Плавкий предохранитель Советский патент 1984 года по МПК H01H85/08 

О5 СО

о

ГС

Изобретение относится к электроаппаратостроению, и частности, к нлавким нредоХ|1аННТС..

I-I;ii5ecTi i,i п.чавкие 1 редохранителн, нлавкие элементы которых имеют по одному изгнбу, расноложенГ1о.1у у каждого из контяктнЕзГх выводов. Эти из1Ч1бы служат ;1ля комненсацни изменений их линейных размеров и сиижения темнературных напряжений при сборке иредохранителя 1.

В такой конструкции изгибы не оказывают влняния на заититные характеристики и надежность нредохранителей.

Известны также плавкие предохранители, в которых изогнутые участки содержат плавкие нерешейки -- места уменьшенного сечения 2.

Прн таком конструктивном исполнении пик.шческая стойкосП) б|5|стродействую1цих предохранителей нрактическн не улучшается по сравпению со случаем использования плоских плавких элеме1ггов. Кроме того, изготовление элементов с изгибами, содержаП1ИМИ иеренлейки - места уменыпенного .сечения - представляет болыние технологические трудности и нрактпчески непригодно для нром1 п,пленной |)еализации.

Наиболее близкнм к изобретению по технической супиюсти яв:1яется плавкий предохрапптель, содержани1Й корпус, заполненный ду огася1ци.м наполнителем, контактные выводы и но меньшей мере один ленточный иерфорироваппый плавкий элемент, соеД1п)енп|,п1 с коптактнымн выводами и имеюни1Й изгибы, расноложе1И1ые вдоль плавкого э.темента на участках полного сечения но разные стороны от каждого из участков умеиьн1е11иого сече(н-1я, направленные в нротивоно,1ожп1 1е стороШ) относ1ггельно нлоскостн плав1 ого э,1емента 3.

Использование нзгибов такого рода суHiecTBenno увеличивает циклическую стойкость предохраннтелей и улуч1нает их иекоторые дру|ие характеристики, одпако в известном предохранителе, не удается достичь требуемого в настояп1ее время значения циклической стойкости без онределениого сниження номинального тока предохраннтс.тя (па 10-20/о). Это приводит к недо1ич1о,1ьзо ани1о предохранителя, т.е. {| мктнчески к увеличению габаритов предохра1П-1теля и зпачит, габаритов зап1И1цаемой установки. Недостаточной оказывается и ()ст| работы.

Це.) изобретепия я1 ляется повышение надежностн уве.шчепия циклической стойкости и габаритов плавкого нН-дохранителя.

Поставленная цель достигается тем, что 3 п.тавком предохраннтеле, содержащем корпус, запо.шенмый ду|ОГаСЯП1им панолните.|с., к()птактьп5|е выводы п по .меньшей .мере o.uin .ченточный перфорированный плавкий а.Кмепт, соедипепный с контактны.ми вывода.ii: и и.меющий изгибы, распо.южеппые вдоль

плавкого элемента на участках полного сечения по разные стороны от каждого из участков уменьшенного сечения и направленные в противоположные стороны относительно илоскости плавкого эле.мента, каждый участок полного сечения плавкого элемента изогнут по кривой, охватывающей паибольшую допустимую плошадь в плоскости, перпендикулярной плоскости плавкого элемента, а каждый участок уменьшенного сечения расположен в плоскости плавкого элемента и при.мыкает к участку полного сечения у его основания.

Кро.ме того, участок полного сечения плавкого эле.мента может быть изогнут по дуге окружности.

Кро.ме того, участок полного сечения плавкого элемента может быть выполнен прямоугольным или близким к прямоугольной форме.

На фиг. 1-4 показаны различные варианты выполнения плавкого элемента.

Плавкий предохранитель содержит участки 1 полого сечения, расположенные в вертикальной плоскости Н, и находяш,иеся у его оснований плоские участки у.меньшенного сечения 2, расположенные в горизонтальной плоскости плавкого элемента II (фиг. 1).

Длина каждого изогнутого участка полного сечения в плоскости элемента II равна а-в, длина каждого участка уменьшенного сечения равна а-а или в-в. В са.мом общем случае изгиб области полного сечения плавкого элемента в вертикальной плоскости Н, перпендикулярнай к плоскости плавкого элемента II, теоретически может быть описан произвольной кривой вида у f(x) (фиг. 1). Илощадь, охватывае.мая этой кривой в вертикальной плоскости Н, мате.матически определяется интегралом S f(x)dx. Факторами, которые в той или иной мере определяют допустимые геометрические размеры изгиба и его форму, а значит, характер кривой Y f(x), .могут быть: а) близость плавкого эле.мента к внутренней поверхности корпуса предохранителя и возможность касания изогнутой части плавкого элемента этой поверхности, что при ко.ммут-ации аварийного тока может привеети к разрушению корпуса под непосредственным воздействием дуги; б) расположеппе указателя срабатывания вблизи плавкого эле.мента; в) расположение в корпусе уплотняющих или других вспомогательных деталей; г) особенности технологии изготовления плавких эле.ментов и предохранителя в целом.

