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Patent Searching and Data


Title:
FULL-RANGE FUSE INSERT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/105648
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a full-range fuse insert, preferably a high-voltage full-range fuse insert, having at least one fusible conductor system, wherein the fusible conductor system comprises at least one short-circuit fusible conductor and at least one overload fusible conductor, wherein the short circuit fusible conductor and the overload fusible conductor are connected in series and electrically connected to each other, wherein the short circuit fusible conductor disconnects high error currents, particularly in the short circuit range, and wherein the overload fusible connector disconnects lower error currents, particularly in the overload range. According to the invention, at least one temperature-limiting striker pin is provided, wherein the striker pin is thermally triggered upon reaching a set triggering temperature.

Inventors:
HAAS HEINZ-ULRICH (DE)
WILHELM DIRK (DE)
Application Number:
PCT/EP2009/004545
Publication Date:
September 23, 2010
Filing Date:
June 24, 2009
Export Citation:
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Assignee:
SIBA FUSES GMBH & CO KG (DE)
HAAS HEINZ-ULRICH (DE)
WILHELM DIRK (DE)
International Classes:
H01H85/30; H01H85/02; H01H85/042
Foreign References:
US5805046A1998-09-08
EP0881653A11998-12-02
DE3337380A11985-04-25
EP0155373A21985-09-25
DE1932709U1966-02-17
DE7031178U1971-01-21
Attorney, Agent or Firm:
GESTHUYSEN, VON ROHR & EGGERT (DE)
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Claims:
Patentansprüche:

1. Ganzbereichs-Sicherungseinsatz, vorzugsweise Ganzbereichs-Hochspan- nungs-Sicherungseinsatz, mit wenigstens einem Schmelzleitersystem, wobei das Schmelzleitersystem wenigstens einen Kurzschlußschmelzleiter und wenigstens einen Überlastschmelzleiter aufweist, wobei der Kurzschlußschmelzleiter und der Überlastschmelzleiter in Reihe geschaltet und elektrisch miteinander verbunden sind, wobei der Kurzschlußschmelzleiter hohe Fehlerströme insbesondere im Kurzschlußbereich abschaltet und wobei der Überlast- Schmelzleiter niedrigere Fehlerströme insbesondere im Überlastbereich abschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein temperaturbegrenzender Schlagstift vorgesehen ist, wobei der Schlagstift bei Erreichen einer festgelegten Auslösetemperatur thermisch ausgelöst wird.

2. Ganzbereichs-Sicherungseinsatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösetemperatur des Schlagstiftes bei Unterbrechung wenigstens eines Kurzschlußschmelzleiters und/oder wenigstens eines Überlastschmelzleiters, insbesondere als Folge von Stoßströmen oder mechanischen Stößen, bei einem Betriebsstrom des Sicherungseinsatzes unterhalb von dem Siche- rungs-Bemessungsstrom erreicht wird.

3. Ganzbereichs-Sicherungseinsatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Kurzschlußschmelzleitern und eine Mehrzahl von Überlastschmelzleitern vorgesehen sind, wobei die Auslösetemperatur des Schlagstiftes bei Unterbrechung aller Kurzschlußschmelzleiter des Schmelzleitersystems und/oder aller Überlastschmelzleiter des Schmelzleitersystems, insbesondere als Foige von Stoßströmen oder mechanischen Stößen, bei einem Betriebsstrom des Sicherungseinsatzes unterhalb von dem Sicherungs- Bemessungsstrom erreicht wird.

4. Ganzbereichs-Sicherungseinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sicherungseinsatz in einem Köchergehäuse untergebracht ist, wobei der Schlagstift bei einer Temperatur im Köcher von mehr als 150 0C, vorzugsweise von mehr als 200 0C, insbesondere ab ca. 250 0C, thermisch ausgelöst wird.

5. Ganzbereichs-Sicherungseinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagstift bei einer Außentemperatur in der Umgebung des Köchers von mehr als 100 0C, vorzugsweise mehr als 120 0C, insbesondere bei mehr als 200 0C, thermisch ausgelöst wird.

6. Ganzbereichs-Sicherungseinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlagstift elektrisch auslösbar ist, wobei, vorzugsweise, der Auslösestroms größer als der Sicherungs-Bemessungs- strom ist.

7. Ganzbereichs-Sicherungseinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bemessungsstrom weniger als 20 A, insbesondere weniger als 10 A, beträgt.

8. Ganzbereichs-Sicherungseinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsenergie des thermisch auslösbaren Schlagstiftes zwischen 0,1 J bis 2,0 J, insbesondere zwischen 0,5 J bis 1,5 J, beträgt.

