Плавкий предохранитель Советский патент 1993 года по МПК H01H85/18 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к плавким предохранителям, предназначенным для отключения питания электроустановок.

Цель изобретения состоит в создании таких предохранителей, которые обеспечивают одновременную защиту электроустановок как от токовых перегрузок, так и от температурного перегрева.

На чертеже схематично изображен плавкий предохранитель, продольный разрез.

Плавкий предохранитель включает корпус 1, плавкий элемент 2 и наполнитель 3.

Наполнитель может заполнять всю полость корпуса 1 либо его часть, например, иметь вид капли, охватывающей плавкий элемент.

Работает предохранитель следующим образом.

При возникновении неисправностей, например, пробое обмоток строчного трансформатора, установленного внутри телевизора, данный трансформатор начинает разогреваться. Вследствие этого внутри телевизора начинает повышаться температура. Предохранитель, установленный там, также начинает нагреваться. При достижении определенной температуры термочувствительное вещество расплавляется, разрушая при этом плавкий элемент.

Надежность работы данного предохранителя будет повышаться за счет улучшения теплового контакта наполнителя с окружающей средой, поскольку за счет этого контакта только и возможно срабатывание предохранителя по температуре.

Малогабаритный плавкий предохранитель может быть размещен либо отдельно от узла, температура которого контролируется, либо прикреплен на нем самом, например, на строчном трансформаторе телевизора.

00

со

ю о

Сл)

Термочувствительное вещество должно обладать следующими основными свойствами: в обычном состоянии не вступать в химические реакции или физические взаимодействия с материалом плавкого элемента, а при достижении некоторой повышенной температуры (критической) разрушать ее.

Поскольку материал плавкого элемента может быть различным (алюминий, медь, сплав свинца с оловом, серебро, цинк и др.), то вещество наполнителя 3 должно быть подобрано с учетом конкретных свойств материала плавкого элемента.

Очевидно, что подбор этих комбинаций может быть осуществлен на основе общеизвестных свойств этих веществ. В частности в качестве термочувствительного вещества могут быть использованы твердые органические кислоты,окислители.

При обычной комнатной температуре они представляют собой сухие порошки, не вступающие в химические реакции с металлами и сплавами. Однако, после расплавления они начинают интенсивно реагировать с ними, разрушая их.

Для ускорения срабатывания предохранителя в качестве термочувствительного вещества могут быть применены термолобильные вещества, например, бертолетова соль, гидрокарбонат натрия и др. В этом случае, корпус предохранителя должен-быть механически усилен.

Ниже приведены параметры некоторых классов веществ, которые могут быть использованы в качестве наполнителя 3, а также пример их использования в предохранителях с конкретными материалами плавкого элемента.

Твердые органические кислоты. При температуре ниже температуры плавления они представляют собой сухие порошки, не вступающие в химические реакции с металлами и сплавами. Однако после расплавления они начинают интенсивно вступать в химическую реакцию с материалом плавкого элемента, растворяя их, в результате чего происходит разрушение плавкой вставки и разрыв цепи,

В табл.1 приведены показатели, характеризующие параметры некоторых твердых органических кислот, которые могут быть использованы в качестве наполнителя 3.

Термолабильные химические вещества. : . . ..В табл.2 приведены показатели, характеризующие параметры некоторых термолабильных химических веществ, которые могут быть использованы в качестве наполнителя 3.

Окислители.

В качестве слоя вещества наполнителя

3 могут быть использованы химические ве., щества, являющиеся активными окислителями в расплавленном состоянии, которые при достижении некоторой критической температуры начинают интенсивно окислять материал плавкого элемента.

В отличие от твердых кислот данный

0 класс веществ не растворяет материал плавкого элемента, а окисляет его. В результате металл или сплав плавкого элемента постепенно, начиная с его внешней части преобразуется в окисел,который характеризуется

5 высоким сопротивлением электрическому току, Сечение материала или сплава, через которое проходит электрический ток, уменьшается. Одновременно увеличивается сопротивление плавкого элемента. Он

0 начинает разогреваться. Процесс завершается разрушением плавкого элемента.

