Плавкий элемент предохранителя
Изобретение относится к электротехнике , в частности, к электроаппаратостроению. Целью изобретения является упрощение технологии изготовления и повышение стабильности защитных характеристик плавкого элемента предохранителя. Плавкий элемент выполнен из ленточного материала и содержит участки 1 полного сечения и участки 2 уменьшенного сечения, углубление, в котором размещена наплавка 4 из металла с температурой плавления, меньшей температуры плавления материала плавкого элемента. Углубление выполнено в виде канавки на участке 1 полного сечения вдоль оси, перпендикулярной продольной оси плавкого элемента. Канавка имеет в поперечном сечении форму полукруга. При протекании через плавкий элемент аварийного тока металл наплавки 4 расплавляется и растекается по поверхности элемента. Попадая на участки 2 уменьшенного сечения, он ускоряет их расплавление, благодаря чему повышается быстродействие предохранителя, в который встроен плавкий элемент. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)4 H 01 H 85/06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4352222/24-07 (22) 30.12.87 (46) 15.09.89. Бюл. Р 34 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт низковольтного аппаратостроения (72) Р.С.Хмельницкий, А.Н.Булгаков, Я.Н.П1нейдер и А.И.Мазной (53) 621.316.923 (088.8) (56) Намитоков К.К. и др. Плавкие предохранители. M. Энергия, 1979, с.36.
Плавкие предохранители серии ПН2, ТУ16-522-113-75. М.: Минэлектротехпром, 1975.
Авторское свидетельство СССР
У 1185428, кл. Н 01 H 85/06, 1982. (54) ПЛАВКИЙ ЭЛЕМЕНТ ПРЕДОХРАНИТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к электроаппаратостроению. Целью изобретения являет4
„„SU„„150 296 А1 ся упрощение технологии изготовления и повышение стабильности защитных характеристик плавкого элемента предохранителя. Плавкий элемент выполнен из ленточного материала и содержит участки 1 полного сечения и участки 2 уменьшенного сечения, углубление, в котором размещена наплавка 4 из металла с температурой плавления, меньшей температуры плавления материала плавкого элемента. Углубление выполнено в виде канавки на участке 1 полного сечения вдоль оси, перпендикулярной продольной оси плавкого эле— мента. Канавка имеет в поперечном сечении форму полукруга. При протекании через плавкий элемент аварийного тока металл наплавки 4 расплавляется по поверхности элемента. Попадая на участки 2 уменьшенного сечения он ускоряет их расплавление, благодаря чему повышается быстродействие предохранителя, в который встроен плавкий элемент. 2 ил. проще, чем технология изготовления плавких элементов, описанных в прототипе, так как при штамповке делается одна канавка, а не ряд отдельных сферических углублений возле каждого участка 2 уменьшенного сечения, как
: гс имело бы место в плавком элемент», выполненном в соответствии с прототипом. г ме того, процесс размещения лег.,сл авкой наплавки 4 в одной канавке 3 существенно проще, чем одновременная заливка наплавок в несколько соседних сферических углубле— ний. При расплавлении наплавки 4, на50
3 150829
Изобретение относится к электротехнике, к области электроаппаратостроения, в частности к плавким предохранителям.
Целью изобретения является упрощение технологии изготовления и повышение стабильности защитных характеристик предохранителя.
На фиг.1 представлен плавкий элемент; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1.
Плавкий элемент предохранителя выполнен из ленточного материала и имеет участки 1 полного и 2 уменьшенного сечения. В плавксм элементе вы- 15 полнено углубление — канавка 3, которое расположено на участке полного сечения 1 вдоль оси, перпендикулярной продольной оси А — А плавкого элемента.
Углубление — канавка 3 имеет в своем 20 поперечном сечении форму полукруга радиуса r.
Канавка 3 полностью заполнена наплавкой 4 из металла с температурой плавления, меньшей температуры плавления материала плавкого элемента.
Плавкий элемент изготовлен из меди (температура плавления 1063 С) или о серебра (темпсратура плавления 980 С), наплавка из олова (температура плав- 30 ления 220 С), алюминия (температура о плавления 660 С), наплавка — цинк о (температура плавления 413 С) .
Углубление-канавка 3 образуется в материале плавкого элемента при его Зя изготовлении простыми технологическими операциями, например штамповкой, обеспечивающей достаточно небольшие колеб;.::.:i его размеров от образца к образцу. Размещение легкоплавкой на- 40 плавки в углублении также несложно, наприм»р, путем заливки ее в расплавленном состоянии до верхнего уровня углубления. Технология изготовления такого плавкого элемента существенно
6 4 ходящейся в одной канавке 3, материал наплавки равномерно достигает участков 2 уменьшенного сечения, что не обеспечивается при вытекании напловок из каждой отдельной канавки.
