SI23462A

SI23462A - Varistorska varovalka

Info

Publication number: SI23462A
Application number: SI201000257A
Authority: SI
Inventors: EK Mitja KOPRIVĹ
Original assignee: Eti Elektroelement D.D.
Priority date: 2010-08-26
Filing date: 2010-08-26
Publication date: 2012-02-29
Also published as: EP2609600B1; SI23462B; EP2609600A1; US20130200986A1; US8816812B2; ES2530770T3; WO2012026888A1

Abstract

Namen izuma je zasnovati takšno varistorsko varovalko, ki bo v enem ohišju vsebovala varistorski del oz. varistor (1) za zaščito električne instalacije pred prenapetostnimi impulzi in posledično pred posledicami tokovnega udara, kot tudi električno varovalko (2), ki bo sposobna prevajati tokovni udar povečane napetosti in prekiniti stalni povečani električni tok, ki bi se lahko pojavil zaradi okvare varistorja (1). Pri tem naj bi takšna varistorska varovalka ne presegla dimenzij in oblik tačas znanih in uporabljanih zaščitnih naprav, predvsem električnih talilnih varovalk. Po izumu je predvideno, da sta med seboj zaporedno električno povezana z okroglim cevastim plaščem (20) zasnovana varovalka (2) in prav tako z okroglim cevastim plaščem (10) zasnovan varistor (1) soosno vstavljena drug v drugem.

Description

Varistorska varovalka

Izum se nanaša na varistorsko varovalko, ki obsega vsaj varistor in talilni element in je vgradljiva v ustrezen enosmeren ali izmeničen električen tokokrog.

Po mednarodni razvrstitvi patentov izum te vrste spada na področje elektrotehnike in v okviru slednje k osnovnim električnim komponentam, namreč k prenapetostnim zaščitnim komponentam na osnovi varistorjev. Nadalje je tak izum lahko razvrščen tudi na področje izdelkov za zaščito tokokrogov, ki so predvideni za samodejno izključitev tokokroga, v katerem se pojavi neželeno odstopanje od običajnih pogojev obratovanja in/ali ob pojavu transientnih napetosti.

Pri tem je izum osnovan na problemu, kako pri varistorski varovalki, obsegajoči kombinacijo varistorja in talilnega elementa, s preprostimi ukrepi in po možnosti brez uvajanja dodatnih elementov, komponent in ožičenj, zanesljivo rešiti problem ohranitve hitre in učinkovite prenapetostne zaščite v primeru spremembe upornosti varistorja, če/kadar do nje pride.

Namen izuma je torej zasnovati takšno varistorsko varovalko, ki bo v enem ohišju vsebovala varistorski del za zaščito električne inštalacije pred prenapetostnimi impulzi in posledično pred posledicami tokovnega udara, kot tudi električno varovalko, ki bo sposobna prevajati tokovni udar povečane napetosti in prekiniti stalni povečani električni tok, ki bi se lahko pojavil zaradi okvare varistorskega dela. Pri tem naj bi takšna varistorska varovalka ne presegla dimenzij in oblik tačas znanih in uporabljanih zaščitnih naprav, predvsem električnih talilnih varovalk.

Varistorska varovalka spada na področje zaščitnih naprav v električnih inštalacijah, še zlasti v tistih inštalacijah, v katerih je dovolj verjeten pojav transientnih oz. prehodnih prenapetosti zaradi neposrednega ali posrednega udara strele v objekt ali bližino objekta. Takšno varistorsko varovalko je mogoče uporabiti bodisi v izmeničnih ali enosmernih inštalacijah, kakor tudi v električnih inštalacijah, ki so del obnovljivih virov energije, kot so npr. fotovoltaične elektrarne in podobno.

