Плавкий предохранитель

САНИ ТВ довательскии, ехнологичес- паратостроеС, ХШнай льницкии, 1429997 ССР1970.ЕДОХРАНИ- нный корпус, ко подводя гциерасположеньной оси изожуточные элекэлементы, отповышения наОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСКОМУ СВИДЕТ(71) Всесоюзный научно-исслпроектно-конструкторский икий институт низковольтного ания(54) (57) ПЛАВКИЙ ПРТЕЛЬ, содержащий изоляциозаполненный наполнителем, товыводы, плавкие элементы,ные перпендикулярно продалляционного корпуса, и прометроды, соединяющие плавкиеличающийся тем, что, с целью ЯО 1201915 А дежности срабатывания, увеличения номинального тока и уменьшения габаритов, он снабжен дополнительным выводом и изоляционным элементом, плавкие элементы соединены промежуточными электродами в две группы, в каждой из которых плавкие элементы с помогцью одного из промежуточных электродов одними концами присоединены к токоподводящему выводу, а другими концами через другой промежуточный электрод - к дополнительному выводу, указанные группы плавких элементов расположены в двух смежных камерах, образованных в изоляционном корпусе и отделенных одна от другой комбинированной перегородкой, состоящей из дополнительного вывода и изоляционного элемента, причем дли-, на дополнительного вывода составляет неа более половины и не менее трети длины комбинированной перегородки, а оба токоподьодящих вывода и дополнительный вывод уезд выполнены с возможностью принудитель- ею ного охлаждения.50 Изоляционный участок 11 обеспечиваетэлектрическую и другие виды изоляции плавИзобретение относится к электротехнике, к низковольтному электроаппаратостроению, в частности к плавким предохранителям.Цель изобретения - повышение надежности срабатывания, увеличение номинального тока и,уменьшение габаритов.На чертеже представлена конструкция плавкого предохранителя.Плавкий предохранитель состоит из изо 1 О ляционного корпуса 1, заполненного наполнителем,(нд.яертеже не показан), токоподводящих выводов 2 и 3, плавких элементов 4 и 5, промежуточных электродов 6 - 9, дополнительного вывода 10, изоляционного участка 11 и патрубков 12 в 17 для подсоединения к системе принудительного охлаждения. Чтобы не затемнять рисунок, крышки предохранителя не показаны.Изоляционный корпус 1 может быть выполнен из термостойкого материала, например фарфора, ультрафарфора, стекловолокна или пластических масс. Токопод водящие выводы 2 и 3 изготовлены, например, из меди или алюминия, они расположены параллельно друг другу и перпендикулярно продольной оси плавкого предохранителя.25Плавкие элементы предохранителя разбиты на две группы 4 и 5 и выполнены, например, из серебра, меди или алюминия.Группы плавких элементов 4 и 5 находятся в двух смежных камерах, образованных в изоляционном корпусе 1 и отделенных З 0 одна от другой комбинированной перегородкой, состоящей из изоляционного участка 11 и участка дополнительного вывода 10.Группа параллельно соединенных друг с другом плавких элементов 4 с одной стороны подсоединена к токоподводящему выво ду 2 через промежуточный электрод, а с другой стороны - к дополнительному выводу 10 через промежуточный электрод 7. Группа параллельно соединенных друг с другом плавких элементов 5 с одной стороны под соединена к токоподводящему выводу 3 через промежуточный электрод 8, а с другой стороны - к дополнительному выводу 10 через промежуточный электрод 9.Таким образом, обе группы 4 и 5 плавких элементов оказываются включенными после довательно между токоподводящими выводами 2 и 3. Группы 4 и 5 плавких элементов расположены в смежных камерах, разделенных комбинированной перегородкой, состоящей из дополнительного вывода 10 и изоляционного участка 11. Дополнительный вывод 10 выполнен из того же материала, что и токоподводящие выводы 2 и 3, т.е. из меди или алюминия. Изоляционный участок 11 выполнен из того же материала, что и корпус 1, т.е, из фарфора, ультрафарфора, стекловолокна. ких элементов групп 4 и 5, электрические потенциалы которых существенно различны.К торцовым поверхностям токоподводяших выводов 2 и 3 и дополнительного вывода 10 подсоединены патрубки 12 - 17, обеспечивающие подсоединение предохранителя к системе принудительного охлаждения.Одной из важных целей изобретения является снижение габаритов плавкого предохранителя (размера предохранителя в продольном направлении), т,е. расстояния между токоподводящими выводами 2 и 3, отсчитываемого вдоль продольной оси предохранителя.Данный предохранитель предназначен для зашиты силовых полупроводниковых вентилей, так называемой таблеточной конструкции, и конструкция предохранителя оказывается жестко связанной с конструкцией полупроводникового вентиля. В частности, требуется, чтобы размеры поперечного сечения тиристора и предохранителя были одними и теми же. Например, один из новейших тиристоров на номинальный ток 1250 А имеет внешний диаметр 110 мм.Получение соответствующего предохранителя с таким же диаметром особых трудностей не представляет. В то же время высота шайбы этого же тиристора составляет 26 мм и предохранитель для этого тиристора не должен иметь размеры в продольном направлении, значительно превышающие 26 мм. Это обусловлено действием по меньшей мере двух факторов: при большой длине предохранителя, собранного в один блок вместе с тиристором, значительно ухудшаются условия охлаждения предохранителя и в определенной мере тиристора; при большой длине предохранителя существенно ухудшается коэффициент заполнения шкафа преобразовательного агрегата и другие показатели конструкции. Однако если эффективно использовать имеющееся пространство в поперечном направлении, расположив в нем должным образом элементы предохранителя, то можно будет удовлетворить довольно жесткие требования в части габаритов предохранителя. Плавкие элементы предохранителя разбиты на две последовательно соединенные группы, расположенные в смежных камерах. Такое расположение элементов практически вдвое уменьшает длину предохранителя по сравнению с известным.