недостаткам известной конструкции можно отнести следующее. Известная конструкция плавкого элемента не обеспечивает стабильность время-токовых характеристик предохранителя. Это связано с тем, что канавка с легкоплавким металлом находится на относительно большом расстоянии от участков уменьшенного сечения, вследствие чего металлургический эффект, возникающий при расплавлении легкоплавкого металла и уменьшающий температуру плавления материала плавкого элемента не всегда проявляется на участке уменьшенного сечения. Кроме того, канавка для легкоплавкого металла выполнена в форме желоба, т.е. открыта с двух сторон. Это практически исключает возможность точной дозировки легкоплавкого металла при заливке его в расплавленном состоянии до верхнего уровня углубления, т.к. при этом часть металла вытекает из канавки с незакрытых сторон. The disadvantages of the known design include the following. The known design of the fuse element does not ensure the stability of the time-current characteristics of the fuse. This is due to the fact that the groove with the fusible metal is located at a relatively large distance from the areas of reduced cross-section, as a result of which the metallurgical effect that occurs when the fusible metal is melted and reduces the melting point of the material of the fusible element does not always appear in the reduced-section. In addition, the groove for the fusible metal is made in the form of a gutter, i.e. open on both sides. This virtually eliminates the possibility of accurate dosing of low-melting metal when pouring it in the molten state to the upper level of the recess, because however, part of the metal flows out of the groove from the open sides.

Существенным недостатком является также необходимость монтажа предохранителей с известным плавким элементом с вертикальным расположением продольной оси, т.к. легкоплавкий металл может растекаться только под действием собственного веса. A significant drawback is the need to install fuses with a known fuse with a vertical longitudinal axis, because fusible metal can spread only under the influence of its own weight.

Известен также плавкий элемент предохранителя, выполненный из ленточного материала с участками полного, уменьшенного сечения и суженным участком в форме ленточного перешейка, вблизи которого в цилиндрическом отверстии размещена наплавка из легкоплавкого металла (Авторское свидетельство СССР N 688149, кл. H 01 H 85/10, 1979). Принимаем его за прототип. Also known is a fuse element made of tape material with sections of full, reduced cross-section and a narrowed section in the form of a belt neck, near which a fusible metal cladding is placed in a cylindrical hole (USSR Author's Certificate N 688149, class H 01 H 85/10, 1979). We take it for a prototype.

Расположение наплавки в цилиндрическом отверстии в известном плавком элементе затрудняет дозировку легкоплавкого металла при изготовлении плавкого элемента, а при нагреве основной массы легкоплавкого металла он имеет возможность свободно вытекать в произвольном направлении, затекая также в углы плавкого элемента и образуя "мертвые зоны". При этом проникновение легкоплавкого металла из указанных зон к ленточному перешейку затруднено, что приводит к резкому снижению стабильности срабатывания предохранителя. Предохранители с известным плавким элементом также требуют вертикального размещения, что ограничивает область их применения. The location of the deposition in a cylindrical hole in the known fusible element makes it difficult to dose the fusible metal in the manufacture of the fusible element, and when the bulk of the fusible metal is heated, it is able to flow freely in an arbitrary direction, flowing also into the corners of the fusible element and forming "dead zones". At the same time, the penetration of fusible metal from these zones to the isthmus is difficult, which leads to a sharp decrease in the stability of the fuse. Fuses with a known fuse also require vertical placement, which limits their scope.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение стабильности время-токовых характеристик предохранителя, расширение области применения и упрощение технологии изготовления плавкого элемента. The task to which the invention is directed is to increase the stability of the time-current characteristics of the fuse, expand the scope and simplify the manufacturing technology of the fusible element.

