Плавкий предохранитель Советский патент 1984 года по МПК H01H85/04 

Изобретение относится к электротехнике, к низковольтному аппаратостроению, в частности к плавким пре дохранителям. Известны плавкие предохранители, плавкие элементы которых имеют изги бы, служащие для компенсации их линейных размеров как при перепадах температуры при работе предохранителя в режиме тепловых нагрузок, так и при его сборке С11. В этих конструкциях изгибы не оказывают влияния на защитные харак теристики предохранителей. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является пла кий предохранитель, содержащий корпус, заполненный дугогасящим наполнителем, контактные выводы и по мен шей мере один ленточный перфорированный плавкий элемент, соединенный с контактными выводами и имеющий из гибы, расположенные вдоль плавкого элемента СЗ. Наличие подобных изгибов увеличи вает площадь охлаждения плавкого элемента и способствует некоторому улучшению защитных характеристик однако для быстродействующих предохранителей допустимы только опред ленные соотношения между высотой по добного изгиба и толщиной плавкого элемента, без соблюдения которых не обеспечивается необходимая стойкост предохранителя к циклическим перегрузкам, что в итоге приводит к необ ходимости увеличивать габаритные ра меры предохранителя для обеспечения требуемой стойкости. Целью изобретения является повыше ние стойкости к циклическим перегруз кам. Поставленная цель достигается за счет того, что в плавком предохранителе, содержащем корпус, заполненный дугогасящим наполнителем, контактные выводы и по меньшей мере один ленточ ный перфорированный плавкий элемент соединенный с контактными выводами и имеющий изгибы, расположенные вдол плавкого элемента, плавкий элемент выполнен с соотношением расстояния от плоскости, проходящей через плоский участок плавкого элемента, до наиболее удаленного участка изгиба к толщине плавкбго элемента в пределах 10-100. Кроме того, в указанном плавком предохранителе каждый плавкий элемент может содержать не менее чем две параллельные ветви, причем изогнутые участки каждой ветви входят друг в друга, а отношение расстояния между отдельными ветвями в напра лении, перпендикулярном продольной оси плавкого элемента, к толщине ветви находится в пределах 2-10. На чертеже изображен плавкий предохранитель. Плавкий предохранитель содержит корпус 1, заполненный дугогасящим наполнителем 2, контактные выводы 3, ленточные перфорированные плавкие элементы 4, соединенные с контактными выводами 3. Каждый элемент 4 состоит из параллельных ветвей 5, имеющих изгибы 6, расположенные вдоль плавкого элемента, у которых расстояние от плоскости плавкого элемента до наиболее удаленного участка изгиба (высота изгиба Нравно .Ь . Параллельные ветви 5 каждого плавкого элемента находятся на расстоянии в друг от друга в направлении, перпендикулярном продольной оси плавкого элемента. При этом расстояние 6 находится в пределах 2-10 толщины « каждой ветви. Предельные значения соотнесений выбираются из следующих соображений. Экспериментальные исследования показали, что при толщине плавкого элемента из серебра с 0,1 мм минимально возможная высота изгиба h составляет -I, О lм, так как в противном случае наличие изгибов не оказывает существенного влияния на повышение стойкости предохранителя к цик1лическим перегрузкам по сравнению с плоскими плавкими элементами. При этом весь объем плазмы, образующейся при выгорании элемента в процессе отключения тока короткого замыкания, оказывается не очень большим и наполнитель, находящийся в непосредственном контакте с плазмой, а также более удаленные слои наполнителя полностью справляются с процессом деионизации. Таким образом, нижний предел отношения расстояния от плоскости плавкого элемента до наиболее удаленного участка изгиба к толщине плавкого элемента близок к 10. С другой стороны,учитывая экспериментальные исследования, а также то, что габариты предохранителя должны быть минимально возможными для каждого из типоисполнений, определяют максимально допустимую высоту для плавкого элемента из алюминия(пластичность алюминия ниже пластичности серебра, поэтому высота изгиба у алюминия должна быть больше для обеспечения необходимой циклической стойкости) . При толщине алюминиевого плавкого элементаd 0,05 максимально допустимая, с точки зрения массо-габаритных характеристик, высота изгиба близка к 5 мм. При этом дальнейшее увеличение высоты изгиба хотя и не ухудшает циклическую стойкость предохранителя, но и не оказывает существенного влияния на повышение этой стойкости. Таким образом, верхний

предел соотношения расстояния от плоскости плавкого элемента до наиболее удаленного участка изгиба близок к 100.

Для других плавких элементов, используемых в современных быстродействующих предохранителях (например медных или элеме..ов из серебра и алюминия, толщина которых отличается от величины 0,1 и 0,05 мм), рассматриваемые; соотношения находятся в пределах 10-100.

Предельные значения отношенля расстояния между ветвями к толщине ветви определяются из следующих соображений.

Минимально возможное расстояние между двумя соседними ветвями серебряного плавкого элемента, толщина каждой из которых равна cJ , не должна, быть меньше чем 2d , так как, в противном случае, в процессе работы предохранителя в режимах тепловых перегрузок и циклических нагрузок соседние ветви могут механически воздействовать друг на друга, что препятствует упругому свободному ходу каждой из ветвей. В случае, если расстояние мeждv отдельными ветвями для плавких элементов из алюминия наибольшей толщины (,2 мм| будет превышать 10 d , то изгибы ленточной ветви, находящейся вблизи внутренней поверхности корпуса, приблизяться к корпусу на расстояние (.0,2 -10 - 2 мм и будут касаться корпуса, что может

приводить как к нежелательной деформации плавкого элемента, так и к взрыву корпуса.

При работе плавкого предохранителя в режиме циклических, нагрузок нешичие изгибов с предлагаемыми оптимальными соотношениями между высотой изгиба и толщиной плавкого элемента обеспечивает необходимое преобразование части энергии, которая

0 была бы затрачена на рост микротрещин, обра.зовавшихся на плавких перешейках из-за разницы между средним механическим напряжением (во время нахождения предохранителя в состоянии пауза) и амплитудным напряжени5ем (во время прохождения через предохранитель импульса тока в энергию упругой деформации изогнутых частей плавкого элемента. Это способствует повышению стойкости предохранителя к

0 циклическим нагрузкам. Поэтому можно уменьшить сечения плавких перешейков, а значит, габариты предохранителя.

Сборку плавких вставок предохранителей, у которых плавкие элементы со5стоят из параллельных ветвей, можно осуществлять различными способами. В частности, одну из ленточных ветвей можно приваривать непосредственно к контактному выводу, следующую ветвь0к уже приваренной и т.д. Кроме того, можно предварительно соединить параллельно ветви друг с другом, а затем приваривать такой составной плавкий элемент непосредственно к выводу.

k

1. ПЛАВКИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ, содержащий корпус, заполненный дуго гасящим наполнителем, контактные выводы и по меньшей мере один ленточный перфорированный плавкий элемент, соеданенный с контактными выводами и имеюидай изгибы, расположенные вдоль-плавкого элемента, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости к циклическим перегрузкам, плавкий элемент выполнен с соотношением расстояния от плоскости, проходящей через плоский участок плавкого элемента, до наиболее удаленного участка изгиба к толщине плавкого элемента в пределах 10-100. 2. Предохранитель по п. 1, о тл ич ающи и ся тем, что каждый плавкий элемент содержит не менее чем две параллельные ветви, причем изогнутые участки каждой ветви входят друг в друга, а отнсяаение расе стояния между отдельными ветвями в -|(Л направлении, перпендикулярном продольной оси плавкого элемента,к толщи не ветви находится в пределах 2-10.