HochIeistungssicherung. Die Erfindung bezieht sieh auf eine Hoch- ZD leistungssieherung, Lind ihr Wesen besteht dar in, dass deren Sehmelzleiter an der Stelle einer Quel,selinittssehwäehung zwischen elek- trisehen und thermisehen Isoliergliedern ein- 10,esehlossen ist,
von denen mindestens eines einen quer zur Stromriehtung in dem Schmelz leiter verlaufenden Entlüftungskanal aufweist und dass der Entlüftungskanal in ein ein kör niges Liehtbogengaskühlmittel enthaltendes rohrförmiges Isoliergehäuse mündet, das den Sehinelzleiter und die Isolierglieder einschliesst und in entgegengesetzten<B>E</B> nden mit Strom- ansehlussgliedern versehen ist.
Die Zeichnung stellt einige Ausführungs beispiele der Erfindung dar, und zwar ist - Fig. <B>1</B> eine Seitenansicht eines ersten Aus führungsbeispiels teilweise im Schnitt, Fig. 2 ein Schnitt naeb der Geraden 2-2 der Fig. <B>1.,</B> Fig. <B>3</B> ein Schnitt nach der Geraden<B>3-3</B> der Fig. 2, Fig. 4 ein Schaubild von wirkwiehtigen Einzelteilen der in den Fig. <B>1</B> bis<B>3</B> dargestell ten Sicherung,
Fig. <B>5</B> eine Draufsieht des Sehmelzleiters der Sicherung gemäss den Fig. <B>1</B> bis<B>3,</B> Fig. <B>6</B> ein Längsschnitt durch ein zweites <B>C</B> Ausführungsbeispiel, das zwei in Reihe ge schaltete Sehmelzleiter aufweist, Fig. <B>7</B> ein Sehaubild eines zylindrisehen Sehmelzleiters, Fig. <B>8</B> ein Längsschnitt durch eine Siche rung, die mit einem zylindrischen Schmelz leiter gemäss Fig. <B>7</B> versehen ist,
Fig. <B>9</B> ein Querschnitt entlang der Geraden <B>9-9</B> der Fig. <B>8,</B> Fig. <B>10</B> bis einschliesslich Fig. <B>17</B> eine Dar stellung des Temperaturfeldes in Schmelzlei tern der gleichen geometrischen Konfiguration in Abhängigkeit von der Breite der Schmelz leiter und Fig. <B>18</B> ist eine Kennlinie,
welche den Ein- fluss des Verhältnisses des vollen Querschnittes des Sehmelzleiters zum Querschnitt des ge schwächten Teils des Sehmelzleiters der Siehe- rung auf den Grenzstrom wiedergibt.
Die Erfindung löst die Aufgabe der Schal- fung einer Hochleistungssicherung, die im Vergleich zu den bisher bekannten Hochlei- stungssieherungen eine wesentliche Herabset zung der Sehaltarbeit #i-c-dt und der<B>Ab-</B> messungen ermöglicht.
Wesentliche Untera-Ld- gaben, die gleichzeitig durch die Erfindung eine Lösung finden, bestehen in einer erheb lichen Herabsetzung der Metallmenge, die an- lässlieh der rnterbreehung eines Stromkreises verdampft wird und in einer erheblichen Her absetzung des Volumens des körnigen Liebt- bogenkühlmittels, das zur Kühlung und Nie- dersehlagung der Metalldämpfe dient.
In strombegrenzenden Sicherungen wird meist Quarzsand als Lichtbogenkühlmittel ver wendet. Die glasartige Schmelze, die entsteht, wenn Quarzsand unter dem Einfluss der Hitze des Lichtbogens schmilzt, hat im heissen Zu- stand eine hohe elektrische Leitfähigkeit und kann eine stromleitende Brücke zwischen den Stromanschlussgliedern einer Sicherung bil den.
Der verhältnismässig geringe Strom, der durch eine solche Brüeke fliesst, mag die Küh lung der Brüeke erheblich verzögern und zu einer Wiederzündung des Liehtbogens längere Zeit nach erfolgreicher Unterbrechung des zu sehützenden Stromkreises durch die Sicherung führen.