Для решения этой задачи в плавком элементе предохранителя, выполненном из ленточного материала с участками полного, уменьшенного сечения и суженным участком в форме перешейка и имеющем наплавку из легкоплавкого металла, наплавка размещена в углублении, выполненном с сужением в сторону названного перешейка, причем минимальная ширина сужения не менее минимальной ширины перешейка, а расстояние от центра перешейка до минимальной ширины сужения составляет 0,2 - 2 минимальной ширины перешейка, при этом углубление имеет замкнутый контур. To solve this problem, in a fuse element made of tape material with sections of a full, reduced section and a narrowed section in the shape of an isthmus and having surfacing of fusible metal, the surfacing is placed in a recess made with narrowing towards the named isthmus, and the minimum narrowing width is not less than the minimum width of the isthmus, and the distance from the center of the isthmus to the minimum width of the narrowing is 0.2 - 2 of the minimum width of the isthmus, while the recess has a closed loop.

Углубление может иметь трапециевидную форму, обращенную меньшим основанием к перешейку. The recess may have a trapezoidal shape, facing a smaller base to the isthmus.

Размещение наплавки в углублении, имеющем сужение к перешейку, например трапециевидной формы, обращенной меньшим основанием к перешейку, с минимальной шириной сужения не менее минимальной ширины перешейка и расстоянием от центра перешейка до минимальной ширины сужения, составляющим 0,2 - 2 минимальной ширины перешейка, обеспечивает возникновение металлургического эффекта и перегорание плавкого элемента при протекании по нему токов перегрузки в одном и том же месте - по минимальной ширине сужения (по меньшему основанию трапеции). При этом, в отличие от известных плавких элементов, легкоплавкому материалу не надо растекаться по поверхности плавкого элемента и достигать участков ослабленного сечения, что приводит к стабильности время токовых характеристик предохранителя. Кроме того, отпадает необходимость строгой ориентации оси плавкого элемента в вертикальном направлении, что расширяет область применения предохранителя. Placing a deposition in a recess having a narrowing to the isthmus, for example a trapezoidal shape facing the isthmus with a smaller base, with a minimum narrowing width of at least the minimum isthmus width and a distance from the center of the isthmus to the minimum narrowing width of 0.2 - 2 of the minimum width of the isthmus, provides the occurrence of a metallurgical effect and the fusible element burns out when overload currents flow in it in the same place - along the minimum narrowing width (on the smaller base of the trapezoid). In this case, unlike the known fusible elements, the fusible material does not need to spread over the surface of the fusible element and reach areas of weakened cross-section, which leads to stability of the fuse current characteristics. In addition, there is no need for strict orientation of the axis of the fusible element in the vertical direction, which expands the scope of the fuse.

Выполнение углубления с замкнутым контуром позволяет обеспечить более точную дозировку наплавки и препятствует ее растеканию при изготовлении плавкого элемента. The implementation of the recess with a closed loop allows you to provide a more accurate dosage of surfacing and prevents its spreading in the manufacture of the fusible element.

На фиг. 1 изображен предлагаемый плавкий элемент; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. In FIG. 1 shows the proposed fusible element; in FIG. 2 is a section AA in FIG. one.

Плавкий элемент предохранителя выполнен из ленточного материала, например из меди, и имеет участки полного 1, уменьшенного 2 сечения и суженный участок 3 в форме перешейка. The fuse element is made of tape material, for example copper, and has sections of full 1, reduced 2 sections and a narrowed section 3 in the shape of an isthmus.

Углубление 4 для размещения наплавки выполнено трапециевидной формы, обращенной меньшим основанием a к перешейку 3. Углубление 4 образуется при изготовлении плавкого элемента штамповкой. Наплавку из легкоплавкого металла, например олова, размещают в углублении 4 путем заливки в расплавленном состоянии. Благодаря тому, что углубление имеет замкнутый контур, обеспечивается точная дозировка и предотвращается растекание легкоплавкого металла. Размеры углубления 4 определялись из конструктивных соображений, исходя из количества наносимой наплавки и размеров плавкого элемента (ширины, толщины). The recess 4 for accommodating the surfacing is made of a trapezoidal shape, facing a smaller base a to the isthmus 3. A recess 4 is formed in the manufacture of a fusible element by stamping. Surfacing of fusible metal, such as tin, is placed in the recess 4 by pouring in the molten state. Due to the fact that the recess has a closed loop, accurate dosage is ensured and spreading of low-melting metal is prevented. The dimensions of the recess 4 were determined from structural considerations, based on the amount of deposited deposition and the size of the fusible element (width, thickness).

