Регулируемый плавкий предохранитель Советский патент 1986 года по МПК H01H85/06 

11277248

Изобретение относится к устройствам для эап;иты от аварий, конкретно к за щитным устройствам, в которых ток проходит через элемент из легкоплавкого материала и прерывается пу тем перемещения этого материала при чрезмерном увеличении силы тока, а именно плавким предохранителям.

Цалью изобретения является повы- шение чувствительности к токам перегрузки.

f- 5

разной пластины 18 сверху выглядит прямолинейной (фиг,1); при нагреве пластины 18 до заданной температуры она изменяет свою форму таким образом, что ее горизонтальная часть сверху выглядит Z-образной (фиг.З). При последующем снижении температуры нагрева пластины 18 ниже температуры изменения формы она сохранит высокотемпературную форму (фиг.З). Заданная температура изменения формы - это та температура, до которой при максимально допустимой длительности протекания тока перегрузки разогрева- установившемся режиМе, общий вид; на ,5 „тся слои жидкометаллической пасты

10

На фиг.1 изображен регулируемый плавкий предохранитель при работе в

фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг.З разрез А-А на фиг.1 при срабатывании регулируемого плавкого предохраните-. ля в режиме токовых перегрузов:.

Регулируемый плавкий предохранитель содержит твердометаллические электроды 1 и 2, перемыкаемые жидко- металлической пастой 3, заполняющей корпус 4. В жидкометаллическую пасту 3 погружены изоляционные подвижные перегородки 5 и 6, образующие с корпусом 4 участки 7 и 8 сужения в жидкометаллической пасте 3. Перегородка 5 жестко соединена с одним концом вала 9, центральная ось которого совпадает с осью вращения перегородки 5. Другой конец вала 9 проходит через отверстие в корпусе 4, герметизированное шлангом 10, и снабжен рычагом

3, непосредственно прилегающие к пластине 18. Для того, чтобы изменение формы пластины 18 происходило именно при этой температуре, в спла20 ве, например, никелида титана необходимо соответствующим образом подобрать процентное содержание никеля. В качестве жидкометаллической пасты может быть использован сплав галий - индий - олово, смешанный с порошком |Графита.

: Регулируемый плавкий предохранитель работает следующим образом. Ток, протекающий между твердоме30 таллическими электродами 1 и 2 по жидкометаллической пасте 3, в местах установки перегородок 5 и 6 разделяется на две параллельные ветви (картина растекания тока показана пунк25

. . 3S тирными линиями на фиг.2), Плотность.

П, в отверстие которого входит щтырь ветвях имеет наибольшее значение

12, входящий также в отверстие 13 на неподвижной скоба 4. Перегородка 6 жестко соединена с одним концом вала 15, центральная ось которого совпадает с осью вращения перегородки 6. Другой конец вала 15 проходит через отверстие в корпусе 4, герметизированное шлангом 16, и снабжен рычагом 17, продольная ось которого перпендикулярна центральной оси вала 15. Боковая поверхность перегородки 6, обращенная к твердометаллическом;у электроду 2, жестко соединена с одним концом Г-образной пластины 18, дру- гой конец которой жестко скреплен с корпусом 4 предохранителя. При этом пластина 18 выполнена из материала с памятью формы, например из никелида титана. Путем термомеханической обработки пластине 18 приданы следующие свойства: при температуре нагрева ниже заданной температуры изменения формы горизонтальная часть Г-обна участках. 7 сужения,образованных в жидкометаллической пасте 3 корпусом 4 и боковыми поверхностями перегород40 ки 5, так как на этих участках площадь поперечного сечения слоя жидко- металлической пасты наименьшая. Участкам с повышенной плотностью тока соответствуют участки с наиболь45 шим энерговьщелением, соответственно, наибольшей температурой разогрева жидкометал-пической пасты.

При протекании по.предохранителю тока короткого замыкания происходит

50 быстрый разогрев жидкометаллической пасты на участках 7 сужения, где плотность тока наибольшая. Ввиду большой скорости разогрева участков 7. в прилегающие к ним слои жидкоме55 таллической пасты 3 тепло почти не успевает передаваться, и основная часть его выделяется на участках 7. Жидкометаллическая паста на этих

5

,5

3, непосредственно прилегающие к пластине 18. Для того, чтобы изменение формы пластины 18 происходило именно при этой температуре, в сплаве, например, никелида титана необходимо соответствующим образом подобрать процентное содержание никеля. В качестве жидкометаллической пасты может быть использован сплав галий - индий - олово, смешанный с порошком |Графита.