9. Ganzbereichs-Sicherungseinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittslänge des thermisch auslösbaren Schlagstiftes zwischen 10 mm bis 50 mm, insbesondere zwischen 20 mm bis 40 mm, beträgt.

10. Ganzbereichs-Sicherungseinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinste Haltekraft des thermisch auslösbaren Schlagstiftes zwischen IO N bis 200 N, vorzugsweise zwischen 20 N bis 120 N, insbesondere ca. 50 N oder ca. 80 N, beträgt.

11. Ganzbereichs-Sicherungseinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Austrittsbewegung des Schlagstiftes weniger als 70 ms, vorzugsweise weniger als 60 ms, insbesondere weniger als 50 ms, beträgt, bezogen auf die Zeitdauer von der thermischen Auslösung bis zu einem Austritt des Schlagstiftes von 10 mm bis 50 mm, vor- zugsweise von 20 mm bis 40 mm.

12. Lastschalter-Sicherungskombination mit wenigstens einem Ganzbereichs- Sicherungseinsatz nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Description:
Ganzbereichs-Sicherungseinsatz

Die Erfindung betrifft einen Ganzbereichs-Sicherungseinsatz, vorzugsweise Ganzbereichs-Hochspannungs-Sicherungseinsatz, mit wenigstens einem Schmelzleitersystem, wobei das Schmelzleitersystem wenigstens einen Kurzschlußschmelzleiter und wenigstens einen Überlastschmelzleiter aufweist, wobei der Kurzschlußschmelzleiter und der Überlastschmelzleiter in Reihe geschaltet und elektrisch miteinander verbunden sind, wobei der Kurzschlußschmelzleiter hohe Fehlerströme insbesondere im Kurzschlußbereich abschal- tet und wobei der Überlastschmelzleiter niedrigere Fehlerströme insbesondere im Überlastbereich abschaltet. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Lastschalter-Sicherungs-Kombination, insbesondere mit dreipoliger Freiauslösung, und mit wenigstens einem Ganzbereichs-Sicherungseinsatz der vorgenannten Art.

Abhängig von der Fähigkeit, Überströme von bestimmter Höhe und Dauer ausschalten zu können, werden Teil-, Viel- und Ganzbereichs-Sicherungen unterschieden. Teil-, Viel- und Ganzbereich bezieht sich dabei im Sinne der Erfindung auf den Überlast- Ausschaltbereich der Sicherungen.

Der Sicherungs-Bemessungsstrom ist im Sinne der Erfindung definiert als der Strom, den der Sicherungseinsatz ohne Überschreitung festgelegter Erwärmungsgrenzen dauernd führen kann. Der (maximale) Sicherungs-Bemes- sungs-Ausschaltstrom ist der größte Wert eines unbeeinflußten Stromes (als Effektivwert), den die Sicherung bei festgelegter Spannung unter vorgegebenen Bedingungen ausschalten kann bzw. mit welchem die Sicherung bei der Typprüfung geprüft wurde. Typische Werte dieser Bemessungswerte sind 40 kA, 63 kA und 100 kA oder mehr. Der kleinste (minimale) Sicherungs- Bemessungs-Ausschaltstrom ist bei Teil- und Vielbereichs-Sicherungen der kleinste Wert des unbeeinflußten Stromes, den eine Sicherung bei ihrer Bemessungsspannung (100 %) unter vorgegebenen Bedingungen ausschalten kann.

Markante Eigenschaft der Teilbereichs-Sicherung ist es, unzulässige Über- ströme erst oberhalb eines bestimmten minimalen Sicherungs-Bemessungs- Ausschaltstroms des Sicherungseinsatzes zuverlässig abzuschalten. Dieser minimale Sicherungs-Bemessungs-Ausschaltstrom kann das 2- bis 5fache des Sicherungs-Bemessungsstroms bei Abschaltzeiten zwischen 500 ms und 10 min betragen.

