Плавкий предохранитель Советский патент 1985 года по МПК H01H85/06 H01H85/10 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к плавким предохранителям.

Цель изобретения - повышение надежно :ти срабатывания и уменьшение потерь мощности.

На фиг. 1 изображен плавкий предохранитель, разреэ; на фиг. 2 - ленточный перфорированный плавкий элемент.

Плавкий предохранитель (фиг. 1) состоит из корпуса 1, который выполнен из электроизоляционного материала, вр водов 2, изготовленных, например, из меди, алюминия, латуни ил другого соответствующего материала, ленточного njjaBKoro элемента 3, напрмер, из серебра, меди или алюминия, наполнителя 4. Все отверстия 5 плавкого элемента 3 (фиг. 2) в двух сред них рядах перешейков заполнены низкоплавким материалом, создающим металлургический эффект.

В двух крайних рядах перешейков отверстия 6 остаются свободными, а отверстия 7 заполняются указанным материалом. Возможен вариант, когда все отверстия элемента заполняются материалом, создающим металлургический эффект. В принципе возможно любое сочетание в расположении заполненных отверстий и перешейков,

В быстродействующих предохранителях с целью обеспечения требуемых защитных характеристик используют высокую плотность номинального тока, что достигается ггрименением узких тонких перешейков очень малого поперечного сечения. Вследствие этого, применительно к такого рода плавким предохраните; тм, остаются проблемы повышения стоикости в режимах малых технологических перегрузок токами 1,5-2,53ц и снижения потерь в номинальном режиме. Первая из указанных проблем приводит к преждевременнму срабатыванию предохранителей, а вторая - к значительным потерям энергии. Если из-за слабой стойкости в режиме технологических перегрузок срабатывание предохранителя может нарушить технологический процесс стоимостью в десятки тысяч рублей, то лишние 10-20 Вт в потерях мощности на предохранителе выливаются при эксплуатации только одного тиристорного агрегата средней мощности

(примерно 100 предохранителей) в течение года в потери 10-15 тыс.кВт,ч. Увеличение сечения перешейков могло бы повысить стойкость к перегрузкам и снизить потери мощности, однако это приводит к резкому ухудшению защитных характеристик и, как одно из следствий этого, к увеличению габаритов предохранителя.

В соответствии с изобретением предлагается заполнить отверстия между параллельно расположенньми першейками материалом, создающим металлургический эффект. В результате этого в номинальном режиме ток будет протекать и через плавкие перешейки и через область, заполненную этим материалом. Таким образом, плотность тока через перешейки уменьшится в этом режиме, что приводит к снижению потерь мощности при номинальном токе. Такого рода увеличение суммарного сечения способствует значительному повьш1ению стойкости к технологическим перегрузкам, которая находится в значительно более сильно зависимости,чем линейная, от снижения плотности номинального тока. Уменьшение плотности номинального тока в перешейках на 10-20% приводит к повьш1ению стойкости к перегрузкам по меньшей мере в полтора два раза.

В режиме отключения аварийных токов короткого замыкания такое увеличение эквивалентного сечения перешейков не приводит к ухудшению защитных характеристик предохранителя. Это связано с тем, что температура плавления перешейков существенно выше температуры плавления материала, создающего металлургический эффект. Например, температура плавления серебра 960°С, меди , а материала, создающего металлургический эффект 200-300 С (например, у олова, кадмия, висмута). Поэтому по мере нарастания аварийного тока вначале происходит расплавление и испарение материала, создаюЙ1его металургический эффект, и к моменту, когда должны расплавиться перешейки, их уже не будет шунтировать этот материал, так что токоограничение при этом не ухудшается. В зависимости от необходимости можно регулировать в определенной мере величину токоограничения и номинального тока, увеличивая или уменьщая ко3личество отверстий, заполненных материалом, создающим металлургичес кий эффект, в различных сериесных рядах перешейков. В режиме коммутации аварийного тока пары и частицы материала, создающего металлурги ческий эффект, могут вовлекаться в зону перешейков и ускорять их расплавление, т.е. возможно даже некоторое улучшение и защитных характеристик предохранителя, В соответствии с изобретением количество отверстий, заполненных Материалом, создающим металлургичес кий эффект, устанавливается не мень шим, чем одна треть от общего количества. Если этим материалом за74 . полнить менее одной трети отверст1тй плавкого элемента, шунтирующее дей-. ствие этих отверстий с учетом повьш1енного электрического сопротивления и более низкой температуры плавления материала, создающего металлургический эффект, оказывается незначительным, и эффект повышения надежности работы за счет уаеличения стойкости к старению и снижению потерь мощности в номинальном режиме не будет достигнут. Предпочтительным является заполнение материалом, создающим металлургический эффект, половину всех отверстий плавкого элемента, но можно запол- . нить и все отверстия.

Фик.2

ПЛАВКИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ, содержащий корпус из изоляционного материала с контактными выводами. в котором расположен зернистый наполнитель и по меньшей мере один ленточный перфорированный плавкий элемент, имеющий участки уменьшенного сечения, на котором размещен материал, создающий металлургический эффект, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности срабатывания и снижения потерь мощности, материал, создающий металлургический эффект, размещен в перфорированных отверстиях, причем количество перфорированных отверстий, в которых расположен указанный мате§ риал, создающий металлургический эффект, составляет по меньшей мере (Л треть всех упомянутых перфорированных отверстий. с: