DE1954736A1

DE1954736A1 - Current limiting element

Info

Publication number: DE1954736A1
Application number: DE19691954736
Authority: DE
Inventors: Takeo Inowe; Toshio Miyamoto; Takashi Nishiraku; Takashi Shirasawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1969-10-30
Filing date: 1969-10-30
Publication date: 1971-05-06
Also published as: DE1954736B2

Description

Strombegrenzungselement Die Erfindung betrifft ein Strombegrenzungselement mit einem Teil aus Strombegrenzungsmaterial, welches auf einen durchfließenden Strom vorbestimmter Größe anspricht und verdampft, wodurch eine Strombegrenzung erreicht wird, und welches nach Beendigung der Strombegrenzung in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt, und mit einem druckfesten Gehäuse um das Teil aus Strombegrenzungsmaterial, welches beim Verdampfen des Strombegrenzungsmaterials einem Druck ausgesetzt ist. Sie betrifft insbesondere eine Strombegrenzungssicherung vom selbstregenerierenden Typrmit Natrium, Kalium oder einer festen Mischung aus diesen als Strombegrenzungsmaterial. Current Limiting Element The invention relates to a current limiting element with a part made of current limiting material, which acts on a flowing current Responds to a predetermined size and vaporizes, whereby a current limit is achieved and which after termination of the current limitation in its original state returns, and with a flameproof enclosure around the part of current limiting material, which is subjected to pressure as the current limiting material evaporates. It relates in particular to a current limiting fuse from the self-regenerating Typr with sodium, potassium or a solid mixture of these as a current limiting material.

Der selbtregenerierende Typ von Strombegrenzungselementen, der auch "Dauersicherung" genannt wird und der wiederholt die Strombegrenzung bewirken kann, enthält als Strombegrenzungsmaterial ein Metall in Form einer flüssigen oder festen, bei Raumtemperatur leicht verf lüssigbaren Mischung und arbeitet so, daß er auf einem durch das Strombegrenzungsmaterial fließenden Kurzschlußstrom durch Verdampfen des Materials anspricht. Die Verdampfung des Materials erfolgt durch die Joule'sche Wärme, welche durch den KurzschluDstrom im Material entsteht. Dabei wird ein Plasma mit sehr hohem Dampfdruck gebildet. Das verdampfte Material und das Plasma stellen für den Stromfluß einen viel höheren spezifischen Widerstand als die Kurzschlußimpedanz des zugehörigen Kreises dar und begrenzen so den Kurzschlußstrom auf eine vorbestimmte Größe. Nach Beendigung der Strombegrenzung wird das Material rasch gekühlt oder durch Verwirbelung verflüssigt oder verfestigt, wodurch'es in seinen ursprünglichen, elektrisch gut leitenden Zustand selbtregeneriert ist. The self-regenerating type of current limiting element, that too "Continuous fuse" is called and which can repeatedly cause the current limitation, contains a metal as a current limiting material in the form of a liquid or solid, Easily liquidable mixture at room temperature and works so that it is based on a short-circuit current flowing through the current-limiting material responds by evaporation of the material. The evaporation of the material takes place by the Joule heat, which is created by the short-circuit current in the material. This creates a plasma with a very high vapor pressure. The vaporized material and the plasma have a much higher resistivity to the flow of current as the short-circuit impedance of the associated circuit and thus limit the short-circuit current to a predetermined size. After the end of the current limitation, the material will rapidly cooled or liquefied or solidified by turbulence, making it into its original, electrically good conductive state is self-regenerated.

Üblicherweise wird als Strombegrenzungsmaterial Natrium (pa)) Kalium (K), eine Mischung aus diesen(NaK)usw. Usually sodium (pa)) potassium is used as the current limiting material (K), a mixture of these (NaK) etc.

verwendet. In Jedem Fall muß der Dampfdruck des entsprechenden Strombegrenzungsmaterials beim Ansprechen auf das Fließen eines Kurzschlußstromes in der Form von Verdampfen zur Durchführung der Strombegrenzung stark zunehmen.used. In either case, the vapor pressure of the appropriate current limiting material must be used in response to the flow of a short circuit current in the form of vaporization increase sharply to implement the current limitation.

Auch auf ein Gehäuse, in dem ein derartiges Strombegrenzungsmaterial untergebracht ist> wird bei der Verdampfung des Materials ein sehr großer Druck ausgeübt. Das Gehäuse muß daher insbesondere eine mechanische Festigkeit aufweisen, die einem solchen Druck widerstehen kann.Also on a housing in which such a current limiting material is housed> there is a very high pressure when the material evaporates exercised. The housing must therefore in particular have a mechanical strength, that can withstand such pressure.

Ziel der Erfindung ist es, ein Strombegrensungselement zu schafen, das aus einem neuen verbesserten Gehäuse besteht, welches ein Teil aus Strombegrenzungsmaterial umgibt und welches genügend mechanische Festigkeit aufweist, um dem während des Arbeitens entwickelten hohen Druckzu widerstehen, während gleichzeitig die geforderten elektrischen Eigenschaften leicht eingehalten werden. Weiter ist es ein Ziel der Erfindung, ein Strombegrenzungselement mit einer neuen und verbesserten Zusammensetzung des Strombegrenzungsmaterials zu schaffen. The aim of the invention is to create a current limiting element, which consists of a new improved housing which is a portion of current limiting material surrounds and which has sufficient mechanical strength to the during the Working developed to withstand high pressures while at the same time meeting the required electrical properties are easily complied with. Next it is a target of the invention, a current limiting element of a new and improved composition of the current limiting material.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse aus einem Paar zylindrischer, metallischer Rohrteile besteht, wobei das eine Rohrteil mit einem im Außendurchmesser verringerten Ende lose in ein komplementäres Ende des anderen Rohrteiles unter Bildung eines Spaltes eingerührt ist,und daß ein festes Material den Spalt und das Innere der Rohrteile, mit Ausnahme einer Bohrung für die Aufnahme des Strombegrenz«-3ngsmaterials, zur Verbindung der Rohrteile zu einem einheitlichen Aufbau ausfüllt, wobei das feste Material aus der Gruppe der elektrischen Isoliermaterialien und der elektrischen Widerstandsmaterialien ausgewählt ist. The object is achieved according to the invention in that the housing consists of a pair of cylindrical, metallic pipe parts, one pipe part with an end reduced in outer diameter loosely into a complementary end the other pipe part is stirred in to form a gap, and that a solid Material the gap and the inside of the pipe parts, with the exception of a hole for the inclusion of the current limiting material to connect the pipe parts to one uniform structure fills, the solid material from the group of electrical Insulating materials and the electrical resistance materials is selected.

Eine zwecknäßige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß das Ende des einen Rohrteils in Richtung zum äußeren Ende allmlich im Außendurchmesser zunimmt, während das benachbarte Ende des anderen Rohrteils eine im wesentlichen komplementäre Form zum Ende des einen Rohrteils aufweist. An expedient embodiment of the invention is that the end of one pipe part in the direction of the outer end gradually in the outer diameter increases, while the adjacent end of the other pipe part is substantially one has a complementary shape to the end of a tubular part.

Das Strombegrenzungselement kann vorteilhaft so aufgebaut sein, daß das feste Material ein elektrisches Widerstandsmaterial ist und daß ein Paar metallischer Elektroden mit den äußeren Enden der Rohrteile elektrisch verbunden sind, um durch die beiden Elektroden das elekvtrische Widerstandsmaterial parallel za dem Teil aus Strombegrenzungsmaterial zwischen Ihnen zu schalten. The current limiting element can advantageously be constructed so that the solid material is an electrically resistive material and that a pair of metallic Electrodes are electrically connected to the outer ends of the pipe sections in order to pass through the two electrodes, the electrical resistance material parallel to the part of current limiting material to switch between you.

Das feste Material kann zweckmäßig aus Glimmer mit einer Teilchengröße vorwiegend entsprechend einer Siebfeinheit von 140, aus Glas mit niedrigem Schmelzpunkt, welches mit einem Borat angereichert ist und Oxyde aus der Gruppe der Barium und Strontiumoxyde enthält, und aus Graphit mit einer Teilchengröße entsprechend einer Siebfeinheit von 60 bis 140 bestehen, wobei das Graphit zu etwa 20 % des Volumens des festen Materials enthalten ist. Dieses Material wird vorzugsweise für kleine Strombegrenzungselemente verwendet. The solid material may suitably consist of mica having a particle size predominantly corresponding to a sieve fineness of 140, made of glass with a low melting point, which with enriched with a borate and oxides from the group the barium and strontium oxides, and made of graphite with a particle size accordingly a sieve fineness of 60 to 140, the graphite being about 20% of the volume of the solid material is included. This material is preferred for small Current limiting elements used.

Alternativ kann das feste Material ein wärmegehärtetes harziges Material sein, welches im wesentlichen aus einem aromatischen Anteil mit hoher Beständigkeit gegen Natrium und Kalium besteht und Fasergraphit enthält, dessen Gehalt etwa 40 ffi des Volumens des festen Materials ausmacht. Dieses MaterialwLrd vorzugsweise für große Strombegrenzungselemente verwendet. Alternatively, the solid material can be a thermoset resinous material which consists essentially of an aromatic component with high persistence against sodium and potassium and contains fiber graphite, the content of which is about 40 ffi is the volume of the solid material. This material is preferred used for large current limiting elements.

Im Zusammenhang mit der Zeichnung wird die Erfindung ausführlich erläutert und im einzelnen beschrieben. Es zeigen: o Fig. 1 eine Längsteilansicht eines erfindungsgemäßen Strombegrenzungselementes im Schnitt, Fig. 2 eine Längsansicht eines nach der Erfindung hergestellten Strombegrenzungselements mit Formvorrichtung im Schnitt, Fig. 3 eine Längsteilansicht einer Modifikation der Erz in dung im Schnitt, Fig. 4 eine Längsteilansicht einer weiteren Modifikation der Erfindung im Schnitt. In connection with the drawing, the invention is explained in detail explained and described in detail. They show: o FIG. 1 a partial longitudinal view of a current limiting element according to the invention in section, FIG. 2 is a longitudinal view a current limiting element manufactured according to the invention with a molding device in section, FIG. 3 is a partial longitudinal view of a modification of the ore in section, Fig. 4 is a partial longitudinal sectional view of a further modification of the invention.

In der Zeichnung sind einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In the drawing, parts that correspond to one another are given the same reference numerals designated.

