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EP 1 047 094 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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12.04.2006 Patentblatt 2006/15 |
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Anmeldetag: 13.04.2000 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC):
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Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung mit Flüssigmetall
Self-recovering current-limiting device with liquid metal
Dispositif limiteur de courant à auto-rétablissement et doté de métal liquide
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Benannte Vertragsstaaten: |
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DE FR GB |
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Priorität: |
23.04.1999 DE 19918453
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Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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25.10.2000 Patentblatt 2000/43 |
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Patentinhaber: Moeller GmbH |
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53115 Bonn (DE) |
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Erfinder: |
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- Kremers, Wolfgang
53229 Bonn (DE)
- Krätzschmar, Andreas
53129 Bonn (DE)
- Berger, Frank
53913 Swistal-Miel (DE)
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Entgegenhaltungen: :
DE-C- 756 740 GB-A- 391 436 US-A- 3 873 791
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GB-A- 190 096 SU-A- 922 911 US-A- 4 429 295
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung mit Flüssigmetall
nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
[0002] Aus der Druckschrift SU 922 911 A ist eine selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung
bekannt, die zwei Elektroden aus Festmetall enthält, die durch als druckfestes Isoliergehäuse
ausgebildete erste Isolierkörper getrennt sind. Innerhalb des Isoliergehäuses sind
durch isolierende Zwischenwände und dazwischen angeordnete zweite Isolierkörper, die
als ringförmige Dichtscheiben ausgeführt sind, mit Flüssigmetall teilweise aufgefüllte,
hintereinander liegende Verdichterräume ausgebildet, die untereinander über mit Flüssigmetall
ausgefüllte, außermittig angeordnete Verbindungskanäle der Zwischenwände verbunden
sind. Damit besteht im Normalbetrieb über das Flüssigmetall eine durchgehende innere
leitende Verbindung zwischen den Elektroden. Im Strombegrenzungsfall wird infolge
der hohen Stromdichte das Flüssigmetall aus den Verbindungskanälen verdrängt. Damit
ist die elektrische Verbindung der Elektroden über das Flüssigmetall unterbrochen,
was zur Begrenzung des Kurzschlussstromes führt. Nach Abschaltung oder Beseitigung
des Kurzschlusses füllen sich die Verbindungskanäle wieder mit Flüssigmetall, worauf
die Strombegrenzungseinrichtung erneut betriebsbereit ist. Zur Verbesserung der Begrenzungseigenschaften
sind nach Druckschrift SU 1 076 981 A die Verbindungskanäle benachbarter Zwischenwände
gegeneinander versetzt angeordnet. In der Druckschrift DE 40 12 385 A1 wird eine Strombegrenzungseinrichtung
mit nur einem Verdichterraum beschrieben und als Medium über dem Flüssigkeitsspiegel
Vakuum, Schutzgas oder eine isolierende Flüssigkeit erwähnt. Es ist nach Druckschrift
DE 26 52 506 A1 bekannt, bei Kontakteinrichtungen als Flüssigmetall Gallium-Legierungen,
insbesondere GalnSn-Legierungen zu verwenden.
[0003] In der US-PS 4 429 295 ist eine selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung beschrieben,
die hohlzylindrische Elektroden aus Festmetall, zwei vollständig mit Flüssigmetall
gefüllte Verdichterräume und eine diese trennende Zwischenwand mit Verbindungskanälen
enthält. Die Elektroden bilden mit einem jeweils innen liegenden Kolben aus Isolierstoff
eine Zylinder-Kolben-Einrichtung zur Aufnahme des Verdampfungsdruckes im Strombegrenzungsfall
entgegen eines Rückstellmittels in Form eines Inertgases oder eines Federmittels.
In der GB-PS 1 209 020 ist eine selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung beschrieben,
bei der eine feststehende und eine bewegliche Elektrode über einen mit Flüssigmetall
vollständig gefüllten Vorratsraum und einen Verbindungskanal leitend verbunden sind.