Vielbereichs-Sicherungseinsätze haben einen erweiterten Ausschaltbereich in der Überstromregion. Je nach Auslegung des Schmelzleiters können Ströme mit Ausschaltzeiten von bis zu einer Stunde problemlos ausgeschaltet werden. Der minimale Sicherungs-Bemessungs-Ausschaltstrom kann bei diesen Siche- rungen das 1,5- bis 2fache des Sicherungs-Bemessungsstroms betragen. Die Verringerung des minimalen Sicherungs-Bemessungs-Ausschaltstroms in Richtung langer Schmelzzeiten ist durch die Aufteilung des Schmelzleiter- Gesamtquerschnitts auf möglichst viele Einzelschmelzleiter möglich. Hierbei wird eine Mehrzahl von Einzelschmelzleitern auf einen isolierenden Wickel- träger gewickelt und in Quarzsand als Löschmittel eingebettet. Das Stanzbild der Schmelzleiter sowie ihr Querschnitt unterscheiden sich nur geringfügig von dem einer Teilbereichs-Sicherung gleichen Bemessungsstroms. Eine Vielbereichs-Sicherung mit einem Bemessungsstrom von 40 A kann beispielsweise mit zehn parallelen Einzelschmelzleitern bestückt sein. Der mini- male Sicherungs-Bemessungs-Ausschaltstrom kann dann bei einer Ausschaltzeit von einer Stunde ca. 75 A betragen. Im Vergleich dazu kann beispielsweise eine Hochspannungs-Teilbereichs-Sicherung mit einem Bemessungsstrom von 40 A über drei Schmelzleiter verfügen. Der minimale Sicherungs- Bemessungs-Ausschaltstrom kann beim dreifachen Bemessungsstrom, also 120 A, liegen bei einer Ausschaltzeit von ca. 30 s.

Teilbereichs- und Vielbereichs-Sicherαngen zeigen ein unterschiedliches Verhalten im Kurzschluß- und Überstrombereich. Bei Kurzschlußströmen sprechen bei der Teilbereichssicherung die Hauptschmelzleiter auf ganzer Länge und bei der Vielbereichs-Sicherung die Hauptschmelzleiter, die mit den Schmelzleitern in der Erwärmungszone in Reihe liegen, an. Die Lichtbogenlöschung erfolgt strombegrenzend im umgebenden Löschsand aufgrund intensiver Kühleffekte.

Bei unzulässigen Überströmen werden in der Vielbereichs-Sicherung die Schmelzleiter in der Erwärmungszone wirksam und trennen den Stromweg gemäß der vorgegebenen Zeit/Strom-Kennlinie auf. Aufgrund des relativ hohen spezifischen Widerstandes des Schmelzleiter- Werkstoffes und aufgrund der reduzierten Wärmeableitung aus der Erwärmungszone heizen sich die Schmelzleiter hier erheblich rascher auf als die Hauptschmelzleiter außerhalb der Erwärmungszone. Schnelle Aufheizung und niedriger Schmelzpunkt führen zum frühen Durchschmelzen. Der weitere Ablauf der Überstromabschaltung ist mit der bekannten Abschaltung einer Teilbereichs-Sicherung identisch.

Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik elektrisch auslösbare Schlagmelder bekannt, die nach einem Fehlerstrom anzeigen sollen, daß die Sicherung abgeschaltet ist. Sind die Sicherungseinsätze in einer luft- oder gasisolierten Lastschalter-Sicherungs-Kombination untergebracht, wirken Schlagstifte der Schlagmelder in diesem Einsatzfall auf die Freiauslösung der Schaltanlage, welche die Anlage dann dreipolig zur Abschaltung bringen kann. Das Schlagstiftsystem besteht aus dem Schlagstift, einer die Energie zur Auslösung bereitstellenden Sprungfeder, einem die Sprungfeder zurückhaltenden Haltedraht und einem Zuführdraht zur Kontaktierung des Auslösesystems. Das Schlagstiftsystem ist den Haupt-Schmelzleitern des Sicherungsein- satzes dabei parallel geschaltet. Kommt es zu einem Überstrom mit Schmelzzeiten außerhalb der Strombegrenzung, schmilzt der Schmelzleiter und unmittelbar nach dem Schmelzen, also schon in der Lichtbogenphase, tritt der Schlagstift aus. Bei sehr kurzen Schmelzzeiten und damit im Anstieg des Fehlerstroms tritt der Schlagstift praktisch zeitgleich mit dem Unterbrechen der Schmelzleiter aus.

