Плавкий элемент предохранителя Советский патент 1989 года по МПК H01H85/06 

Изобретение относится к электротехнике, к области электроапларато- строения, в частности к плавким предохранителям .

Целью изобретения является упрощение технологии изготовления и повышение стабильности защитных характеристик предохранителя.

На фиг.1 представлен плавкий эле- мент на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.

Плавкий элемент предохранителя выполнен из ленточного материала и имеет участки 1 полного и 2 уменьшенного сечения. В плавком элементе выполнено углубление - канавка 3, которое расположено на участке полного сечения 1 вдоль оси, перпендикулярной продольной оси А-А плавкого элемента.

ходящейся в одной канавке 3, материал наплавки равномерно достигает участков 2 уменьшенного сечения, что не

обеспечивается при вытекании напловок из каждой отдельной канавки.

Канавка, выполненная в виде полукруга (а не в виде сегмента, угол раствора которого меньше 180°) имеет

то преимущество, что при заливке

наплавки 4 в канавке 3 не происходит растекание металла -наплавки по плоскости, сопрягающей поверхность плавкого элемента и внутреннюю поверхность углубления (угол между поверхностями сопряжения в данном случае равен 90) .

Размеры канавки 3, и следовательно, легкоплавкой наплавки 4 опреде

Изобретение относится к электротехнике , в частности, к электроаппаратостроению. Целью изобретения является упрощение технологии изготовления и повышение стабильности защитных характеристик плавкого элемента предохранителя. Плавкий элемент выполнен из ленточного материала и содержит участки 1 полного сечения и участки 2 уменьшенного сечения, углубление, в котором размещена наплавка 4 из металла с температурой плавления, меньшей температуры плавления материала плавкого элемента. Углубление выполнено в виде канавки на участке 1 полного сечения вдоль оси, перпендикулярной продольной оси плавкого элемента. Канавка имеет в поперечном сечении форму полукруга. При протекании через плавкий элемент аварийного тока металл наплавки 4 расплавляется и растекается по поверхности элемента. Попадая на участки 2 уменьшенного сечения, он ускоряет их расплавление, благодаря чему повышается быстродействие предохранителя, в который встроен плавкий элемент. 2 ил.

Углубление - канавка 3 имеет в своем 20 ляются из основных условий оптималь- поперечном сечении форму полукруга радиуса г.

Канавка 3 полностью заполнена наплавкой 4 из металла с температурой плавления, меньшей температуры плав ления материала плавкого элемента.

Плавкий элемент изготовлен из меди (температура плавления 1063°С) или

25

ной работы предохранителей следуюш;им образом.

Плавкий элемент должен обладать как можно меньшими потерями мощности в длительном режиме, поэтому электрическое сопротивление участка 1 полного сечения плавкого элемента с наплавкой 4 (R ,) должно быть по крайней мере не больше электричесПлавкий элемент должен обладать как можно меньшими потерями мощнос в длительном режиме, поэтому элект ческое сопротивление участка 1 пол ного сечения плавкого элемента с наплавкой 4 (R ,) должно быть по крайней мере не больше электричессеребра (температура плавления 980 С),

наплавка из олова (температура плав- 30 кого сопротивления (Ко) участка 2

ления ) , алюминия (температура плавления 660 С), наплавка - цинк (температура плавления 413 С).

Углубление-канавка 3 образуется в материале плавкого элемента при его изготовлении простыми технологически- Г4И onepaipiHMn, например штамповкой, обеспечивающей достаточно небольшие колеб:: 1 его размеров от образца к образцу. Размещение легкоплавкой наплавки в углублении также несложно, например, путем заливки ее в расплав- ленноь состоянии до верхнего уровня углубления. Технология изготовления такого плавкого элемента существенно проще, чем технология изготовления плавких элементов, описанных в прототипе, так как при штамповке делается одна канавка, а не ряд отдельных сферических углублений возле каждого участка 2 уменьшенного сечения, как vro имело бы место в плавком элементе, выполненном в соответствии с прототипом. К;-| ме того, процесс размещения легг оп1 авкой наплавки 4 в одной канавке 3 существенно проще, чем одновременная заливка наплавок в несколько соседних сферических углублений. При расплавлении наплавки 4, на

0 ляются из основных условий оптималь-

5

ной работы предохранителей следуюш;им образом.

