SI21154A

SI21154A - Talilni element za hitro varovalko za zaščIto instalacije pri nizkem okvarnem električnem toku

Info

Publication number: SI21154A
Application number: SI200200061A
Authority: SI
Inventors: Franc Pikl
Original assignee: Eti Elektroelement D.D.
Priority date: 2002-02-28
Filing date: 2002-02-28
Publication date: 2003-08-31
Also published as: PL200261B1; WO2003075298A1; AU2003214789A1; PL370776A1

Abstract

V osrednjem delu talilnega elementa je izveden obojestranski stopničasti bočni odrez, s tem da se na razdalji (y) med področjema (3) in (3') s prvo zmanjšano širino (e) na obeh koncih širina zoženega dela traku najprej zmanjša na drugo zmanjšano širino (f) v področjih (2, 2') in se nato ta širina zmanjša na najmanjšo širino (g) v področju (1), tako da je 1<e/f<2 in f/g=5. Dolžina (x) področja (1) je tolikšna, da je 1,1<y/x<1,5. Prva zmanjšana širina (e) je tolikšna, da je 1<d/e<1,5. Področji (3,3') sta od področij (5, 5') z osnovno širino (d) ločeni s področjem (4) oziroma (4') z drugo zamnjšano širino (f). Dolžina (s) področja (4, 4') je manjša od dolžine (w) področij (3, 3'). Talilni element po izumu z izbrano karakteristiko pri določenem nazivnem toku se lahko izvede natančno s pomočjo več preprosto nastavljivih parametrov, pri tem pa je manjša njegova izgubna moč.ŕ

Description

Talilni element za hitro varovalko za zaščito instalacije pri nizkem okvarnem električnem toku

Izum se nanaša na talilni element za hitro varovalko za zaščito instalacije pri nizkem okvarnem električnem toku, izveden iz električno prevodnega traku, katerega v vzdolžni smeri traku osrednji del je z bočnimi odreži zožen glede na osnovno širino traku.

Izum je po mednarodni klasifikaciji patentov uvrščen v razred H 01H 85/08.

Tehnični problem, ki ga rešuje izum, je predlagati tak talilni element za hitro varovalko za zaščito instalacije pri nizkem okvarnem električnem toku, da je karakteristika varovalke v preobremenitvenem delu zelo strma, talilni element pa bo mogoče preprosto dimenzionirati glede na nazivni odklopni tok.

Na zelo hitre varovalke so s predpisi (npr. PN-IEC-269-2 na Poljskem) postavljene dodatne zahteve, tako da imajo glede na standard naslednje značilnosti: zelo strma je karakteristika v preobremenitvenem delu od nazivnega toka do 5-kratnika na-22 zivnega toka; segrevanje je omejeno kot po osnovnem standardu; talilni integral in prepuščeni integral pa sta nižja kot za počasno varovalko pri večjem okvarnem toku.

Iz patentnega spisa PL 175 071 je poznan talilni element za hitro varovalko opisane vrste. Izveden je iz električno prevodnega traku v skupni dolžini L, katerega v vzdolžni smeri traku osrednji del z dolžino 1 je z bočnima odrezoma zožen glede na osnovno širino traku. Navedena je vrednost razmerja LA med 2 in 4. Odreza sta izvedena simetrično. V zoženem osrednjem delu so izvedene bodisi krožne skoznje luknje bodisi več parov polkrožnih odrezov na njegovih nasprotnih robovih. Predpisana karakteristika varovalke je dosegljiva v bistvu z diskretnim parametrom, ki predstavlja število skoznjih lukenj ali obojestranskih polkrožnih odrezov.

V patentnem spisu PL 312 750 predstavljeni talilni element za varovalko opisane vrste ima v sredini traku na razdalji, ki je manjša od širine električno prevodnega traku, z obeh strani izvedena močna bočna odreza, tako da je širina zoženega prevodnega področja precej manjša od širine električno prevodnega traku, na obeh straneh zoženega področja pa je v električno prevodnem traku v vrsti prečno na trak izvedena vrsta medsebojno razmaknjenih krožnih skoznjih lukenj. Presek zoženega prevodnega področja je dimenzioniran tako, da je pri nominalnem električnem toku varovalke na tem mestu gostota električnega toka med 295 A/mm² in celo 350 A/mm². Predpisana karakteristika varovalke je v bistvu nastavljiva le s širino zoženega prevodnega področja.