Prenapetostna zaščita, namreč zaščita pred kratkotrajnimi prenapetostnimi impulzi, je strokovnjakom znana in predstavlja standardni del vrste zaščitnih ukrepov v nizkonapetostnih električnih inštalacijah. V ta namen se množično uporabljajo napetostno odvisni upori, takoimenovani varistorji. Izdelani so v obliki plošč iz posebnega sintranega materiala, npr. cinkovega oksida (ZnO). S svojimi materialnimi lastnostmi zagotavljajo pod normalnimi napetostnimi pogoji zelo visoko upornost. V primeru pojava impulzne prenapetosti, npr. zaradi udara strele, se upornost varistorja skokovito zniža in škodljiv prenapetostni impulz se odvede v zemljo. Po izvedbi tega procesa se upornost varistorja znova dvigne na raven izolatorja.

Znano je, da po nekaj zaporednih tokovnih udarih skozi varistor lahko pride do problemov v zvezi s spremembo upornosti varistorja. V primeru spremembe v samem varistorju lahko pride do pojava manjših tokov tudi v primeru nazivne napetosti. Takšni tokovi segrevajo telo varistorja, kar povzroči dodatne okvare v njem, dokler ne pride do njegovega popolnega uničenja. Običajno imajo varistorji v serijski vezavi prigrajeno termično stikalo, ki deluje tako, da v primeru prevelike temperature na telesu varistorja le-tega odklopijo iz omrežja. Takšno termično stikalo je običajno izdelano v obliki vzmetnega peresa, ki je prispajkano na telo varistorja. Ko se telo zaradi prepuščanja toka pri nazivni napetosti pregreje, se spajka stali in stikalo odklopi. Pomanjkljivost tovrstnega stikala, ki predstavlja nevarnost zlasti pri fotovoltaičnih (PV) inštalacijah, pride do izraza, ko se na stikalu pojavi oblok, ki ga stikalo ne obvladuje. V tem primeru na stikalu pride do eksplozije, ki lahko ogrozi in poškoduje del inštalacije. To je še posebej problematično v P V inštalacijah, kajti nastali paralelni oblok ne ugasne, dokler je P V panel osvetljen. Problem pa ni zgolj hipotetičen, saj so bila s strani uporabnikov posredovana opozorila, da je tačas razpoložljiva varistorska prenapetostna zaščita v PV inštalacijah dejansko povezana s tovrstnimi problemi.

V stanju tehnike je znanih nekaj načinov reševanja tega problema. Ena možnost je SRF (Surge Rated Fuse) varovalka, ki je zaporedno oz. serijsko vezana z varistorjem in rešuje predvsem tisti del problema, ko varistor zaradi bistveno znižane upornosti predstavlja kratek stik za omrežno napetost. Vendar pa mora imeti SRF varovalka dovolj velik talilni integral, da se ne prekine že pri pojavu tokovnega udarnega vala. Zato je na njej napisana vrednost v kA impulza, ki ga SRF varovalka še prenese. Slabost te rešitve se kaže v dejstvu, da je potrebno v inštalacijo vgraditi dva ločena izdelka v dveh ločenih ohišjih, torej zaporedno varistor v svojem ohišju in električno zaporedno še SRF varovalko v svojem ohišju ali podstavku. Takšna rešitev zahteva več prostora in več ožičenja, kar je slabost.

• ·

Druga rešitev je opisana v WO2008/69870 (Ferraz Shawmut). V tem primeru gre za serijsko vezavo varistorja in termičnega stikala, ki mu je paralelno vezana varovalka. Vzmetno pero termičnega stikala je prispajkano na varistor. Ko se stikalo odpre zaradi previsoke temperature varistorja, se tok preusmeri preko varovalke, katere talilni element se stali in oblok tudi ugasne. Slabost te izvedbe je tem, da je celotna naprava sestavljena iz treh elementov, razen tega pa gre za časovno zaporedje dveh procesov, pri čemer se mora v prvem koraku najprej staliti spajka na kontaktu stikala, ki se potem odpre, nato pa se mora v drugem koraku staliti še talilni element v varovalki.