Плавкий элемент должен обладать как можно меньшими потерями мощности в длительном режиме, поэтому электрическое сопротивление участка 1 полного сечения плавкого элемента с наплавкой 4 (R ,) должно быть по крайней мере не больше электричес

уменьшенного сечения плавкого элемента такой же длины, но без канавки 3 и наплавки 4, т.е.

R

)7.

R

(1)

Выразим входящие в (1) величины через электрические и геометрические характеристики плавкого элемента и наплавки 4.

Здесь и в дальнейшем индексом 1 отмечены параметры участка 1 плавкого элемента, на котором размещена наплавка 4, индексом 2 - участок наплавки 4, индексом О - участок плавкого элемента без канавки 3 и наплавки 4, но такой же длины как участок с наплавкой 4.

Как известно.

35

50

1

Р;

1,S;

удельное электрическое сопротивление участка проводника;

длина и поперечное сечение проводника соответственно

l, 2r; S,4b; , 1.

Поскольку наплавка и углубление представляют собой параллельное соединение электрических сопротивлений участка наплавки и участка плавкого элемента с углублением, то

R

R,+R

После подстановок условие (1) примет вид:

S.-S.Cp i- +р, -i)

fifi 1 .1 .

S,

Учитывая, что ,, получим условие (1) в виде

-P llli 1

1 la

s.f.st s;

Наличие легкоплавкой наплавки 4 не должно привести к замедлению срабатывания предохранителя при больших токах к.з,, т.е. интеграл плавления участка полного сечения с наплавкой 4 должен быть по крайней мере не больше интеграла плавления участка 2 ум ; -ъаенного сечения плавкого элемента без наг.лавки 4, т.е.

22

Б S i Б S ,

где Б и Б - интегралы плотности тока плавления материалов плавкого элемента и легкоплавкой наплавки 4 соответственно. Рассмотрим условия (2) и (3) для

углубления с поперечным сечением в

виде полукруга (фиг.2). Для этого

случая

/fr

l,fr-, ,Tr

ЛЪ

После соответствующих подстановок в (2) и (3), преобразований и объединения условий получим:

I

1 or

1 , b V--.

i

(4)

10

20

25

30

е 35

40

Плавкий элемент работает следую- ш}лм образом.

При протекании чере него аварийного тока металл наплавки 4 расплавляется и растекается по поверхности элемента. Попадая на участки 2 уменьшенного сечения, он ускоряет их расплавление, чем повьш1ает быстродействие предохранителя, в который встроен плавкий элемент.

Таким образом, по сравнению с прототипом, рассматриваемый плавкий элемент предохранителя обеспечивает упрощение технологии изготовления и по- вьш1ение стабильности зашлтных характеристик. Формула изобретения

Плавкий элемент предохранителя, выполненный из ленточного материала с участками полного и уменьшенного сечения и наплавкой из металла с температурой плавления, меньшей температуры плавления материала плавкого элемента, причем наплавка размещена в углублении плавкого элемента, о т- личающийся тем, что, с целью упрощения технологии изготовл1 ; ля и повьш1ения стабильности защитных характеристик, углубление выполнено в. виде канавки на участке полного сечения вдоль оси, перпендикулярной продольной оси плав1сого элемента, причем углубление имеет в поперечном сечении форму полукруга, отношение радиуса которого к материала плавкого элементе нахол т-:-гя ч пределах, определяемых выpaжeкJfe -;

о,б.Ьi 1 7S -- 1,2Ь J ,

5

где г

0

Б,,Б, радиус угл с.Т .-;;; толшлна ;атер 1а чего ..,; yjit.T. :: . грнческос сопрст;1;;ле11ие материалов плазкого и 1 ап а1зки Сч. О ; ; : гс /кенно; интеграл.; плстнисти тока материалов п:;ль;:ого элемента и наплавк соответственно.

дзиг.2