Если из-за воздействия этих факторов область, в которой можно выполнить изгибы, действительно ограничена кривой Y f(x), то наилучшая циклическая стойкость предохранителя будет достигнута именно при такой форме изгиба. На практике для выполнения изгибов плавкого элемента часто может быть использовано пространство, границы которого проходят по периметру прямоугольника с основанием а-в длиной 1 и высотой h (фиг. 1). В этом случае в соответствии наилучшей с точки зрения достижения высокой циклической стойкости предохранителя будет форма изгиба, проходящего строго по периметру этого прямоугольника. Достаточно эффективно также выполнение изгибов в виде практического круга (фиг. 4), полукруга или другой кривой, близкой к допустимым границам (фиг.З). В это же время выполнение изгибов в форме, достаточно далеко отходящей от допустимых границ, например, в виде треугольника или близкой к нему фигуры, если допустимая область пространства представляет собой прямоугольник с основание.м 1 и высотой h, являет собой пример неэффективного использования имеющегося пространства, что влечет за собой существенное снижение циклической стойкости предохранителя с такими плавкими элементами. Даже при одном и том же отнощении размеров, характеризующих изгиб - высоты изгиба и длин изгиба в плоскости плавкого элемента - получается различной жесткость плавкого элемента, а значит, и циклическая стойкость предохранителя, в зависимости от конкретной геометрической формы, по которой изогнут плавкий элемент. Например, жесткость плавкого элемента с изгибами в виде треугольника в 2,2 раза больше жесткости плавкого элемента, имеющего точно такое же сечение и длину, но с изгибами в виде прямоугольника, в 1,7 раза больше жесткости элемента с изгибами полукруга и в 5 раз больше жесткости эле.мента с изгибами в виде практического круга (кольца). Отсюда и циклическая стойкость предохранителя и, значит, его надежность оказывается выше в случае применения плавких элементов, изогнутых, например, в виде окружности или ее части, в виде прямоугольника или близкой к нему фигуры по сравнению с циклической стойкостью предохранителя с элементами, изогнутыми, например, в виде треугольника даже при одном и том же соотношении между длиной изгиба в плоскости плавкого элемента и расстоянием от плоскости плавкого элемента до наиболее удаленного от нее участка изгиба. Это обусловлено те.м, что циклическая стойкость предохранителя зависит также и от того, будет ли проекция каждого из изгибов каждого участка полного сечения плавкого элемента на вертикальную плоскость, перпендикулярную к плоскости плавкого элемента, представлять собой кривую, которая охватывает наибольшую, допустимую с точки зрения габаритов надежности и т.п.. площадь в н.чоскости проекции.

Соблюдение этого условия не только значительно повьппает циклическую стойкость предохранителя и снпжает его габаРИТЫ, но п улучп1ает другие характеристики предохранителя. Например, охват большей площади улучшает теплообмен элемента в длптельно.м режиме и характеристики процесса ко.м.мутации аварийных токов ввиду вовлечепия в этот процесс большего объема

наполнителя.

Указанные достоинства могут быть полностью реализованы в том случае, если область уменьшенного сечения с плавкими пере0 ще11ками 2 будет расположена в плоскости 11 плавкого элемента на неизогнутом участке в непосредственной близости от основания изгибов (у оснований а ив). Это связано с тем, что в этом случае, во-первых, усилия от возникших температурных напряжении в плавких перешейках смогут непосредственно, (а значит, эффективно) воздействовать па самые чувствительные участки области полного сечения - ее основания, и вызвать упругое деформирование (этих участков) определенной величины, достаточной для предотвращения разрущения перещейков и обеспечения требуемой циклической стойкости предохранителя.

Работа предлагаемого плавкого предохранителя отличается от работы известных устJ ройств в циклическо.м режиме более эффективным использованием усилий, генерируемьЕх в перешейках под влиянием температурных напряжений, а в коммутационном режиме - более интенсивным гашением дуги.

0 Предлагаемый плавкий элемент предохранителя может быть использован в плавких предохранителях различных типов, в т.ч. в небыстродействующих, инерционных и т.д. По сравнению с существующими изделиями использование предложенного плавкого элемента позволяет без снижения номинального Напряжения у.меньшить габариты предохраните,1я на 15-20°/о, существенно повысить циклическую стойкость и срок его службы, снизить простои оборудования, по0 высить надежность и улучшить другие защитные характеристики.

H

90

П al

ф1Аг.1

1. ПЛАВКИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ, содержащий корпус, заполненный дугогасящим наполнителем, контактные выводы и по меньшей мере один ленточный перфорированный плавкий, элемент, соединенный с контактными выводами и имеющий изгибы, расположенные вдоль плавкого элемента на участках полного сечения по разные стороны от каж;и)Г

J2

Фи1г.г

x:

a

a

Ж

Фиг