142649. lajstromszámú szabadalom • Késleltetett kiolvadású olvadóbiztosító, főképpen nagyfeszültségű célra

Megjelent: 1955. évi június hó 30-án. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 142.649. SZÁM. 21 c, 68-72. OSZTÁLY. — Kc-334 ALAPSZÁM. Késleltetett kiolvadású olvadóbiztosító, főképpen nagyfeszültségű célra A Magyar Állam, mint a feltaláló B. dr. Keresztes Zsuzsanna, Rusznyák Endre, Mocsáry József és Bors László budapesti lakosok jogutódja. A bejelentés napja: 1953. április 15. Ismertek az átmeneti túláramokkal szemben kevéssé érzékeny, ún. késleltetett, lomha olvadóbiztosító betétek. Ezek korszerű kivitele az olvadóbetét névleges áramerősségéhez mért túl nagy keresztmetszetű szál és e szálra forrasztott rátétfémötvözet alkalmazásán alapszik: tartós túláramnál keletkezett meleg hatására a rátétfém a — rendszerint ezüst — olvadószálba diffundál, azt rosszvezető és alacsony olvadáspontú ötvözetté alakítja, amit az — ezüst megolvasztásához még elégtelen — túláram most már meg tud olvasztani. A diffúziós folyamat erőteljes megindulásához a rátétfémnek olyan hőfokra kell emelkedni, amelynél molekuláinak mozgási sebessége a szükséges értéket eléri. Már korábban elvégzett elméleti és kísérleti kutatással sikerült megállapítani az olvadószálnak leggyakrabban használt ezüstre nézve, azt a gyakorlatilag elkészíthető diffúziós ötvözetet, amelynek az alkalmazásával az olvadóbetét olyanfokú késleltetése érhető el, ami az összetétel változtatásával már nem fokozható. Egyébként is a kisfeszültségű lomb olvadóbetéteknek jelenleg használatos késleltetettségi mérve az igényeket- ki is elégíti.. Ezzel szemben azonban a nagyfeszültségű biztosítóknál a késleltetettségnek további növelése szükséges, amit az alanti példa is igazol. Egy 20/0,38 kV 100 kVA transzformátor névleges árama a kisfeszültségű oldalon 152. A, a nagyfeszültségűn 2,9 A. A kisfeszültségű oldalon alkalmazandó 160 A-es lomha olvadóbetét a transzformátort tízszeres névleges áramerősséggel terheli, zárlatot — a végzett tömegkísérletek szerint — 0,2 másodpercig kibír. Ezzel szemben, ha a nagyfeszültségű oldalon akár 6 A névleges áramerősségű, szokványosán késleltetett olvadóbetétet' alkalmazunk is, amely tehát a transzformátor névleges áramerősségének erős kétszerese, az már 0,12 másodperc alatt kiolvadhat. Ez a szelektivitási bizonytalanság még kisebb, áramlökéseknél is fennáll és a zárlat nagyságával mindjobban fokozódik. Ha tehát arra törekszünk, hogy a transzformátort ne kelljen egyrészt a primer oldalon sokszorosan túlbiztosítani, másreszt, hogy a szekunder es primer oldal közötti szelektivitás kétségtelen legyen, a nagyfeszültségű olvadóbetétet az optimális diffúziós fémmel elérhetőnél is késleltetettebbé kell tenni. A diffúzió megindításához olyan magas hőfokra van szükség, amelynél a diffúziós rátétfém megolvad. Ezt a hőfokot az ez idő szerint gyártott biztosítóknál maga a szokványosán elrendezett ezüst olvadószál melegedése fejleszti ki; evégett annak keresztmetszetét szükségszerűen vékonyra kell választani, ez pedig az olvadószál tömegének és vele a késleltetettségnek csökkenésével jár. Az ilyen elv alapján készült olvadóbiztosítóval szemben, azonos névleges áramerősség esetén, nagyobb keresztmetszetű, tehát nagyobb késleltetettségű ezüstszálat lehet alkalmazni akkor, ha a szál okozta rendes meleghez a rátétfém helyén valamilyen többletmeleget is tudunk adni. Ez a helyi többletmeleg származhat egy — a diffúziós fémmel ellátott olvadószáltól független — külön melegforrásból, de származhat magának az olvadószálnak különleges elrendezéséből is. Így például, har az egyébként egyenes oívadószálból a diffúziós rátétfémtől jobbra és balra néhány menetet tekercsszerűen alakítunk ki, vagy a már úgyis tekercsezett olvadószálnak a rátétfém közelében lévő meneteit sűrítjük, az olyan helyi túlmelegedést — melegduzzasztást —okoz, amelylyel az olvadószál tömegének, azaz a késleltetettség mérvének növelését lehet elérni. Tekintve, hogy a biztosítóknál általában szokásos egyugyanazon olvadóbetétben több párhuzamos szálat alkalmazni, lehet — az elérni szándékozott késleltetési fokozatnak megfelelően —csak a szálak egy részét felhasználni a járulékos meleg fejlesztésére. Ez a megoldás különösen kézenfekvő az ún. segédszálas biztosítóknál. A menetsűrítéssel elérhető hatásra jellemzőek az alanti kísérleti eredmények, amelyek változatlan ezüstszállal, diffúziós fémmel és terhelő árammal történtek egy olyan biztosítón, amelynek olvadószála egy steatitcsőre volt feltekercselve és a diffúziós fém a cső közepén volt.