Канавка, выполненная в виде полукруга (а не в виде сегмента, угол раствора которого меньше 180 ) имеет то преимущество, что при заливке наплавки 4 в канавке 3 не происходит растекание металла наплавки по плоскости, сопрягающей поверхность плавкого элемента и .внутреннюю поверхность углубления (угол между поверхностями сопряжения в данном случае равен 90 ).
Размеры канавки 3, и следовательно, легкоплавкой наплавки 4 определяются из основных условий оптимальной работы предохранителей следующим образом.
Плавкий элемент должен обладать как можно меньшими потерями мощности в длительном режиме, поэтому электрическое сопротивление участка 1 полного сечения плавкого элемента с. чаплавкой 4 (R „ ) должно быть пс крайней мере не больше электричес— кого сопротивления (R,) участка 2 уменьшенного сечения плавкого элемента такой же длины, но без канавки
3 и наплавки 4, т.е °
Выразим входящие в (1) величины через электрические и геометрические характеристики плавкого элемента и наплавки 4.
Здесь и в дальнейшем индексом "1" отмечены параметры участка 1 плавкого элемента, на котором размещена наплавка 4, индексом "2" — участок наплавки 4, индексом "0" — участок плавкого элемента без канавки 3 и наплавки 4, но такой же длины как участок с наплавкой 4.
Как известно, где р, — удельное электрическое со1 противление участка проводника;
1,, S — длина и поперечное сечение
1 проводника соответственно
1508296 (4) 10
К(R
К,+R (Ус L)
Jg 1 (1т
1„
2 1 1 $ f2 (2) а 1
) а — )
S qq
Б Б Б(8, 2 (2 (3) где r ого эл ..:с, ((г
R =p-— l 13b
1, =((г; S „=db;
2r
1 = г; . S,=дЬ; R,==у, О 1 дЬ
Поскольку наплавка и углубление представляют собой параллельное соединение электрических Сопротивлений участка наплавки и участка плавкого элемента с углублением, то
После подстановок условие (1) примет вид:
Учитывая, что р,= f „и 8 =8,, получим условие (1) в виде
Наличие легкоплавкой наплавки 4 не должно привести к замедлению срабатывания предохранителя при больших токах к.з,, т.е. интеграл плавления
30 участка полного сечения с наплавкой
4 должен быть по крайней мере не больше интеграла плавления участка 2 ум.п ьшенного сечения плавкого элемента без на.-;лавки 4, т. е. 35 где Б „и Б (— интегралы плотности тока плавления материалов плавкого элемента и легкоплавкой наплавки 4 соответственно.
Рассмотрим условия (2) и (3) для углубления с поперечным сечением в виде полукруга (фиг.2). Для этого случая
После соответствующих подстановок в (2) и (3), преобразований и объединения условий получим:
Плавкий элемент рабо-.ает следующим образом.
При протекании -;е-..е :.его аварийного тока металл наплавки 4 расплавляется и растекается по поверхности элемента. Попадая на участки 2 уменьшенного сечения, он ускоряет их расплавление, чем повышает быстродействие предохранителя, в который встроен плавкий элемент.
Таким образом, по сравнению с прототипом, рассматриваемый плавкий элемент предохранителя обеспечивает упрощение технологии изготовления и повышение стабильности защитных характеристик. формула и з о б р е т е н и я
Плавкий элемент предохранителя, выполненный из ленточного материала с участками "".îëíîãî и уменьшенного сечения и наплавкой из металла с температурой плавления, меньшей температуры плавления материала плавкого элемента, причем наплавка размещена в углублении плавкого элсме.:.та, о тл и ч а ю шийся тем, что, с не— лью упрощения технологии изготовл ппя и повышения стабильности защитных характеристик, углубление выполнено в. виде канавки на участке полного сечения вдоль оси, перпендикулярной продольной оси плавного элемента, причем углубление имеет в поперечном сечении форму полукруга, отношение радиуса которого к толщине материала плавкого элементе нах лн-c :T преде— лах, определяемых выраже?п?е: радиус угл- i.— толщина . . а т с p н НciIT".аннi?:i. <>" с i . . НЕ НПО H?irk I pаль и .сTHacTII тoKB матер??алов .аь.:ого элемента и наплавки соответственно. 1508296 авиа,2 Составитель С.Гордон Техред M.Õoäàíè÷ Редактор М,Циткина Корректор В. Гирняк Заказ 5548/55 Тираж 696 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101