DE2745110A1

DE2745110A1 - Fuse with inner and outer casings - with insulating oil between casings and insulating powder in inner casing

Info

Publication number: DE2745110A1
Application number: DE19772745110
Authority: DE
Inventors: Shigeyoshi Hirahara
Original assignee: HINODE ELECTRIC MACHINE CO Ltd
Current assignee: HINODE ELECTRIC MACHINE CO Ltd
Priority date: 1976-10-18
Filing date: 1977-10-07
Publication date: 1978-04-20
Also published as: JPS5363840A

Abstract

Fuse comprises a tubular fuse element mounted coaxially in an inner casing mounted in an outer casing. The longitudinal channel of the fuse element leads at both ends into the gap between the casings. Apart from this, the inner casing is closed. The fuse element is connected at both ends to two terminal lugs which extend sealingly out of the outer casing which is otherwise sealed. The gap between the casings is filled with insulating oil, and the remaining free space in the inner casing is filled with insulating powder. The fuse is suitable for continuous high current load, and in case of excess current causes an interruption in supply with min. possibly switching delay.

Description

Bezeichnung: Elektrische SicherungseinrichtungDesignation: Electrical safety device

Die erfindung betrifft eine elektrische Sicherungseinrichtung.The invention relates to an electrical safety device.

Bei modernen Schaltungsaggregaten, zum Beispiel Wechselstrom-Gleichstrom-Umformer oder Gleichstrom-Wechselstrom-Umformer, benutzt man Schaltelemente, zum Beispiel Dioden und Thyristoren, die sehr empfindlich gegen Belastung mit Überstrom sind. Aus diesem Grunde setzt man Schaltungselemente ein, die hinsichtlich der Strombelastbarkeit überdimensioniert sind, was jedoch hohe Kosten zur Folge hat.With modern switching units, for example AC-DC converters or DC-AC converters, one uses switching elements, for example Diodes and thyristors that are very sensitive to overcurrent loading. For this reason, circuit elements are used that are relevant to the current-carrying capacity are oversized, which, however, results in high costs.

Bekannte Sicherungseinrichtungen, die für die in Frage kommenden hohen Stromstärken im Bereich von 1000 A (Ampere) geeignet sind, haben eine sehr hohe Schaltverzögerung in der Größenordnung von lo bis 20 msec (Millisekunden) und sind deshalb für viele Anendungsfälle ungeeignet.Well-known security schemes for the eligible high Current strengths in the range of 1000 A (ampere) are suitable, have a very high Switching delay in the order of magnitude of lo to 20 msec (milliseconds) and are therefore unsuitable for many applications.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sicherungseinrichtung so auszugestalten, daß sie für eine hohe Dauerstrombelastung geeignet ist und bei Überstrom mit möglichst geringer Schaltverzögerung Stromunterbrechung herbeiführt.The object of the invention is to design a safety device in such a way that that it is suitable for a high continuous current load and if possible with overcurrent low switching delay causes power interruption.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein rohrförmiges, langgestrecktes Sicherungselement koaxial innerhalb eines Innengehäuses angeordnet ist, das innerhalb eines Außengehäuses angeordnet ist, daß der Längskanal des Sicherungselementes mit beiden Enden in den Zwischenraum zwischen Innengehäuse und Außengehäuse mündet, daß das Innengehäuse im übrigen geschlossen ist, daß das Sicherungselement beidseitig elektrisch an zwei Anschlußfahnen angeschlossen ist, die abgedichtet aus dem Außengehäuse herausgeführt sind, daß das Außengehäuse im übrigen dicht ist, daß der Zwischenraum mit einem elektrisch isolierenden öl gefüllt ist, und daß der verbleibende freie Raum innerhalb des Innengehäuses mit einem elektrisch isolierenden Pulver gefüllt ist.The invention is characterized in that a tubular, elongated Fuse element is arranged coaxially within an inner housing, the inside an outer housing is arranged that the longitudinal channel of the fuse element with both ends open into the space between the inner housing and the outer housing, that the inner housing is otherwise closed, that the securing element on both sides is electrically connected to two terminal lugs, which are sealed off from the outer housing are led out that the outer housing is otherwise tight, that the gap is filled with an electrically insulating oil, and that the remaining free The space inside the inner housing is filled with an electrically insulating powder is.