В табл.3 приведены показатели характеризующие параметры некоторых активных окислителей, которые могут быть

5 использованы в качестве наполнителя 3. Пример конкретного выполнения. Был испытан плавкий предохранитель с плавким элементом из алюминия. В качестве наполнителя 3 использована сульфасали0 цилрвая кислота. Предохранитель включали в электрическую цепь и помещали в термостат. В процессе испытаний изменяли ток от 0.5 до 4,9 А и температуру от 25 до 130°С. Испытания показали, что постепенное

5 возрастание температуры до 118°С не оказывало влияние на прохождение тока в цепи ниже номинального значения, но после достижения температуры плавления сульфа- салициловой кислоты (120°С) через 8-10 с

0 цепь была разорвана в результате срабатывания предохранителя. Анализ предохранителя показал, что алюминиевый плавкий элемент был разрушен в результате его взаимодействия с расплавленной сульфасали5 циловой кислотой.

Предложенный плавкий предохранитель прост в конструкции и изготовлении, позволяет надежно защитить электрооборудование, а также цепи не только от токов

0 короткого замыкания и перегрузок, но и повышенной температуры. Предохранитель может быть закреплен как на корпусе электроприбора, так и непосредственно на его отдельном узле или детали, которая может

5 перегреваться во время эксплуатации. Наконец, он может быть включен непосредственно в электрическую цепь для обеспечения отключения ее в случае пожара и, тем самым, способствовать созданию условий для обеспечения его тушения, лоскольку нельзя поливать водой находящиеся под напряжением сети. Данное устройство малогабаритно, просто в эксплуатации. Его можно впаивать в печатные схемы электронных приборов. Если заявленный плавкий предохранитель выполнен стандартных размеров, то его можно использовать в уже выпущенных электрических приборах, устанавливая взамен существующих плавких предохранителей.

Формула изобретения 1. Плавкий предохранитель, содержащий корпус, плавкий элемент и наполнитель, отличающийся тем, что в качестве наполнителя использовано термочувствительное вещество, температура перехода которого, сопровождаемая его расплавлением, выше температуры плавкого элемента в номинальном режиме и ниже температуры плавления материала плавкого элемента, причем термочувствительное ве- щество в расплавленном состоянии характеризуется аномально высокой активностью по отношению к материалу плавкого элемента.

2.Предохранитель поп.1.отличаю- щ и и с я тем, что в качестве.,наполнителя

использованы твердые органические кислоты.

3.Предохранитель по п.1, о т л и ч а ю- щ и и , с я тем, что в качестве наполнителя

использованы окислители.

4.Предохранитель по п. 1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что в качестве наполнителя использованы термолобильные вещества.

Изобретение относится к плавким предохранителям. Оно обеспечивает отключение электрической цепи как при возникновении токовых перегрузок и коротких замыканий, так и при повышении температуры окружающей среды, тем самым предотвращая выход из строя электрооборудования от перегрева, либо возникновение пожара. рлавкий предохранитель может использоваться в разных точках электрооборудования, а также самостоятельно включаться в электрическую цепь. Он содержит корпус, плавкий элемент и наполнитель, обладающий способностью разрушать материал плавкого элемента после нагрева выше определенной температуры, при которой начинается взаимодействие наполнителя с материалом плавкого элемента, заканчивающееся его разрушением. 3 з.п.ф-лы, 1 ил,, 3 табл.

Таблица

Некоторые твердые органические кислоты, которые могут быть применены в качестве наполнителя и их свойства

Сокращения: сп - спирт; э - эфир; ац - ацетон; х.р - хорошо растворимо; р - растворимо; гор - растворимо в горячем растворителе; тр.р, - трудно растворимо.

Та б л и ц э 2

Некоторые термолобильные вещества, которые могут быть применены в качестве наполнителя и их свойства

Сокращения: т.р. - трудно растворимо: н.р. - не растворимо; р.. - растворимо; взр. взрывается.

Некоторые окислители, которые могут быть применены в качестве наполнителя и их свойства

Сокращения; сп - спирт; мет - метанол;ац - ацетон; н.р. - не растворимо; р - растворимо.

ТаблицаЗ

/