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Hochspannungssiclerung.
Es sind Hochspannungssicherungen bekannt, bei denen ein folienartiger Schmelzleiter verwendet wird. Dieser ist in Asbest oder ein anderes hitzebeständiges Papier eingewickelt oder als dünner Metall-
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ganze Metall verdampft werden, um dadurch die Bildung von Schmelzperlen zu verhindern, die brennbares Material in der Nähe der Sicherung zu entzünden und das Innere der Patronenhülse mit geschmolzenem Metall zu verseuchen drohen. Durch die Anordnung des Schmelzleiters in einem Papierwickel wird jedoch leicht eine Sprengwirkung beim Auftreten eines Lichtbogens erzielt, so dass der angestrebte Zweck nicht erreicht werden kann.
Um die Nachteile der bekannten Einrichtung zu vermeiden, wird nach der Erfindung der folienartige Schmelzleiter, dessen Stärke nicht mehr als 0'l mm beträgt, als ein auf Glas oder keramischem
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die gleichzeitige Anwendung eines folienartigen Sehmelzleiters in einem pulverförmigen Medium wird erreicht, dass beim Verdampfen des Metalls die Metalldämpfe sich an den pulverförmigen Teilchen rasch niederschlagen und von dem Pulver fast restlos aufgenommen werden.
Infolgedessen wird im Gegensatz zu den bekannten Sicherungen, bei denen nur ein der Stromstärke angepasster relativ starker Draht als Sehmelzleiter vorgesehen wird, eine sehr wirksame Löschwirkung erzielt und der Lichtbogen in kürzester
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Wenn die Sehmelzleiter mit ihrer ganzen Länge an dem prismatischen Körper anliegen, so hat dies den Nachteil, dass das Löschmittel die Schmelzleiter nicht allseitig berührt. Es sind zwar auch Sicherungen bekannt, bei denen der zickzack- oder schraubenlinienförmig angeordnete Schmelzleiter
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keiten, insbesondere, wenn der Querschnitt bzw. die Stärke des Schmelzleiters und die Ganghöhe der Schrauben-bzw.
Zickzaekwicklung klein sind, wie das meistens bei höheren Spannungen der Fall ist.
Ferner besteht die Gefahr, dass der lose im Lösehlllittel liegende Sehlllelzleiter sieh im Betriebe unter dem Einfluss von Erschütterungen oder dynamischen Kräften bei Überströmen oder Kurzschluss verschiebt.
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linie um einen prismatischen Körper aus Isoliermaterial, der einen solchen Querschnitt besitzt, dass die Schmelzleiter nur mit geringen Teilen ihrer Länge aufliegen. Dadurch, dass die Schmelzleiter nunmehr fast auf ihrer ganzen Länge allseitig von Löschmitteln umgeben und zugleich in ihrer Länge fixiert sind,
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In Fig. 2 ist ein Wicklungsträger innerhalb der Sieherungspatrone im Querschnitt gezeigt. Der Sehmelzleiter e ist um den aus Isoliermaterial bestehenden Wicklungsträger d von doppelkreuzförmigem
Querschnitt gewickelt. Dieser ist in einem Rohr a aus Isoliermaterial untergebracht, das seinerseits mit dem Löschmittel c gefüllt ist. Der Querschnitt des Wicklungsträgers kann natürlich auch die Gestalt eines Einfachkreuzes erhalten. Die Verwendung eines doppelkreuzförmigen Querschnittes des Wicklungsträgers hat jedoch zur Folge, dass die Sicherungspatrone einen ovalen Querschnitt erhält.
Dies ist besonders für eine mehrphasige Anordnung von Vorteil. Wird nämlich dann die Sicherungpatrone entsprechend der Fig. 3 so befestigt, dass die grössere Querschnittsachse ganz oder annähernd senkrecht zur Befestigungsfläche steht, dann ergibt sich bei gleichem Isolierabstand eine viel geringere Raumbeanspruchung als bei rundem Querschnitt der Patrone. Die Gesamtanordnung ist aus Fig. 3 zu ersehen. Die mit ovalem Querschnitt ausgeführten Patronen a der Phasen I, II, III sitzen mit ihren metallischen Anschlussenden in den Haltern g, die ihrerseits von den auf der Grundfläche befestigten Stützisolatoren 11, getragen werden.
Damit die Erwärmung infolge des durchgehenden Stromes eine starke Widerstands erhöhung herbeiführt, ist es zweckmässig, den Schmelzleiter möglichst lang zu gestalten. Der Kurzschlussstrom wird dann vor seiner Abschaltung stark in seiner Grösse vermindert. Da der Elektrodenabstand mit
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dass der Einzelschmelzdraht oder die parallel geschalteten Schmelzdrähte auf einem vorzugsweise flachen unter höherer Wärmewirkung zerspringenden Stab von einer durch den Abstand der äusseren Elektroden gegebenen Länge aus Glas oder keramischer Masse derart aufgewickelt werden, dass bei einem zur Vermeidung von Rückziindungen erforderlichen Mindestabstand der Wicklung die Drahtlänge möglichst gross ist.
Da sich vor dem Durehsehmelzen um den Sehmelzleiter eine Schmelzröhre bildet, die aus dem Material des Schmelzleiterträgers besteht, braucht mit Rücksicht auf die Isolation der Abstand nicht grosser gewählt zu werden, als dass sich gerade die Schmelzröhren bilden können. Man kommt daher im allgemeinen mit einem Mindestabstand von dem etwa 6-10fachen Drahtdurchmesser aus. Bei flachen Drähten ist mit der Breite der Drähte zu rechnen. Wendet man bei grösseren Nennstromstärken zur besseren Wärmeabgabe zwei oder mehrere parallele Schmelzleiter an, so gilt der Gesamtdurchmesser bzw. die Gesamtbreite der Drähte. Als Material des Schmelzleiters kommen Metalle in Frage, deren Leitfähigkeit bis zum Durchschmelzen stark abnimmt. Hiezu eignen sich gute Leiter, wie Silber.
Es lassen sich aber auch eigentliche Widerstandsmaterialien, z. B. Eisen und seine Legierungen, mit Vorteil verwenden.
Um das Durchschmelzen der beschriebenen Sicherungen sichtbar zu machen, kann man für Niederspannungssicherungen bekannte Abschmelzkennzeichen vorsehen, die darauf beruhen, dass ein zum eigentlichen Schmelzleiter parallel geschalteter Draht von höherem Widerstand als jener vorgesehen wird und bei dessen Durchschmelzen eine Feder aufspringt, die die Kennmarke aus der Sicherungspatrone hervortreten lässt.
Das Prinzip des zum Schmelzleiter parallelen Kenndrahtes kann man auch für höhere Spannungen
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so weit erhöht, dass der Strom sich auf einen Wert vermindert, der beim schliesslichen Durchschmelzen des Leiters m leicht unterbrochen wird, ohne dass ein Stehlichtbogen entsteht. Nach dem Durchsc hmelzen des Kenndrahtes wird die Feder der Anzeigevorrichtung freigegeben.
Bei den beschriebenen Sicherungen macht es Schwierigkeiten, die dünnen Metallfolien oder Drähte aus gut leitendem Metall an die Fassungen der Sicherungspatrone anzuschliessen. Weichlöten, Hartlöten, Schweissen oder Klemmen mittels Schrauben bzw. Schellen hat sich als unvorteilhaft erwiesen. Lötverbindungen erscheinen deshalb ungeeignet, weil die Schmelztemperatur des Lotes wesentlich tiefer liegt als die des Schmelzleiters. Klemmverbindungen können anderseits dadurch leicht schadhaft werden,
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und eine nachteilige Wärmestauung.
Zuverlässig erscheint daher allein eine Schweissverbindung. Diese wird bekanntlich meist durch elektrische Punktschweissung ausgeführt. Sie gelingt aber nach den bisher üblichen Methoden nur bei verhältnismässig dicken Schmelzleitern. Versucht man hingegen, Metallfolien von einigen Hundertstelmillimeter Stärke oder dünne Drähte mittels elektrischer Punktschweissung mit den Fassungen oder mit an diese angeschlossenen Zwischenstücken zu verbinden, so zeigt sich, dass die Sehmelzleiter infolge ihrer geringen Wärmekapazität und der geringen Querwärmeleitfähigkeit an der Schweissstelle verbrennen.
Um nun die elektrische Punktschweissung für die Herstellung der Anschlüsse bei Folien oder dünnen Drähten als Schmelzleiter ermöglichen zu können, werden diese zwischen zwei den Anschluss an die Fassung vermittelnde Bleche von einigen Z ? hnte ! nr ! Iimeter Stärke gelegt und mit ihnen durch Punktschweissung verbunden. Alsdann kommen beide Elektroden der Schweissmaschine nur mit den Blechen in Berührung. Dadurch wird eine Überhitzung der Folie oder der dünnen Drähte durch die
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dass der Schmelzleiter nicht zwischen zwei getrennte Anschlussbleche eingelegt, sondern in ein Blech eingefaltet wird.
Durch diese Anordnung wird erreicht, dass ein grosser Teil des Schweissstromes nicht auf geradem Wege von Elektrode zu Elektrode, sondern durch das den Schmelzleiter umhüllende Blech fliesst und dabei nur dieses erhitzt. Die zum Verschweissen nötige Temperatur wird in diesem Falle nur zum geringen Teil durch den die Schweissstelle direkt durchfliessenden Strom erzeugt ; vielmehr wird sie hauptsächlich durch den Wärmeübergang von dem Anschlussblech an den Schmelzleiter erreicht.
Bei Verwendung breiterer Folien oder mehrerer paralleler Drähte als Sohmelzleiter sind mehrere
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meiden, dass sich unter dem Einfluss der bei der ersten Schweissung auftretenden hohen Temperaturen
Oxydhäute auf den dieser Schweissung benachbarten Teilen bilden und die weiteren Schweissungen erschweren, wird ein sonst für Hartlötungen benutztes Flussmittel, wie eine Boraxlösung, in fein verteilter Form auf die zu verschweissenden Flächen aufgebracht und auf diesen mittels vorheriger Benetzung mit einer geeigneten Flüssigkeit, wie z. B. Wasser, festgehalten.
In Fig. 5 ist die Verschweissung einer als Schmelzleiter dienenden Folie e mit zwei voneinander getrennten Blechstreifen s und t gezeigt, von denen der Blechstreifen s zu dem Anschluss an die Fassung der Patrone dient. Die Punktschweissung ist bei n ausgeführt. In Fig. 6 ist eine Verschweissung der in ein Blech s eingelegten Folie e dargestellt. Das Blech s wird nach dem Verschweissen mit der Folie in die durch Strichlung angedeutete Form gebogen und so an die Fassung der Patrone angeschlossen.
Fig. 7 zeigt eine Anordnung für die Verbindung einer besonders breiten Folie e mit einem Anschlussblech s, in das es gefaltet ist. Hiebei sind an den Stellen u mehrere Punktschweissungen ausgeführt.
Die in den Fig. 5-7 dargestellten Ausführungsbeispiele beziehen sich ebenfalls auf Folien als Schmelzleiter. Die Ausführung des Anschlusses bzw. die Art der Punktschweissung bleibt im Prinzip dieselbe, wenn man an Stelle der Folie einen oder mehrere parallele dünne Drähte nimmt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Hochspannungssicherung mit folienartigem Schmelzleiter für mittlere und höhere Betriebs-
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