Im Strombegrenzungsfall wird die bewegliche Elektrode durch den Druck verdampfenden
Flüssigmetalls entgegen einem gasförmigen Rückstellmittel verschoben, wobei ein mit
der beweglichen Elektrode verbundener und nach außen reichender Stößel mit einem Betätiger
für ein Anzeigemitte oder einen Leistungsschalter verbunden werden kann. Nach Beendigung
des Strombegrenzungsvorganges kehrt durch das kondensierende Flüssigmetall die bewegliche
Elektrode mit dem Stößel in die Ausgangslage zurück. Für bestimmte Anwendungen ist
es wünschenswert, dass der Strombegrenzungsvorgang noch schneller abläuft.
[0004] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Arbeitsverhalten einer gattungsgemäßen
Strombegrenzungseinrichtung zu verbessern.
[0005] Ausgehend von einer Strombegrenzungseinrichtung der eingangs genannten Art wird die
Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Anspruches
gelöst, während den abhängigen Ansprüchen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
zu entnehmen sind.
[0006] Der bei Eintritt des Strombegrenzungsfalles entstehende hohe Innendruck in der Strombegrenzungseinrichtung
verschiebt mit hoher Geschwindigkeit den Kolben der Zylinder-Kolben-Einrichtung gegen
die Kraftwirkung des Rückstellmittels in Richtung der benachbarten Elektrode. Die
damit verbundene Vergrößerung des Volumens des zugehörigen Verdichterraumes führt
zu einer ebenso schnellen Absenkung des Flüssigkeitsspiegels, in erster Linie in diesem
Verdichterraum. Es wurde herausgefunden, dass dabei der Strombegrenzungsvorgang im
Sinne einer Beschleunigung dynamisiert wird. Diese schnelle Absenkung des Flüssigkeitsspiegels
erfolgt im allgemeinen so weit, dass wenigstens bei einer der Zwischenwände alle Verbindungskanäle
aus dem Flüssigmetall auftauchen, was zu einer erheblichen Verlängerung eines entstehenden
Lichtbogens und damit zu einer stärkeren Strombegrenzung oder gar zur vollständigen
Unterbrechung des Stromes führt. Der durch die benachbarte Elektrode reichenden Stößel
am Kolben vorzusehen dient zum einen der besseren Führung des Kolbens und ist zum
anderen mit Rastmitteln in der Art verbunden sein, dass nach Auftreten eines Strombegrenzungsfalles
der Kolben nicht mehr von selbst durch das Rückstellmittel in seine Ausgangslage gebracht
wird, sondern erst nach Beseitigung der Störursache bewusst zurückgesetzt werden muss.
[0007] Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass durch Absenkung
des Flüssigkeitsspiegels unterhalb der Verbindungskanäle einer oder mehrerer Zwischenwände
die Strombegrenzungseinrichtung bis zur bewusst vorgenommenen Rückstellung ausgeschaltet
bleibt.
[0008] Die Rastmittel können auch mehrere Raststellungen aufweisen, denen in Verbindung
mit einer Einstellskala und vorzugsweise mit einem Zeiger mehrere Ausgangsstellungen
des Stößels und damit des Kolbens zugeordnet sind. Es wurde gefunden, dass sich die
Größe des Ansprechstromes bei im übrigen gleichen Bedingungen mit abnehmender Füllstandshöhe
des Flüssigmetalls über den Verbindungskanälen verringert. Damit kann ein und dieselbe
Strombegrenzungseinrichtung durch Setzen des Stößels anwenderseitig auf einen erforderlichen
Nennstromfaktor aus einer Mehrzahl von möglichen Nennstromfaktoren eingestellt werden
kann. Bei dem mit dem Nennstromfaktor multiplizierten Nennstrom, für den die zu schützende
Anlage ausgelegt ist, soll die Strombegrenzungseinrichtung ansprechen. Die äußerste
Raststellung kann sogar zum bewussten Ausschalten der Strombegrenzungseinrichtung
verwendet werden. Sind mehrere Strombegrenzungseinrichtungen zu einer mehrpoligen
Einrichtung zusammengeführt, dann empfiehlt sich die Verbindung der Stößel aller Pole,
beispielsweise über eine Brücke.
[0009] Die wechselnde Anordnung der Verbindungskanäle benachbarter Zwischenwände verbessert
einerseits durch Längung entstehender Lichtbögen das Strombegrenzungsverhalten und
erleichtert anderseits die strombegrenzende oder gar abschaltende Absenkung des Flüssigkeitsspiegels
unter wenigstens einen Teil der Verbindungskanäle. Eine vorteilhafte Weiterbildung
der Erfindung und damit weiteren Beschleunigung des Strombegrenzungsvorgangs besteht
in der Ausnutzung elektrodynamischer Kräfte eines hohen Stromes, wenn dieser entweder
vollständig durch das Rückstellmittel oder wenigstens zu einem erheblichen Teil durch
das Rückstellmittel und dazu parallel wenigstens durch einen anderen, vorzugsweise
flexiblen Leiter, geführt wird. Insbesondere eignet sich hierfür eine Schraubenfeder
als elastisches Rückstellmittel.
[0010] Ist Vakuum oder ein Schutzgas mit gegenüber der Atmosphäre niedrigem Druck als Medium
sowohl in den Verdichterräumen über dem Flüssigmetall als auch in dem Raum zwischen
Kolben und benachbarter Elektrode vorgesehen, dann sind in der Regel keine Maßnahmen
zum Druckausgleich infolge der Kolbenbewegung erforderlich.
[0011] GalnSn-Legierungen als zu verwendendes Flüssigmetall sind einfach zu handhaben durch
ihre physiologische Unbedenklichkeit. Eine Legierung aus 660 Gewichtsanteilen Gallium,
205 Gewichtsanteilen Indium und 135 Gewichtsanteilen Zinn ist bei Normaldruck von
10°C bis 2000°C flüssig und besitzt eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit.
[0012] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, anhand
von Figuren erläuterten Ausführungsbeispiel. Es zeigen
[0013] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem folgenden, anhand
von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen
- Fig. 1a, 1b:
- ein beispiel einer nicht erfindungsgemäßen Strombegrenzungseinrichtung im Längsschnitt;
- Fig. 2a, 2b:
- eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strombegrenzungseinrichtung im Längsschnitt.
[0014] Die selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung 1 nach Fig. 1a enthält zwei Elektroden
3 und 4 aus Kupfer, die in äußere Anschlussleiter 5 übergehen. Zwischen den Elektroden
3 und 4 sind mehrere mit Flüssigmetall 6 teilweise aufgefüllte, hintereinander liegende
Verdichterräume 7 und 8 angeordnet. Die Verdichterräume 7, 8 sind untereinander durch
isolierende Zwischenwände 9 getrennt. Die Zwischenwände 9 weisen gegeneinander versetzte
Verbindungskanäle 10 auf. Die Elektroden 3, 4 sowie die Zwischenwände 9 werden durch
druckfeste Isolierkörper in Form von Dichtscheiben 11 und in Form eines Formgehäuses
12 aus zwei Halbschalen gehalten. Der der rechtsseitigen Elektrode 4 benachbarte Verdichterraum
8 wird durch eine diesen Verdichterraum 8 abdichtende Zylinder-Kolben-Einrichtung
gebildet, die aus einem isolierenden Zylinde 15 und einem darin dicht geführten Kolben
16 aus Kupfer besteht. Der Kolben 16 ist als offener Zylinder ausgebildet und liegt
infolge der Kraftwirkung eines elastischen Rückstellmittels 17, das sich in Form einer
Schraubenfeder an den gegenüberliegenden Innenflächen von Kolben 15 und Elektrode
4 abstützt, mit seinem Kragen 18 an der benachbarten Zwischenwand 9 an. Das Rückstellmittel
17 besteht aus leitendem Material und ist mit den Innenseiten des Kolbens 16 und der
benachbarten Elektrode 4 sowohl mechanisch als auch elektrisch leitend verbunden.
Nach Fig. 1a befindet sich der Flüssigkeitsspiegel 13 des Flüssigmetalls 6 in allen
Verdichterräumen 7, 8 oberhalb der Verbindungskanäle 10. Somit besteht im Normalbetrieb
der Strombegrenzungseinrichtung 1 eine durchgehende leitende Verbindung von der linksseitigen
Elektrode 3 über das Flüssigmetall 6 in den Verdichterräumen 7 und 8 sowie in den
Verbindungskanälen 10, über den Kolben 16 und über das Rückstellmittel 17 zur rechtsseitigen
Elektrode 4.
