Плавкий предохранитель для защиты электрических цепей Советский патент 1979 года по МПК H01H85/04 

ческих цепей, содержащий корпус, заполненный кварцевым песком, контактные выводы, закреплейнь1е на корпусе, и легкоплавкий элемент, подсоеднненный к контактным выводам, выполненный в виде полос из алюминия или его сплавоЬ с участками уменьшенного поперечного сечения (3.

Однако в указанных предохранителях вследствие очень малой толщины, большой величины отношения широкой токоведущей и узкой плав- to кой части, л также невысокой механической прочности алюминиевых материалов вообще, такие плавкие элементы становятся непрочными и . при монтаже в корпусе и засьшке корпуса наполнителем часто повреждаются. Обнаружить пов-15 реждение плавкого элемен1а в оборванном 1фёдохранителе, например, то, что плавкий элемент надорван практически невозможно, в то же время этот дефект может настолько изменить,характеристики предохранителя, что он не смойсет 20 выполнять свои функцин.

Кроме того, такие плавкие элементы могут сильно повреждаться и в процессе эксплуатации предохранителей, что также может сушественно изменить характеристики предохранителя.25

Целью изобретения является повышение надежности работы предохранителя.

Достигается зто благодаря тому, что в плавком предохранителе, содержащем корпус, запол- . ненный кварцевым песком, контактные выводы, 30 закрепленные на корпусе, и легкоплавкий элемент, подсоединенный к контактным выводам, вьщолненный в виде полос из алюминия или его сплавов с участками уменьшенного поперечного сечения:, каждая из полос плавкого элемента в 35 наиболее широкой токоведущей части имеет отношение ширины к толщине в пределах 2:1 -100:1, а отношение массы кварцевого песка к массе алюминиевого материала плавкого элемента, размещенного в кварцевом песке, находится 40 в пределах 40:1-200:1.

Такое соотношение злементов конструкции предохранителя с алюминиевым плавким элементом, создавая в предохранителе условия максимальной эффективности дугогашения кварцевым 45 песком при применении сравнительна толстых плавких элементов, позволяет одновременно уменьшить подверженность плавких элементов механическим повреждениям в процессе изготовения и эксплуатации предохранителей и исклю- so ить случаи разрыва корпуса предохранителей ри отключении аварийных токов.

На фиг. 1 дан обший вид предохранителя с астичным вырезом стенки корпуса; на фиг. 2- - варианты выполнения алюмнниёврго или 55 пренмушественно алюминиевого, плавкого элеента. .

Предохранитель содержит корпус 1, заполненый, кварцевым песком 2, закрепленные на корпусе контактные выводы 3 и размещенный в корпусе и соединенный с контактными вывод,ми 3 плавкий элемент 4, преимущественно ил ПОЛНОСТЬЮ состоящий из алюминия или его сплвов. Для обеспечения необходимой прочности, лучшего охлаждения и достаточно равномерного размещения массы алюминия по объему квацевого песка 2 плавкий элемент 4 вьшолнен в виде полос 5, имеющих отношение ширины в наиболее широкой токоведущей части 6 к толщине не менее 2:1 и не более 100:1. Отношени массы кварцевого песка 2, заполняющего корпус 1, к массе алюминия плавкого элемента 4, размещенного в кварцевом песке, в предохранителе находится в пределах 40:1-200:1., С меньшим соотношением указанных масс предохранитель не способен обеспечить во всем диапазоне аварийных токов надеишое дугогашение. С большим отношением его вьшолнять нецелесообразно, так как это не дает заметного выиграша в дугогасительной способности конструкции, а толко увеличивает габариты предохранителя.

Корпус 1 предлагаемого предохранителя может быть выполнен из изоляционного материала, например фарфора, кордиерита, термостойкой пластмассы, или из металла, например, алюминия или его сплавов.

Контактные выводы 3 для устранения возможности возникновения в местах соединения с алюминиевым плавкши элементом 4 электрохимической коррозии целесообразно также выполнять из алюминия.

Кварцевый песок 2 в предохранителе должен быть достаточнр чистым, а величинь гранул должны, преимущественно, находиться в пределах 0,1-1,2 мм.

