203820. lajstromszámú szabadalom • Olvadószál erősáramú gyorskiolvadású olvadóbiztosítóhoz
1 HU 203 820 A 2 szonylag nagy veszteség. A javasolt kialakítású olvadószállal ellátott gyorskiolvadású olvadóbiztosító vesztesége a hagyományosan felépített olvadóbiztosítókhoz viszonyítva lényegesen, kísérleti méréseink szerint több, mint 50%-kal kisebb. Ez a kitüntetett szakasz az olvadószál saját anyagából, a fémszalag egyszeri alakra vágásával létrehozható, így könnyen és olcsón gyártható. A javasolt olvadószál egy előnyős kiviteli alakja értelmében a túláram-olvadószakasz az olvadószál csatlakozó végével szomszédosán van kiképezve, így az olvadóbiztositónak az olvadószálhoz képest nagytömegű érintkező és csatlakozó részei által kialakuló hővezetés hatásosan hiti ezt a részt, így az olvadószál viszonylag túlterhelt szakasza is olyan hőmérsékleti marad, amelyen az olvadószál névleges áramokon még nem olvad ki. A találmányt az alábbiakban a mellékelt rajz segítségével ismertetjük részletesebben, amelyen a javasolt olvadószál néhány példakéntí kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti olvadószál egy lehetséges kiviteli alakjának nézete, a 2. ábrán a javasolt olvadószál egy további lehetséges kiviteli alakja túláram-olvadószakaszának részlete látható, és a 3. és 4. ábrán a javasolt olvadószál túláram-olvadószakaszának további lehetséges kialakításait tüntettük fel vázlatosan. A csupán előnyös példakéntí kiviteli alakként bemutatott 1 olvadószál szokásos módon, fémszalagból van kiképezve, és túláram hatására kiolvadó 2 olvadószakaszt, valamint zárlati áram hatására kiolvadó, az 1 olvadószál keresztmetszetéhez viszonyítva szűkített keresztmetszeti három 3 olvadószakaszt tartalmaz. A 2 olvadószakasz az 1 olvadószál csatlakozó végével szomszédosán van kialakítva a fémes csatlakozórészek hőelvezetésének kihasználása érdekében. A zárlati áram 3 olvadószakaszok száma és kialakítása az olvadóbiztosítót tartalmazó áramkör feszültségétől és a kívánt zárlati megszakítóképesség nagyságától függ, ennek taglalása túlmegy e leírás keretein. A 2. ábrán az 1 olvadószál 2 olvadószakaszának egy lehetséges kialakítását mutatjuk be részletesebben. A 2 olvadószakasz két párhuzamos 4,5 áramutat tartalmaz, amelyek vezetőképessége egymástól eltérő. Az egyik 4 áramút hossza mentén állandó keresztmetszeti, míg a másik 5 áramút hossza mentén változó keresztmetszetien van kialakítva. Az S áramút a 4 áramút keresztmetszeténél nagyobb keresztmetszeti 6 szakaszból, valamint a 4 áramút keresztmetszeténél kisebb keresztmetszeti 7 szakaszból tevődik össze. A 6 és 7 szakaszok 1 olvadószál mentén mért hosszúságának aránya 2:1-4:1 tartományba esően lehet megválasztva, ez az arány a 2. ábrán feltüntetett kiviteli alaknál 4:1. Egy előnyös kialakítás szerint a 4 áramút hossza mentén állandó szélességi és az 5 áramút 6 szakasza lényegesen szélesebb nála, míg a 6 szakaszhoz csatlakozó 7 szakasz lényegesen keskenyebb; mint a-4 áramút szélessége. A 6 és 7 szakasz együttes vezetőképessége nagyobb a 4 áramút vezetőképességénél, így az árameloszlás a 4 és 5 áramútban például 60%-40%, és a kisebb áram a 4 áramútón folyik. A túláram hatására bekövetkező kiolvadást a 4 áramútban és az 5 áramút egyes 6,7 szakaszaiban fellépő áramsűrúségek miatt keletkező hőfoknövekedés és a környezeti hőelvezetés hitőhatásának viszonya határozza meg. A párhuzamos 4, S áramutak vezetőképességének arányából következően a legnagyobb áramsűhíség az 5 áramút 7 szakaszán lép fel. Túláram esetén a 7 szakaszon a nagy áramsűriség és a meredek hőfokgradiens miatt gyors kiolvadás következik be. Ennek hatására a teljes áram a 4 áramútba terelődik át és több, mint kétszeresére növekszik, ami azonnali kiolvadást eredményez. Az 5 áramút 7 szakaszának majd a 4 áramúinak az egymást követő kiolvadása tehát az áramkört már kis túláram esetén is igen gyorsan megszakítja. A párhuzamos 4, S áramutak együttes vezetőképessége az 1 olvadószál többi részéhez képest nagy, így az itt fellépő veszteségi teljesítmény kicsi. Az üzemi áramok környezetében a keletkező és az elvezetett hőmennyiségek egyensúlyban vannak. A 6, 7 szakaszokból álló S áramút tetszőleges alakú lehet és a 6 szakasz több részből is állhat. Erre látható példa a 3. és 4. ábrán, ahol az 5 áramút 6 szakasza a keskeny és rövid 7 szakasz két oldalán van kiképezve, ami a leírt működést nem befolyásolja. A 4 és 5 áramútban keletkező eltérő áramsűrűségek miatt a 4, 5 áramutak vezetőképessége az üzemi áramoktól függően változik, minek következtében az árameloszlás a 4, 5 áramút között az üzemi áram nagyságától függően változik. A 4 és 5 áramutak veszteségcsökkentő sönthatása természetesen csak ugyanazon az 1 olvadószálon történő kialakítás esetén valósul meg, így a 4, 5 áramutak egymástól független, párhuzamos olvadószálakra nem bonthatók szét Az 1 olvadószál 3 olvadószakaszai a nagyobb zárlati áramok hatására olvadnak ki és a 2 olvadószakasszal együtt biztosítják az 1 olvadószál megszakítóképességét. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Olvadószál erősáramú gyorskiolvadású olvadóbiztosítóhoz, amelynek fémszalag mentén sorosan kialakított, túláram hatására kiolvadó olvadószakasza és zárlati áram hatására kiolvadó legalább egy, szűkített keresztmetszeti olvadószakasza van, azzal jellemezve, hogy a túláram-olvadószakasz (2) két párhuzamos, egymástól eltérő vezetőképességű áramútból (4,5) van kiképezve, ahol az egyik áramút (4) hossza mentén állandó keresztmetszeti és a másik áramút (5) hossza mentén változó keresztmetszetien van kialakítva úgy, hogy legalább egy, az egyik áramút (4) keresztmetszeténél nagyobb keresztmetszeti szakaszból (6) és az egyik áramút (4) keresztmetszeténél kisebb keresztmetszeti szakaszból (7) áll, amelyek olvadószál (1) mentén mért hosszúságának aránya 2:1-4:1 tartományba esően van megválasztva. 2. Az 1. igénypont szerinti olvadószál, azzal jellemezve, hogy a túláram-olvadószakasz (2)-az olvadószál (1) csatlakozó végével szomszédosán van kiképezve. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
