SE470118C - Anordning för skydd mot överström i elektriska kretsar - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 ff70 118 2 brytaren ingående kontaktsystem eller indirekt via en speciell excitationsanordning bestående av en elektromagnetisk utlösare så kallad “plunger eller schlagstiftanordnung", som också exciteras av huvudströmmen, varvid ett ankare i en magnetisk krets verkar på kontaktsystemet och/eller pà en utlösare till en fjädermekanism, som verkställer till /från-funktion. Även fjärrmanövrering förekommer t ex i kontaktorer, för att upprätthålla 2 stabila mekaniska jämviktslägen, till resp från. Kontaktsystem där elektrodynamiska strömkrafter verkar direkt på kontakterna är tidigare kända t ex genom patentskrifterna GB 1 519 559, GB l 489 010, GB l 405 377.

Hybrider där de två principerna utnyttjas är beskrivna bland annat i patentskriften GB l 472 412 samt genom artikeln “ A New PTC Resistor for Power Applications" av R S Perkins m fl, publicerad i tidskriften IEEE Transactions on Components, Hybrids and Manufacturing Technology, V0l.CHMT-5,No.2,juni 1982, s 225-230 samt U.S. 3,249,810 och DE 35 446 47.

En allvarlig nackdel med kortslutningsskydd enligt punkt 1 och 2 ovan, speciellt vid höga och branta (=snabbt växande) kortslutningsströmmar, är den stora inbyggda trögheten, Termisk tröghet är begränsande för de under punkt l nämnda kortslutningsskydden, medan det i ljusbágsbaserade brytare är den mekaniska trögheten, dvs masströgheten, som gör sig gällande vid en önskad snabb kontaktseparation. I ljusbàgsbaserade brytare blir, pga nämnda masströghet, ljusbàgen fördröjd pà kontakterna, varför den för strömbegränsningen viktiga ljusbágsspänningen först efter en relativt lång fördröjningstid (ms) uppnår värden, som begränsar den annars monotont växande kortslutningsströmmen.

Dessutom erfordras mycket höga kontakttryck, proportionella mot apparatens märkström i kvadrat, för att kontakterna under normala driftströmmar skall kunna bära märkströmmen.

Detta hindrar ytterligare en snabb kontaktseparation, eftersom kontakttrycket är motriktat de separerande elektrodynamiska repulsionskrafterna. 10 15 20 25 30 35 470118 Möjligheten att justera känsligheten hos kortslutningsskydden under punkt l och 2 ovan är mycket begränsad. Detta får till följd att ett omfattande koordinationsarbete med över- och underordnade, i elektriska kretsen ingående skydd, erfordras.

Normer har därför utarbetats, t ex DIN 57636 Teil 21/VDE 0636 Teil 21 § 7,12 samt IEC 947-2, eftersom felaktig koordination bl a kan innebära selektivitetsproblem, vilka är svåra att åtgärda (justera) i befintliga anläggningar.

Kortslutningsskydd baserade på principerna l och 2, är på grund av ovan nämnda nackdelar, speciellt trögheten, mindre lämpade såsom kortslutningsskydd eller strömtransient- skydd för tyristorer eller elektronikutrustningar, då dessa är känsliga för såväl höga strömderivator som hög ' energiutveckling.

I kapacitiva kretsar eller induktiva motorkretsar med höga presumtiva kortslutninsströmmar kan också höga strömderivator och höga kortslutningsströmmar uppstå. Typiska värden på presumtiva kortslutningsströmmar är Ik = SO-l0OkA samt motsvarande strömtidderivator från 22-44 kA/ms. En konventionell säkring med märkströmmen 100 A släpper då igenom en strömpeak på ca 16 kA och liz-dt=2O kA?s, vilket mycket överskrider tillåtna värden hos motsvarande tyristor.

Drosslar inkopplas därför ofta i tyristorkretsar för att minska strömderivator, varvid kortslutningsskydden ovan kan användas.