[0015] Ein starker Anstieg des durch die Strombegrenzungseinrichtung 1 fließenden Stromes,
in der Regel durch einen äußeren Kurzschluss, hat zwei Effekte zur Folge. Zum einen
wird das Flüssigmetall 6 infolge der stark ansteigenden Stromdichte sehr schnell aus
den Verbindungskanälen 10 verdrängt und zum Teil verdampft, was einen steilen Druckanstieg
in den Verdichterräumen 7 und 8 zur Folge hat. Zum anderen bewirkt der starke Stromanstieg
in dem schraubenförmigen Rückstellmittel 17, dass die dabei entstehenden elektrodynamischen
Kräfte der Federkraft entgegenwirken und bestrebt sind, das Rückstellmittel 17 zusammenzuziehen.
Beide Effekte bewirken, dass der Kolben 16 mit großer Geschwindigkeit zu der benachbarten
Elektrode 4 hin getrieben wird, so dass es zu einer Vergrößerung des mit dem Kolben
16 verbundenen Verdichterraumes 8 kommt. Diese Vergrößerung wiederum bewirkt ein rasches
Absinken des Flüssigkeitsspiegels 13, so dass dieser im Verlaufe der Kolbenbewegung
unter das Niveau der Verbindungskanäle 10 einiger Zwischenwände 9 absinkt. Die beschriebenen
Vorgänge beschleunigen erheblich den Strombegrenzungsvorgang, der bis zur vollständigen
Stromunterbrechung führen kann. Nach Abschaltung des Stromes, was in der Regel durch
einen in Reihe mit der Strombegrenzungseinrichtung 1 angeordneten Schutzschalter erfolgt,
kehrt der Kolben 16 in seine Ausgangsstellung gemäß Fig. 1a zurück. Als Medium sowohl
über dem Flüssigmetall 6 als auch in dem Raum zwischen Kolben 16 und benachbarter
Elektrode 4 ist Vakuum vorgesehen, so dass keine Maßnahmen zum Druckausgleich erforderlich
sind. Die für die Erfindung erheblichen Rastmittel werden mit Fig. 2a und 2b beschrieben.
[0016] In der selbsterholenden Strombegrenzungseinrichtung 2 nach Fig. 2a und 2b sind zum
einen parallel zu der leitenden Verbindung durch das Rückstellmittel 17 zwischen dem
Kolben 16 und der benachbarten Elektrode 4 flexible elektrische Leiter 19 angeordnet,
so dass nur ein Teil des Gesamtstromes für die elektrodynamisch bewirkte Kompression
des Rückstellmittels 17 zur Verfügung steht, die Kompression damit erst bei einem
höheren Gesamtstrom zur Wirkung kommt. Zum anderen ist der Kolben 16 mit einem Stößel
20 versehen, der durch die benachbarte Elektrode 4 geführt nach außen reicht und dort
mit Rastmitteln in Verbindung steht, welche im Beispiel aus mehreren am Stößel 20
seitlich angebrachten Rastkerben 21 und einem unter Federkraft stehenden Raststift
22 bestehen. Die Rastmittel sind im Sinne eines Gesperres ausgebildet, so dass der
Kolben 16 während der Strombegrenzung sich zwar auf die benachbarte Elektrode 4 zu
bewegt (Fig. 2b), jedoch nicht mehr selbsttätig zurück unter der alleinigen Wirkung
des Rückstellmittels 17 in seine Ausgangslage (Fig. 2a) fahren kann. Dies kann erst
durch bewusstes Lösen des Rastmittels unter Aufhebung der mit dem Raststift 22 verbundenen
Federkraft erfolgen. Mit der in Fig. 2b gezeigten Raststellung des Stößels 20 wird
demonstriert, dass nach einem Begrenzungsfall der Flüssigkeitsspiegel 13 des Flüssigmetalls
6 soweit unter das Niveau der Verbindungskanäle 10 gesunken ist, dass die Strombegrenzungseinrichtung
2 in dieser Position ausgeschaltet bleibt.