Naslednja znana rešitev je opisana v W02004/072992, kjer je predlagana uporaba varistorja v obliki cevke, ki istočasno služi tudi kot ohišje varovalke s talilnim elementom. Slabost te rešitve je v tem, da v trenutku pojava prenapetosti telo varovalke ne predstavlja več izolatorja, pač pa se kot varistor za trenutek spremeni v prevodnik, zaradi česar talilni element kot del varovalke ne more pravilno opraviti svoje funkcije. Opisana rešitev iz navedenega razloga vsaj po prijaviteljevem vedenju doslej ni bila praktično uporabljena.

Nadalje je strokovnjakom znano, da se v talilnih varovalkah kot način prekinitve talilnega elementa ob pojavu preobremenitvenih tokov uporablja takoimenovan Mefekt. Ta efekt temelji na dejstvu, da ima zlitina bakra in kositra nižje tališče od tališča vsake izmed omenjenih kovin same. Konstrukcijsko so talilni elementi v varovalkah izvedeni tako, da je kositer v obliki t.i. spajke nameščen na bakrenem talilnem elementu v neposredni bližini oslabljenega mesta na istem talilnem elementu. Ob pojavu preobremenitvenega toka se na oslabljenem mestu poviša temperatura, kar privede do taljenja kositra v spajki, pri čemer ima zlitina bakra in kositra poleg nižjega tališča tudi višjo električno upornost. Na talilnem elementu na tem mestu se torej poveča upornost, kar ima za posledico dodatno segrevanje • · spajke ter še intenzivnejšo tvorbo zlitine bakra in kositra. Celoten proces se pospešeno odvija do dokončne prekinitve talilnega elementa na mestu oslabitve. Delovanje talilnih varovalk in talilnih elementov je sicer opisano v strokovni literaturi s področja delovanja in uporabe talilnih varovalk.

Izum se nanaša na varistorsko varovalko, obsegajočo v splošnem cilindričen od električne napetosti odvisen upor oz. varistor ter v splošnem prav tako cilindrično varovalko, ki sta med seboj zaporedno električno povezana. Pri tem omenjeni varistor sestoji iz para električno prevodnih elektrod, ki sta med seboj ločeni s telesom iz materiala, katerega upornost se spreminja v odvisnosti od električne napetosti, varovalka pa sestoji iz električno neprevodnega telesa, ki je na konceh opremljen s kontaktoma iz električno prevodnega materiala ki sta med seboj električno povezana preko talilnega elementa, ki sestoji iz električno prevodnega materiala in v območju vsaj ene oslabitve obsega vnaprej določen presek za zagotavljanje taljenja in s tem prekinitve stika med omenjenima kontaktoma v primeru električne preobremenitve varovalke.

V tem primeru je po izumu predvideno, da sta z okroglim cevastim plaščem zasnovana varovalka in prav tako z okroglim cevastim plaščem zasnovan varistor soosno vstavljena drug v drugem, tako da je v s sredstvom za gašenje obloka napolnjeni svetlini omenjenega telesa varovalke, na katerega konceh sta predvidena električno prevodna kontakta varovalke, vstavljen varistor, katerega na zunanji površini telesa varistorja razpoložljiva elektroda je električno povezana z enim kontaktom varovalke, katere preostali kontakt je preko talilnega elementa električno povezan s preostalo, na notranji površini telesa varistorja razporejeno elektrodo varistorja.

Nadaljnji aspekt izuma predstavlja varistorska varovalka, ki prav tako obsega med seboj zaporedno električno povezana v splošnem cilindričen od električne napetosti odvisen upor oz. varistor ter v splošnem prav tako cilindrično zasnovano varovalko, pri čemer omenjeni varistor sestoji iz para električno prevodnih kontaktov, ki sta med seboj ločena s telesom iz materiala, katerega upornost se spreminja v odvisnosti od električne napetosti, medtem ko varovalka sestoji iz električno neprevodnega telesa, kije na konceh opremljen z električno prevodnima kontaktoma, ki sta med seboj električno povezana preko talilnega elementa, ki je izveden iz električno prevodnega materiala in v območju vsaj ene oslabitve obsega vnaprej določen presek za zagotavljanje taljenja in s tem prekinitve stika med kontaktoma varovalke v primeru električne preobremenitve.