Självàterhämtande kortslutningsskydd utgöres främst av s k termistorer. Uttrycket PTC-element är en vedertagen benämning pà termistorer vars resistivitet har en positiv temperaturkoefficient (Positive Temperature Coefficient).

Elektriskt ledande polymerkompositioner, speciellt PTC- kompositioner, och anordningar i vilka PTC-kompositioner ingàr, är tidigare kända. Refereringar kan göras till t ex U.S. Patents Nos. 2,978,665, 3,35l,882, 4,0l7,7l5, 4,l77,376 och 4,246,468 och U.K Patent No. l,534,7l5. Senare framsteg har t ex beskrivits i Tyska patent Nos. 2,948,350, 2,948,28l, 2,949,l74 och 3,002,72l och inom olika applikationer 10 15 20 25 30 35 470 “H8 4 U-S. Serial Nos. 41,071 (MPO295), 67,207 (MPO299) och 88,344 (MPO70l), samt applikationspatent såsom U.S. Serial Nos. l4l,984 (Mp=7l2), 141,98? (MPO7l3), l4l,988 (MPO7l4), l4l,989 (MP07l5), l4l,99l (MPO720) och l42,054 (MpO725).

Ett problem med PTC-element, då de upphettas av den i desamma genomflytande strömmen, är att vid temperaturen, då PTC- elementen blir självreglerande, upptas spänningen över av ett fragment av PTC-elementet, varför fragmentet utsättes för mycket stora pàkänningar i nämnda fragment. PTC-elementet kan därmed förstöras- PTC-utföranden där detta problem elimineras är kända t ex genom europapatent EP O 038 716 . PTC-element för överströmsskydd är ofta uppbyggda av ett polymert material, t ex högtryckspolyeten, innehållande partiklar av ett elektriskt ledande material, t ex kimrök, och uppvisar en resistivitet med positiv temperaturkoefficient.

Keramiska termistorer, som uppvisar PTC-karakteristik är kända genom patentpublikation GB-A-1570138. De vanligast förekommande keramiska termistorerna baseras på BaTiO3 eller v20, .

En fördel med den polymerbaserade termistorn jämfört med den keramiska är att dess resistans är monotont stigande med temperaturen. Den är dessutom relativt billig. Kommersiellt tillgängliga termistorer av polymertyp är dock utförda för relativt låga märkspänningar och kan därför ej utan vidare användas i t ex distributionsnät. Termistorernas konfiguration och elektrodanslutningar är dessutom i regel så beskaffade, att termistorerna vid höga kortslutningsströmmar utsättes för stora repulsionskrafter prg a antiparallella strömbanor, varvid elektroderna slites isär. Det är vidare känt att plastbaserade PTC-element av sk sandwich-typ efter övergång från lågresistivt till högresistivt tillstånd inte återgår till initialresistansen. I allvarligare fall då PTC-elementen utsättes för mycket stora elektriska påkänningar, såsom kortslutningsströmmar uppträder blàsbildning och sprickbildning i centrala eller andra delar av PTC-elementets polymerkomposition, så att det inte längre kan fungera, dvs elemenetet blir förstört. -if 10 15 20 25 30 35 470118 yfi P g a ovannämnda skäl har polymerbaserade termistorer hittills inte kommit till nämnvärd praktisk användning inom elkrafttekniken, utan har i huvudsak använts för skydd av elektronikutrustningar, där dock den termiska trögheten begränsar det möjliga applikationsomràdet.

En väsentlig skillnad mellan termistorer och smältsäkringar är att termistorer är återanvändbara, “self restoring", efter en kortslutning, d v s termistorer kan àteranvändas efter kortslutning, vilket även gäller effektbrytare.

Elastomerer utgöres av alla polymerer, som uppvisar liknande elastiska egenskaper som naturgummi. Inom ett relativt stort tillåtet elastiskt område, kan elastomerer komprimeras eller sträckas, för att återgå till initialtillstànd efter att belastningen upphört. Elektriskt ledande elastomerer är en klass av gummi och plaster, som gjorts elektriskt ledande antingen genom addition av metallblandningar, eller genom orientering av metallfibrer under inverkan av elektriska fält, eller genom addition av olika kolblandningar eller keramer, t ex VZO3- material dispergerat såsom beskrivs i artikeln "VZO3 Composite Thermistors“ av D Moffat m fl, publicerad i Proceedings of the Sixth IEEE International Symposium on Applications of Ferroelectrics, 1986 s 673-676. I gummi användes flera typer av "carbon black" t ex grafit, acetylene black, lamp black och furnace black med partikeldiametrar från lO~300nm. Exempel på lämpliga gummimaterial, som efter addition av metallblandningar eller kolblandningar blir elektriskt ledande är butyl, natural, polykloropren, neopren, EPDM samt det vanligaste, silikongummi. Additiver av metaller och metallegeringar i pulverform lämpade som additiver i elastomerer är silver, nickel, koppar, silverpläterad koppar, silverpläterad nickel samt silverpläterad aluminium.

Inom givartekniken användes elektriskt ledande elastomerer såsom tryckgivare. De elektriska egenskaperna ändras då elektriskt ledande elastomer deformeras, t ex genom att de utsättes för tryck eller dragpákänningar, vilket yttrar sig i 10 15 20 25 30 35 470 'H8 en resistansändring.

De mest vanliga typerna av kol eller metallfyllda plaster är polyetylen och polypropylen- Dessa användes i dag för värmekablar samt överströmsskydd, de senare t ex tidigare nämnda polymerbaserade PTC-termistorer.

Emellertid försämras de mekaniska egenskaperna hos plasten, efter att elektriskt ledande fyllmedel tillsatts. Materialet blir sprött och hårt och därmed svårt att deformera. Dessa material är därför olämpliga som tryckgivare och kräver för PTC-applikationer, dessutom en relativt komplicerad kontakteringsteknik. En ytterligare begränsning hos kolfyllda plaster är den relativt höga resistiviteten typiskt l Ohmcm och mer. Metallfyllda plaster kan däremot tillverkas med betydligt lägre resistivitet, mindre än O.50hmcm, men spänningshållfastheten blir mycket dålig, varför dessa material ej lämpar sig som överströmsskydd.

Resistansen för elektriskt ledande elastomerer kan genom inblandning av metallpulver göras mycket låg t ex 2mOhmcm eller lägre. En fördel med elastomerer är att de är mycket mjuka jämfört med kolfylld polyetylen och polypropylen även vid stora halter av elektriskt ledande fyllmedel, typiska shoretal enligt amerikansk standard ASTM D224O (Q/C) mellan 20-80.

REnoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en relativt enkel och billig skyddsanordning, som kan begränsa de högsta i lågspänningsnät förekommande kortslutningsströmmar även vid mycket höga strömderivator, och vars utlösnings- karakteristik dvs känslighet lätt kan anpassas till det aktuella skyddsobjektet. Detta uppnås enligt uppfinningen genom en anordning, som uppvisar de i patentkrav l angivna kännetecknen. Q Genom att deformera åtminstone en i strömbegränsningselementet 41 10 15 20 25 30 35 470118 ingående elektriskt ledande elastomerkropps välvda eller konvexa begränsningsyta, medelst en tryckanordning, samt integrera elektroder för ledande av ström genom ström- begränsningselementet, uppnås en betydligt effektivare strömbegränsning än hos konventionella kortslutningsskydd beskrivna under rubriken "teknikens ståndpunkt". Detta innebär väsentliga kostnadsfördelar speciellt på nedströmssidan om strömbegränsningselementet_ Anordningen kan ersätta såväl konventionella smältsäkringar som sk automatsäkringar(MCB), och uppvisar båda dessa säkringstypers fördelar utan att vara behäftad med deras nackdelar, t ex smältsäkringens begränsade livslängd och automatsäkringens begränsade brytförmàga vid kortslutning.

I den såsom strömbegränsningselement fungerande anordningen ingår åtminstone en elektriskt ledande elastomerkropp samt 2 elektroder. Polymerkompositionen i elastomerkroppen kan vara av känt slag och utgör ingen del av föreliggande uppfinning.