Die erfinderische Sicherungseinrichtung ist auch bei hohen angelecten Spannungen anwendbar, bedingt durch die vorgesehenen isolierenden Füllungen der Gehäuse.The inventive safety device is also at high anecten Applicable voltages, due to the intended insulating fillings of the Casing.

Durch die erfinderische Anordnung wird das Sicherungselement stadie gekühlt durch das durch den Längskanal hindurchströmende Öl aus dem Zwischenraum. Bei Überstrom wird dagegen durch den unvermeidlichen Hitzestau schnell die gewünschte Stromunterbrechung hervorgerufen.The inventive arrangement, the fuse element is stadie cooled by the oil flowing through the longitudinal channel from the intermediate space. In the case of overcurrent, on the other hand, the inevitable heat build-up quickly becomes the desired one Power interruption caused.

Die erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.The invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawing.

In der Zeichnung zeigt: Figur 1 teilweise aufgebrochen ein erstes Ausführungsbeispiel einer Sicherungseinrichtung nach der Erfindung, Figur 2 das Ausführungsbeispiel aus Figur 1 in Seitenansicht, gesehen von rechts, Figur 3 in Ansicht entsprechend Figur 1 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Sicherungseinrichtung nach der Erfindung, und Figur 4 die Seitenansicht von rechts zu Figur 3.The drawing shows: FIG. 1, partially broken away, a first Embodiment of a safety device according to the invention, Figure 2 the Embodiment from Figure 1 in side view, seen from the right, Figure 3 in View corresponding to Figure 1, a second embodiment of a safety device according to the invention, and FIG. 4 shows the side view from the right to FIG.

Gemäß Figur 1 und 2 ist mit 1 das zylinderförmige, geschlossene Außengehäuse bezeichnet, innerhalb dessen das Innengehäuse 4 angeordnet ist. Der Zwischenraum 2 ist mit einem zur Kühlung und zur elektrischen Isolation dienenden Isolieröl gefüllt, das unter atmosphärischem Druck steht. Koaxial innerhalb des Innensehäuses 4 ist das rohrförmige Sicherungselement 6 zwischen den beiden stirnseitigen Endscheiben 8 des Innengehäuses 4 gelagert, derart, daß der Längskanal 7 beidseitig in den Zwischenraum 2 mündet und so während des Betriebes von dem kühlenden Isolieröl aus dem Zwischenraum 2 durchströmt werden kann. Das Sicherungselement 6 weist als Sollbruchstelle,an der es bei elektrischer Leerlast durchbrennen soll, eine Ringnut 6f auf. Der noch freie, das Sicherungselement 6 umgebende Innenraum des Innengehäuses 4 ist mit einem elektrisch isolierenden Pulver, vorzugsweise mit Quartzpartikelchen, gefüllt. Die Isolierung durch dieses Pulver gestattet höhere Betriebsspannungen und auch höhere Spannungspotentiale gegenüber dem Brdniveau. Das Sicherungselement 6, das aus elektrischem Widerstandsmaterial besteht, ist beidseitig an elektrisch leitende, metallene Anschlußfahnen 3 angeschlossen, die durch Durchbrüche des Außengehäuses 1 herausgeführt sind, und zwar elektrisch isoliert gegenüber dem Außengehäuse 1 und abgedichtet durch elektrisch isolierende Durchführungsdichtungen 10.According to FIGS. 1 and 2, 1 is the cylindrical, closed outer housing denotes, within which the inner housing 4 is arranged. The gap 2 is filled with an insulating oil used for cooling and electrical insulation, that is under atmospheric pressure. Is coaxial within the inner housing 4 the tubular securing element 6 between the two end disks 8 of the inner housing 4 mounted in such a way that the longitudinal channel 7 on both sides into the space 2 opens and so during operation of the cooling insulating oil from the space 2 can be flowed through. The securing element 6 has a predetermined breaking point which it is supposed to burn through when there is no electrical load, has an annular groove 6f. That still free, the fuse element 6 surrounding interior of the inner housing 4 is with a electrically insulating powder, preferably filled with quartz particles. the Isolation by this powder allows higher operating voltages and also higher ones Voltage potentials compared to the vapor level. The fuse element 6, which consists of electrical Resistance material is made of electrically conductive, metal terminal lugs on both sides 3 connected, which are led out through openings in the outer housing 1, and although electrically isolated from the outer housing 1 and sealed by electrically insulating grommets 10.