Navedeni tehnični problem je rešen s talilnim elementom za hitro varovalko za zaščito instalacije pri nizkem okvarnem električnem toku, izvedenim iz električno prevodnega traku v skupni dolžini L, katerega v vzdolžni smeri traku osrednji del z dolžino 1, pri čemer je vrednost razmerja L/l med 2 in 4, je z bočnimi odreži zožen glede na osnovno širino d traku, s tem da so odreži izvedeni simetrično glede na prečno in na vzdolžno simetralo traku, pri čemer je talilni element po izumu značilen po tem, da je v osrednjem delu zoženega dela traku izveden obojestranski stopničasti bočni odrez, s tem da se na razdalji y med področjema s prvo zmanjšano širino e na obeh koncih širina zoženega dela traku najprej zmanjša na drugo zmanjšano širino f v dveh prvih področjih in se nato ta širina zmanjša na najmanjšo širino gv osrednjem področju, tako daje l<e/f<2 in f/g = 5, in daje dolžina x področja z najmanjšo širino g tolikšna, da je 1,1 <y/x< 1,5, in da je prva zmanjšana širina e tolikšna, da je l<d/e<l,5, in da sta področji s prvo zmanjšano širino e od področij z osnovno širino d ločeni z drugim področjem z drugo zmanjšano širino f in da je dolžina z drugih področij druge zmanjšane širine f manjša od dolžine w področij prve zmanjšane širine e.

Talilni element po izumu za hitro varovalko je nadalje značilen po tem, da sta na sredini vsakega drugega področja druge zmanjšane širine f na obeh straneh traku izvedena polkrožna odreza.

Talilni element po izumu za hitro varovalko po zahtevku je nadalje značilen po tem, da so v obeh področjih z osnovno širino d vsakič v isti oddaljenosti v od prečne simetrale izvedene skoznja luknja na sredi traku in polkrožna odreza na obeh straneh električnega traku, pri čemer je omenjena oddaljenost v prednostno enaka dvojni oddaljenosti u od omenjene prečne simetrale polkrožnih odrezov, izvedenih na sredini drugih področij druge zmanjšane širine f.

Talilni element po izumu za hitro varovalko po zahtevku je značilen tudi po tem, da je oddaljenost u od prečne simetrale polkrožnih odrezov na sredini drugih področij druge zmanjšane širine f večja od dvakratnika širine w področij s prvo zmanjšano širino e.

Prednosti talilnega elementa po izumu za hitro varovalko za zaščito instalacije pri nizkem okvarnem električnem toku pred drugimi poznanimi talilnimi elementi je predvsem v tem, da se karakteristika varovalke glede na nazivni tok lahko natančno doseže z več preprosto nastavljivimi parametri talilnega elementa in da je manjša izgubna moč na talilnem vložku.

Izum bo v nadaljnjem podrobno obrazložen na osnovi opisa izvedbenega primera talilnega elementa po izumu za hitro varovalko za zaščito instalacije pri nizkem okvarnem električnem toku ter pripadajočega načrta, ki na edini sliki prikazuje omenjeni izvedbeni primer.

Talilni element po izumu za hitro varovalko za zaščito instalacije pri nizkem okvarnem električnem toku je predstavljen na sliki. Izveden je iz električno prevodnega traku, prednostno iz čistega bakra, v skupni dolžini L. Njegov osrednji del z dolžino 1 je z bočnimi odreži zožen glede na osnovno širino d traku. Ti bočni odreži so izvedeni simetrično glede na prečno simetralo S talilnega elementa in tudi na njegovo vzdolžno simetralo s. Dolžina 1 zoženega dela je tolikšna, da je vrednost razmerja L/l med 2 in 4.

V osrednjem delu zoženega dela traku je po izumu izveden obojestranski stopničasti bočni odrez, in sicer na razdalji y med področjema 3 in 3’ s prvo zmanjšano širino e. Na obeh koncih se širina zoženega dela traku najprej zmanjša na drugo zmanjšano širino f v področjih 2, 2’. Nato se ta širina zmanjša na najmanjšo širino g v področju 1. Zožitve na stopnicah so tolikšne, daje l<e/f<2 in f/g = 5.

Področji 3, 3’ imata širino e, ki je glede na osnovno širino d električno prehodnega traku, iz katerega je izdelan talilni element, zmanjšana za toliko, daje l<d/e<l,5.

Glede na dolžino y stopničastega področja 2-1-2 je dolžina x osrednjega področja 1 z najmanjšo širino g tolikšna, da je 1,1 <y/x< 1,5.

Področji 3, 3’ s prvo zmanjšano širino e sta od področij 5, 5’ z osnovno širino d ločeni z drugim področjem 4 oziroma 4’ z drugo zmanjšano širino f. Dolžina teh področij 4, 4’ je manjša od dolžine w področja 3, 3’ prve zmanjšane širine e.

V prednostni izvedbi sta na drugih področjih 4, 4’ druge zmanjšane širine f na sredini na obeh straneh traku predvidena polkrožna odreza 4a, 4b oziroma 4a’, 4b’.

V nadaljnji prednostni izvedbi na obeh koncih talilnega elementa po izumu v področjih 5, 5’ z osnovno širino d sta vsakič v isti oddaljenosti v od prečne simetrale S izvedene skoznja luknja 5a oziroma 5a’ na sredi traku in z obeh strani električnega traku še polkrožna odreza 5b, 5c oziroma 5b’, 5c’. Omenjena oddaljenost v je prednostno enaka dvojni oddaljenosti u od prečne simetrale S polkrožnih odrezov 4a, 4b oziroma 4a’, 4b’ na sredini drugih področij 4, 4’ druge zmanjšane širine f.

