185325. lajstromszámú szabadalom • Olvadólemez biztosító betéthez, az olvadólemezzel kialakított biztosító betét és eljárás az olvadószál előállítására
I 185 325 2 A találmány tárgya olyan olvadólemez biztosító betéthez, melynél adott teljesítményre vonatkoztatva kisebb hőfejlődés és jobb ívképződési feltételek érhetők el a hagyományosan kialakított olvadólemezekhez képest. Találmányunkat részletesebben a motorvédő olvadó biztosítókénti alkalmazás feltételeinek megfelelően magyarázzuk; az olvadólemez találmány szerinti kialakításával elérhető előnyök általános érvényűek, más alkalmazási helyre szánt biztosító betéteknél is fennállnak. A kisfeszültségű erősáramú áramkörök hagyományos védelmi szerve az olvadóbiztosító. Más védelmi készülékekhez viszonyítva rendkívül olcsó, kisméretű és igen nagy zárlati áramok megszakítására is alkalmas. Hátránya az egyszeri felhasználhatóság, de a védelmi feladatok jelentős részénél az előnyök ellensúlyozzák ezt a hátrányt. Kezdetben az olvadóbiztosítót csak zárlatvédelemre használhatták, mert túlterheléskor (a névleges áram és annak 3-szorosa közötti tartományban) viselkedésük bizonytalan, az ún. „kritikus áram”-okat nem szakították meg megbízhatóan. Az újabban elterjedt gl karakterisztikájú olvadóbetétek már túlterhelés elleni védelemre is használhatók, mert nincs „kritikus” áramtartományuk. Villamos motoroknál és sok más készüléknél a túlterhelés elleni védelem más úton (hőfokvédelem) már biztosított, ezért ilyen alkalmazásoknál az olvadóbetétet csak zárlati védelemre kell kialakítani, erre szolgál az aM karakterisztikájú olvadóbetét. Ez csak a névleges áram mintegy négyszeresét meghaladó zárlati áramokat szakítja meg, de jobban viseli el a motorindítási áramiökéseket, jobb az öregedésállósága, jobban korlátozza a zárlati áramot és kisebb a rajta keletkező veszteségmeleg. Számításaink azt mutatták, hogy pl. a jelenlegi üzemeltetési adatok szerint Magyarországon mintegy évi 2 millió kWó megtakarítást jelentene az aM karakterisztikájú betétekre való teljes áttérés a villamos motoros hajtásoknál. A népgazdasági megtakarítás még nagyobb arányú, mert ilyen mértékű fogyasztáscsökkenés ?i. erőmüvi beruházási igényre is kihat. További megtakarítás adódna abból, hogy még nehéz indítási körülmények között üzemelő motoroknál is kisebb arányú a kiolvadás és - mint már említettük - kisebb az öregedésből eredő járulékos ráfordításigény. Ilyen körülmények között igen nagy a jelentősége az aM karakterisztikájú olvadóbetétek optimális kialakításának. Ebben a törekvésben az egyik kiemelt célkitűzés az olvadóbelétekben keletkező veszteségek optimális csökkentése. Ennek egyik módja, hogy az áramvezető üzemi melegedését korlátozzuk. Javasolták már, hogy a vezetőt üzem közben hütsék és erre különböző megoldásokat dolgoztak ki. A találmány alapja az a felismerés, hogy járulékos hőelvonó mechanizmus kialakítása nélkül is csökkenthető az olvadólemezben üzemi viszonyok között keletkező hőmennyiség, ha a zárlati ívfeszültség befolyásolása céljából sajátosan megválasztandó keresztmetszet-szűkületek geometriáját összhangba hozzuk az optimális hőmérsékleti viszonyok kialakításának feltételeivel. A biztosító betétben megszakítandó áramvezető, az olvadószál általában rézből készül, és a találmány révén megjavítandó biztosító típusoknál lemez, illetve fólia alakú. A továbbiakban ezért olvadólemeznek nevezzük. A biztosító betét rendszerint szigetelő test, melyből - a függőleges elrendezésű aljzat rugós érintkezőibe illesztendő - két késes érintkező csonk áll ki. Az érintkező csonkokkal van összekötve a szalagalakú olvadólemez egyik, illetve másik vége. Első közelítésben ezek felcserélhetők, szerelt állapotban azonban az egyik vég felül fog elhelyezkedni, a másik vég alul. A függőleges elrendezésű olvadólemez áramvezetési főiránya függőleges: egybeesik az olvadószál hossztengelyével. Az olvadólemezt alkotó szalag - hossztengelyre merőleges - szélessége és annak adott síkban való vastagsága határozza meg az adott síkban az áramvezetési keresztmetszetet. Korszerű biztosító betéteknél a keresztmetszet az olvadószál hossztengelye mentén nem állandó, vannak teljes keresztmetszetű szakaszok és vannak csökkentett keresztmetszetű szakaszok (továbbiakban: keresztmetszet-szűkületek). Ezeket általában ún. kispórolások kivágásával hozzák létre, kivágják a keresztmetszet-szűkületre kijelölt szakaszban a lemez anyagának egy részét. A kivágás történhet a lemez szélénél (kicsi- s pés) és a szélek meghagyásával (lyukasztás); gyakran a keresztmetszet-szűkületet úgy hozzák létre, hogy a széleken is alkalmaznak kicsípést (mindkét szélen azonos síkban vagy felváltva az egyik, illetve a másik szélen) és a kicsípéssel azonos síkban lyukasztást is alkalmaznak. A keresztmetszet-szűkületek értelmezéséhez és vizsgálatához szükséges geometriai jellemzőket az 1., illetve 2. ábra jelöléseivel definiáljuk. Az olvadólemeznek van a Ht hossztengelye mentén egyik vagy felső Vf vége és másik vagy alsó Va vége. Első közelítésben ezek felcserélhetők, ha azonban az olvadólemez Ht hossztengelyére merőleges Sf felezősíkra aszimmetrikusan alakítjuk ki a kispórolásokat, akkor ezt nevezzük egyik, illetve felső Vf végnek, mely szerelt állapotban felül helyezkedik el, s azt másik, illetve alsó Va végnek, mely szerelt állapotban alul helyezkedik el. Az egy olvadólemezben kialakított több keresztmetszet-szűkületet egymástól azok irányhelyes sorrendiségével különböztetjük meg: annak megadásával, hogy az egyik Vf vég felől az Sf felezősík felé haladva, illetve a másik Va vég felől az Sf felezősík felé haladva az adott keresztmetszet-szűkület hányadik sorrendű.' Ha pl. összesen négy keresztmetszet-szűkületet alakítottunk ki, akkor van a felső Vf vég felőli 1. és 2. sorrendű KI, illetve K2 keresztmetszet-szűkület és az alsó Va vég felől haladva l. és 2. sorrendű Kl\ illetve K2’ keresztmetszet-szűkület. Ha páratlan számú keresztmetszet-szűkületet alkalmazunk, akkor a középső - pl. az Sf felezösíkot magában foglalóan kialakított - keresztmetszet-szűkület a mindkét oldal felől vett egyező sorrendű. Ha pl. öt keresztmetszet-szűkület van, akkor az egyik Vf vég felől indulva egymást követően a KI, K2, K3, K2’ és KI’ keresztmetszet-szűkületeket találjuk, visszafelé indulva pedig a KI’, K2\ K3’, K2 és KI keresztmetszet-szűkületeket. A keresztmetszet-szűkület Lh hosszának nevezzük azon két SÍ és S2 sík közötti távolságot, mely 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