Som exempel på lämpliga elastomerer kan särskilt nämnas butyl, natural, polykloropen, neopren, EPDM och silikongummi.

Det ledande pulverformiga materialet består företrädesvis av silver, nickel, kobolt, silverpläterad koppar, silverpläterad nickel, silverpläterad aluminium, kimrök, ledande sot eller carbon black. Lämplig partikelstorlek hos det pulverformiga materialet är 0.01-10 mikrometer och lämplig halt av det pulverformiga fyllmedlet är 40-90% av den sammanlagda vikten av det pulverformiga fyllmedlet och elastomermaterialet. Den elektriska elastomerkroppens resistivitet ligger företrädesvis inom området 0.1 mohmcm - 10 Ohmcm. Om mer än en kropp av elektriskt ledande elastomer ingår i anordningen kan kropparna vara av samma eller olika elastomer och då med samma eller olika fyllmedel och resistivitet- Elektroderna är av konventionellt slag t ex försilvrad koppar. De har företrädesvis orienterats så, att då de genomflytes av höga strömmar, uppstår repulsionskrafter mellan sagda elektroder.

Det tryck som upprätthålles på elektroderna, t ex med en känd tryckanordning beskriven i US 3 914 727 eller en konventionell fjädermekanism, till/fràn, för elkopplare, deformerar den konvexa anliggningsytan hos de elastomerkroppar där en sådan 10 15 20 25 30 35 anliggningsyta ingår. Deformationen uppgår företrädesvis till minst 5% . Speciellt föredrages en deformation av 5-30%, definierat utifrån avståndet mellan kropparna som angränsar till en betraktad elastomerkropp , dvs om avståndet, då trycket är O och angränsande kroppar nätt och jämnt anligger mot elastomerkroppen, är d, och efter att trycket har applicerats avståndet ändras till O.7~d, så har kroppen deformerats 309. Speciellt föredrages elastomerkroppar med hårdhet mellan 30-50 IRHD i överensstämmelse med brittisk standard BS903/A26, men material med såväl lägre som högre hårdhet kan tänkas användas.

Enligt en särskild föredragen utföringsform av uppfinningen är tryckanordningen försedd med tryckutövande anordningar med förmåga att fjädra. En sådan föredragen utformning av tryckanordningen underlättar markant en separation och därmed en minskning av övergángsarean mellan den konvexa anliggningsytan hos de elastomerkroppar där en sådan anliggningsyta ingår och angränsande kropp.

Enligt en särskilt föredragen utföringsform av uppfinningen är kroppen av elektriskt ledande elastomer, om endast en sådan ingår i strömbegränsningselementet, inskjuten mellan en elektriskt isolerande platta med en slits. Elastomerkroppen placeras i slitsen, som då elastomerkroppen utsattes för tryck, fyller ut slitsutrymmet. Därmed erhålles en elektrisk isolation, som förhindrar elektriska överslag vid kortslutning.

Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen är en elastomerkropp staplad på en annan elastomerkropp enligt uppfinningen i samma tryckanordning.

Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen har elastomekroppen utformats ihålig, vilket medför att kroppen kan deformeras betydligt mer än 30%, bestämt av hålets diameter. Fördelen med denna lösning är också att relativt hårda elastomermaterial kan väljas och elastomerkroppen ändå tillåtes deformeras betydligt. 10 15 20 25 30 470118 Enligt den föreliggande uppfinningen har det visat sig möjligt att motverka eller helt eliminera de under rubriken "Teknikens ståndpunkt" beskrivna nackdelarna såsom okänslighet mm hos kortslutningsskydden. Strömbegränsningselementet ändrar sin resistans då höga kortslutningsströmmar uppträder vid en lägre energiutveckling, varvid den termiska och mekaniska trögheten har minskat. Vidare återgår strömbegränsningselementet efter övergång från làgresistivt till högresistivt tillstànd till initialresistansen, och är återanvändbart även sedan det utsatts för kortslutningsströmmar. En tänkbar förklaring till det enligt uppfinningen uppnådda resultatet kan vara följande.

Vid normal strömgenomgång upprätthàlles en låg övergångs- resistans mellan de element, som bildar kontakt med varandra genom den övergångsyta, som bildas då kroppen med konvex anliggningsyta, eller kropparna om flera sådana ingår, på grund av en yttre tryckanordning deformeras. Då höga kortslutningsströmmar uppträder vill elektroderna separera av strömkrafter. Dessutom uppstår sk striktionskrafter i övergången mellan den konvexa anliggningsytan, hos de elastomerkroppar där en sådan anliggningsyta ingår, och angränsande kroppar, på grund av den föredragna anliggningsytans utformning- Därmed minskar anliggningsytan dels p g a att elastomerkropp med konvex anliggningsyta kan deformeras samt att elektroderna vill separera- Som en följd av detta ökar energiutvecklingen snabbare i den minskande övergångsytan, vilket medför att elastomerkroppens resistans ökar kraftigt i övergàngsytan utan att elastomerkroppen i övrigt utsätts för otillåtet höga pàkänningar. Dessutom är, på grund av den föredragna elastomerkroppens tvärsnitt strömtätheten störst utefter tvärsnittsytans symmetrilinje mellen elektroderna, vilket medför att materialet stressas mest här, varvid sprick och blåsbildning i tvärsnitt vinkelrätt mot strömriktningen förhindras. 10 15 2Û 25 30 35' 10 Genom att kombinera de i teknikens ståndpunkt beskrivna fysikaliska egenskaperna sásom, elektriskt ledande elastomerers tryckkänslighet, övergàngsytor, erhàllen elektrodynamisk repulsionsverkan genom lämplig geometri- utformning av elektriskt ledande elastomerkroppar och elektroder tillsammans med lämpligt val av elektrodmaterial, en anordning för strömbegränsning uppnås bl a följande fördelar: a) b) d) e) f) 9) h) Avsevärt ökad känslighet vid höga strömderivator och kortslutningsströmmar p g a en fjädrande tryckanordning samt föredragen elektrodutformning som tillsammans med den speciellt utformade, elektriskt ledande, elastomerkroppen vill repellera elektroderna.

Anordningen kan göras mycket làgohmig på grund av deformation av kontaktövergången mellan elektriskt ledande elastomerkropp och elektrod.

Minskade selektivitetsproblem i elektriska kretsar där det finns över- och underordnade skydd.

Elementet återgår till initialresistansen efter övergång från làgresistivt till högresistivt tillstànd.

Enkel brytanordning, som eventuellt ej behöver vara försedd med ljusbàgsskärmar, om elektroderna mekaniskt kopplas till en konventionell till/fránslagsmekanism för strömbrytare, som i tilläge dà upprätthåller erforderligt tryck mellan elektrod(=kontakt) och elektriskt ledande elastomerkropp.

Eliminerad svetsrisk då en brytanordning enligt punkt e) ovan införes.

Vibrationsokänslig samt studsokänslig tillslagsfunktion.

Möjlighet att justera känsligheten om trycket, som i 10 15 20 25 30 35 4701ï8 11 upprätthålles av tryckanordningen pà känt sätt är inställbart och kan varieras, varvid ett och samma kortslutningsskydd kan användas i ett utökat märkströmsomràde. i) Mycket smà yttre dimensioner eftersom resistiviteten hos det elektriskt ledande elastomermaterialet kan fås mycket låg < l mohmcm j) Exklusiva drosslar kan elimineras i tyristorkretsar.

FIGURBESKRIVNING Uppfinningen skall förklaras närmare genom beskrivning av utföringsexempel med hänvisning till bifogade ritningar, där fig la-c fig.2 fig 3 fig 4 fig 5 visar ett centralt snitt genom tre föredragna utföranden av uppfinningen, som väsentligen består av elektriskt ledande elastomerkroppar samt elektroder. visar resistansen R som funktion av avståndet d mellan 2 st elektroder, mellan vilka en elektriskt ledande elastomerkropp, med ett tvärsnitt av en halvcylinder, med radien r, komprimeras. visar ett utföringsexempel av strömbegränsningselementet (100) inkopplat i en elektrisk krets enligt uppfinningen. visar strömförloppet vid en kortslutning med en skyddsanordning enligt figur 3. visar en jämförelse mellan fiz-dt kurvor för ett strömbegränsningselement (100) enligt uppfinningen och konventionella skydd såsom smältsäkring och effektfirytare, MCCB. 10 15 20 \___ 25 30 35 12 visar ett centralt snitt genom en elastomerkropp enligt uppfinningen med tillhörande elektroder, samt en repulsionsanordning- fig 8-19 visar ytterligare varianter av utföranden pà strömbgränsningselement enligt uppfinningen.

I figur 6 visas ett strömbegränsningselement enligt en anordning analog med den i fig lb visade, innehållande en centralt anordnad kropp (10) i form av en homogen cylinder med diametern 3mm och längden 10mm av ett deformerbart elektriskt ledande elastomermaterial t ex bestående av 80 viktsprocent silverpulver och 20 viktsprocent silikonplast, samt tvà till kroppen tangerande, pà motstàende sida om kroppen (10) placerade, parallella elektroder(ll,l2). Elastomerkroppen(l0) har i detta utföringsexempel ett shoretal pà 40 enligt BS 903/A26. Elektroderna(ll,l2) består av 0.7 mm tjocka vinklade plattor av försilvrad koppar. Elektroderna anligger mot kroppen (10) mha en fjäderanordning (14), som på känt sätt genom fjäderverkan utövar ett tryck mot elektroderna (ll,l2 ), och därmed deformerar kroppens anliggningsytor (l0',lO") mot resp elektrod, en deformation av ca 30%. En repulsions- anordning (13), beskriven i t ex GB l 519 559 eller GB l 489 010 kan ingå i anordningen för att öka känsligheten, eller att elektrodutformningen i sig, pga utformningen, ger upphov till repellerande elektrodynamiska strömkrafter.

Repulsionsanordningen (13) kan alternativt vara en självaktiverande magnetisk krets, tidigare beskriven i US 4 513 270, anordnad att verka enbart på en elektrod, och riktad så att elektroderna sinsemellan vill separera pga magnetiska krafter eller elektrodynamiska strömkrafter. Resistansen över anordningen är 2mOhm. Då anordningen utsättes för höga kortslutningsströmmar, företrädesvis mer än 50A speciellt mer än 50OA, ökar strömtätheten i de deformerade anliggningsytorna (l0',l0") varvid resistansen i elementet ökar till lO0m0hm eller mer. Detta är tillräckligt för att begränsa kortslutningsströmmar i làgspänningsanläggningar, som genom den föredragna anordningen i figur 6 och inkopplingen enligt F) 10 15 20 25 30 35 41:. “<1 CI) 13 figur 3, begränsas och ger ett ström-tiddiagram enligt figur 4- I figur 7 visas ett strömbegränsningselement enligt figur 6 och fig lc, där elastomerkroppen (20) till skillnad fràn i fig 6 inte är homogen. Ett hål (9) har införts, som medför att elastomerkroppens deformation kan ökas till 30% eller mer bestämt av hàlets dimensioner. Därmed kan elastomermaterial med relativt höga shoretal t ex 80 väljas- Speciellt lämpligt är att deformera kropp(20) så att den därmed uppkomna konvexa anliggningsytan (9') är i fysisk kontakt med anliggningsyta (9").

I figur 8 visas en utföringsform av uppfinningen där två elektriskt ledande elastomerkroppar (lOa,lOb) har staplats pá varandra, medan i fig 9 de elektriskt ledande elastomerkropparna (lOa,lOb) har placerats bredvid varandra.

I figur l0a-b illustreras en anordning enligt uppfinningen, där en elektriskt ledande elastomerkropp (10) enligt fig 7 är anordnad mellan 2, parallellt med kroppen (10) längsgående elektroder (ll,l2). Trycket mot elektroderna och elastomer- kroppens anliggningsytor (lO',lO") àstadkommes genom den tidigare beskrivna fjädrande tryckanordningen.

I figur ll illustreras en anordning enligt uppfinningen, där en elektriskt ledande elastomerkropp (10) är anordnad mellan 2 elektroder (ll, 12) enligt fig l0a-b. En ferromagnetisk repulsionkrets (13) omsluter de längsgående elektroderna(ll,l2) samt elastomerkroppen (10) och förstärker repulsionsverkan på elektrod (ll) då strömbegränsnings- elementet genomflytes av överströmmar. Trycket mot elektroderna och elastomerkroppens anliggningsytor (lO', lO") åstadkommas genom tidigare beskriven fjädrande tryckanordning_ I figur 12 visas en med fig l0a-b analog anordning, med skillnaden att den elektriskt ledande elastomerkroppen (10) är utformad sàsom en halvcylinder, och kan vara fast förankrad med en elektriskt ledande adhesiv till elektrod(l2) eller 10 15 20 25 30 35 470118 14 anligga fritt.

I figur 13 illustreras en anordning enligt uppfinningen, där tvá elektriskt ledande elastomerkroppar (lOa,lOb) är anordnade mellan 2 elektroder (ll,l2), mellan vilka ytterligare två elastomerkroppar (100) resp (lOd), som omsluter elektroderna (ll,l2), har placerats. Trycket mot elektroderna och speciellt de med konvexa ändytor försedda elastomerkropparna àstadkommes genom tidigare känd tryckanordning.

I figur 14 illustreras ytterligare ett utförande enligt figur 12 och 9 av uppfinningen där de runt elektroderna (ll,l2) omslutande elastomerkropparna (lOc,l6a) respektive (lOe,l6b) utgöres av elektriskt ledande (lOc,10e) respektive elektriskt isolerande (l6a,l6b) elastomermaterial. Elastomerkropparna (l0c,l6a) respektive (lOe,l6b) är med fördel dubbelgjutna, varvid elastomerkropparna blir sammanhängande, och elektroderna elektriskt isolerade. Elektriska anslutningar till elektroderna är inte utritade i figuren.

-I figur 15 illustreras en anordning enligt figur 6 och 7 enligt uppfinningen, där tvà stycken elektriskt isolerande polymerkroppar, (l5a,l5b), av polyeten, är anordnade parallellt med en elektriskt ledande elastomerkropp (10).

Då anordningen utsättes för ett tryck, symboliserat med kraften F verkande pà elektroderna (ll,l2), deformeras kropp lO, och anligger därmed mot de elektriskt isolerande kropparnas begränsningsytor (l5a') och (l5b'). Därmed erhålles en elektrisk isolation, som förhindrar överslag vid kortslutning, samtidigt som den elektriskt ledande elastomerkroppen ej flyter ut, vilket annars är ett vanligt problem.

I figur 16 illustreras en anordning enligt uppfinningen där den elektriskt ledande elastomerkroppen (10), har flera konvexa deformerhara anliggningsytor (lOa',lOb',l0c'lOd'), bestående av flera integrerade elastomerkroppar enligt tidigare figurer- Elastomerkroppen (10) är sammanhängande och homogen.

Q 10 15 ZÛ 25 30 .Sä- »a <;:> ...S -A oo 15 I figur 17 illustreras en anordning enligt uppfinningen där den elektriskt ledande elastomerkroppen (10), har en konvex deformerbar anliggningsyta i ett "splineutförande", bestående av flera integrerade elastomerkroppar enligt tidigare figurer.

Elastomerkroppen (10) är alltså sammanhängande, och flera konvexa ytor kan aktiveras genom att t ex trycket ökas med tryckanordningen (14).

I figur l8a-b illustreras en anordning enligt uppfinningen bestående av två elektriskt ledande elastomerkroppar (20a,20b), med konvexa deformerbara anliggningsytor (20a',20b') samt 2 stycken elektroder (ll,l2). Elektroderna omslutes av koncentriska elektriskt ledande elastomer- kroppar(20a,20b), som med anliggningsytorna (20a',20b') anligger i fysisk kontakt med varandra. En tryckanordning (14) utövar ett tryck, som deformerar anliggningsytorna (20a',20b'). Elektroderna (ll,l2) är försedda med anslutningsorgan (31) resp (32).

I figur 19 illustreras en anordning enligt uppfinningen där de elektriskt ledande elastomerkropparna (lOal,lOa2,lOa3,lOa4) har med sina konvexa begränsningsytor orienterats vinkelrätt mot de elektriskt ledande elastomerkropparnas (l0bl,lOb2,lOb3,lOb4) konvexa begränsningsytor. 2 stycken elektroder (ll,l2) ingår i anordningen för ledande av ström genom densamma, elektroder på vilka en tryckanordning utövar ett tryck, som deformerar anliggningsytorna (lOal...lObl...)- Uppfinningen är inte begränsad till de visade utföringsexemplen utan flera varianter är möjliga inom ramen för patentkraven. Exempelvis kan antalet på varandra staplade elektriskt ledande elastomerkroppar enligt figur 8 vara betydligt flera.

Claims (11)

10 15 20 25 30 35 40 /é 470118 Patentkrav

1. För skydd mot överström i elektriska kretsar avsedd anordning, vilken innefattar minst en elektriskt ledande och av elastomermaterial bestående kropp (10) samt två för matning av kretsströmmen genom denna avsedda elektroder (11, 12), vilka - var och en direkt eller via en mellandel - på motsvarande ställen anligger mot kroppen (10), varvid en tryckanordning (14) åstadkommer anliggningstryck, k ä n n e t e c k n a d av att elektroderna (11, 12) är utformade så att de under inverkan av kortslutningsströmmar strävar efter att sinsemellan repellera, och att anliggningsytan minskar vid passerande överström genom att kroppen (10) och /eller minst en elektrod/- mellandel i tryckobelastad tillstånd på i och för sig känt sätt är konvex men deformerad genom tryckanordningen vid respektive anliggningsställe vid tryckbelastning.

2. Anordning enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att även mellandelen består av elastomermaterial.

3. I 3. Anordning enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d har shoretal mellan 20-80.

4. Anordning enligt patentkrav 1, 2 eller 3, av att i anordningen ingående elastomerkroppar k ä n - n e t e c k n a d av att tryckanordningen (14) kan fjädra.

5. Anordning enligt något av patentkrav 1-4, k ä n - n e t e c k n a d av att tryckanordningen (14) utgöres av en fjädermekanism med två mekaniskt stabila jämviktslägen, till resp. från, samt att åtminstone en elektrod (lla) är mekaniskt sammanhängande med fjädermekanismen (14) för galvanisk från- skiljning mellan elektrod (11) och 12).

6. Anordning enligt något av patentkraven 1-5, k ä n n e t e c k n a d av att det av tryckanordning (14) påförda anliggningstrycket är justerbart.

7. Anordning enligt något av patentkraven 1-6, av att elektroderna (11, 12) är försedda med ferromagnetiska kretsar (13) som vill förstärka k ä n n e t e c k n a d repelleringen mellan elektroderna.

8. Anordning enligt något av patentkraven 1-7, k ä n n e t e c k n a d av att elastomerkroppar (20a, 20b) är expanderade över elektroderna (11, 12).

9. Anordning enligt något av patentkraven 1-8, k ä n n e t e c k n a d av att av tryckanordning (14) åstad- 10 I? 470 118 kommen komprimering av kroppen (10) uppgår till minst 5%, då kroppen är homogen.

10. Anordning enligt patentkravet 9, k ä n n e t e c k - n a d av att av tryckanordningen (14) åstadkommen komprime- ring av kroppen (10) uppgår till 5% - 40%, då kroppen är homogen.

11. Anordning för överströmsskydd enligt något av patent- k ä n n e t e c k n a d (20) har en centrerad ihålighet (9). kraven 1-8, av att elastomerkroppen