SU824332A1 - Плавкий предохранитель - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к плавким предохранителям для защиты цепей распределения и потребления электрической энергии.

Известны плавкие предохранители, преимущественно с быстродействующими и инерционно-быстродействующими характеристиками, содержащие заполненный дугогасящим наполнителем корпус, контактные выводы и перфорированные плавкие элементы с соотношением полкого поперечного сечения к минимальному сечению перфорированных участков равным 5:1 и выше. Известные плавкие предохранители обладают относительно высокой технологичностью изготовления и получили широкое применениеШ. \

Однако эксплуатационные характеристики, т.е. быстродействие, потери мощности, а также габариты предохранителей не удовлетворяют существующим требованиям.

Наиболее близким к предлагаемому является плавкий предохранитель, содержащий корпус, заполненный дугогасящим наполнителем, контактные выводы, и по меньшей мере, один перфорированный плавкий элемент, соединен10 ный с контактными выводами и выполненный с отношением полного поперечного сечения к минимальному сечению перфорированных участков от 5:1 до 30:1 [2] .

Однако указанный предохранитель из-за сильного искривления линий тока вблизи узких перешейков и резкого снижения общей проводимости требует значительного увеличения массы плавкого элемента, что в свою очередь приводит к ухудшению надежности срабатывания .

Цель изобретения - повышение надежности и уменьшение габаритов.

Для достижения указанной цели узкие перешейки перфорированных участков плавкого элемента выполнены в наименьшем поперечном сечении с отношением максимальных линейных размеров ширины к толщине в пределах 0,3-2,4.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Плавкий предохранитель содержит заполненный дугогасящим наполнителем корпус 2, а также закрепленные на корпусе контактные выводы 3 и, по меньшей мере, один, помещенный в корпус и соединенный с контактными* выводами, перфорированный плавкий эле25 мент 4. В зависимости от требований, предъявляемых к быстродействию плавкого’ предохранителя , плавкий элемент может иметь соотношение полного поперечного сечения к минимальному сечению перфорированных участков, равное от 5:1 до 30:1. Узкие перешейки 5 перфорированных участков в плавком элементе в наименьшем поперечном сечении выполнены с отношением макси- мальных линейных размеров ширины к толщине в пределах 0,3-2,4.

Перфорированные отверстия в плавком элементе могут иметь любую форму: круга, шестиугольника, прямоугольника, треугольника, ромба и др. В качестве примера на рисунке показан плавкий элемент с ромбическими перфорационными отверстиями. .

В некоторых случаях, например,при необходимости обеспечения предохранителю инерционно-быстродействующих ха- ! рактеристик, в средней части плавкого элемента может содержаться легкоплавкий металлический растворитель, создающий металлургический эффект.

При данных соотношениях размеров узких перешейков в плавких элементах, с одной стороны, достигается распределение тока с минимально возможным сужением линий тока вблизи уменьшенного сечения, за'счет чего обеспечивается максимальное использование материала.плавких элементов и достигается их максимальная проводимость, а с другой - при возникновении электрической дуги в местах узких перешейков образуются диафрагмы в виде очень узких капилляров из материала дугогасящего наполнителя (например, фильгурита в случае кварцевого песчаного наполнителя), интенсивно охлаждающих дуговую плазму и способствующих ее более быстрой диоинизации и погасанию, а следовательно, способствующих и значительно меньшей длине выгорания плавких элементов это в целом позволяет в . ле существенно улучшить ционные характеристики, снизить потери мощности быстродействие, уменьшить соотношение интегралов плавления и горения электрической дуги, а также существенно уменьшить массогабаритные показатели.

Предельные значения соотношений размеров узких перешейков участков суженного сечения выбирается в зависимости от толщины материала плавкого элемента. При толщинах материала плавкого элемента, меньших 0,1 мм, соотношение ширины к толщине узких перешейков в области минимальных сечений -целесообразно выбирать бли15

Все предохранитеэксплуатав частности, и повысить |же к 2,4. При толщинах'материала ^!плавкого элемента, больших 0,1 мм, указанное соотношение целесообразно выбирать ближе к 0,3.

Плавкий предохранитель работает следующим образом.

При номинальных токах и допустимых кратковременных токах перегрузки в цепи плавкий предохранитель работает как обычный проводник. Минимальное сужение линий тока в нем вблизи узких перешейков позволяет практически полностью использовать материал плавкого элемента и обеспечить в узких перешейках максимальную плотность тока.

При недопустимых, аварийных токах в цепи плавкий элемент предохранителя расплавляется в узких перешейках, а возникающая при этом электрическая дуга быстро гасится в наполнителе. Аварийный ток в цепи прерывается.

Быстрое гашение электрической дуги в предохранителе, обусловленное разбиением дуги на ряд параллельных ветвей и интенсивным её охлаждением очень узкими фульгуритовыми капиллярами, существенно уменьшает время горения дуги и длину выгсрания плавкого элемента .