V tem primeru je po izumu predvideno, da sta z okroglim cevastim telesom zasnovana varovalka in z okroglim cevastim telesom zasnovan varistor soosno vstavljena drug v drugem na tak način, da je v svetlini okroglega cevastega telesa varistorja, na katerega zunanji površini in vsaj deloma na eni od čelnih površin je nameščena prva elektroda varistorja, na njegovi notranji površini pa je predvidena druga elektroda varistorja, vstavljena varovalka, ki je s tem izpostavljena učinkom v varistorju zaradi spremembe njegove upornosti generirane toplote in skozi katere s sredstvom za gašenje obloka napolnjeno svetlino poteka talilni element, preko katerega sta posredno preko spajke med seboj električno povezana na konceh omenjenega telesa varovalke razpoložljiva kontakta, izmed katerih se bolj v notranjosti omenjene svetline telesa varistorje razporejeni kontakt varovalke nahaja v električnem stiku z elektrodo na notranji površini telesa varistorja, medtem ko je preostali kontakt varovalke izven območja svetline telesa varistorja povezljiv v električen tokokrog, v katerega je po drugi strani povezljiva tudi elektroda na zunanji površini in/ali čelni površini telesa varistorja.

Pri tem omenjen talilni element prednostno obsega vsaj eno oslabitev vnaprej določenega prečnega preseka.

V skladu s prvim aspektom izuma je talilni element varovalke preko spajke električno povezan z na notranji površini telesa varistorja razporejeno elektrodo varistorja. Oslabitev je na talilnem elementu prednostno razporejena neposredno ob spajki. Nadalje sta s spajko v neraztaljenem stanju obdana oz. prevlečena predhodno med seboj sicer razklenjena elektroda varistorja in talilni element. Talilni element je pred nanosom spajke lahko prednapet in izkazuje tendenco odklona od pripadajoče elektrode varistorja.

Za izum je v splošnem nadalje značilno, da je tališče materiala spajke nižje od tališča materialov, iz katerega sestoj ita po eni strani talilni element in po drugi strani z njim sodelujoči kontakt varistorja. Material spajke je prednostno tako izbran, da se njegova električna upornost povečuje sorazmerno z naraščanjem temperature. Nadalje vsaj v svetlini varovalke, prednostno pa tudi v svetlini varistorja razpoložljivo sredstvo za gašenje ob loka, prednostno predstavlja kremenčev pesek.

Izum bo v nadaljevanju podrobneje opisan na osnovi primerov izvedbe in v povezavi s priloženo skico, kjer kaže

Sl. 1 shematično ponazorjen prvi primer izvedbe varistorske varovalke v vzdolžnem prerezu v diametralni ravnini; in

Sl. 2 prav tako shematično ponazorjen nadaljnji primer izvedbe varistorske varovalke, spet v vzdolžnem prerezu v diametralni ravnini.

Konstrukcija izdelka, ki rešuje zgoraj opisane probleme, je predmet predlaganega izuma. Predlagana rešitev temelji na cilindrični varovalki 2 in varistorju 1, ki je prav tako izdelan v obliki cilindrične cevke. V nadaljevanju sta opisani dve izvedbi varovalke. V obeh primerih sta varistor 1 in varovalka 2 nameščena soosno drug v drugem, pri čemer je v prvi izvedbi po Sl. 1 v svetlini okroglega cevastega keramičnega telesa 20 varovalke 2 vstavljen varistor 1, v drugem primeru po Sl. 2 pa je v svetlini okroglega cevastega telesa 10 varistorja 1 vstavljena varovalka 2. Pri tem izraz »okroglo cevasto« telo 10 varistorja 1 ali »okroglo cevasto« telo 20 varovalke 2 pomeni telo, ki je na voljo v obliki okrogle cevi, namreč cevi okroglega prečnega prereza.