Die inschlußfahnen 3 sind durch nicht dargestellte Verschraubungen an dem Iztnengehäuse 4 befestigt und dienen als Halter für das Innengehäuse 4. Die aus dem Außengehäuse 1 herausragenden Enden der Anschlußfahnen weisen Löcher 31 auf. Anstelle der nicht dargestellten Verschraubung kann auch eine Verschweißung vorgesehen sein.The inclusion lugs 3 are through screw connections, not shown attached to the inner housing 4 and serve as a holder for the inner housing 4. The Ends of the terminal lugs protruding from the outer housing 1 have holes 31 on. Instead of the screw connection, which is not shown, a weld can also be used be provided.

Die Durchführungsdichtungen lo bestehen vorzugsweise aus Gummi.The grommets lo are preferably made of rubber.

Zur Füllung des Zwischenraums 2 wird vorzugsweise verwendet: ein Silikon-Öl, ein chloriertes Silikon-Öl mit zugesetztem Erosionsinhibitor, ein sulforiertes Silikon-Öl, ein fluorisiertes Silikon-Öl oder ein Mineral-Öl.The following is preferably used to fill the space 2: a silicone oil, a chlorinated silicone oil with added erosion inhibitor, a sulforated silicone oil, a fluorinated silicone oil or a mineral oil.

Vorzugsweise werden Isolieröle verwendet, die eine hohe Durchschlagsfestigkeit, niedrige Viskosität, einen hohen Flammpunkt und einen'niedrigen Gerinnungspunkt haben und die angrenzenden Elemente des Sicherungselementes nicht chemisch beeinflussen und selbst eine gute elektrische und chemische Stabilität aufweisen und auch hitzebeständig sind, wie dies zum Beispiel für Silikon-Öl der Fall ist.Preferably, insulating oils are used that have a high dielectric strength, low viscosity, a high flash point and a low clotting point and do not chemically influence the adjacent elements of the fuse element and themselves have good electrical and chemical stability and are also heat-resistant as is the case with silicone oil, for example.

Das Außengehäuse 1 ist vorzugsweise kreiszylindrisch ausgebildet und besteht vorzugsweise aus Kunstharz oder Keramik. Vorteilhaft ist auch ein Außengehäuse aus Metall, das dann aber zweckmäsDic durch eine entsprechende Oberflächenschicht oberflächenisoliert wird.The outer housing 1 is preferably designed to be circular and cylindrical is preferably made of synthetic resin or ceramic. An outer housing is also advantageous made of metal, which is then expediently through a corresponding surface layer is surface-insulated.

Die Anschlußfahnen 3 bestehen vorzugsweise aus Kupfer, Aluminirn oder dergleichen gut leitendem Metall.The connecting lugs 3 are preferably made of copper, aluminum or like good conductive metal.

Bei dem zweiten, in Figur 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind Teile, die den Teilen aus Figur 1 und 2 entsprechen, mit der gleichen Bezugsziffer, jedoch mit nachgehängtem Strich ' bezeichnet. Das kreiszylindrische Außengehäuse 20 besteht aus zwei Halbschalen, die entlang der Teilungsebene 21 dichtend aneinanderliegen und durch zwei mit Schrauben 26 verschraubte Ringe 25 gegeneinander verspannt sind. Entlang der Teilungsebene 21 kann man zur Abdichtung auf die beiden dort aneinandergrenzenden Ränder Dichtungsmittel oder eine Gummidichtung verlegen. Der Ring 25 kann ein Metallring oder ein Ring aus Kunststoff oder Gummi sein.In the second embodiment shown in FIGS. 3 and 4 are parts that correspond to parts from Figures 1 and 2, with the same reference numerals, but marked with a trailing dash '. The circular cylindrical outer housing 20 consists of two half-shells which lie against one another in a sealing manner along the parting plane 21 and are braced against one another by two rings 25 screwed together with screws 26. Along the dividing plane 21 one can seal on the two adjacent there Lay the edges of sealant or a rubber seal. The ring 25 can be a metal ring or a ring made of plastic or rubber.

