Плавкий предохранитель
Иллюстрации
Реферат
лвтен н, тэ:.»:,-,е(.i,;
1 лалт.=,(3
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ (61) Дополнительное к авт. свид-еу (22) 3аявлено 28.04. 78 (2f) 2609044/24-07 с присоединением заявки HP (23) Приоритет
Опубликовано 231080. Бюллетень Ио 39
Дата опубликования описания 25.1080 (51)М К 3
Н 01 Н 85/38
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК <21 318. . 923 (088.8) (72) Авторы изобретения
Е. П. Пахомов и И. М. Ярцев
Институт высоких температур AH СССР (71) Заявитель (54) ПЛАВКИИ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ
Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к предохранителям, предназначенным для защиты электрических цепей от токов короткого замыкания, в частности, для защиты высоковольтных цепей переменного и постоянного тока, силовой полупроводниковой аппаратуры и т.д.
Известны предохранители, у которых о рост (восстановление) напряжения на дуге гашения, возникающей после плавления плавкого элемента, и отключение защищаемой сети происходит за счет удлинения этой дуги P1) .
Недостатком указанного предохранителя являются большие габариты, обусловленные большими требуемыми размерами дуги гашения и ограниченное быстродействие, определяемое временем растягивания дуги до этих размеров.
Наиболее близким по технической сущности является плавкий предохранитель, содержащий плавкий элемент и дугогасительную вставку из изоляцион-25 ного материала $2(.
В этом предохранителе силы электромагнитного воздействия токов дуги гашения, образующейся после плавления плавкого элемента, приводят к ucf кривлению дуги, ее удлинению и угасанию, а возможность электрического пробоя между элементами искривленной дуги ограничивает степень удлинения дуги гашения по сравнению с длиной плавкого элемента. Это обуславливает сравнительно большие размеры предохранителя и уменьшает его быстродействие.
Цель изобретения — повышение быстродействия и уменьшения габаритов электрического предохранителя.
Для достижения указанной цели дугогасительная вставка из изоляционного материала выполнена в виде полосы и расположена по винтовой линии вокруг плавкого элемента.
Кроме того, указанный плавкий предохранитель может быть снабжен сменным изоляционным стержнем, а плавкий элемент навит на этот стержень с шагом, равным шагу винтовой линии цугогасительной вставки.
На чертеже схематически изображен предохранитель, общий вид.
Он содержит прямолинейный плавкий элемент 1, проходящий по оси винтовой дугогасительной вставки 2 из электроизоляционного материала, дуги
3 в положении гашения в некоторый мо773788 мент времени после плавления плавкого элемента.
Предохранитель работает следующим образом.
Образующаяся после плавления плавкого элемента 1 электрическая дуга гашения отходит от оси дугогасительной вставки 2 в винтовое пространство между витками изоляционной дугогасительной вставки и приобретает вин товую форму. Взаимодействие тока 3 этой дуги винтовой формы с продольной составляющей собственного магнитного поля приводит (как и в обычном соленоиде) к возникновению электромагнитной силы 3 хВ, направленной радиально от оси вставки.
Движение дуги гашения под действием этой силы. в винтовой полости дугогасительного устройства обуславливает увеличение ее длины и восстановление напряжения на предохранителе.
Другим примером исполнения предлагаемого технического решения является дополнительное введение в вставку сменного изоляционного стержня, расположенного по ее оси. На этот стержень наматывается по винтовой линии, например заподлицо, плавкий элемент с шагом, равным шагу винтовой линии вставки. Положение стержня относительно вставки должно фиксироваться для обеспечения совпадения относительного расположения плавкого элемента в области между лопастями вставки. Такое решение исключает возможность электрического пробоя по центральному отверстию винтовой встав ки и тем самым повышает ее электрическую прочность.
В указанном предохранителе длина дуги гашения равна
1g 21irLK/it где L — длина винтовой вставки дугогасительного устройства, — шаг винтовой поверхности этой вставки, .:r(t) — радиус винтовой дуги, увеличивающийся по мере растягивания, ги, K e 2Ar) + g /2др + g — коэффициент> близкий к единице. Скорость удлинения дуги составляет
aeg, = 2 ii 4 k V / 3, где Ч„ dr/dt - скорость движения столба дуги гашения в радиальном направлении под действием силы 3 хВ.Отсюда следует, что максимальное напряжение на дуге гашения в предохранителе с заданными размерами (длиной и диаметром 0 винтовой вставки),составляет U„ tt DLKE/3, а скорость восстановления напряжения составляет
dU/dt 2ФгКЧ„/$, где Š— напряженност электрического поля в столбе дуги гашения, составляющая по оценке для значений тока дуги 3 = 200-2000 А величину E ъ 30 В/см.
Формула изобретения
40 1. Плавкий предохранитель, содержащий плавкий элемент и дугогасительную вставку из изоляционного материала, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия
4 и уменьшения габаритов дугогасительная вставка из изоляционного материала выполнена в виде полосы и расположена по винтовой линии вокруг плавкого элемента.
2. Предохранитель по п. 1, о тл и ч а ю шийся твм, что он снабжен сменным изоляционным стержнем, а плавкий элемент навит на этот стержень с шагом, равным шагу винтовой линии дугогасительной вставки.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Алексеев В. П. Высоковольтные и низковольтные предохранители. М., 60
Изд-во Министерства коммунального хозяйства, 1961.!
2. Авторское свидетельство СССР
65 М 1 96982, кл. Н 01 Н 85/38,. 1967.
Наличие винтовой вставки исключает электрический пробой между витками винтовой дуги гашения и позволяет реализовать малые значения. шага винтовой дуги. Это обеспечивает компакт5 ное размещение дуги гашения в дугоГасительном устройстве предохранителя, и тем самым уменьшение его габаритов.
Действительно, длина винтовой дуги в к D/Й раз превышает длину вставки
Соответственно, в данном предохранителе скорость удлинения дуги гашения (и восстановления напряжения) в 2 r/ð раз превышает скорость ее радиального движения, что обеспечивает со1 ответствующее увеличение быстродей5 ствия предохранителя (без учета времени плавления плавного элемента).
Дуга гашения при движении в винтовой полости вставки слабо нагружает материал вставки как термически, Щ так и механически.
Следует отметить, что материал плавкого элемента не осаждается на винтовых поверхностях вставки, а выносится в радиальном направленйи.Поэтому винтовая вставка может изготовляться, например из пластмасс методом литья или штамповки. Для исключения выброса газов из винтовой вставки при срабатывании предохранителя можно испольэовать внешний цилиндрический кожух из электроизоляционного материала, надеваемый на вставку. При этом внутреннюю поверхность Кожуха, на которую выбрасывается материал плавного элемента, можно защитить сменным покрытием.
773788
Составитель С. Гордон
Редакто И. Ковальчук Техред И.AcTasIotd
Корректор М. Коста
Заказ 752 72 Тираж 844
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4