Eine weitere Aufgabe, welche die Erfindung löst, besteht darin, die Überbrük- kung der Stromanschlussglieder einer Hoch- leistungssieherung durch eine Schmelzbrücke und eine nachträgliche WiAerzündung des Liehtbogens in der Sicherung zu verhüten.
In strombegrenzenden Hochleistungssiehe- rungen wird während des Abschaltvorganges ein mehr oder minder hoher Überdruck er zeugt, der an sieh zur Unterbrechung des Stromkreises herangezogen werden könnte, in vorbekannten Sicherungen jedoch mir in sehr beschränktem Mass zu diesem Zweck benutzt wird. Die Erfindung ermöglicht, den Druck, der innerhalb der Sicherung während des Ab- schaltvorganges entsteht, zur bessern Durch führung des Abschaltvorganges nutzbar zu machen.
Eine wichtige Grösse, welehe die Arbeits weise einer jeden Sicherung kennzeichnet, ist das Verhältnis des grössten Kurzschlussstromes, den der zu sehützende Stromkreis zu erzeugen vermag, zu dem höchsten Strom, den die Sicherung hindurehlässt, kurz Durehlassstrom, genannt. Dieses Verhältnis soll relativ gross sein, um die thermisehen und elektrody-nami- sehen Auswirkungen von Kurzsehlussströmen weitgehendst zu beschränken.
Die vorbekann- ten strombe-renzenden Sicherungen ermög- liehen es, dieses Verhältnis nur in sehr engen Grenzen zu verändern und die Erfindung er- möglieht, eine Sicherung zu schaffen, die eine weitgehende Erhöhung des obigen Verhält nisses ermöglicht.
Die in den Fig. <B>1</B> und 2 dargestellte Siche rung besteht aus einem Isoliergehäuse<B>18,</B> das an seinen beiden Enden mit inesserartigen Stromansehlussgliedern <B>10,</B> 14 und 12,<B>16</B> ver sehen ist.
Jedes der Ansehlussglieder <B>10,</B> 14 und<B>12, 16</B> besteht aus einem niesserartigen Teil<B>10</B> bzw. 12 Lind einem metallischen Ver- schlusspfropfen 14 bzw. <B>16,</B> der in das Isolier- gehäuse <B>18</B> eingeführt ist und in ihni durch Schrauben 20 festgehalten wird.
Die Ver- sehlusspfropfen 14,<B>16</B> sind an ihren dem Gue- häuseinnern zugekehrten Seiten mit axialen Fortsätzen 22, 24 versehen, von denen ein<B>j</B>eder einen Sehlitz <B>28</B> aufweist. Die Schlitze<B>28</B> der Fortsätze 22, 9-4 nehmen einen bandförmigen Sehmelzleiter <B>26</B> an dessen einander entgegen gesetzten Enden auf und sind mittels der Schrauben 30 zusammengezogen, um den Sehmelzleiter <B>26</B> festzuklemmen.
Der in den Fig. <B>1</B> bis<B>6</B> und<B>10</B> bis<B>17</B> dargestellte Sehmelzleiter weist einen Bereich <B>32</B> geschwächten Quersehnittes auf. Dieser Be reich besteht aus zwei parallel zueinander ge schalteten metallischen Strompfaden 34, die beide äusserst kurz sind und einen äusserst geringen Querschnitt besitzen. Die beiden Stromplade oder Sehmelzleiterteile 34 stellen praktisch eine punktförmige Wärmequelle dar.
Züi beiden Seiten des Bereiches<B>32</B> -esehwäeli- ten Quersehnittes weist der Sehmelzleiter <B>26</B> Teile<B>36</B> verhältnismässig grossen Quersehnittes und verhältnismässig grosser Breite auf. Die Teile<B>36</B> leiten die Wärme ab, welche an den punktförmigen Wärmequellen 34 erzeugt wird.
Im normalen Betrieb der Sicherung wächst die Temperatur der beiden axial äussern Teile <B>36</B> des Sehniel71eiters <B>26</B> nur langsam an, da deren Wärmeaufnahmevermöl--eil und deren Wärmeabgabevermögen verhältnismässig hoch sind. Beim Auftreten von unzulässig lange anhaltenden Überströmen erreichen die bei den parallelen Strompfade 34 schliess- lieh ihren. Sehmelzpunkt und leiten den UnterbreehLingsvorgang ein.
Im Fall von kurz- sehlussartigen Überströmen tritt Absehmelzen der Strompfade oder Sehmelzleiterteile 34 ein, bevor es zu einem nennenswerten _NN'ärmeaus- tausch zwischen den Strompfaden 34 Lind den axial äussern Teilen<B>36</B> des Sehmelzleiters <B>26</B> zu kommen vermag.
Der Abstand zwischen den Strompfaden oder Teilen 34 des Sehmelzleiters <B>26</B> ist un gefähr doppelt so gross wie der Abstand zwi- sehen einem Ader Teile 34 und der ihm un mittelbar benachbarten Seitenkante 40 des Sehme171eiters. Die Teile 34 sind hinreichend kurz, -um zur Bildung von annähernd kreis förmigen Isothermen auf dem Sehmelzleiter <B>26</B> zu führen. Die Isothermen sind in den Fig. <B>5</B> und <B>10</B> bis<B>17</B> durch Flächenpunktierung an gedeutet. Wenn der Sehmelzleiter aus Kupfer besteht" so wird dessen Temperaturfeld,<B>d.</B> h.
die Temperaturverteilung an demselben, durch #-erselliedenartige Verfärbung des Kupfers visuel wahrnehmbar. In Fig. <B>5</B> ist der isotherme Temperaturbereich, der annähernd die gleiche Temperatur aufweist wie die Teile 34 des S'elimelzleiters <B>26</B> engsten Querschnittes, mit dem Bezugszeiehen <B>38</B> versehen.
Der Tempe- raturbereieh <B>38</B> ist das Gebiet höchster Tempe ratur längs des Schmelzleiters<B>26.</B> An den Temperaturbereieh <B>38</B> schliesst sich der iso- therme Temperaturbereieh <B>39</B> an. Dieser hat die Gestalt zweier exzentrischer Kreisflächen, die aemeinsam eine ovale Fläche bilden.
Die Stärke des Sehmelzleiters <B>26</B> soll gering sein, kann sieh aber innerhalb weiter Grenzen bewegen. Seine Stärke kann beispielsweise in der Grössenordnung von<B>0,25</B> Millimeter liegen. Infolo-e der Schwäche der Teile 34 ist grösste Sorgfalt bei der Handhabung des Sehmelzlei- ters <B>26</B> geboten, da sonst die Gefahr besteht, dass er an der Stelle grösster Querschnitts- s(-hwä,ehung <B>32</B> bricht.
Der Schmelzleiter<B>26</B> ist an der Stelle<B>32</B> stark-er Querschnittsschwiiehung zwischen den Isoliergliedern 44 eingespannt, wodurch u. a.
s jedwede Bruchgefahr im praktischen Betrieb beseitigt wird. Jedes der beiden Isolierglieder <U>,14</U> weist zwei duer zur Stromriehtung in dem Sehmelzleiter <B>26</B> verlaufende Entlüftungs kanäle<B>50</B> auf.
Die Entlüftungskanäle<B>50</B> mün- o den in das ein körniges Lichtbogengaskühl- mittel 48, vorzugsweise Quarzsand, enthaltende Isoliergehäuse <B>18.</B> Letzteres schliesst den ehmelzleiter <B>26</B> und die Isolierglieder 44 ein S<B>S</B> und ist, wie oben erwähnt, an entgegengesetz- s ten Enden mit den Stromanschlussgliedern <B>10,</B> 1.4 und 12,<B>16</B> versehen.
Die oben erwähnten Schrauben<B>30,</B> welche dazu dienen, die Schlitze <B>28</B> zusammenzuziehen und den Schmelzleiter <B>26</B> in ihnen festzuklemmen, erfüllen auch die Fanktion, die Isolierglieder 44 mit den Fort- sätzen 22 und 24 der pfropfenartigen Teile 14 und<B>16</B> zu verbinden. Die Glieder 44 sind in erster Linie elektrische Isolatoren, was erfor derlich ist, um überbrücken des Schmelzleiters <B>26</B> durch sie zu verhüten. Sie haben indessen, wie alle elektrischen Isoliermaterialien, auch eine thermische Isolierfähigkeit.
Die Gestallt der Isolierplatten 44 ist in der schaubildliehen Darstellung der Fig. 4 beson ders gut ersichtlich. Diese Figur stellt auch den zwischen den Isolierplatten 44 angeord neten. Sehmelzleiter <B>26</B> dar. Wenn die Isolier platten 44 der unmittelbaren Wärmewirkung des Sehmelzleiters <B>26</B> durch längere Zeit hin durch ausgesetzt wären, so würden erstere, hierdurch in unerwünschter Weise angegrif fen werden, und es könnte zur Entwicklung von unerwünschten Gasen und Gasmengen durch thermisehe Zersetzung des Materials kommen, aus dem die Isolierplatten 44 be stehen.
Um dies zu vermeiden, sind zwischen die Isolierplatten 44 und den Schmelzleiter<B>26</B> folienartige Zwisehenlagen oder Plättehen 46 aus einem hitzebeständigen Material, vorzugs weise Glimmer, eingefügt. Die Glimmerplätt- ehen 46 sind mit Öffnungen 47 versehen, die genau gegenüber den quersehnittsverjüngten Teilen 34 des Schmelzleiters<B>26</B> angeordnet sind. Die Bohrungen<B>50,</B> die sieh in den Iso lierplatten 44 befinden, sind koaxial zu den öffnungen 47 in den Glimmerplättehen 46 angeordnet.
Die in entgegengesetzter Richtung ver laufenden Entlüftungskanäle, die durch die Öffnungen 47 und<B>50</B> gebildet werden, mün den in das in dem rohrförmigen Isolier- gehäuse <B>18</B> vorhandene körnige Kühlmittel 48, vorzugsweise Quarzsand.
Die Entlüftungs kanäle 47,<B>50</B> sind mit einem Verschluss <B>52</B> ver sehen, der auf Hitze und Druck anspricht und beim Auftreten von entsprechend hoher Hitze und entsprechend hohem Druck die genannten Kanäle 47,<B>50</B> schlagartig freigibt, so dass es nach Verdampfen der querschnitts- geschwächten Teile 34 des Schmelzleiters<B>26</B> zu einer plötzlichen Entlüftung des Bereiches der Querschnittssehwächungen <B>32</B> und einem DrLiek7iisammenbrueh an dieser Stelle kommt.
De'r genannte Verschluss <B>52</B> kann beispiels- weisA durch Klebstreifen gebildet werden, die an den dem Sehmelzleiter <B>26</B> abgekehrten. En den der Kanäle 47,<B>50</B> vorgesehen sind.
Wenn ein plötzlieher Dr-Liekzusammenbruch erfolgt, wie er durch die oben beschriebene Ausbildung der Sicherung bewirkt wird, so steigt die elek- trisehe Festigkeit des gasförmigen Strom pfades, der nach Absehmelzen der Teile 34 des Sehmelzleiters <B>26</B> und Verdampfen derselben entsteht, schneller an als ohne das Bestehen einer hohen negativen Änderungsgesehwindig- keit
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der Druckkurve.
Anderseits verhüten die Versehlüsse <B>52</B> an den äussern Enden der Kanäle 47,<B>50</B> das Eintreten des körnigen Kühlmittels 48 in die Kanäle 47, 50-, so dass das Kühlmittel vor Ansprechen der Sicherung nicht direkt durch den Sehmelzleiter <B>26</B> vorge heizt wird.
Vielmehr bilden die Kanäle 47,<B>50</B> eine thermische Isolierung zwischen den hei ssen Teilen 34 des Sehmelzleiters <B>26</B> und dem körnigen Kühlmittel 48 und die hierdurch be dingte verhältnismässig geringe Temperatur des Kühlmittels nahe den Unterbrechungsstel len 34 des Schmelzleiters<B>26</B> verleiht dem Kühlmittel, wenn es zum Ansprechen der Sicherung kommt, erhöhte Wirksamkeit.
Wenn die Sicherung ansprieht, so ent weichen die heissen Liehtbogengase vom Be reich 34 in das kühle Kühlmittel 48 und brin gen es im Bereich der Austrittsöffnungen der Kanäle 47,<B>50</B> zum Schmelzen. Der dergestalt <B>5</B> gebildete glasartige Schmelzkörper befindet sieh jedoch abseits des Pfades des Liehtbogens, der nach Verdampfung der quersehnittsge- sehwilehten Teile 34 des Schmelzleiters<B>26</B> ent steht.
Infolgedessen fliesst durch den genann- o ten glasartigen Sehmelzkörper nach Abschmel- Yen der Sicherung kein Strom, was wiederum zur Folge hat, dass der genannte Sehmelzkör- per schnell erkalten und von einem Halbleiter in einen ausgezeichneten Isolierkörper über- 5 gehen kann.
Der glasartige Sehmelzkörper, der beim Ansprechen der Sicherung durch Schmel zen des als Kühlmittel dienenden Quarzsandes entsteht, ist weit genug von den Anschluss- gliederpfropfen 14,<B>16</B> der Sicherung entfernt, um einen Kurzschluss der Sicherung,<B>d.</B> h. eine stromleitende Verbindung der Ansehlussglie- derpfropfen <B>1-1, 16</B> durch den noch heissen Sehmelzkörper unmöglich züi machen.
Um die Sicherheit gegen stromleitende Überbriiekung der Ansehlussgliederpfropfen 14 und<B>16</B> durch den genannten heissen Körper völlig auszu schliessen, sind die Ansehlussgliederpfropfen 14,<B>16</B> an ihren axial innern Enden durch kreisförmige Isolierseheiben 54 abgedeckt.
Da die Teile 034 des Sehmelzleiters <B>26</B> par allele Strompfade bilden, entstehen nach Ver dampfung derselben parallele Liehtbögen. Parallele Lielitbögen sind unstabil und daher kommt es alsbald zum<B>E</B> rlösehen eines der bei den Bö(Yen. Sodann erliseht der zweite Licht bogen.
Durch diesen Vorgang der Unterbre- ehung in zeitlicher Aufeinanderfolge an zwei räumlich voneinander getrennten Stellen wird die lokale Kühlleistung, die dem körnigen Kühlmittel 48 auferlegt wird, in verhältnismii- ssig engen Grenzen gehalten.
In dem Ausführungsbeispiel einer Siehe- rung, die in den Fig. <B>1</B> bis 4 der Zeichnung dargestellt ist, können die Liehtbogengase au sser durch die Entlüftungskanäle 47,<B>50</B> aueli durch den feinen Spalt 32 entweiehen, der seitlich der Teile 34 des Sehmelzleiters <B>26</B> zwischen den Platten 46 und 46 gebildet wird.
Der Querschnitt dieses Spaltes ist klein im Verhältnis zum Querschnitt der Kanäle 47,<B>50.</B> Die Menge der Liehtbogengase, die aus dem genannten Spalt austreten, ist so gering, dass sie durch das dem Spalt benachbarte körnige Kühlmittel 48 alsbald auf eine harmlose Tem peratur herabgesetzt werden. Wenn dies er- wünseht ist, so kann der in Frage stehende Spalt leicht durch eine Abdeekung abgesehlos- sen werden, so dass die Entlüftung der Licht- bogenpfacle nur durch die Kanäle 47,<B>50</B> er folgen kann.
Eine solche Abdeekung kann un mittelbar durch das Isoliergehäuse<B>18</B> gebildet werden.
Wie insbesondere aus Fi.-. <B>3</B> hervorgeht, ist die Breite der Isolierplatten 44 ungefähr gleich der liebten Weite des Isoliergehäuses<B>18.</B> Infolgedessen wird letzteres dureh die Isolier platten 44 in zwei einander im wesentlichen gleieli grosse, mit Quarzsand 48 gefüllte Kam- inern unterteilt. Jede dieser beiden Kühlkam- inern wird beim Ansprechen der Sicherung durch zwei Entlüftungskanäle 47,<B>50</B> mit hei ssen Liehtbogengasen gespeist und jeder dieser beiden Kammern obliegt ungefähr die gleiche Kühlleistung.
Die räumliche Verteilung der Kühlleistung des körnigen Lichtbo,-enli:üblmit- fels 48 ist demnach eine gute.
Da der an den Stellen 34 des Sehmelzlei- ters <B>26</B> entwickelte Druck hohe Werte erreicht, so erreicht die Ausflussgesehwindigkeit der Liehtbogen-ase durch die Entläftungskanäle 47,<B>50</B> in das körnige Kühlmittel 48 ggleiehfalls hohe Werte und die heissen Liehtbogengase %,erteilen sieh schnell innerhalb des Kühlmit- lels 48.