Für die Durchführung der beiden Anschlußfahnen 3' sind Aussparungen oder Gewindelöcher entlang der Teilungsebene 21, zum Beispiel die Öffnung 22, vorgesehen.There are recesses for the implementation of the two terminal lugs 3 ' or threaded holes along the parting plane 21, for example the opening 22, are provided.

In das Außengehäuse 1 beziehungsweise 20 können Fenster zur Anzeige des Niveaus der Ölfüllung des Zwischenraums 2, 2' vorgesehen sein. Weiterhin können in dem Mantel des Außengehäuses Drucksicherheitsventile vorgesehen sein.In the outer housing 1 or 20, windows can be used for display purposes the level of the oil filling of the intermediate space 2, 2 'may be provided. Furthermore you can pressure safety valves can be provided in the jacket of the outer housing.

In Abänderung der dargestellten Ausführungsbeispiele körnen die Arschlußfahnen 3, 3' über die beiden axialen Enden des Außengehauses hinausragen.In a modification of the exemplary embodiments shown, the back flags can be used 3, 3 'protrude beyond the two axial ends of the outer housing.

Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind anstelle ds einen Sicherungselementes gemäß Figur 1 und 2 drei Sicherungselemente 6' auf den Umfang verteilt innerhalb des Innengehäuses 4' angeordnet. Die Längskanäle dieser drei Sicherungselemente 6' münden beidseitig in den, dem Zwischenraum 2 entsprechenden Zwischenraum, der wie beim ersten Ausführungsbeispiel mit isolierendem öl gefüllt ist. Der verbleibende Platz innerhalb des Innengehäuses 4' ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel mit isolierendem Pulver gefüllt.In the embodiment shown in Figure 4 are instead ds a fuse element according to Figure 1 and 2, three fuse elements 6 ' arranged distributed around the circumference within the inner housing 4 '. The longitudinal channels of this three securing elements 6 'open on both sides into the space corresponding to the intermediate space 2 Gap, which is filled with insulating oil as in the first embodiment is. The remaining space within the inner housing 4 'is the same as in the first exemplary embodiment filled with insulating powder.

Bei Betrieb strömt Isolieröl aus dem Zwischenraum durch < n Längskanal der Sicherungselemente und kühlt das Sicherungselement, so daß dessen Temperatur bei Normalbetrieb an das Öl ab- unc vnn da an das Außengehäuse übertragen und abgeleitet wird. Bei Wbe;-strom jedoch reicht diese Temperaturableitung nicht aus. Jett wird auch die durch die Pulverfüllung 5 des Innengehäuses 4 bewirkte thermische Isolierung wirksam und das Sicherungselement überhitzt sich schlagartig und spricht verzögeruncsarm an und unterbricht den Überstrom.During operation, insulating oil flows out of the space through <n longitudinal channels the fuse element and cools the fuse element so that its temperature during normal operation to the oil and then transferred to the outer housing and diverted will. In the case of Wbe; -strom, however, this temperature dissipation is not sufficient. Jett will also the thermal insulation brought about by the powder filling 5 of the inner housing 4 effective and the fuse element overheats suddenly and speaks with little delay on and interrupts the overcurrent.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

PATENT CLAIMS 1. Electrical safety device, characterized in that that a tubular, elongated fuse element (6) coaxially inside an inner housing (4) is arranged inside an outer housing (1 ) is arranged that the longitudinal channel (7) of the fuse element with both ends opens into the space (2) between the inner housing (4 and outer housing (1), that the inner housing is otherwise closed, that the securing element on both sides is electrically connected to two connecting lugs (3), which are sealed off from the Outer housing (1) are brought out so that the outer housing is otherwise tight, that the space (2) is filled with an electrically insulating oil, and that the remaining free space within the inner housing with an electrical insulating powder (5) is filled.

2. Safety device according to claim 1, characterized in that that the outer housing (20) consists of two half-shells, which are along a dividing plane (21) are placed close together, and that the dividing plane (21) extends through the bushings for the two terminal lugs (3 ') extends.

3. Safety device according to claim 1 or 2, characterized in that that the oil to fill the space (2) is a silicone oil, a chlorinated one Silicone oil with added erosion inhibitor, a sulforated silicone oil, a fluorinated one Is silicone oil or a mineral oil.