Okroglo cevasto telo 10 varistorja 1 sestoji iz materiala (npr. iz ZnO), ki omogoča odvisnost prevodnosti od pritisnjene napetosti, tako da material predstavlja izolator do določene višine napetosti. Ko ta napetost prekorači vnaprej določeno vrednost, ki je odvisna od debeline materiala in njegove sestave, se prevodnost skokovito poveča in tokovni udar zaradi napetostnega impulza se odvede v ozemljitev. Poleg tega cilindrična oblika omenjenega telesa 10 v primerjavi z doslej uporabljanimi ploščatimi oblikami varistorjev 1 celotni varovalki po izumu kot komercialnemu izdelku zagotavlja izrazitejšo kompaktnost.

Cevasto telo 20 varovalke 2 je izdelano iz izolacijskega materiala, prednostno keramike ali plastičnega kompozita, kar je strokovnjakom znano. Na vsakem koncu 23, 24 omenjenega telesa 20 je na voljo en kontakt 21, 22, slednja pa sta med seboj električno povezana preko talilnega elementa 25.

V primeru izvedbe po Sl. 1 osnovo predstavlja cilindrična varovalka 2 z dovolj velikim notranjim premerom (npr. vsaj tipa CH 22 mm ali več) cevastega telesa 20. Varistor 1 je v tem primeru izdelan v obliki cilindra, ki je vstavljen v svetlino cevastega telesa 20 varovalke 2. Cilindrični varistor 1 je izdelan tako, da sta med seboj s pomočjo telesa 10 varistorja 1 ločeni elektrodi 11, 12 izdelani v obliki • · metaliziranih, prednostno iz srebra sestoječih slojev na zunanji površini 14 in notranji površini 13 telesa 10, pri čemer je zunanja elektroda 11 v tem primeru v območju ene od čelnih površin 15, 16 telesa 10 električno povezana s sosednje razporejenim kontaktom 21 varovalke 2, medtem ko je na preostali, v tem primeru notranji elektrodi 12 varistorja 1, s spajko 250 prispajkan talilni element 25 varovalke 2, ki je po drugi strani električno povezan s preostalim kontaktom 22 varovalke 2. Prednostno bakren talilni element 25 poteka po svetlini cevastega telesa 20 varovalke 2, ki je načeloma zapolnjena s sredstvom 26 za gašenje obloka, ki se pojavi ob prekinitvi talilnega elementa 25, še zlasti npr. s kremenčevim peskom. Spajka 250 v tem primeru prednostno sestoji iz zlitine bakra in kositra.

Talilni element 25 je skonstruiran tako, daje prvo oslabljeno mesto 25' povsem na začetku, torej neposredno ob spajki 250 t.j. v točki spajkanja na elektrodo 12 varistorja 1. Tako je spajka 250 istočasno izkoriščena po eni strani za vzpostavitev električno prevodne povezave talilnega elementa 25 z elektrodo 12 varistorja 1 in po drugi strani tudi za zagotovitev M-efekta, kije potreben za prekinitev talilnega elementa 25 v primeru preobremenitve oz. pri majhnih tokovih. Omenjeno mesto nanosa spajke 250 je tako izvedeno, da se talilni element 25 sam kot tak ne dotika notranje elektrode 12 varistorja 1 na notranji površini 13 telesa 10, ampak je pred nanosom spajke 250 talilni element 25 razporejen na odmiku od omenjene elektrode 12 varistorja 1, tako da med njima obstoji določena razdalja, ki pa je potem zapolnjena oz. premoščena s spajko 250. Med taljenjem spajke 250 slednja v utekočinjenem stanju steče izven vmesnega prostora med talilnim elementom 25 in elektrodo 12 varistorja 1 v sredstvo 26 za gašenje obloka, zlasti v prazne prostore med zrnci kremenčevega peska. Torej gre dejansko za aplikacijo in razpoložljivost dveh mehanizmov prekinitve spoja med talilnim elementom 25 in pripadajočo elektrodo 12 varistorja, ki delujeta oba hkrati ali pa vsak zase, odvisno pač od tokovnih in temperaturnih pogojev.