Die Isolierplatten 44 bestehen aus einem geeigneten organisehen Baustoff, der <B>Z,</B> unter dem Einfluss von Hitze Gase abgibt. Die Durchflussgeseh::windigkeit. der Liehtbogen- (Y se .a., durch die Kanäle 47,<B>52</B> ist so hoch, und die Verweilzeit der Liehtbogen-ase in den Kanälen 47,<B>50</B> so gering, dass es zu keiner Verstopfung der Kanäle durch Gase kommen kann, die von den Wandungen der Kanäle abgegeben werden.
Die Menge der von den Wandun,-en der Kanäle 47,<B>50</B> abgegebener Crase ist immerhin hoch genug, um nennens werte Kühluing und VerdünnLing der Licht- bo.gengase züi bewirken und ihren lonisations- grad erheblich herabzusetzen.
Die Sicherung gemäss Fig. <B>6</B> ist für höhere Nennspannungen bestimmt als die Sicherung geinäss den Fig. <B>1</B> bis<B>3</B> und aus diesem Grund ist. die zuerst genannte Sicherung mit zwei in Reihe geschalteten Sehmelzleitern <B>26</B> ver sehen. Beide Sehmelzleiter <B>26</B> sind in einem geineinsamen rohrförmigen Isoliergehäuse<B>18'</B> untergebracht, das durch eineverhältnismässig dicke metallische Querscheidewand<B>15</B> in zwei hintereinander angeordnete Kammern unter teilt ist.
Jeder der beiden Sehmelzleiter <B>26</B> ist in der gleichen Weise, wie im Zusammenhanc, init Fi'-. <B>1-</B> bis<B>3</B> beschrieben, zwisehen zwei Isolierplatten 44 eingeschlossen, die von einem körnigen Liehtbogenkühlmittel 48 umgeben sind. Die Wirkungsweise der in Fig. <B>6</B> darge stellten Sicherung ist. wesensgleich mit der Wirkungsweise der in den Fig.1 bis<B>3</B> dar gestellten Sieherung.
Die Sicherung, auf die sieh die Fig. <B>7</B> bis<B>9</B> beziehen, zeichnet sich dadurch aus, dass der Schmelzleiter<B>26'</B> zylindriseh gestaltet ist und von einem Isolierzylinder 45 getragen wird, auf den ein Isolierrohr 45' aufgeschoben ist.
Der i'n Fig. <B>7</B> sehaubildlich dargestellte Sehmelzleiter <B>26'</B> weist einen Bereich<B>32'</B> auf., in dem der Querschnitt des Schmelzleiters er- heblieh geschwächt ist, und zwar weist der Sehmel71eiter zwei im Stromkreis der Siehe- rLing parallel geschaltete, querschnittsge- schwächte Stellen 34' aLif, die sieh zwischen den bandförmigen Teilen<B>361</B> erheblich grösse ren Querschnittes befinden.
Bei der Siche rung gemäss Fig. <B>8</B> und<B>9</B> treten der Isolier zylinder 45 und das Isolierrohr 45' an die Stelle der beiden Isolierplatten 44, die bei der Sicherung gemäss den Fig. <B>1</B> bis<B>3</B> vorge sehen sind, und man gelangt von der zuletzt erwähnten Sicherung züi der in den Fig. <B>8</B> und<B>9</B> dargestellten, indem man sich die Iso lierplatten 44 kreiszylindrisch gekrümmt denkt.
Das Isolierrohr 45' ist mit Öffnungen <B>50'</B> versehen, die genau gegenüber den Teilen 34 des Schmelzleiters<B>26</B> angeordnet sind und als EntlüTtungskanäle dienen, um die heissen Liehtbogengase dem körnigen Liehtbogenkühl- mittel 48 zuzuleiten.
Zwischen dem Schmelz leiter<B>26'</B> und den organisehen Isolierteilen 45, 45' wird zweckmässigerweise <B>je</B> eine Glimmer- schiebt vorgesehen, welche die gleiche Funk tion erfüllt wie die in der Fig. 4 dargestellten Glimmerschichten 46. Die Wirkungsweise der Sicherung gemäss den Fig. <B>8</B> und<B>9</B> ist wesens gleich mit derjenigen der Sicherung, die in den Fig. <B>1</B> bis<B>3</B> dargestellt ist.