: Регулируемый плавкий предохранитель работает следующим образом. Ток, протекающий между твердометаллическими электродами 1 и 2 по жидкометаллической пасте 3, в местах установки перегородок 5 и 6 разделяется на две параллельные ветви (картина растекания тока показана пунк

на участках. 7 сужения,образованных в жидкометаллической пасте 3 корпусом 4 и боковыми поверхностями перегородки 5, так как на этих участках площадь поперечного сечения слоя жидко- металлической пасты наименьшая. Участкам с повышенной плотностью тока соответствуют участки с наибольшим энерговьщелением, соответственно, наибольшей температурой разогрева жидкометал-пической пасты.

При протекании по.предохранителю тока короткого замыкания происходит

быстрый разогрев жидкометаллической пасты на участках 7 сужения, где плотность тока наибольшая. Ввиду большой скорости разогрева участков 7. в прилегающие к ним слои жидкометаллической пасты 3 тепло почти не успевает передаваться, и основная часть его выделяется на участках 7. Жидкометаллическая паста на этих

участках плавится и затем испаряется причем испарение происходит в форме взрьгоа небольшой мощности, что приводит к выбросу жидкометаллической пасты 3 с участков 7 сужения в простран ство, ранее свободное от нее. В результате- на участках 7 сужения электрическая цепь разрывается. Так как жидкометаллическая паста 3 обладает свойством сохранять свою форму после прекращения действия формирующих ее сил, то разрыв цепи сохраняется. Величина тока срабатывания зависит от ппощади поперечных сечений участков 7 сужения, последние же - от угла поворота перегородки 5 относительно продольной оси предохранителя.

Поэтому для регулирования тока срабатывания перегородку 5 поворачивают при помощи вала 9, соединенного с рычагом 11.

Перед встряхиванием необходимо повернуть рычаг 17 против часовой стрелки на 90. При этом под действием прилагаемого у :илия горизонтальная часть Т-образной пластины 18 выпрямляется.

Применение изобретения позволяет повысить чувствительность предохрани теля к токам малой перегрузки за счет установки дополнительной перего редки, которая в режиме токовых пере грузок обеспечивает разрыв электрической цепи.

12

11

1

1

2484

Предлагаемый регулируемый плавкий предохранитель может использоваться для защиты полупроводниковых прибо- ров.

5 О 15

20

5

0

5

Формула изобретения

Регулируемый плавкий предохранитель, содержащий твердометаллические электроды, укрепленные в изоляционном корпусе, заполненном частично жидко- металлической пастой, и изоляционную перегородку, погруженную в жидкоме- таллическую пасту и установленную с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной поверхности жидкометаллической пасты, отличающийся тем, что, с целью повьше- ния чувствительности к токам перегрузки, он снабжен другой изоляционной перегородкой, погруженной в жид- кометаллическую пасту и установленной между первой изоляционной перегородкой и твердометаллическим электродом вдоль продольной оси плавкого предохранителя с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной поверхности жидкометаллической пасты, и Г-образной пластиной, выполненной из материала с эффектом памяти формы, причем боковая поверхность другой изоляционной перегородки, обращенная в сторону твердометаллического электрода, жестко соединена с одним концом Г-образной пластины, другой конец Г-образной пластины жестко соединен с изоляционным корпусом.

/

/7

16

б

Изобретение относится к устройствам для защиты от аварий, а именно к плавким предохранителям. Целью изобретения является повышение чувствительности к токам перегрузки. Ре0 7412 If 1 гулируемый плавкий предохранитель содержит твердометаллические электроды 1 и 2, перемыкаемые жидкометалличес- кой пастой (ЖП) 3, заполняющей корпус 4. В ЖП погружены изоляционные подвижные перегородки (ГШ) 5 и- 6, образующие участки сужения 7 и 8 в ЖЛ 3. ПП 6 соединена с одним концом Г-образней пластины 18, выполненной из материала с памятью формы. При протекании по предохранителю тока короткого замыкания происходит быстрый разогрев ЖП в местах сужения 7, где плотность тока наибольшая, и испарение ЖП в этом месте, а следовательно, и разрыв цепи. Благодаря наличию другой ПП 6 при токах перегрузки происходит разогрев Г-образной пластины 18, ее деформация, а затем поворот ПП 6. После этого в местах сужения 8 происходит разогрев ЖП и разрыв электрической цепи. 3 ил. А В / / (Л 1C ч INP 4; 00 8

Составитель С. Гордон Редактор Л. Веселовская Техред Л.Сердюкова Корректор А. Тяско

Заказ 6689/49

Тираж 643Подписное

ВНИИПИ Государственного-комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва., Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4