Preostanek talilnega elementa 25 izven območja omenjene oslabitve 25' je konstruiran tako, da je v primeru kratkega stika oz. višjih tokov zmožen prekiniti električni tokokrog skozi varovalko 2. Poleg tega mora biti njegov talilni integral dovolj velik, da tokovni udar nazivne vrednosti v kA ne sproži taljenja talilnega elementa 25 in prekinitve varovalnega dela med trajanjem impulza, zelo podobno kot pri SRF varovalki.

V tem primeru je prednostno, če je celotna notranjost varovalke 2 in tudi varistorja 1 zapolnjena s kremenčevim peskom kot sredstvom 26 za gašenje obloka, ki se pojavi ob prekinitvi talilnega elementa 25.

V skladu z nadaljnjim aspektom izuma je predvideno, da je talilni element 25 v notranjosti varovalke 2 vgrajen v prednapetem stanju, tako da med taljenjem spajke 250 odkloni v smeri vstran od pripadajoče elektrode 12 varistorja 1, s čimer se še poveča učinkovitost in zanesljivost delovanja varistorske varovalke po izumu.

Ob pojavu prenapetostnega impulza se zaradi povišanja napetosti skokovito poveča prevodnost varistorja 1, v katerem tok med elektrodama 11, 12 steče skozi telo 10 varistorja 1 v radialni smeri in nato preko talilnega elementa 25, ki pa se v takem primeru ne stali. Tak udarni val oz. prenapetostni impulz se odvede v zemljo.

V primeru poškodovanega ali že vsaj deloma okvarjenega varistorja 1 se prevodnost varistorja 1 poveča v vsakem primeru, četudi ne pride do napetostne preobremenitve. Glede na jakost tokaje možno računati z naslednjimi situacijami:

- kadar skozi varistor 1 steče šibek tok velikostnega reda nekaj mA do približno 1 A, se telo 10 varistorja 1 začne pregrevati, spajka 250 med varistorjem 1 in • · · · talilnim elementom 25 se stali, s tem pa se prekine stik med elektrodo 12 varistorja 1 in talilnim elementom 25 varovalke 2,

- kadar skozi varistor 1 steče tok srednje jakosti velikostnega reda približno 1A do nekaj 10A, se na prvem oslabelem mestu 25' talilnega elementa 25 zaradi prisotnosti spajke 250 pojavi omenjen M-efekt, ki pridobiva toploto od samega oslabljenega mesta 25' in od pregretega varistorja 1, temu ustrezno pa se potem proces izklopa izvrši znatno hitreje kot bi se sicer brez pregretega varistorja 1;

- kadar skozi varistor 1 začne teči tok velikostnega reda od nekaj 100A do nekaj kA, sam varistor 1 ne predstavlja velike upornosti, talilni element 25 pa deluje v čistem kratkem stiku, pri čemer čas taljenja celotnega preseka talilnega elementa 25 v kratkostičnem delu, torej čas izklopa, znaša nekaj ms.

V vseh treh zgoraj navedenih primerih se prekinitev tokovodne poti zgodi v svetlini plašča 20 varovalke 2 in torej v sredstvu 26 t.j. v kremenčevem pesku, v katerem potem oblok zelo hitro ugasne. Dejstvo, da do pojava obloka v nobenem primeru ne pride izven varovalke 2, v primerjavi z doslej znanimi rešitvami pomeni veliko prednost, ki poleg kompaktne izvedbe in manjšega števila sestavnih delov, ob združitvi termičnega stikala in varovalke 2 omogoča doseganje višje izklopne zmogljivosti varovalke 2.