Der Sehmelzleiter <B>26</B> bzw. <B>26'</B> kann aus Silber, Kupfer oder einem andern für die Herstellung von Schmelzleitern von Sieherun- gen geeigneten Metall bestehen. Silber ver dient insofern den Vorzug, als dessen Dämpfe nahe der Siedetemperatur nur zu einem ver hältnismässig geringen Prozentsatz ionisiert sind. In Pig. <B>5</B> sind die Seitenkanten des Sehmelzleiters <B>26</B> mit dem Bezugszeiehen 40 versehen worden.
Das Bezugszeiehen 42 be zeichnet die Seitenkanten eines Schnielzleiters, der die gleiche geometrisehe Konfiguration wie der Schmelzleiter<B>26</B> hat, indessen eine gr <B>-</B> össere Breite besitzt. Der Umriss eines sol- ehen Sehmelzleiters ist durch einen gestrieh#el- ten Linienzug angedeutet.
Es ist möglich, sieh eine ganze Schar von Sehmel71eitern'-#,orzii- stellen, die alle die gleiche geometrisehe Kon figuration wie der Sehmelzleiter <B>26</B> besitzen,
von uind denen ein Teil jedoch eine ein geringere Teil eine Breite grössere besitzt Breite als der Sehmelzleiter <B>26.</B> Ausgehend von einer solchen Schar von Sehmelzleiterumrissen kann man sich die.
Aufgabe stellen, jenen Umriss zu ermitteln, der die günstigste Breite besitzt-. Die Fig. <B>10</B> bis<B>18</B> erläutern eine da hingehende Untersuchung.
Die Fig. <B>10</B> bis<B>1.7</B> stellen acht verschiedene Schmelzleiter dar, die gleiche Län <B>'</B> ge und -.,Nla- terialstärke besitzen und im wesentlichen die gleiche geometrisehe Konfiguration haben. Alle Sehmelzleiter weisen einen Bereich<B>32</B> erheblicher Quersehnittsschw#ehung auf, der durch zwei parallele kurze Strompfade oder Schmelzleiterteile 34 gebildet ist.
Die Quer schnitte aller parallelen Sehmelzleiterteile, 34 aller Sehmelzleiter, die in den Fig. <B>10</B> bis<B>18</B> dargestellt sind, sind gleich gross. Die Breite der Sehmelzleiter <B>26</B> nimmt stufenweise von Fig. <B>10</B> nach Fig. <B>1.7</B> hin zu.
Der Gren7strom der Sehmelzleiter, <B>d.</B> h. der Strom, den die selben unbestimmt lange Zeit züi leiten ver mögen, ohne abzusehmelzen, der minimale Sehmelzstrom, <B>d.</B> h. der geringste Stro-in, durch den der Sehmelzleiter zum Absehmelzen ge bracht -werden kann und der Nennstrom neh men mit. zunehmender Sehmel71eiterbreite zu, bis der Sehmelzleiter diejenige Breite erreicht hat, die in Fig. <B>15</B> dargestellt ist. Diese Breite ist kritisch.
Eine weitergehende Zunahme der Breite des Sehmelzleiters hat keinen Einfluss auf den Grenzstrom, den mininialen Schmelz strom und den Nennstrom einer mit dem Sehmelzleiter versehenen Sicherung. Die Breite der Sehmelzleiter, die in den Fig. <B>16</B> und<B>1.7</B> dargestellt sind, überschreitet deren kritische Breite.
Ihr Crrenzstrorn, ihr minimaler Schmelz strom und ihr Nennstrom sind jedoch nicht grösser als der Grenzstrom, der minimale Sehmelzstrom und der Neinistrom einer Siehe- rung, die mit, dein in Fizg. <B>15</B> dargestellten Sehmelzleiter ausgestattet ist.
In Fig-. <B>1.8</B> sind als Ordinaten. die Grenz- eströme von Sieherungen aufgetragen. die mit Schmelz leitern gemäss den Fig. 10 bis 17 aus- gestattet sind.