Darüber hinaus kommen bei Hochspannungs-Sicherungseinsätzen als Teilbereichs-Sicherungen Schlagmelder mit temperaturbegrenzender Wirkung zum Einsatz, deren Auslöser nicht nur auf Fehlerströme im Kurzschlußbereich der Sicherungen reagiert (elektrische Auslösung), sondern ebenso auf unzulässige Erwärmungen (thermische Auslösung). Die Notwendigkeit für den temperaturbegrenzenden Schlagstift ergibt sich aus der Funktion der Hochspannungs- Sicherung als Teilbereichs-Sicherung. Werden diesen Sicherungen unzulässigerweise mit einem Strom größer als dem Sicherungs-Bemessungsstrom und kleiner als dem minimalen Sicherungs-Bemessungs-Ausschaltstrom belastet, können sie sehr heiß werden. Diese hohen Temperaturen resultieren aus der Schmelztemperatur des Schmelzleiter- Werkstoffs, beispielsweise Silber von 960 0 C. Bei zunehmend länger werdenden Schmelzzeiten gewinnt auch die Dauer der anstehenden Temperatur an Bedeutung, so daß es sogar zum Versagen des Isolierkörpers kommen kann, wobei der Bereich zwischen dem Siche- rungs-Bemessungsstrom und dem minimalen Sicherungs-Bemessungs-Aus- schaltstrom als sogenannte "verbotene Zone" bezeichnet wird.

Auch die unmittelbare Umgebung des Sicherungseinsatzes muß diese hohen Temperaturen aufnehmen. Dies macht sich besonders in der engen Kapselung einer gasisolierten Schaltanlage bemerkbar, bei eingeschränkter Wärmeabfuhr. Hier können in der "verbotenen Zone" Temperaturen erreicht werden, die zu einer Zerstörung der Kunststoff-Kapselung führen können. Zum Ausschalten der Sicherung bei zu starker Erwärmung in der verbotenen Zone werden daher temperaturbegrenzende Schlagstifte eingesetzt. Erreicht ein im Gehäuse des Schlagstifts untergebrachter Sensor eine festgelegte Auslösetemperatur, wird der Schlagstift freigegeben. In diesem Fall kann eine Lastschalter-Sicherungs-Kombination, welche über die Freiauslösung des Schlagstiftes betätigt worden ist, die Ausschaltaufgabe übernehmen. Der bekannte Schlagmelder zeigt dabei seine thermische Überwachungsfunktion oberhalb des Si- cherungs-Bemessungsstroms bis über den minimalen Sicherungs-Bemes- sungs-Ausschaltstrom hinaus. Bei einem "satten" Kurzschluß kann dagegen der Schlagstift elektrisch ausgelöst werden, wobei der Widerstands-Haltedraht der Auslösefeder schmilzt.

Ganzbereichs-Sicherungen sind in der Lage, jeden Strom oberhalb des Bemessungsstroms, der sie zum Schmelzen bringt, auszuschalten. Unter bestimmten Bedingungen müssen diese Sicherungen selbst ihren Bemessυngs- strom ausschalten können. Konstruktiv kann die Ganzbereichs-Sicherung einer Reihenschaltung einer bekannten Teilbereichscharakteristik mit einer so- genannten Ausblas-Sicherung entsprechen. Die Ausblas-Sicherung oder "ex- pulsion fuse" vollzieht bei Überlast die Lichtbogenlöschung im Gegensatz zur Abschaltung durch eine Teilbereichscharakteristik durch die Erzeugung einer hohen Gasströmung. Hierzu kann der Überlastbereich des durchgängigen Schmelzleiters in einem druckstabilen, flexiblen Schlauch geführt werden, welcher beidseitig verschlossen wird, um das Eindringen von kühlendem Sand aus dem Kurzschlußbereich der Sicherung zu verhindern. Mittig kann der Schmelzleiter mit Lot versehen werden, welches die Schmelztemperatur des Schmelzleiters extrem reduziert. Das Fehlen des kühlenden Sandes sowie der Einsatz des Lotes ermöglichen ein Aufschmelzen des Schmelzleiters bei geringen Fehlerströmen.

Im Gegensatz zu einer reinen Teilbereichs-Sicherung wirkt eine Ausblas- Sicherung auch im Falle hoher Kurzschlußströme nicht strombegrenzend. Hieraus resultiert, daß die Ausschaltfähigkeit der reinen Ausblasstrecke auf wenige tausend Ampere beschränkt ist. Jedoch verfügt sie über die Fähigkeit, kleine Überströme, welche eine Teilbereichs- Sicherung nicht mehr ausschalten könnte, sicher zu löschen. Daher bietet es sich an, diese beiden Ausschaltmechanismen zu kombinieren, so daß jeder Teil seine physikalisch gegebene Fähigkeit zur Fehlerstromabschaltung einbringt und parallel den benachbarten Ausschaltmechanismus in dem Bereich schützt, wo er nicht ord- nungsgemäß Ausschalten kann. Die Teilbereichscharakteristik übernimmt hier die Abschaltung in dem Strombereich, welcher zu Schmelzzeiten bis hinauf zu ca. einer Sekunde führt. Längere Schmelzzeiten und demnach geringere Fehlerströme werden von der Ausblasstrecke übernommen.