Важное значение имеет выбор величины меньшего основания трапеции a и расстояния от центра перешейка до меньшего основания трапеции c. Of great importance is the choice of the smaller base of the trapezoid a and the distance from the center of the isthmus to the smaller base of the trapezoid c.

В результате экспериментов было установлено, что величина a должна быть не менее величины минимальной ширины перешейка b. Это объясняется тем, что при величине a менее b не обеспечивается возникновение металлургического эффекта по всей минимальной ширине перешейка b. As a result of experiments, it was found that the value of a must be not less than the minimum width of the isthmus b. This is explained by the fact that when a is less than b, the metallurgical effect does not occur over the entire minimum width of the isthmus b.

Выбор величины c также осуществляется в зависимости от величины минимальной ширины перешейка b. Испытания показали, что величина c должна составлять 0,2 - 2 величины b. Размещение меньшего основания трапеции ближе к центру перешейка может привести к слишком раннему возникновению металлургического эффекта и уменьшению стойкости против перегрузок. При увеличении расстояния c не обеспечивается возникновение металлургического эффекта в необходимый момент времени при перегрузках. The choice of c is also carried out depending on the size of the minimum width of the isthmus b. Tests have shown that the value of c should be 0.2 - 2 values of b. Placing the smaller base of the trapezoid closer to the center of the isthmus can lead to too early a metallurgical effect and a decrease in resistance to overloads. With increasing distance c, the occurrence of a metallurgical effect at the required time during overloads is not ensured.

Предохранитель с предлагаемым плавким элементом работает следующим образом. A fuse with the proposed fuse element operates as follows.

В номинальном режиме все части плавкого элемента нагреваются проходящим по ним электрическим током, однако температура перешейка 3 и примыкающего к нему участка с углублением 4 недостаточна для расплавления легкоплавкого металла и, следовательно, для возникновения металлургического эффекта, т.е. наличие легкоплавкого металла не сказывается на номинальном режиме, а наличие теплового баланса между выделяемым и рассеиваемым в окружающее пространство теплом не дает возможности роста температуры. In the nominal mode, all parts of the fusible element are heated by an electric current passing through them, however, the temperature of the isthmus 3 and the adjacent section with a recess 4 is insufficient for melting the fusible metal and, therefore, for the appearance of a metallurgical effect, i.e. the presence of fusible metal does not affect the nominal mode, and the presence of a thermal balance between the heat released and dissipated into the surrounding space does not allow the temperature to rise.

В режиме перегрузок предохранитель обязан отключить цепь за нормируемое время. Тепловой баланс в этом режиме не соблюдается. Тепла, выделяемого в перешейке 3, становится достаточно для расплавления легкоплавкого металла. Действие металлургического эффекта снижает температуру плавления основного металла, а т. к. наплавленный легкоплавкий металл находится в углублении 4 трапециевидной формы с меньшим основанием a, обращенным к перешейку 3, то расплавление основного металла всегда происходит по линии меньшего основания трапеции a. In overload mode, the fuse must disconnect the circuit for a normalized time. Heat balance is not respected in this mode. The heat generated in the isthmus 3 becomes enough to melt the fusible metal. The metallurgical effect reduces the melting temperature of the base metal, since the deposited fusible metal is located in a trapezoidal depression 4 with a smaller base a facing the isthmus 3, then the base metal always melts along the line of the smaller trapezoid base a.

Claims

1. Fusible fuse element made of tape material with sections of full, reduced cross-section and a narrowed section in the shape of an isthmus and having surfacing of fusible metal, characterized in that the surfacing is placed in a recess made with narrowing towards the named isthmus, and the minimum width of narrowing not less than the minimum width of the isthmus, and the distance from the center of the isthmus to the minimum width of the narrowing is 0.2 - 2 of the minimum width of the isthmus, while the recess has a closed loop.

2. The element according to claim 1, characterized in that the recess has a trapezoidal shape, facing a smaller base to the isthmus.