Предлагаемая конструкция при значительном относительном повышении быстродействия и селективности срабатывания позволяет уменьшить массогабаритные показатели предо хранителя в 1,5-2 раза.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к электроте нике, в частности к плавким предохранител м дл  защиты цепей распределени  -и потреблени  электрической энергии.. Известны плавкие предохранители, преимущественно с быстродействующими и инердионно-быстродействуквдими характеристиками , содержащие заполненный дугогас щим наполнителем корпус контактные выводы и перфорированные плавкие элементы с соотношением полi .oro поперечного сечени  к минимальному сечению перфорированных участков равным 5:1 и выше. Известные плавкие предохранители обладают отно сительно высокой технологичносТыо из готовлени  и получили широкое приме нение , Однако эксплуатационные характеристики , т.е. быстродействие, потери мощности, а также габариты предохранителей не удовлетвор ют существующим требовани м. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  плавкий предохранитель, содержащий корпус, заполненный дугогас щим наполнителем, контактные выводы ,   по меньшей мере, один перфорированный плавкий элемент, соединенный с контактными выводами и выполненный с отношением полного поперечного сечени  к минимальному сечению перфорированных участков от 5:1 до 30 г 1 2 . Однако указанный предохранитель из-за сильного искривлени  линий тока вблизи узких перешейков и резкого снижени  общей проводимости требует значительного увеличени  массы плавкого элемента, что в свою очередь приводит к ухудшению надежности срабатывани  . Цель изобретени  - повьанение н дежности и уменьшение габаритов. Дл  достижени  указанной цели узкие перешейки перфорированных участков плавкого элемента выполнены в наименьшем поперечном сечении с отношением максимальных линейных размеров ширины к толщине в пределах 0,3-2,4. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Плавкий предохранитель содержит заполненный дугогас щим наполнителем 1 корпус 2, а также закрепленные на корпусе контактные выводы 3 и, по меньшей мере, один, помещенный в корпус и соединенный с контактными выводами , перфорированный плавкий элемент 4. В зависимости от требований, предъ вл емых к быстродействию плавкого предохранител , плавкий элемент может иметь соотношение полного попе речного сечени  к минимальному сечению перфорированных участков, равное от 5:1 до 30:1. Узкие перешейки 5 перфорированных участков в плавком элементе в наименьшем поперечном сечении выполнены с отношением макси- мальных линейных размеров ширины к толщине в пределах 0,3-2,4. Перфорированные отве 5сти  в плавком элементе могут иметь любую форму: круга, шестиугольника, пр моугол ника, треугольника, ромба и др. В качестве примера на рисунке показан плавкий элемент с ромбическими перфо рационными отверсти ми. . В некоторых случа х, например,при необходимости обеспечени  предохрани телю инерционно-быстродействунвдих ха рактеристик , в средней части плавкого элемента может содержатьс  легкоплавкий металлический растворитель, создгцощий металлургический эффект. При данных соотношени х размеров узких перешейков в плавких элементах с одной стороны, достигаетс  распределение тока с минимально возможным сужением линий тока вблизи уменьшенного сечени , засчет чего обеспечиваетс  максимгшьное использование материала .плавких элементов и достигаетс  их максимальна  проводимость а с другой - при возникновении элект рической дуги в местах узких перешейков образуютс  диафрагмы в виде очень узких.капилл ров из материала дугогас щего наполнител  (например, фильгурита в случае кварцевого песча ного наполнител ), интенсивно охлаждающих дуговую плазму и способствующих ее более быстрой диоинизации и погасанию, а следовательно, способс вугацих и значительно меньшей длине выгорани  плавких элементов. Все это в целом позвол ет в предохранит . ле существенно улучшить эксплуатационные характеристики, в частности енизить потери мощности и повысить быстродействие, уменьшить соотношение интегралов плавлени  и горени  электрической дуги, а также существенно уменьшить массогабарйтные пок затели. .Предельные значени  соотношений размеров .узких перешейков участков суженного сечени  выбираетс  в зави симости от толщины материала плавко го элемента. При толщинах материала плавкого элемента, меньших 0,1 м соотнесение ширины к толщине узких перешейков в области минимальных сечений -целесообразно выбирать блие к 2,4. При толщинах материала лавкого элемента, больших 0,1 мм, казанное соотношение целесообразно ыбирать ближе к 0,3. Плавкий предохранитель работает ледующим образом. При номинальных токах и допустиых кратковременных токах перегрузи в цепи плавкий предохранитель раотает как обычный проводник. Миниальное сужение линий тока в нем вблизи узких перешейков позвол ет практически полностью использовать атериал плавкого элемента и обеспечить в узких перешейках максимальную плотность тока. При недопустимых, аварийных токах в цепи плавкий элемент предохранител  расплавл етс  в узких перешейках , а возникающа  при этом электрическа  дуга быстро гаситс  в наполнителе . Аварийный ток в цепи прерываетс . Быстрое гашение элек.трической дуги в предохранителе, обусловленное разбиением дуги на р д параллельных ветвей и интенсивным её охлаждением очень узкими фульгуритовыми капилл рами , существенно уменьшает врем  горени  дуги и длину выгорани  плавкого элемента . Предлагаема  конструкци  при значительном относительном повышении быстродействи  и селективности срабатывани  позвол ет уменьшить массогабаритные показатели предохранител  в 1,5-2 раза. Формула изобретени  Плавкий предохранитель, содержащий корпус, заполненный дугогас щим наполнителем, контактные выводы, и по меньшей мере, один перфорированный плавкий элемент, соединенный с контактными выводами, выполненный с отношением полного поперечного сечени  к минимальному сечению перфорированных участков от 5:1 до 30;1, отличающий с  тем, что,с целью повышени  надежности и умень ; ни  габаритов, узкие перешейки пер рированных участков плавкого элемента выполнены в наименьшем поперечном сечении с отношением максимальных линейных размеров ширины к толщине в пределах 0,3-2,4. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Кузнецов Р.С. Аппараты распределени  электрической энергии на напр жение до 1000 В.М., Энерги , 1970, с. 339-340.
2. 2. Журнал Электротехника, 1976, 1, с. 19-20.