Strombegrenzende Ganzbereichs-Sicherungseinsätze, so genannte full-range fuse-links, welche mit einem aus zwei Abschnitten bestehenden Schmelzleitersystem aufgebaut sind, sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt. Aus der GB 2 184 301 B ist beispielsweise eine Ganzbereichs-Sicherung bekannt, die einen monolithischen ersten Schmelzleiterstrang aufweist, der zum Abschalten von Fehlerströmen im Kurzschlußbereich vorgesehen ist. Darüber hinaus weist die bekannte Sicherung einen zweiten, dem ersten hintereinan- dergeschalteten Strang als Ausblasstrecke auf, welche zum Abschalten von Fehlerströmen im Überlastbereich, d. h. bei unzulässigen Strömen oberhalb von dem Bemessungsstrom der Ganzbereichs-Sicherung, vorgesehen ist.

Ähnliche und im Zusammenhang mit der Erfindung stehende Ganzbereichs- Sicherungen sind beispielsweise aus der DE 24 12 688 C3, der EP 0 046 392 A2, der EP 0 106 296 Bl und der WO 00/24023 bekannt. Weitere Ganzbereichs-Sicherungen sind aus der DE 2 237 690 A, der DE 196 00 947 Al, der EP 0 791 946 Al, der EP 0 660 351 Bl und der EP 1 162 640 Al bekannt. Ganzbereichs-Sicherungen sollen jeden Fehlerstrom, der größer als der oder gleich dem Sicherungs-Bemessungsstrom (Überlastbereich) und kleiner als der oder gleich dem (maximalen) Sicherungs-Bemessungs-Ausschaltstrom ist, ausschalten können. Es hat sich nun jedoch gezeigt, daß nach bestimmten Störeinflüssen, wie beispielsweise bei Gewittern auftretenden energiearmen Stoßströmen oder bei mechanischen Stößen gegen die Sicherung, einzelne oder alle Schmelzleiter reißen (trennen) und dadurch die Ausschaltfunktion der Sicherung unterhalb des Bemessungsstroms nicht in zufriedenstellendem Maße gewährleistet ist. Dies gilt insbesondere für Sicherungseinsätze mit kleinen Bemessungsströmen. Bei durch Stoßströme oder durch mechanische Stoßlast erfolgter Schmelzleitertrennung bzw. der daraus resultierenden verminderten Stromtragfähigkeit können bei Lastströmen unterhalb des Bemessungsstroms sehr lange Ausschaltzeiten auftreten, die zu Schäden in der Um- gebung der Sicherung führen können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Ganzbereichs-Sicherungs- einsatz der eingangs genannten Art, vorzugsweise einen Ganzbereichs-Hoch- spannungs-Sicherungseinsatz oder Ganzbereichs-Mittelspannungs-Siche- rungseinsatz, weiterzubilden, so daß auch bei durch Stoßströme oder mechanische Stoßlast erfolgter Schmelzleitertrennung eine zufriedenstellende Ausschaltung ohne thermische Belastung der Schaltanlage erreicht wird.

Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe wird ein Ganzbereichs-Sicherungs- einsatz der eingangs genannten Art vorgeschlagen, der wenigstens einen temperaturbegrenzenden Schlagstift aufweist, wobei der Schlagstift bei Erreichen einer festgelegten Auslösetemperatur thermisch ausgelöst wird. Mit der Erfindung wird erstmals im Stand der Technik eine Ganzbereichs-Sicherung mit einem temperaturbegrenzenden Schlagstift ausgerüstet, um die Ausschaltcha- rakteristik des Sicherungseinsatzes unterhalb des Bemessungsstroms zu verbessern. Insbesondere kann nach einer Unterbrechung einzelner oder aller Schmelzleiter durch mechanische Stöße oder durch energiearme Stoßströme, wie sie bei Gewittern auftreten können, die Ausschaltdauer der Sicherung durch den temperaturbegrenzenden Schlagstift verkürzt werden, wobei ein Temperaturanstieg in dem Köchergehäuse des Sicherungseinsatzes oder in der Umgebung detektiert wird und automatisch zum Auslösen des Schlagstiftes fuhrt. Hier kann ein Auslösesystem vorgesehen sein, bei dem der Schlagstift über eine Halterung aus Kunststoff zurückgehalten wird, wobei die Halterung bei Erreichen der Auslöstemperatur schmilzt und den Schlagstift freigibt, wobei auch die Dauer der anstehenden Temperatur von Bedeutung ist.