In Fi . 1 ist ein erfifldungsgemäßes Strombegrenzungselement dargestellt. Es besteht aus einem Paar verstärkender Rohrteile 10 und 12, die im wesentlichen die gleichen Außen- und Innendurchmesser aufweisen und aneinander anstoßend angeordnet sind.Eines der Rohrteile, z.B. das Rohrteil 10, weist ein Ende 14 mit verringertem Außendurchmesser auf und ist mit diesem Ende lose inkin Ende 16 des anderen Rohrteils 12 eingeführt, das im wesentlichen eine zum Ende 14 komplementäre Form hat, so daß ein Spalt 18 zwischen beiden Enden entsteht. Die Rohrteile können aus jedem geeigneten metallischen Material gefertigt sein, das eine ausreichende mechanische Festigkeit aufweist, um dem Preßdruck bei einer vorbestimmten Formtemperatur zu widerstehen,welche beim Formen des Elements auftritt, wie es im folgenden beschrieben wird. In bezug auf den Wärmeausdehnungskoeffizienten werden an ein derartiges Material keine besonderen Anforderungen gestellt, es muß lediglich bei Raumtemperatur eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen. Geeignetes Material ist zvB. Eisen, rostfreier Stahl usw. In Fi. 1 shows a current limiting element according to the invention. It consists of a pair of reinforcing pipe sections 10 and 12, which are essentially have the same outer and inner diameter and are arranged in abutment One of the pipe parts, e.g. the pipe part 10, has an end 14 with a reduced Outer diameter and is loosely incin the end 16 of the other pipe part with this end 12 introduced, which has a substantially complementary shape to the end 14, so that a gap 18 is created between both ends. The pipe parts can be made of any suitable metallic material that has sufficient mechanical strength to withstand the pressing pressure at a predetermined mold temperature, which occurs in forming the element, as described below. In relation no special thermal expansion coefficients are applied to such a material Requirements, it only needs a high mechanical at room temperature Have strength. Suitable material is e.g. Iron, stainless steel, etc.

In Fig. 1 ist welter zu sehen, daß ein korrosionsbeständiges elektrisches Isoliermaterial 20 mit Ausnahme einer Bohrung 22 sowohl den Spalt 18 als auch einen zylindrischen Innenraum innerhalb der Rohrteile 10 und 12 ausfüllt. Das Isoliermaterial 20 wird im folgenden vollständig beschrieben werden. Die Bohrung 22 wird mit einem Strombegrenzungsmaterial wie oben beschrieben gefüllt. In Fig. 1 it can also be seen that a corrosion-resistant electrical Insulating material 20, with the exception of a bore 22, both the gap 18 and one cylindrical interior space within the pipe parts 10 and 12 fills. The insulating material 20 will be fully described below. The hole 22 is with a Current limiting material filled as described above.

In Fig. 2 ist eine Formvorrichtung gezeigt, welche zweckmäßig zur Herstellung der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebenen Anordnung benutzt werden kann. Die Formvorrichtung enthält einen Formkasten 24 und eine dreiteilige Form 26, welche bündig in den Kasten 24 eingepaßt ist. Die Form 26 ist an ihrem unteren Ende wie in Fig. 2 zu sehen durch einen Stützbock 28 abgeschlossen. In die Form werden die Rohrteile 10 und 12 eines über dem anderen soweit ein gerührt, daß die einander benachbarten Enden der Rohrteile einigen Abstand voneinander halten, wie es in Fig 2 durch fest ausgezogene Linien angedeutet ist. Hierauf wird das elektrische Isoliermaterial 20 in Pulverform in den freibleibenden Raum innerhalb der Form 26 eingefüllt5 wie es mit abwechselnd gestrichelten und durchgehenden Linien schraffiert in Fig. 2 angedeutet ist. Dann wird das obere Ende der Form durch einen Druckblock 30 geschlossen. In Fig. 2, a molding device is shown which is useful for Manufacture of the arrangement described in connection with FIG. 1 can be used can. The molding apparatus includes a molding box 24 and a three-part mold 26, which is fitted flush in the box 24. The shape 26 is at its lower The end as seen in FIG. 2 is completed by a support frame 28. In the form will the pipe parts 10 and 12 one on top of the other as far as one stirred that the adjacent ends of the pipe parts some distance from each other hold, as indicated in Fig. 2 by solid lines. Then will the electrical insulating material 20 in powder form in the remaining space inside the mold 26 is filled5 as indicated by alternating dashed and solid lines is indicated by hatching in FIG. Then the top of the mold is through a Pressure block 30 closed.

Die so hergestellte Anordnung wird auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt, bei welcher das Isolsrnaterial geformt wird. Hierauf wird die Anordnung in eine geeignete Presse gebracht Während die vorherbestimmte Temperatur erhalten bleibt, wird die Anordnung mit geeignetem Druck solange gepreßt, bis das Rohrteil 10 sich in seiner vorbestimmten, in Fig. 2 durch gestriehelte Linien angedeuteten Lage befindet und das Isoliermaterial ausgeformt ist. The arrangement produced in this way is heated to a predetermined temperature heated, in which the insulating material is formed. Thereupon the arrangement placed in a suitable press while maintaining the predetermined temperature remains, the assembly is pressed with a suitable pressure until the pipe part 10 in its predetermined, indicated in Fig. 2 by dashed lines Layer is located and the insulating material is formed.

Man läßt nun die gepreßte Anordnung zusammen mit der Formvorrichtung unter Druck abkühlen. Dann wird die Formvorrichtung geöffnet und das Formstück aus der Form entfernt. In dem Formstück wird eine zentrale Bohrung 22 hergestellt. Auf diese Weise ist eine druckfeste Buchse entstanden. Es hat sich herausgestellt, daß das verfestigte und mit den benachbarten Endteilen und der inneren Oberfläche der beiden Rohrteile 10 und 12 verbundene Isoliermaterial 20 hohem Druck widerstehen kann. Es stellt weiter sicher, daß die metallischen Rohrteile 10 und 12 elektrisch voneinander Isoliert sind, während sie gleichzeitig zu einem einheitlichen Gebilde zisammengefügt sind. The pressed assembly is now left with the molding apparatus cool under pressure. Then the molding device is opened and the molding is made removed from the shape. A central bore 22 is made in the fitting. on in this way a pressure-resistant socket was created. It turned out that that solidified and with the adjacent end portions and the inner surface of the both pipe parts 10 and 12 connected insulating material 20 withstand high pressure can. It further ensures that the metallic pipe parts 10 and 12 electrically are isolated from each other, while at the same time becoming a unified structure are put together.

Ein in Fig. 1 nicht gezeigt-s Strombegrenzungsteil, welches in seiner Form komplementär zur Bohrung 22 ist, wird in die Bohrung 26 geschraubt, um ein Strombegrenzungselement zu vervollständigen. Das Strombegrenzungsteil besteht aus Natrium, Kalium oder einer festen Mischung beider. A not shown in Fig. 1-s current limiting part, which in its Shape is complementary to the bore 22 is screwed into the bore 26 to a Complete current limiting element. The current limiting part consists of Sodium, potassium, or a solid mixture of both.

Fig. 3 zeigt eine Modifikation der Erfindung, bei welcher das Ende 14 des im äußeren Durchmesser verringerten Rohrteils 10 in seinemDurchmesser allmählich zum Ende hin zunimmt, sozusagen in der Form eines umgekehrten Keiles. Fig. 3 shows a modification of the invention in which the end 14 of the tube part 10 reduced in outer diameter gradually in its diameter increases towards the end, so to speak in the form of an inverted wedge.

Das Ende 14 des Rohrteiles 10 ist lose in das benachbarte Ende 16 des anderen Rohrteils 12 eingeführt, welches im wesentlichen komplementär zur Form des Endes 14 ausgebildet ist. Sonst ist die Anordnung identisch mit der in Fig. 1 gezeigten. Sie kann einer axialen Zugbeanspruchung gut widerstehen.The end 14 of the pipe part 10 is loosely inserted into the adjacent end 16 of the other tube part 12 introduced, which is substantially complementary to the shape of the end 14 is formed. Otherwise the arrangement is identical to that in Fig. 1 shown. It can withstand an axial tensile stress well.

Fig. 4 zeigt eine weitere Modifikation der Erfindung, in welcher die metallischen Rohrteile 10 und 12 zusätzlich als Elektroden für ein Sicherungselement dienen. Die Anordnung ist identisch mit der in Fig. 3 gezeigten, mit Ausnahme von zwei Elektrodenklemmen 32 und 34, die mit den freien Enden der Rohrteile 10 und 12 etwa durch Verbolzen oder Verlöten verbunden sind. Falls gewünscht, kann Sede der Elektrodenklemmen 32 und 34 einen Pufferspeicher zur Verminderung des Druckes, welcher durch Verdampfung des Strombegrenzungsmaterials in den Rohrteilen entsteht, sowie ein Ventil aufweisen, durch welches die Rohrteile mit strombegrenzendem Material beschickt werden. Fig. 4 shows a further modification of the invention in which the metallic pipe parts 10 and 12 additionally as electrodes for a fuse element to serve. The arrangement is identical to that shown in Fig. 3 except for two electrode clamps 32 and 34, which with the free ends of the tube parts 10 and 12 are connected by bolting or soldering. If desired, Sede the electrode terminals 32 and 34 have a buffer to reduce the pressure, which is created by evaporation of the current limiting material in the pipe parts, and have a valve through which the pipe parts with flow-limiting material be charged.

Pufferspeicher und Ventil sind in der Zeichnung nicht dargestellt.Buffer storage tank and valve are not shown in the drawing.

Entsprechend der Erfindung kann für das korrosionsbeständige elektrische Isoliermaterial, wie es oben beschrieben wurde, vorzugsweise von einer anorganischen Mischung in Pulverform ausgegangen werden, welche aus natürlichem oder synthetischem Glimmer, einem Glas mit niedrigem Schmelzpunkt und Graphit, oder einer organischen Mischung in Pulverform aus einem durch Wärme härtbaren harzigen Material und Graphit besteht. According to the invention can be used for the corrosion-resistant electrical Insulating material as described above, preferably of an inorganic one Mix in Powdered form are assumed which are made from natural or synthetic mica, a low melting point glass and graphite, or an organic mixture in powder form of a thermosetting resinous one Material and graphite is made.

Wenn gewünscht wird, ein korrosionsbeständiges elektrisches Isoliermaterial des anorganischen Typs.;herzustellen, wird eine Mischung aus pulvrigem Glimmer, Glas mit niedrigem Schmelzpunkt und Graphit in eine geignete Formvorrichtung gefüllt und in einem geeigneten elektrischen Ofen 30 Minuten bei 5000C erhitzt, worauf sie unter einem Druck von 1500 kg/cm2 unter Aufrechterhaltung der genannten Temperatur geformt wird. Das geformte Material wird dann fein gemahlen und kann im Zusammenhang mit der Erfindung benutzt werden. If desired, a corrosion-resistant electrical insulating material of the inorganic type.; to produce a mixture of powdery mica, Low melting point glass and graphite filled in a suitable mold and heated in a suitable electric oven at 5000C for 30 minutes, after which they under a pressure of 1500 kg / cm2 while maintaining the specified temperature is shaped. The shaped material is then finely ground and can be related be used with the invention.

Die Art und Zusammensetzung des Ausgangsmaterial beeinflußt weitgehend die Korrosionsbeständigkeit des Endmaterials und wird im folgenden beschrieben.The type and composition of the starting material has a major influence the corrosion resistance of the final material and is described below.

Es wurde früher Glimmerpulver mit verhältnismäßig großer Teilchengröße, z.B. Siebfeinheiten 60 bis 140, benutzt, um einGlimmerformteil herzustellen. Als Binder, welcher hohe mechanische Festigkeit aufweist, wurde Glas mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet. Auch wurde in vielen Fällen Bleiboratglas verwendet, welches ausgezeichnete mechanische Eigenschaften hat. Wenn efn derart hergestelltes Glimmerformteil als druckfeste Innenwand oder Zylinder benutzt wird, korrodiert es aus verschiedenen Gründen in einem beträchtlichen Ausmaß. Einer der wichtigsten Gründe ist die Anwesenheit von Bleioxyd im verwendeten Glas. Es ist bekannt, daß sich an jedem Bleioxyd enthaltenden Glas Alkalimetalle wie die Elemente Natrium, K lium usw. ansetzen. It used to be mica powder with a relatively large particle size, e.g. mesh sizes 60 to 140, used to produce a mica molding. as The binder, which has high mechanical strength, has become low-melting point glass used. Lead borate glass has also been used in many cases, which is excellent has mechanical properties. If efn mica molding produced in this way as Pressure-resistant inner wall or cylinder is used, it corrodes from various Reasons to a considerable extent. One of the most important reasons is attendance of lead oxide in the glass used. It is known that lead oxide is present in each Glass add alkali metals such as the elements sodium, k lium, etc.

Dieser Angriff auf das Glas läßt sich gut bei Glasgefäßen für Natriumdampflampen beobachten.This attack on the glass can be seen well in the case of glass vessels for sodium vapor lamps watch.

Um die Widerstandsfestigkeit eines bestimmten Glases gegen Alkalimetalle zu vergrößern, ist es daher erforderlich, dem Glas als wesentliche Grundkomponente Oxyde von Alkalimetallen oder Erdalkalimetallen beizumischen. Es ist jedoch festzustellen, daß unter den Erdalkalimetallen nur Barium und Strontium verwendbar sind, weil die übrigenErdalkalimetalle wie Kalzium und Magnesium einen hohen Schmelzpunkt haben und leicht entglast werden. In bezug auf die Säureanteile im Glas ist es erforderlich, im wesentlichen Borsäure zu verwenden, während der Gehalt an Kieselsäure so niedrig wie möglich zu halten ist. Außer diesenAnforderungen an die Glaszusammensetzung ist es ß erforderlich, daß das 0 Glas einelsolche Viskosität hat, daß es bei 500°G fließt und daß gleichzeitig eine Entglasung bei der Abkühlung von 0 500 C auf Zimmertemperatur nicht auftritt. Ein bestimmtes Glas, welches die letztgenanhten Forderungen erfüllt, kann selbst auf Feuchtigkeit oder Kohlendioxyd in der Luft so reagieren, daß es im Oberflächenwiderstand pitzlich abnimmt. About the resistance of a particular glass to alkali metals To enlarge it, it is therefore necessary to use the glass as an essential basic component Mix in oxides of alkali metals or alkaline earth metals. It should be noted, however, that among the alkaline earth metals only barium and strontium can be used because the other alkaline earth metals such as calcium and magnesium have a high melting point and be easily vented. With regard to the acid content in the glass, it is necessary essentially to use boric acid while the silica content is so low is to be kept as possible. Besides these glass composition requirements it is necessary that the 0 glass has a viscosity such that it is at 500 ° G flows and that at the same time devitrification when cooling from 0 500 C to room temperature does not occur. A certain glass that meets the last requirements can even react to moisture or carbon dioxide in the air in such a way that it sharply decreases in surface resistance.

Es ist festgestellt worden, daß diese Erscheinung bei derartigen Glasformteilen im wesentlichen vernachläßigbar ist,-weil sie mit einer stark verkleinerten Berührungsoberfläche mit der Luft in Berührung kommen. Es hat sich weiter herausgestellt, daß die Erscheinung wesentlich durch die Teilchengröße des Glimmerpulvers beeinflußt wird und um so weniger auftritt, je kleiner diese Teilchengröße ist. Es ist daher zweckmäßig, Glimmerpulver mit einer Teilchengröße entsprechend einer Siebfeinheit von 140 oder weniger zu verwenden.It has been found that this phenomenon occurs in such molded glass articles is essentially negligible because it has a greatly reduced touch surface come into contact with the air. It has also been found that the appearance is essentially influenced by the particle size of the mica powder and so on the smaller this particle size is, the less occurs. It is therefore advisable to use mica powder with a particle size corresponding to a sieve fineness of 140 or less use.

Derartiges Glimmerpulver kann mit 70 bis 30 Vol-% bei 20 bis 50 vol-8 Glas enthalten sein.Such mica powder can contain 70 to 30 vol% at 20 to 50 vol-8 Glass to be included.

Es hat sich herausgestellt, daß durch die Auswahl der Glaszusammensetzung, der Teilchengröße des Glimmerpulvers und/oder das Verhältnis von Glas zu Glimmer eine Mischung hergestellt werden kann, welche nur aus Glas und Glimmer besteht und mit deren Hilfe eine druckGeste Hülse herstellbar ist, die zufriedenstellend praktisch benutzt werden kann. Eine derartige Hülse ist jedoch noch nicht zufriedenstellend im Korrosionswiderstand. Der Zusatz von Graphitpulver zu einer solchen Mischung spielt eine nützliche Rolle bei der einfachen und wesentlichen Vergrößerung des Korrosionswiderstandes des Endmaterials. Es hat sich gezeigt, daß die Verwendung von Graphitpulver mit einer Teilchengröße entsprechend einer Siebfeinheit von 60 bis 140 und einem Gehalt von etwa 20 ffi des Gesamtvolumens der Mischung sehr vorteilhaft in der Beziehung ist, daß die Korrosionsverluste um den Faktor 2 abnehmen, ohne daß die Formbarkeit, die mechanische Festigkeit usw. It has been found that through the selection of the glass composition, the particle size of the mica powder and / or the ratio of glass to mica a mixture can be produced which consists only of glass and mica and with the help of which a pressure gesture sleeve can be produced which is satisfactorily practical can be used. However, such a sleeve is not yet satisfactory in corrosion resistance. The addition of graphite powder to such a mixture plays a useful role in easily and substantially enlarging the Corrosion resistance of the final material. It has been shown that the use of graphite powder with a particle size corresponding to a sieve fineness of 60 to 140 and a content of about 20 ffi of the total volume of the mixture is very advantageous in the relationship is that the corrosion losses decrease by a factor of 2 without that the formability, mechanical strength, etc.

geändert werden. Der Anteil des Graphitpulvers kann mit zufriedenstellendem Ergebnis bis zu 40 Vol.- betragen.be changed. The proportion of graphite powder can be satisfactory Result up to 40 vol.

Mit zunehmendem Graphitgehalt nimmt der elektrische Widerstand des Endmaterials ab. Da der Zusatz von 70 Vol.-Graphit einen elektrischen spezifischen Widerstand in der Größenordnung von 109 Je cm ergibt, kann ein Material mit einem Gehalt bes zu 30 Vol.- Graphit als elektrisches Isoliermaterial betrachtet werden. Der Zusatz von Graphit in einem Gehalt von 30 bis 40 Vol.- bewirkt eine weitere Abnahme des elektrischen Widerstandes und ergibt das sog.As the graphite content increases, so does the electrical resistance of the End material. Since the addition of 70 vol. Graphite has an electrical specific A material with a Content must be considered to be 30 vol. Graphite as an electrical insulating material. The addition of graphite in a content of 30 to 40 vol. Causes another Decrease in electrical resistance and results in the so-called.

elektrische Widerstandsmaterial. Es hat sich ergeben, daß die mechanische Festigkeit des Endmaterials zu stark abnimmt, und daß das Material praktisch nicht mehr brauchbar ist, wenn der Gehalt an Graphit 40 Vol übersteigt.electrical resistance material. It has been found that the mechanical Strength of the final material decreases too much, and that the material practically does not is more useful when the graphite content exceeds 40 vol.

Der organische Typ des korroslonsbeständigesß elektrischen Isoliermaterials kann aus durch Wärme härtbarem harzigen Material und Graphit hergestellt werden. Eine Mischung aus einem ausgewählten, mit Wärme härtbarem harzigen Material in Pulverform und aus Graphitpulver wird in eine geeignete Formvarrichtung gefüllt und in einem geeigneten elektrischen Ofen 30 Minuten lang bei 5000C erhitzt, 2 worauf sie unter einem Druck von 500 kg/cm2 unter Aufrechterhaltung der Temperatur geformt wird. Das geformte Material wird dann fein gemahlen und kann im Zusammenhang der Erfindung verwendet werden. The organic type of corrosion resistant electrical insulating material can be made of thermosetting resinous material and graphite. A mixture of a selected thermosetting resinous material in powder form and graphite powder is filled in a suitable mold device and in one heated in a suitable electric oven for 30 minutes at 5000C, 2 after which they are under under a pressure of 500 kg / cm2 while maintaining the temperature. The shaped material is then finely ground and can be used in the context of the invention be used.

Wie bei dem anorganischen Typ des korrosionsbeständigen elektrischen Isoliermaterials kann die Korrosionsbeständigkeit des organischen Typs von Material sehr stark durch die Art und Zusammensetzung des Ausgangsmaterials beeinflußt werden. Als erstes.ist es wichtig, daß die durch Wärme härtbaren harzigen Materialien selbst ausgezeichnet gegenüber Natrium und Kalium beständig sind. Wie bekannt, sind die gegenüber Natrium und Kalium sehr beständigen durch Wärme härtbaren harzigen Materialien solche, die im wesentlichen aromatische Bestandteile enthalten. Es hat sich-z.B. gezeigt, daß die Verwendung von Polymethylendiphenyloxy sehr zufriedenstellende Ergebnisse ergab. As with the inorganic type of corrosion-resistant electrical Insulating material can be the corrosion resistance of the organic type of material can be very strongly influenced by the type and composition of the starting material. First of all, it is important that the thermosetting resinous materials themselves have excellent resistance to sodium and potassium. As is known, they are thermosetting resinous materials very resistant to sodium and potassium those which contain essentially aromatic components. It has - e.g. demonstrated that the use of polymethylenediphenyloxy is very satisfactory Results.

Mit einem entsprechenden durch Wärme härtbaren harzigen Material wird aus dem gleichen Grunde wie oben bei dem Material des anorganischen Typs beschrieben, Graphit gemischt. With an appropriate thermosetting resinous material is described for the same reason as above for the inorganic type material, Mixed graphite.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Verwendung von Fasergraphit große Verbesserungen in der Formbarkeit und der mechanischen Festigkeit zur Folge hat. Das Verhältnis von Graphit zum jeweiligen durch Wärme härtbaren harzigen Material steht im engen Zusammenhang mit der Formbarkeit und der Korrosionsbeständigkeit des Endmaterials. Es wurde feste gestellt, daß ein größerer Zusatz von Graphit zu einem durch Wärme härtbaren harzigen Material die Korrosionsbeständigkeit verbessert, die Formbarkeit des Endmaterials jedoch entgegengesetzt beeinflußt. In anderen Worten bestimmt der Gehalt an Graphit die Einheitlichkeit der Dichteverteilung des Formteils. So hat es sich gezeigt, daß die Mischung wie bei dem Material des oben beschriebenen anorganischen Typs einen Graphitgehalt bis etwa 40 Vol.- der Ausgangsmischung aufweisen sollte, obwohl der Gehalt an Graphit nicht sehr hoch sein darf.However, it has been shown that the use of fiber graphite is great Results in improvements in formability and mechanical strength. The ratio of graphite to each thermosetting resinous material is closely related to formability and corrosion resistance of the final material. It got solid put that a major addition from graphite to a thermosetting resinous material the corrosion resistance improved, but the formability of the final material is adversely affected. In other words, the graphite content determines the uniformity of the density distribution of the molded part. It has been shown that the mixture, as with the material of the The inorganic type described above has a graphite content of up to about 40 vol Starting mixture should have, although the graphite content is not very high may be.

Versuchsergebnisse haben gezeigt, daß jedes korrosionsbeständige, elektrische Isoliermaterial, gleichgültig ob vom anorganischen oder organischen Typ, welches auf die oben beschriebene Art hergestellt wurde, weitgehend nicht nur in bezug auf seine Eigenschaften bei statischer Beanspruchung, wie die Biegefestigkeit, sondern auch bei Schlagbeanspruchungen im Vergleich zu dem früher benutzten Porzellanmaterial wesentlich verbessert wurde. Das kommt daher, daß die Verwendung von Graphit als Füllmaterial eine Vergrößerung des Elastizitätskoeffizienten bewirkt. Die korrosionsbeständigen, elektrischen Isoliermaterialien entsprechend der Erfindung können daher kaum infolge eines thermischen Schocks zerstört werden. Zusätzlich kann bei einem Gehäuse, welches aus einem Paar metallischer Rohrteile wie vorher beschrieben zusammengesetzt ist und zur Aufnahme von in ihm entstehenden Dampfdruck infolge der Verdampfung eines Strombegrenzungsmaterials bestimmt ist, jede Zerstörung des Isoliermaterials dadurch ziemlich vermieden werden, daß die Abmessungen der metallischen Rohrteile richtig bestimmt werden. Test results have shown that every corrosion-resistant, electrical insulating material, whether inorganic or organic Type, which was manufactured in the manner described above, largely not only with regard to its properties under static load, such as flexural strength, but also in the case of impact loads compared to the porcelain material previously used has been significantly improved. This is because the use of graphite as a Filler material causes an increase in the coefficient of elasticity. The corrosion-resistant, electrical insulating materials according to the invention can therefore hardly as a result be destroyed by a thermal shock. In addition, with a housing which is composed of a pair of metallic pipe parts as previously described and to absorb the vapor pressure arising in it as a result of the evaporation of a Current limiting material is determined, any destruction of the insulating material thereby pretty much avoided getting the dimensions of the metallic pipe parts correct to be determined.

Weiter sind die vorliegenden Isoliermaterialien in bezug auf die Korrosionsbeständigkeit den üblichen Porzellanmaterialien, welche einen großen Anteil von gegenüber Alkalimetallen schlecht beständigen Silikaten enthalten, deshalb überlegen, weil sie Graphit enthalten, welches sowohl gegenüber Natrium als auch gegenüber Kalium völlig beständig ist. Next, the present insulating materials are related to Corrosion resistance to common porcelain materials, Which a large proportion of silicates that are poorly resistant to alkali metals contain, therefore, because they contain graphite, which is superior to both Sodium and potassium are completely resistant.

Die Materialien des anorganischen Typs werden vorteilhaft im Zusammenhang mit kleinen Elementen benutzt, um die Herstellungskosten zu verringern, während die Benutzung von Materialien des organischen Typs bei großen Elementen vorteilhaft ist, da hierdurch das Problem der dielektrischen Festigkeit leicht gelöst werden kann. Es hängt daher vom jeweiligen Anwendungsfall ab, ob Material des anorganischen oder organischen Typs benutzt wird. The inorganic type materials are advantageously used in conjunction used with small elements to reduce manufacturing cost while the use of organic-type materials is advantageous for large elements because it easily solves the problem of dielectric strength can. It therefore depends on the application, whether the material of the inorganic or organic type is used.

Während die Erfindung im Zusammenhang mit korrosionsbeständigem, elektrischem Isoliermaterial zur elektrischen Isolierung eines Paars metallischer Rohrteile voneinander beschrieben wurde, versteht es sich, daß das Isoliermaterial durch ein elektrisches Widerstandsmaterial ersetzt werden kann, welches eine geeignete Widerstandsgröße aufweist. While the invention is related to corrosion-resistant, electrical insulating material used to electrically isolate a pair of metallic Pipe parts has been described from each other, it is understood that the insulating material can be replaced by an electrical resistance material which has a suitable Has resistance magnitude.

Genauer gesagt, kann ein Material des anorganischen oder des organischen Typs wie oben beschrieben, eine geeignete Widerstandsgröße dadurch aufweisen, daß entweder das entsprechende Glimmerpulver und Glas oder das entsprechende durch Wärme härtbare harzige Material mit Graphit entsprechendt augeWälterMenge und Teilchengröße wie vorher beschrieben gemischt wird. D.h., Graphit kann in einem Gehalt von 30 bis 40 Vol.- benutzt werden. Das derart hergestellte elektrische Widerstandsmaterial wird dann zwischen und innerhalb einem Paar entsprechender metallischer Rohrteile in der oben beschriebenen Weise angeordnet. Hierdurch wird zwischen den metallischen Rohrteilen parallel zu einem Teil aus Strombegrenzungsmaterial zwischen einem Paar Elektroden, wie die Elektroden 32 und 34 in Fig. 4, infolge des elektrischen Widerstandsmaterials ein elektrischer Widerstand eingeschaltet. Diese Maßnahme ist wirksam zur Unterdrückung von Uberspannungen, welche bei der Begrenzung eines Kurzschlußstromes zwischen den Elektroden entstehen.More specifically, a material may be of the inorganic or the organic Type as described above, have a suitable resistance size in that either the corresponding mica powder and glass or the corresponding one by heat Curable resinous material with graphite according to the quantity and particle size is mixed as previously described. That is, graphite can be used in a content of 30 up to 40 vol. The electrical resistance material thus produced is then between and within a pair of corresponding metallic pipe members arranged in the manner described above. This is between the metallic Pipe parts parallel to a part of current limiting material between a pair Electrodes, like electrodes 32 and 34 in Figure 4, due to the electrical resistance material an electrical resistor switched on. This measure is effective for suppression of overvoltages, which when limiting a short-circuit current between the Electrodes are created.

Claims

1. Current-limiting element with a part made of current-limiting material, which responds to a flowing stream of a predetermined size and vaporizes, whereby a current limitation is achieved, and which after termination of the current limitation returns to its original state, and with a pressure-resistant housing the part made of current limiting material, which when the current limiting material evaporates is subjected to pressure, as indicated by the fact that the housing consists of a pair of cylindrical, metallic tube parts (10, 12), the a pipe part (10) with an end (14) of reduced outer diameter loosely in a complementary end (16) of the other pipe part (12) forming a gap (18) is introduced, and that a solid material (20) the gap (18) and the interior the pipe parts (10, 12) fills into a unitary structure, the solid material (20) from the group of electrical insulating materials and electrical resistance materials is selected.

2. Current limiting element according to claim 1, characterized in that g e -k e n n z e i c h n e t that the end (14) of one pipe part (10) in the direction of the outer End gradually increases in outer diameter, while the adjacent end (16) of the other tubular part (12) has a substantially complementary shape to the end (14) of the has a pipe part (íO).

3. Current limiting element according to claim 1, characterized ge -k e n n z e i c h e t that the solid material (20) is an electrically resistive material is and that a couple metallic electrodes (32, 34) with the outer Ends of the pipe parts (10, 12) are electrically connected to through the two electrodes (32, 34) the electrical resistance material (20) parallel to the portion of current limiting material to switch between them.

4. Current limiting element according to claim 1, characterized in that it is n n z e i c h ne t that the solid material (20) consists of mica with a particle size predominantly corresponding to a sieve fineness of 140, made of glass with a low melting point, which enriched with a borate, and oxides from the group of barium and strontium oxides contains, and of graphite with a particle size corresponding to a sieve fineness from 60 to 140, with the graphite making up about 20% of the volume of the solid material (S0) is included.

5. Current limiting element according to claim 1, characterized in that g e -Ice n n z It is noted that the solid material (20) is a thermoset resinous material is, welcms essentially of an aromatic component with high persistence against sodium and potassium and contains fiber graphite, the content of which is about 40 ffi of the volume of the solid material (20).