V drugem primeru po Sl. 2 osnovo predstavlja cilindrični varistor 1, pričakovanemu napetostnemu nivoju ustrezne debeline stene telesa 10, v katerega svetlini je vgrajena varovalka 2, ki je npr. cilindrična SRF varovalka. Delovanje varistorja 1 poteka v radialni smeri v aktivnem delu plašča 10 med obema elektrodama 11, 12, varovalka 2 pa je z varistorjem 1 povezana serijsko. Tudi v tem primeru sta varistor 1 in varovalka 2 razporejena soosno drug v drugem, in sicer na ta način, da je varovalka 2 vgrajena v svetlini varistorja 1. Vendar pa gre pri tej izvedbi v bistvu za bolj klasično zaporedno vezavo varistorja 1 in varovalke • · · ·

2. Talilni element varovalke 25 namreč ni neposredno prispajkan na elektrodo 12 kot v prvi izvedbi, ampak je celotna varovalka 2 vstavljena v cilindrični varistor 1. M-efekt se pojavi na talilnem elementu 25 na klasičen način kot v vsaki drugi varovalki 2. V primeru okvare oz. poškodbe varistorja 1 se toplota z okvarjenega varistorja 1 prenaša na talilni element 25 kar preko kontaktov 21, 22 in teles 20 same varovalke 2.

V tem primeru sta soosno drug v drugega vstavljena varovalka 2 in varistor 1 vpeta med kontaktni plošči 31, 32, ki sta opremljena s kontaktnima nastavkoma 310, 320, ki sta prirejena za vstavitev v neprikazana naseda za prejem varovalke 2. Pri tem se zunanja elektroda 11 varistorja 1 v območju čelne površine 16 nahaja v električno prevodnem stiku s kontaktno ploščo 32, kontakt 21 varovalke 2 pa v električno prevodnem stiku s preostalo kontaktno ploščo 31. Tok med kontaktnima ploščama 31, 32 tako teče skozi varovalko 2 in s slednjo zaporedno vezan varistor 1, namreč skozi kontaktno ploščo 32 in zatem skozi zunanjo elektrodo 11 in telo 10 do notranje elektrode 12 varistorja 1 ter nato preko kontakta 22 in s slednjim preko spajke 250 povezanega talilnega elementa 25 do preostalega kontakta 21 varovalke 2 skozi preostalo kontaktno ploščo 31.