In Zusammenhang mit der Erfindung hat sich gezeigt, daß das Schmelzleitersystem eines Ganzbereichs-Sicherungseinsatzes seine volle Stromtragfähigkeit verlieren kann, wenn beispielsweise infolge eines mechanischen Stoßes einzelne Schmelzleiter reißen oder die Schmelzleiter bei einem Gewitter ener- giearmen Stoßströmen ausgesetzt sind, welche zur Unterbrechung einzelner Schmelzleiter fuhren können. In diesen Fällen haben die verbleibenden intakten Schmelzleiter den Betriebsstrom zu führen, welcher erheblich unter dem Sicherungs-Bemessungsstrom des Sicherungseinsatzes liegen kann. Reicht die Stromtragfähigkeit der verbleibenden Schmelzleiter nicht aus, schmelzen die- se Schmelzleiter zwar, können aber den Strom getragen durch den Lichtbogen nicht mehr unterbrechen. Bei ungünstiger Stromaufteilung kann der Ausschaltlichtbogen relativ lange brennen, bevor er ein Isolier- bzw. Löschrohr der Ganzbereichs- Sicherung zum Bersten bringt oder an den Kontaktkappen austritt.

Darüber hinaus verhalten sich Ganzbereichs-Sicherungseinsätze mit einem elektrischen Schlagstiftsystem bei kleinen Bemessungsströmen problematisch, wenn alle Schmelzleiter durch mechanischen Stoß oder Pulslast unterbrochen werden und der Laststrom allein über den parallel zum Schmelzleiter liegen- den Zufuhrdraht zu dem elektrisch auslösbaren Schlagstift geführt wird. Insbesondere bei kleinen Transformatoren und sehr niedrigen Lastströmen spricht der Widerstandsdraht des Auslösesystems nicht schnell genug an und das Sicherungsgehäuse kann Temperaturen von einigen 100 0 C erreichen.

Zur Vermeidung insbesondere der oben genannten Betriebszustände wird bei der Erfindung der Einsatz von temperaturbegrenzenden Schlagstiften bei Ganzbereichs-Sicherungen vorgeschlagen. Ist der Sicherungseinsatz in einer Schaltanlage eingebaut, kann durch Ansprechen des Schlagstiftes die Freiauslösung der Schaltanlage bewirkt werden. Durch die Schaltanlage kann dann ein fehlerbehafteter Netzzweig unterbrochen werden, bevor es zu weiteren Zerstörungen aufgrund zu hoher Temperaturen kommt. Bei bekannten Teilbereichs-Sicherungen mit thermisch auslösbarem Schlagstiftsystem zeigt der Schlagmelder seine thermische Überwachungsfunktion bei unzulässigen Strömen oberhalb von dem Bemessungsstrom des Siche- rungseinsatzes, wobei sich die Überwachungsfunktion bis über den Bereich des minimalen Sicherungs-Bemessungs-Ausschaltstroms hinaus erstrecken kann. Die Erfindung geht jedoch einen anderen Weg. Bei der Erfindung wird der temperaturbegrenzende Schlagstift vorgesehen, um bei Unterbrechung einzelner oder aller Schmelzleiter der Sicherung und der damit verbundenen Abnahme der Stromtragfähigkeit der Sicherung ein temperaturinduziertes Ausschalten der Sicherung bei kurzen Ausschaltzeiten zu gewährleisten, auch wenn der Betriebsstrom der Sicherung (weit) unterhalb von dem Sicherungs- Bemessungsstrom liegt und der über die verbleibenden Schmelzleiter der Sicherung und/oder einen Auslösedraht eines Schlagstiftsystems mit elektrisch auslösbarem Schlagstift fließende Strom zu gering ist, um eine ausreichend schnelle Ausschaltung bzw. Stromunterbrechung der Sicherung zu erzielen. Durch Einsatz des temperaturbegrenzenden Schlagstiftes können bei dem erfindungsgemäßen Sicherungseinsatz Schäden durch zu hohe Temperaturen, insbesondere bei Einbau des Sicherungseinsatzes in einer Lastschalter-Siche- rungs-Kombination, sicher ausgeschlossen werden.

