Плавкий элемент предохранителя

11568980 Союз Советских Социалистических республик(22) Заявлено 10,09.7 51) М КлН 01 Н 85/ присоединением ваяв Государственныи комите Совета Министров ССС ло делам изобретений(43) Опубликовано 15.08.77, Бюллетень3 (45) Дата опубликования описания 02,01.78 ткрытни) ПЛАВКИЙ ЭЛЕМЕНТ ПРЕДОХРАНИТЕ в качес введен медной вок мо честве Подоточно вышевы иплавленкхранителчисле, пДлялее низкэлемента бные предохраните сокую отключающу технологичны. Од я плавкого элемен ей при малых кратн ограничного) дости целого ряда случа ая температура пл при пограничных ти име ю спосо пако тта уз остях т гает 42 ев тре авлени токах оста, детура редо- том ют д б,иост емпера тих п ока (в элемен матери плавко 3 - тоПла ника 1 меди,уется боплавкогонапример 30 Изобретение относится к области электроаппаратостроения, в частности, к плавким элементам предохранителей.Известны плавкие элементы предохранителя, у которых для уменьшения температуры плавления используется т. н. металлургический эффект, сущность которого заключается в том, что нанесенный на наружную поверхность элемента слой более низкоплавкого материала, расплавляемого при протекании пограничного тока и вообще токов малой кратности, растворяя металл плавкого элемента, уменьшает его температуру плавления. В результате этого металл плавкого элемента расплавляется при температуре более низкой, 15 чем температура плавления.Подбирая различные комбинации материалов элемента и покрытия, можно в опреде ленной степени понизить температуру срабатывания элемента при пограничных токах. 20 ановке предохранителей в малых объе. и,) .,снижения температуры срабатыванияэлементов из алюминия, используюеталлургический эффект, при пограи малых токах перегрузки в материал аемого плавкого элемента введены лене добавки металлов, температура ия которых ниже 400 С, в количестльших предела их растворимости зметалле основы плавкого элемента. стве легирующих добавок при алюми основе может быть применен свинец естве (% по массе) 1 - 35, кадмий - олово - 1 - 20, индий - 1 - 20 и др. ы.серебряной основе плавкого элемента тве легирующих добавок может быгь свинец з количестве 5,5 - 35% . При основе в качестве легирующих добажет быть использован, свинец в коли - 35%, талий 1 - 35%,фиг. 1 показан описываемый плавкий т с нанесенным слоем легкоплавкого ала; на фиг. 2 - микроструктура го элемента до разрушения; на фиг.же, в момент разрушения.вкпй элемент выполнен в виде прозодиз материала на осчове агпоминия илп или серебра, на который в зоне предпри уст мах итДля плавких щих м нич,ных предлаг гирующ плавлен вах, бо твердох В каче ниевой в колич 1 - 25, металллагаемого разрушения 2 нанесен слой легкоплавкого припоя 3. Материал проводника 1, кроме основы, содержит легирующие добавки металлов, температура плавлвния которых ниже 400 С, например свинца, кадмияолова, индия и др. в количествах, больших предела их растворимости в твердом металле основы плавкого элемента. При таких количест. вах легирующих добавок нерастворившаяся их часть выделяется по границам (или в межкристаллитном пространстве) 4 кристаллитов 5 основы (фиг. 2), создавая условия для более эффективного разрушения проводника 1 в расплаве легкоплавкого припоя 3. В качестве легкоплавкого припоя 3 могут быть использованы практически все известные легкоплавкие припои, в частности металлы,и сплавы сурьмы, цинка, свинца, кадмия, таллия, висмута, олова, индия, галия с температурой плавления 380 С и ниже.Введение в материал проводника 1 легирующих добавок металлов свыше 35% по массе нежелательно ввиду существенного понижения электро- и теплопроводности мате. риала.Работает предлагаемый плавкий элемент следующим образом. При прохождении пограничного тока проводник 1, нагреваясь, плавит слой легкоплавкого припоя 3. Как только припой 3 расплавится, он, легко растворяя легирующий металл, быстро проникает в межкристаллитное пространство 4 проводника 1 и вытесняет кристаллиты 5 металла основы проводника в объем расплава (фиг. 3). В результате такого процесса тело проводника в зоне 2 контакта с припоем 3 быстро уменьшается в сечении, сопротивление этого участка резко возрастает и наступает его полное разрушение.Таким образом, в предлагаемом плавкам элементе температура разрушения проводника 1, а, следовательно, и температура срабатывания плавкого элемента в целом определяется температурой полного растворения врасплаве легкоплавкого слоя 3 легирующейдобавки металла, содержащегося в зоне разрушения 2 проводника 1. Поскольку раствор римость металлов, используемых в качествелегирующей добавки выше, чем основы, аколичество меньше, то,разрушение проводника 1 происходит при температуре более низкой, чем температура разрушения того жепроводника 1 без легирующих добавок.Так, например, плавкий элемент с провод.ником из алюминия, легированного 25%свинца и слоем припоя состава (О 1 о по массе):В 1 - 45,3, РЬ - 17,9, Яп - 24,5 и Сд -12,3,15 имеет температуру срабатывания при пограничном токе - 95 С.Имея достаточно высокую электро- и теплоцроводность при относительно малом обьеме металла и очень малый нагрев при но 20 минальных и пограничных токах, предлагаемые плавкие элементы позволяют значитель- но уменьшить в предохранителях нагрев элементов конструкции и потери мощности,улучшить защитные характеристики при то 2 ках, близких к пограничным, и обеспечитьпри этом высокую отключающую способность. Плавкие элементы, в основном, найдутширокое применение в инерционных предохранителях и предохранителях, совмещаю 30 щих токовую и тепловую защиты,Формула изобретенияПлавкий элемент предохранителя, выпол ненужный из металла, а именно из алюминия,меди или серебра, на который нанесен слой легкоплавкого припоя для создания металлургического эффекта, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения защитных ха рактеристик, в материал плавкого элементавведены легирующие добавки металлов, температура плавления которых ниже 400 С, в количествах, больших предела их растворимости в твердом металле.568980 ь 3 Фиг. Составитель В. МнсниковаТехред М. Семенов Корректор В, Гутман едактор Н. Кога ПОдписнОеСР Тип. Харьк. фил. пред. Патент аз 681/1710 Изд,676 ЦНИИПИ Государственного комитет по делам изобретений Москва, Ж, РаушскаТираж 995 Совета Министро открытий наб., д. 4/5