В зависимости от величины номинального тока, требований технологического характера и j:q). предохранитель допускает различные варианlii исполнения плавкого элемента 4, выполненного в виде полос 5. На фиг. 2 изображен простейший плавкий элемент 4, выполненный в виде одной полосы 5. Поперечное сечение полосы следует выбирать в зависимости от ее толщины таким образом, чтобы в наиболее широкой токоведущей части 6 отношение ее ширины к толщине не было меньше 2:1-100:1. В частности, при толщине полос 0,1-0,3 мм поперечное сечение их рекомендуется выбирать в пределах 0,3-0,7 мм. ЧАределы отношения поперечного сечения полос в широкой токоведущей части 6 к поперечному сечению в узкой плавкой части 7 выбирается в соответствии с требуемыми защитными характеристиками. С точки же зрения обеспечения оптимального соотношения между . высокой токоограничивающей способностью предохранителя и механической прочностью полос целесообразно указанное отношение сечений выбирать в пределах от 2,5-1 до 6-1. Длина полосы 5 и число участков с уменьшенным поперечным сечением на ней определяется величнной номинального напряжения предохранителя. В предохранителе на большой . но1 «нальньш ток отдельные полосы 5 могут соединяться параллельно на контактных выводах 3 и образовывать плавкий элемент 4 в виде нескольких полос 5 или в виде нескольких рядов полос 5. Для уменьшения трудоемкости монтажа плавких элементов 4, выполненных в виде нескольких полос 5, такие плавкие элементы могут изготовляться из листа или ленты вырубкой из них части металла так, что пол)Д1аются разделенные зазором полосы, соединенные между (Собой только в местах 8 непосредственного присоединения к контактным выводам. Такого типа плавкий элемент 4 изображен на фиг. 3. В некоторых других случаях может быть полезным применение плар.ких элементов 4 в виде полос 5, соединенных не только в местах 8 присоединения к контактным выводам, но и в местах 9, расположенных в средней части плавкого элемента. Подобный плавкий элемент 4 изображен на фиг. 4. Предохранитель работает следующим образом. При номинальных токах и допустимых кратковременных токах перегрузки в цепи предохранитель работает как обычный проводник. Хорошая коррозионная стойкость и достаточно высо1$ая электро- и теплопроводность материала плавкого элемента обеспечивает предохр1анитеяю в этих режимах долговременную работу, малый перегрев и небольшие потери мощности. При недопустимых аварийных токах в цепи плавкий элемент предохранителя разрушается, а возникающая в предохранителе электрическая дуга надежно гасится кварцевым песком. Возможность разрыва корпуса предохранителя и перекрытие полюсов цепи при этом в результате возникающей в предохранителе экзотермической реакции алюминиевого плавкого элемента с ква цевым песком полностью исключается конструк цией, благодаря достаточно равномерному рассредоточению массы алюминия по объему кварцевого песка и оптимальному соотношению масс 45 кварцевого песка и алюминиевого материала плавкого элемента, прн котором кварцевый песок, несмотря на экзотермическую реакцию с алюминием, во всем диапазоне аварийных токов все еще максимально способен интенсивно поглощать и рассеивать по своему объему выделяющуюся в предохранителе энергию и выполнять функции эффективного дугогасящего средства. Повыщенная надежность всех указанных ха рактеристик работы предохранителя в предпагаеМОЙ конструкции обеспечивается за счет применения в. ней плавких элементов в виде сравнительно толстых алюминиевых проводников, нм ющих повышенную устойчивость к механическим повреждето1ям в процессе изготовления и эксплуатации предохранителя, что в свою очередь стало возможным благодаря обеспечению в предохранителе условий максимальной эффективности дугогашения кварцевым песком, исключающей случаи разрыва корпусов предохранителя в результате возникающей в Предохранителе экзотермической реакции. Испытания показали, что подобные предохранители в цепи с номинальным напряжением 660 В способны надежно отключать ток 100 к А эфф.значе{1ия и выдерживать без изменения эксплуатационных характеристик ударные и вибрационные нагрузки по 3-й степени жесткости. Приче1 ц эти данные еще не предел для таких 1федохранителей, а предел возможностей испытательного оборудования, на которых испытывались образцы. Повышение надежности работы прёдохранителей с алюминиевыми плавкими элементами открывает широкие возможности применения подобных предохранителей в народном хозяйстве, что позволяет сэкономить тонны остродефицитного серебра и меди н получить огромный экономический эффект. Применение изобретения только в предохранителях серии ПП31, подготовку серийного производства которых в настоящее время ведет предприятие, позволит сэкономить за смет применения алюминия в предохранителях более 1 млн. рублей, Формула изобретения Плавкий предохранитель для защиты электрических цепей, содержащий корпус, заполненный кварцевым песком, контактные выводы, закрепленные на корпусе, и легкоплавкий элемент, подсоединенный к контактным выводам, выполненный в виде полос из алюминия или его сплавов с участками уменьшенного поперечного сечения, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, каждая из полос плавкого элемента в наиболее щирокой токоведущей части имеет отношение ширины к толщине в пределах 2:1-100:1, а отношение массы кварцевого песка к массе алюминиевого материала плавкого элемента, размещенного в кварцевом песке, находится в пределах 40:1 -200:1. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании № 1031836, кл.Н2, 1965. 2.PRZEGLAD ELEKTROTECHNICZNY (Польша), R.XLI, Z.7,p. 253-254, lhZ,JAN,NASILOWSKI „Badania piasku kworcowego do bezpiecznikow topikowych 3. Патент Швейцарии N5019, кл. Н 01 Н85/04, 1971.