Вто же время обусловленное таким расположением некоторое (20 - ЗОО/о) увеличение поперечного сечения предохранителя вполне допустимо с точки зрения удовлетворения вышеупомянутых требований,Расположение элементов в вертикальных параллельных областях позволяет набрать сечение, необходимое для получения заданного значения номинального тока и эффективного использования объема корпуса. При15 20 30 35 40 45 50 Составитель С. Гордон Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов Тираж 678 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Редактор М. ТовтинЗаказ 8097/53 этом можно получить предохранитель на достаточно высокое номинальное напряжение, так как плавкие элементы в двух смежных группах соединены электрически последовательно. Для увеличения номинального тока и повышения надежности в конструкцию предохранителя вводят вспомогательный вывод. В предохранителях на номинальное напряжение свыше 380 В, например, в получающем очень широкое применение в настоящее время предохранителе на = 1250 В, имеющем 6 последовательно соединенных рядов перешейков, невозможно добиться достаточно большого номинального тока предохранителя и высокой надежности его работы при использовании классического метода его принудительного охлаждения со стороны токоподводяших выводов,Средние ряды перешейков, фактически не испытывают существенного влияния охлаждающего воздействия с торцов предохранителя. Поэтому введение дополнительного вывода 10 обеспечивает эффективное охлаждение именно средних, наиболее напряженных в тепловом отношении перешейков, как благодаря большой массе этого вывода, служащего в качестве радиатора,так и благодаря использованию принудительного охлаждения этого вывода. Это позволяет в сравнительно малых габаритах получить большой номинальный ток и обеспечить надежную работу в длительном тепловом и циклическом режиме. Особенностью предлагаемой конструкции предохранителя является использование комбинированной перегородки, содержащей, в частности, изоляционный участок 11, Этот участок разделяет две смежные камеры, в которых расположены две группы 4 и 5 последовательно соединенных плавких элементов. Место расположения изоляционного участка 11 выбрано таким образом, чтобы отделить одну от другой части плавких элементов, находящихся под значительно отличающимися электрическими потенциалами.В то же время наличие дополнительного вывода 10 вблизи частей элементов обеих групп не опасно, так как эти части находятся практически под одним и тем же потенциалом.Для удовлетворения двух противоречащих друг другу требований - обеспечения электрической изоляции плавких элементов смежных групп в тепловом и коммутационном режиме, с одной стороны, и обеспечения эффективного охлаждения в длительном тепловом режиме, с другой стороны,длина участка дополнительного вывода выбрана на основе экспериментальных исследований в пределах одна треть - половина относительно длины всей перегородки, выход за нижний предел, т.е. использование короткого дополнительного вывода (менее одной трети от длины перегородки) существенно снижает эффективность принудительного охлаждения и не позволяет достичь цели изобретения в части получения большого номинального тока и высокой надежности в длительном тепловом режиме.Выход за верхний предел резко повышает опасность эпектрического пробоя, особенно в режиме коммутации, шунтирования одной короткой дугой серии рабочих дуг и взрыва при отключении контура наибольшей энергии дуги.Предлагаемый предохранитель имеет конструкцию так называемого таблеточного типа, которая обеспечивает подсоединение предохранителя к защищаемому вентилю (или другому элементу оборудования) путем прижима его по всей поверхности вывода. Это значительно снижает тепловое сопротивление предохранителя, уменьшает габариты, повышает надежность. В соответствии с изобретением предпочтительно использовать изогнутые плавкие элементы, что обеспечивает высокую циклическую стойкость предохранителя, его малые габариты, высокие характеристики в режиме коммутации аварийного тока. Кроме того, весьма желательно использование так называемого твердого наполнителя, получаемого путем пропитки сыпучего наполнителя (кварцевого песка) неорганическим связывающим веществом. Твердая структура напол нителя обеспечивает хорошую теплопередачу к зонам принудительного охлаждения.С помощью патрубков 12 - 17 осушествля ется эффективное принудительное охлаждение токоподводящих 2 и 3 и дополнительного 10 выводов.Известны различные виды принудительного охлаждения устройств, в т.ч. воздушное (газовое), водяное, с помощью сжиженного газа.Наиболее предпочтительным в предлагаемой конструкции является применение так называемого испарительного охлаждения, при котором патрубки 12 - 17 связаны непосредственно с системой охлаждения и не требуется сквозное (последовательное) соединение охлаждаемых частей. Однако возможно использование и любого другого вида принудительного охлаждения.