Claims

PATENTNI ZAHTEVKI

1. Varistorska varovalka, obsegajoča v splošnem cilindričen od električne napetosti odvisen upor oz. varistor (1) ter v splošnem prav tako cilindrično varovalko (2), ki sta med seboj zaporedno električno povezana, pri čemer omenjeni varistor (1) sestoji iz para električno prevodnih elektrod (11, 12), ki sta med seboj ločeni s telesom (10) iz materiala, katerega upornost se spreminja v odvisnosti od električne napetosti, varovalka (2) pa sestoji iz električno neprevodnega telesa (20), ki je na konceh (23, 24) opremljen s kontaktoma (21, 22) iz električno prevodnega materiala ki sta med seboj električno povezana preko talilnega elementa (25), ki sestoji iz električno prevodnega materiala in v območju vsaj ene oslabitve (25') obsega vnaprej določen presek za zagotavljanje taljenja in s tem prekinitve stika med omenjenima kontaktoma (21, 22) v primeru električne preobremenitve varovalke (2), označena s tem, da sta z okroglim cevastim plaščem (20) zasnovana varovalka (2) in prav tako z okroglim cevastim plaščem (10) zasnovan varistor (1) soosno vstavljena drug v drugem, tako da je v s sredstvom (26) za gašenje obloka napolnjeni svetlini omenjenega telesa (20) varovalke (2), na katerega konceh (23, 24) sta predvidena električno prevodna kontakta (21, 22) varovalke (2), vstavljen varistor (1), katerega na zunanji površini (14) telesa (10) varistorja (1) razpoložljiva elektroda (11) je električno povezana z enim kontaktom (21) varovalke (2), katere preostali kontakt (22) je preko talilnega elementa (25) električno povezan s preostalo, na notranji površini (13) telesa (10) varistorja (1) razporejeno elektrodo (12) varistorja (1).
2. Varistorska varovalka, obsegajoča med seboj zaporedno električno povezana v splošnem cilindričen od električne napetosti odvisen upor oz. varistor (1) ter v splošnem prav tako cilindrično zasnovano varovalko (2), pri čemer omenjeni varistor (1) sestoji iz para električno prevodnih elektrod (11, 12), ki sta med seboj ločeni s telesom (10) iz materiala, katerega upornost se spreminja v odvisnosti od električne napetosti, medtem ko varovalka (2) sestoji iz električno neprevodnega telesa (20), ki je na konceh (23, 24) opremljen z električno prevodnima kontaktoma (21, 22), ki sta med seboj električno povezana preko talilnega elementa (25), ki je izveden iz električno prevodnega materiala in v območju vsaj ene oslabitve (25') obsega vnaprej določen presek za zagotavljanje taljenja in s tem prekinitve stika med kontaktoma (21, 22) varovalke (2) v primeru električne preobremenitve, označena s tem, da sta z okroglim cevastim telesom (20) zasnovana varovalka (2) in z okroglim cevastim telesom (10) zasnovan varistor (1) soosno vstavljena drug v drugem na tak način, da je v svetlini okroglega cevastega telesa (10) varistorja (1), na katerega zunanji površini (14) in vsaj deloma na eni od čelnih površin (15, 16) je nameščena prva elektroda (11) varistorja (1), na njegovi notranji površini (13) pa je predvidena druga elektroda (12) varistorja (1), vstavljena varovalka (2), ki je s tem izpostavljena učinkom v varistorju (1) zaradi spremembe njegove upornosti generirane toplote in skozi katere s sredstvom (26) za gašenje obloka napolnjeno svetlino poteka talilni element (25), preko katerega sta posredno preko spajke (250) med seboj električno povezana na konceh (23, 24) omenjenega telesa (20) varovalke (2) razpoložljiva kontakta (21, 22), izmed katerih se v bolj notranjosti omenjene svetline telesa (10) varistorja (1) razporejeni kontakt (22) varovalke (2) nahaja v električnem stiku z elektrodo (11) na notranji površini (13) telesa (10) varistorja (1), preostali kontakt (21) pa je izven območja svetline telesa (10) varistorja (1) povezljiv v električen tokokrog, v katerega je po drugi strani povezljiva tudi elektroda (12) na zunanji površini (14) in/ali čelni površini (16) telesa (10) varistorja (1).
3. Varovalka po zahtevku 1 ali 2, označena s tem, da talilni element (25) obsega vsaj eno oslabitev (25') vnaprej določenega prečnega preseka.

• B
4. Varovalka po zahtevku 1, označena s tem, da je talilni element (25) varovalke (2) preko spajke (250) električno povezan z na notranji površini (13) telesa (10) varistorja (1) razporejeno elektrodo (12) varistorja (1).
5. Varovalka po zahtevku 4, označena s tem, daje oslabitev (25') na talilnem elementu (25) razporejena neposredno ob spajki (250).
6. Varovalka po zahtevku 5, označena s tem, da sta s spajko (250) v neraztaljenem stanju obdana oz. prevlečena predhodno med seboj sicer razklenjena elektroda (12) varistorja (1) in talilni element (25).
7. Varovalka po enem od zahtevkov 3-6, označena s tem, da je talilni element (25) pred nanosom spajke (250) prednapet in izkazuje tendenco odklona od elektrode (12) varistorja (1).
8. Varovalka po enem od predhodnih zahtevkov, označena s tem, daje tališče materiala spajke (250) nižje od tališča materialov, iz katerega sestojita po eni strani talilni element (25) in po drugi strani z njim sodelujoča elektroda (12) varistorja (1).
9. Varovalka po enem od predhodnih zahtevkov, označena s tem, da material spajke (250) tako izbran, da se njegova električna upornost povečuje sorazmerno z naraščanjem temperature.
10. Varovalka po enem od predhodnih zahtevkov, označena s tem, da vsaj v svetlini varovalke (2), prednostno pa tudi v svetlini varistorja (1) razpoložljivo sredstvo (26) za gašenje obloka, predstavlja kremenčev pesek.

Ιό ο