Die Auslösetemperatur des temperaturbegrenzenden Schlagstiftes kann bei dem erfindungsgemäßen Ganzbereichs-Sicherungseinsatz bereits bei Unterbrechung wenigstens eines Kurzschlußschmelzleiters und/oder wenigstens ei- nes Überlastschmelzleiters des Ganzbereichs-Sicherungseinsatzes bei einem Laststrom bzw. Betriebsstrom des Sicherungseinsatzes unterhalb von dem Si- cherungs-Bemessungsstrom des Sicherungseinsatzes erreicht werden, wobei der Betriebsstrom über die verbleibenden Schmelzleiter gefuhrt wird und infolge der Unterbrechung einzelner Schmelzleiter der Strom über die übrigen Schmelzleiter ansteigt. Der temperaturbegrenzende Schlagstift zeigt dabei seine thermische Überwachungsfunktion bereits unterhalb von dem Bemessungsstrom der Sicherung, wobei sich die Überwachungsfunktion noch über den Bemessungsstrom hinaus in den Überlastbereich hinein erstrecken kann. Es versteht sich, daß eine entsprechende konstruktive Auslegung des tempera- turbegrenzenden Schlagstiftsystems und eine entsprechende Auslöse- bzw. Temperaturcharakteristik des Auslösesystems des Schlagmelders Voraussetzungen sind.

Weist beispielsweise ein erfindungsgemäßer Ganzbereichs-Sicherungseinsatz zwei Schmelzleiter mit jeweils einem Kurzschluß-Schmelzleiterabschnitt und einem Überlast-Schmelzleiterabschnitt auf, wobei der Kurzschluß-Schmelzleiterabschnitt und der Überlast- Schmelzleiterabschnitt in Reihe geschaltet und elektrisch miteinander verbunden sind, und ist ein Schlagstiftsystem mit einem elektrisch auslösbaren Schlagstift vorgesehen, kann es bei Unterbre- chung eines einzelnen Kurzschluß-Schmelzleiterabschnitts dazu kommen, daß der verbleibende Schmelzleiter den gesamten Laststrom, der erheblich unter dem Sicherungs-Bemessungsstrom liegen kann, trägt und der Überlast- Schmelzleiterabschnitt gegebenenfalls abschaltet. Der Strom kann dann auf den ersten Schmelzleiter kommutieren, wobei an Unterbrechungsstellen ein Lichtbogen entstehen kann. Der Lichtbogenstrom kann jedoch unter Umständen nicht ausreichend hoch sein, um den Überlast-Schmelzleiterabschnitt zum Schmelzen zu bringen. Dadurch kann sich der Lichtbogen mit einem entsprechenden Temperaturanstieg entwickeln, was zu einem Ansprechen des temperaturbegrenzenden Schlagstiftes führen und das Ausschalten über eine Last- schalter-Sicherungs-Kombination zur Folge haben kann.

Darüber hinaus ist es möglich, daß beispielsweise infolge Gewittereinwirkung oder durch mechanische Stöße beide Kurzschluß-Schmelzleiterabschnitte der beschriebenen Sicherung unterbrochen werden, wobei der Zuführdraht zu dem elektrisch auslösbaren Schlagstift den vollen Laststrom trägt. Bei einer ausreichend großen Dauer-Stromtragfähigkeit steigt die Temperatur des Zuführdrahtes stark an, was zum Auslösen des temperaturbegrenzenden Schlagstiftes führen kann. Auch hier kann dann eine Ausschaltung über eine Lastschalter- Sicherungs-Kombination vorgesehen sein.

Auch ist es möglich, daß ein einzelner Überlast-Schmelzleiterabschnitt durch mechanischen Stoß oder Pulslast unterbrochen wird. Der verbleibende Schmelzleiter trägt dann zunächst den gesamten Last- bzw. Betriebstrom, worauf der Überlast-Schmelzleiterabschnitt gegebenenfalls abschaltet. Der Strom kann dann auf den ersten Schmelzleiter kommutieren, wobei an der Unterbrechungsstelle ein Lichtbogen entstehen kann. Dann schaltet auch der zweite Überlast-Schmelzleiterabschnitt gegebenenfalls ab, wobei der temperaturbegrenzende Schlagstift thermisch ausgelöst wird.

Schließlich können durch mechanischen Stoß oder Pulslast auch beide Über- lastschmelzleiter unterbrochen und die Stromtragfähigkeit des Sicherungs- Einsatzes erheblich reduziert werden. Hier trägt der Zuführdraht des elektrisch auslösbaren Schlagstifts den vollen Laststrom und wird stark erwärmt, wobei die Dauer-Stromtragfähigkeit des Zuführdrahtes bis 2 A betragen kann. Der Zuführdraht kann aus einem hochohmigen Werkstoff, beispielsweise Konstan- tan, und der Schmelzleiter aus Silber bestehen. Dadurch wird die hohe Erwärmung des Zuführdrahtes im Fehlerfall noch verstärkt. Bei den entstehenden hohen Temperaturen wird der temperaturbegrenzende Schlagstift ausgelöst, was wiederum zur Ausschaltung über einen Sicherungs-Lasttrennschalter führen kann.