Als Abszissen sind in Fig. <B>18</B> die Verhältnisse der Querschnitte der brei ten Teile<B>36</B> der Sehmelzleiter <B>26</B> züi den Quer schnitten der engen, durch die Teile 34 gebil deten Bereiche<B>32</B> der Sehinelzleiter aufgetra gen. Aus Fig. <B>18</B> geht hervor. dass der (-xrenz- stroni mit Zunahme des obigen. Verhältnisses zunimmt.
Die erste Ableitim- der Kennlinie nimmt jedoch nach einer gewissen Zunahme des obigen Verhältnisse-, ab und wenn dieses Verhältnis einen geWissen Wert erreicht und Ü -bersehreitet, so fällt die erste Ableitunu der Kennlinie zu null ab,<B>d.</B> h. der Grenzstrom bleibt bei einer weiteren Zunahme des obigen Verhältnisses unverändert.
Bei der Versuchs reihe, der die Fig. <B>18</B> zugrunde liegt. war da,; kritische Verhältnis. 45<B>: 1, d.</B> h. eine 7usätz- liehe Vergrösserung der Breite des Schmelz- l#eiters hatte keinen Einfluss mehr auf die Höhe des Grenzstromes der Sicherung. Glei- ehes gilt auch bezüglich des minimalen Sehmelzstromes und des Nenwtromes. Es ist. erwünseht, dass der maximale Strom.
den eine stronibe--renzen(le Sieherun-- hin- durchlässt, kurz gesagt der Durehlassstrom, verhältnismässig gering sei. Der (iren7strom, der minimale Sehmelzstroni und der Nenn strom sollen jedoch nach -Möglichkeit hoch sein. Um diese Forderungen miteinander zu ver einen, soll das Verhältnis des Quersehnittes der breiten Teile des Sehnie171eiters zu dem Querschnitt der engen Teile des Sehmelzlei- ters in dem Bereich von<B>15 : 1</B> und<B>50: 1.</B> lie gen.
Für Sicherungen der Art, wie sie in den Fig. <B>1.</B> bis<B>9</B> dar.gestellt sind, wurde ein optimaler Bereich<B>f</B> (ir das <U>obige.</U> Verhältnis er mittelt, der zwischen<B>30:1</B> und 45:1 liegt. Die Fitg-. <B>10</B> bis<B>18</B> beziehen sieh auf. einen Schnielzleiter aus Kupferbleeh, dessen Stärke <B>25</B> Millimeter betrug und die Fig. <B>10</B> bis<B>1.7</B> sind annähernd im Massstab<B>1 : 1.</B> gehalten.
In den zuletzt genannten Figaren ist das Muster, das durch die durch die Erhitzung des Kup fers bewirkte Verfärbung desselben hervor gerufen wird, durch Punktierung angedeutet. Das Muster deutet, an, dass die Teile 34 des Sehmelzleiters so klein sind, dass sie praktisch punktförmige Wärmequellen darstellen.
An dein Sehmelzleiter <B>26</B> entstehen daher eine Schar von im wesentlichen kreisförmiglen Iso- thernien. Der heisseste Bereich der Schmelz leiter ist der den Teilen 34 derselben unmit telbar benachbarte, mit dem Bezugszeiehen <B>38</B> versehene Bereich. An ihn schliesst sich der etwas kühlere Bereich<B>39</B> an.
.Je breiter der Schmelzleiter, desto geringer die Übertemperatur seiner Seitenkanten über der Raumteinperatur. Wenn das kritische Ver hältnis des Querschnittes des breiten Teils des Sehmelzleiters zum Querschnitt des engen oder geschwächten Teils des Sehmelzleiters erreicht ist, so ist die Temperatur der Seiten kanten des Sehmelzleiters gleich der Teinpera- tur des den Sehmelzleiter umgebenden Rau- Ines.
Aus dem Vorstehenden ergibt sieh der für die Sieherungstechnik neue Begriff der Gren7breite eines Sehmelzleiters. Unter der Crenzbreite eines Sehmelzleiters ist jene kri tische Breite zu verstehen, bei deren Über- sehreitung -unter sonst gleichbleibenden Ver hältnissen keine Erhöhung des Grenzstromes einer mit dem Sehmelzleiter versehenen Siehe- rung erfolgt..