Oddaljenost u od prečne simetrale S polkrožnih odrezov 4a, 4b oziroma 4a’, 4b’ na sredini drugih področij 4 in 4’ druge zmanjšane širine f je večja od dvakratnika širine w področij 3 in 3’ s prvo zmanjšano širino e.

V nadaljnjem je v osnovnih potezah nazorno opisano delovanje talilnega elementa po izumu za hitro varovalko za zaščito instalacije pri nizkem okvarnem električnem toku. V ta namen razdelimo talilni element po izumu v odseke A; B in B’; ter C in C’.

Osrednji odsek A zajema stopničasto področje 2-1-2’ in sega od sredine področja 3 do sredine področja 3’. Z navedenim izborom prednostnih vrednosti za dimenzijske parametre x, y in e, f, g se doseže močnejše lokalno segrevanje in s tem hitrejše taljenje osrednjega področja 1, Na ta način se lahko doseže karakteristika varovalke v določeni točki.

Osrednji odsek A se na svojih koncih nadaljuje v odseka B oziroma B’, ki preko področja 4 oziroma 4’ za razdaljo w/2 vsakič segata v področji 5 oziroma 5’ z osnovno širino d traku. S primerno širino f teh drugih področij 4, 4’ in z odsekoma 4a, 4b oziroma 4a’, 4b’ se omeji odvajanje toplote iz odseka A. To omogoča še hitrejši dvig temperature v področju 1 in doseže se kratek odklopni čas varovalke. Odseka B in B’ pomagata pri gašenju električnega obloka pri kratkostičnem toku.

Odseka B in B’ se na svojih koncih nadaljujeta v odseka C oziroma C’, ki pri kratkostičnem toku prav tako pomagata pri gašenju električnega obloka. Obenem pa zmanjšujeta toplotni tok od odseka A proti kontaknima nožema za pritrditev talilnega elementa.

S primernim izborom navedenih parametrov in debeline električno prevodnega traku dolžine L in širine d se dodatnim zahtevam standarda zadosti pri gostoti električnega toka v področju 1 pod 310 A/mm².

Claims

Patentni zahtevki

1. Talilni element za hitro varovalko za zaščito instalacije pri nizkem okvarnem električnem toku, izveden iz električno prevodnega traku v skupni dolžini L, katerega v vzdolžni smeri traku osrednji del z dolžino 1, pri čemer je vrednost razmerja L/l med 2 in 4, je z bočnimi odreži zožen glede na osnovno širino d traku, s tem da so odreži izvedeni simetrično glede na prečno simetralo (S) in na vzdolžno simetralo (s) traku, označen s tem, da je v osrednjem delu zoženega dela traku izveden obojestranski stopničasti bočni odrez, s tem da se na razdalji y med področjema (3) in (3’) s prvo zmanjšano širino e na obeh koncih širina zoženega dela traku najprej zmanjša na drugo zmanjšano širino f v prvih področjih (2, 2’) in se nato na obeh koncih ta širina zmanjša na najmanjšo širino g v področju (1), tako daje l<e/f<2 in f/g = 5, daje dolžina x področja (1) z najmanjšo širino g tolikšna, daje l,l<y/x< 1,5, daje prva zmanjšana širina e tolikšna, daje 1 < d/e < 1,5, da sta področji (3, 3’) s prvo zmanjšano širino e od področij (5, 5’) z osnovno širino d ločeni z drugim področjem (4) oziroma (4’) z drugo zmanjšano širino f in da je dolžina z drugega področja (4, 4’) druge zmanjšane širine f manjša od dolžine w področij (3, 3’) prve zmanjšane širine e.
2. Talilni element za hitro varovalko po zahtevku 1, označen s tem, da sta na sredini drugega področja (4, 4’) druge zmanjšane širine f na obeh straneh traku izvedena polkrožna odreza (4a, 4b) oziroma (4a’, 4b’).

-83. Talilni element za hitro varovalko po zahtevku 2, označen s tem, da so v področjih (5, 5’) z osnovno širino d vsakič v isti oddaljenosti v od prečne simetrale (S) izvedene skoznja luknja (5a) na sredi traku in še polkrožna odreza (5b, 5c) na obeh straneh traku oziroma skoznja luknja (5a’) na sredi traku in polkrožna odreza (5b’, 5c’) na obeh straneh traku, pri čemer je omenjena oddaljenost v enaka dvojni oddaljenosti u od prečne simetrale (S) polkrožnih odrezov (4a, 4b) oziroma (4a’, 4b’) na sredini drugih področij (4, 4’) druge zmanjšane širine f.
4. Talilni element za hitro varovalko po zahtevku 2 ali 3, označen s tem, da je oddaljenost u od prečne simetrale (S) polkrožnih odrezov (4a, 4b) oziroma (4a’, 4b’) na sredini drugih področij (4, 4’) druge zmanjšane širine f večja od dvakratnika širine w področij (3, 3’) s prvo zmanjšano širino e.