157614. lajstromszámú szabadalom • Kombinált kiolvadási jelleggörbéjű olvadóbiztosító
5 157614 6 A korszerű kisfeszültségű, nagy megszakítóképességű áramkorlátozó olvadóbiztosítókkal szemben támasztott egyre fokozódó követelmények tökéletes kielégítése olyan olvadószálkonstrukció kidolgozását tette szükségessé, amely kiküszöböli az eddigi konstrukciók hibáit és a teljes áramtartományban biztos működést eredményező ún. „általános-célú biztosító" létrehozását teszi lehetővé és amely egyúttal kielégíti mind a késleltetett, mind a gyors kiolvadású olvadóbiztosítókkal szemben idő-áram jelleggörbe szempontjából támasztott követelményeket is, azaz amelynek kiolvadási (idő-áram) jelleggörbéje a kis túlterhelések tartományában a késleltetett kiolvadási jellegű biztosító, a zárlati áramok tartományában pedig a gyors kiolvadási jellegű biztosító jelleggörbéjének felel meg (kombinált jelleggörbe). Felismertük azt a tényt, hogy az ún. általánoscélú biztosítónak az egymásnak ellentmondó követelményeket kompromisszumos módon kielégítő olvadószál-konstrukcióval kell rendelkeznie. Ezt a találmány szerint olyan áramkorlátozó olvadóbiztosítóval érjük el, amelynek önmagában ismert módon nagyobb és kisebb keresztmetszetű szakasszal készült lapos olvadóeleme van, de a találmány értelmében az olvadóelemnek legalább három, azonos mértékben csökkentett keresztmetszetű szakasza van, az olvadóelem olyan kialakítása mellett, ahol az olvadóelem legnagyobb és legkisebb keresztmetszetű szakaszainak keresztmetszet-aránya legalább 2,5 és a legkisebb keresztmetszetű szakaszok összes hossza a teljes hossznak legalább 15%-a, továbbá az olvadóelem legalább egy — középen kívüli — legnagyobb keresztmetszetű részén agresszív rátétfémmel van ellátva. A találmány további részleteit rajz alapján ismertetjük, amelyen — az 1. ábra a találmány szerinti olvadóbiztosító olvadóeleme példakénti kiviteli alakjának felül- és oldalnézete, •— a 2. ábra: diagram. Az 1. ábrán példaképpen feltüntettük a találmány szerinti olvadóbiztosító vörösrézből vagy ezüstből 2 változatlan (legnagyobb) és 3 csökkentett (legkisebb) keresztmetszetű részekkel készült 1 lapos olvadóelemét, amely a 2 legnagyobb és 3 legkisebb keresztmetszetű szakasza közötti, részén folyamatosan változó kiképzésű. Az általános-célú biztosító kombinált jelleggörbéje lomha szakaszának megvalósítására az olvadóelem legalább egy — a középen kívüli — 2 legnagyobb keresztmetszetű részére erősen agresszív, célszerűen 0,5;—5% indiumot is tartalmazó 4 diffúziós rátétfémötvözetet helyezünk. A 2. ábrán példaképpen feltüntettük egy kisfeszültségű megszakító 5 kettősfém hőkioldójának, 6 gyorskioldójának jelleggörbéjét és,különféle biztosítók kiolvadási jelleggörbéit (7 .. .12). A megszakító jelleggörbéje 6 szakaszának Irz abszcisszajú pontja a megszakító megszakítóképességét jelenti. Látható, hogy a 7 és 9 jelleggörbéjű gyors és a 8 jelleggörbéjű lomha biztosító a megszakító előnyös kihasználását sem a túlterhelési, sem a zárlati tartományban nem engedi meg (a jelleggörbék metszik egymást). A 10 lomha biztosító ezzel szemben megengedi a megszakító' előnyeinek kihasználását a túlaramok tartományában, de nem véd az Irz -nél nagyobb zárlati áramoknál. A 11 gyors biztosító jelleggörbéje még éppen megfelelő a túlaramok tartományában; de a megszakító Ir2 megszakítóképességét nem engedi kihasználni, mert már annál lényegesen kisebb áramoknál kiolvad. Az ábrán rajzolt 12 gyors jelleggörbéjű biztosító a megszakító kihasználását az Irz megszakítóképességig azon az áron teszi lehetővé, hogy névleges áramerőssége a hőkioldóénak többszöröse, ami ellentétben áll azzal a törekvéssel, hogy ez a viszony lehetőleg kicsi legyen. A megfelélő és korszerű, eddig nem használt megoldást a 10 lomha és 12 gyors jelleggörbéjű biztosítók jelleggörbéinek kombinációja adja. A kombinált jelleggörbe lomha szakaszának megvalósítására (lásd: 2. ábra 10 görbéjének P pontig terjedő felső része) az olvadóelem legalább egy nagyobb keresztmetszetű 2 részére erősen agresszív, indiumot (0,5—5%) is tartalmazó 4 diffúziós rátétfém-ötvözetet helyezünk. Kis túlterheléseknél az indium-tartalom miatt megnövelt agresszivitása diffúziós rátétfém az olyadószálba diffundál, vele nagy villamos ellenállású ötvözetet képez, ami a diffúziót tovább gyorsító hőképződéssel végülis ezen a helyen az olvadóelem kiolvadásához vezet. A; 4 rátétfém indiumtartalma nagymértékben befolyásolja az azonos keresztmetszetű, azonos árammal terhelt olvadóelem-rész Moh/adási idejét, ami másképpen kifejezve azt is jelenti, hogy adott keresztmetszetű olvadóelem névleges áramerősségét a rátétfém indium-tartalmával befolyásolni lehet, ami a kombinált jelleggörbéjű biztosító lomha szakaszának kiképzését, ill. annak bizonyos határok közötti szabályozását teszi lehetővé. A kombinált jelleggörbe gyors szakaszát (lásd: 2 ábra 12 jelleggörbéjének a P ponttól lefelé eső részét) az olvadóelem csökkentett keresztmetszetű 3 részei határozzák meg. Vizsgálatok eredményeinek tanúsága szerint is megfelelő eredmény érhető el akkor, azaz a jelleggörbe gyors szakasza a lomha szakaszhoz képest kellőképpen gyors akkor, ha az olvadóelem nagyobb és kisebb (csökkentett) keresztmetszetű részeinek keresztanetszet-^aránya legalább 2,5; célszerűen 2,5—6 közé esik, továbbá a csökkentett (kisebb) keresztmetszetű részek összes hossza az olvadóelem teljes hosszának legalább 15%-a; előnyösen 15—40%-a. Kísérletek bizonyítják azt is, hogy a kombinált jelleggörbéjű biztosító lomha szakaszát eredményező olvadóelemkiképzés változatlanul tartása mellett a keresztmetszetarány és a csökkentett keresztmetszetű olvadóelem-szakasz hosszának a fentebb megadott határok közötti változtatásával a gyors jelleggöribe-rész a lomha szakaszhoz képest bizonyos mértékben eltolható. 10 J5 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