Bei der erfindungsgemäßen Ganzbereichs-Sicherung können der Kurzschlußschmelzleiter und der Überlastschmelzleiter einstückig ausgebildet sein. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, daß der Kurzschlußschmelzleiter und der Überlastschmelzleiter über eine Zwischenkontaktierung elektrisch mitein- ander verbunden und hintereinandergeschaltet sind. Im übrigen kann die erfindungsgemäße Sicherung auch eine Mehrzahl von Kurzschlußschmelzleitern und eine Mehrzahl von Überlastschmelzleitern aufweisen, wobei beispielsweise ein Schmelzleiterstrang mit einer Mehrzahl von parallel geschalteten Kurzschlußschmelzleitern mit einem weiteren Schmelzleiterstrang mit einer Mehrzahl von parallel geschalteten Überlastschmelzleitern in Reihe geschaltet und elektrisch miteinander verbunden sein kann.

Auch durch Brand, Entladungen oder mangelhafte Kontaktierung kann es zu unzulässig hohen Temperaturen im Bereich der Sicherung kommen. Hier kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß der Schlagstift bei einer Innentemperatur in einem Köcher, in dem der Sicherungseinsatz eingesetzt ist, von mehr als 150 0 C, vorzugsweise von mehr als 200 0 C, insbesondere ab ca. 250 0 C, thermisch ausgelöst wird. Mit Bezug auf die Temperatur des Köchergehäuses kann der Schlagstift bei mehr als 100 0 C, vorzugsweise mehr als 120 0 C, ins- besondere mehr als 200 0 C, thermisch ausgelöst werden. Dies setzt eine entsprechende konstruktive Auslegung des Schlagstiftsystems und eine entspre- chende Auslöse- bzw. Temperaturcharakteristik des Auslösesystems des Schlagstiftes voraus.

Die erfindungsgemäße Ganzbereichs-Sicherung weist darüber hinaus vor- zugsweise ein Schlagstiftsystem mit einem elektrisch auslösbaren Schlagstift auf, wobei der Auslöse-Fehlerstrom, bei dem der Haltedraht des Schlagstiftes schmilzt, größer als der Sicherungs-Bemessungsstrom ist. Weiter vorzugsweise ist ein Schlagstiftsystem mit einem Schlagstift vorgesehen, der elektrisch und thermisch auslösbar ist.

Insbesondere ist der Einsatz von temperaturbegrenzenden Schlagstiften von Vorteil bei Ganzbereichs-Sicherungseinsätzen mit kleinen Bemessungsströmen von weniger als 20 A, insbesondere von weniger als 10 A. Wenn praktisch alle Schmelzleiter durch mechanischen Stoß oder Pulslast unterbrochen worden sind, kann bei Vorhandensein eines elektrisch auslösbaren Schlagstiftes der Laststrom allein über den parallel zum Schmelzleiter liegenden Zuführ- und Haltedraht des Schlagstiftes geführt werden. Bei Lastströmen unterhalb von 3 A spricht der Widerstandsdraht des elektrischen Auslösesystems nicht schnell genug an und kann unzulässig hohe Temperaturen erreichen. In diesem Zusammenhang ist der erfindungsgemäße Einsatz eines temperaturbegrenzenden durch hohe Temperaturen ausgelösten Schlagstiftes von besonderem Vorteil.

Im Zusammenhang mit der Erfindung hat sich weiter gezeigt, daß die Aus- trittsenergie des thermisch auslösbaren Schlagstiftes vorzugsweise zwischen 0,1 J bis 2,0 J, insbesondere zwischen 0,5 J bis 1,5 J, betragen sollte. Die Austrittslänge des Schiagstiftes kann zwischen 10 mm bis 50 mm, insbesondere zwischen 20 mm bis 40 mm, betragen. Von Vorteil ist, wenn die kleinste Haltekraft des thermisch auslösbaren Schlagstiften zwischen 10 N bis 200 N, vor- zugsweise zwischen 20 N bis 120 N, insbesondere ca. 50 N oder ca. 80 N, beträgt. Die Dauer der Austrittsbewegung des Schlagstiftes sollte weniger als 70 ms, vorzugsweise weniger als 60 ms, insbesondere weniger als 50 ms, betragen, bezogen auf die Zeitdauer von der thermischen Auslösung bis zu einem Austritt des Schlagstiftes von 10 mm bis 50 mm, vorzugsweise von 20 mm bis 40 mm.