[0017] Der Stößel 16 weist eine Einstellskala 23 auf, die den einzelne Rastkerben 21 zugeordnet
ist. Der Raststift 22 ist als Zeiger zum besseren Ablesen der gerade eingenommen Raststellung
ausgebildet. Die Größe des Ansprechstromes, bei dem die Strombegrenzung einsetzt,
ist abhängig von der Füllstandshöhe des Flüssigmetalls 6 über den Verbindungskanälen
10. Damit kann die Strombegrenzungseinrichtung 2 durch bewusstes Setzen des Stößels
20 anwenderseitig auf einen bestimmten Nennstromfaktor (im Beispiel "14") aus einer
Mehrzahl von möglichen Nennstromfaktoren (im Beispiel "6" und "14") eingestellt werden
kann. Zusätzlich kann die Strombegrenzungseinrichtung 2 bewusst ausgeschaltet werden
(Raststellung "0" gemäß Fig. 1b).
[0018] Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt, sondem umfasst auch alle im Schutzumfang der beigefügten Ansprüche gleichwirkenden
Ausführungsformen. So lässt sich die Erfindung beispielsweise dahingehend weiterbilden,
dass mehrere zum Schutz einer mehrpoligen Anlage baulich vereinigte baugleiche Strombegrenzungseinrichtungen
2 zur gemeinsamen Verstellung mit ihren Stößeln 20 über eine verbindende Brücke gekoppelt
sind.
1. Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung mit Flüssigmetall, enthaltend Elektroden
(3; 4) aus Festmetall zum Anschließen an einen zu schützenden Stromkreis und mehrere
mit Flüssigmetall (6) teilweise aufgefüllte, zwischen den Elektroden hintereinander
liegende Verdichterräume (7; 8), die durch druckfeste Isolierkörper (11; 12) und durch
diese gehaltene isolierende Zwischenwände (9) mit Verbindungskanälen (10) gebildet
werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
wenigstens einer der den Elektroden (3; 4) benachbarten Verdichterräume (7; 8) durch
eine diesen Verdichterraum (8) abdichtende Zylinder-Kolben-Einrichtung (15, 16) gebildet
wird, deren Kolben (16) mit der benachbarten Elektrode (4) elektrisch leitend verbunden
und in Richtung der benachbarten Elektrode (4) entgegen eines Rückstellmittels (17)
verschiebbar ist, und dass
der Kolben (16) einen nach außen durch die benachbarte Elektrode (4) reichenden Stößel
(20) aufweist, der mit Rastmitteln (21, 22) in Verbindung steht, die eine selbsttätige
Rückstellbewegung des Kolbens (16) verhindern.
2. Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Raststellung vorgesehen ist, die einer Stellung des Kolbens (16)
entspricht, bei welcher der Flüssigkeitsspiegel (13) des Flüssigmetalls (6) unterhalb
aller Verbindungskanäle (10) von wenigstens einer Zwischenwand (9) bleibend abgesenkt
ist.
3. Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Raststellungen in Verbindung mit einer Einstellskala (23) für einzustellende
Strombegrenzungscharakteristiken vorgesehen sind.
4. Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellskala (23) ein Zeiger (22) zugeordnet ist.
5. Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Stößel (20) benachbarter oder integrierter baugleicher Strombegrenzungseinrichtungen
(2) zusätzlicher Pole brückenartig verbunden sind.
6. Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungskanäle (10) benachbarter Zwischenwände (9) derart angeordnet sind,
dass das Flüssigmetall (6) wechselnde Füllstandshöhen bezüglich der Verbindungskanäle
(10) aufweist.
7. Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Rückstellmittel (17) wenigstens zum Teil die elektrische Verbindung
zwischen Kolben (16) und benachbarter Elektrode (4) übemimmt und bei Über schreiten
eines vorbestimmten Wertes des durch das Rückstellmittel (17) fließenden Stromes durch
die Einwirkung elektrodynamischer Kräfte unter Mitnahme des Kolbens (16) komprimiert
wird.
8. Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass beiderseits des Kolbens (16) Vakuum oder ein Schutzgas mit Unterdruck vorgesehen
ist.
9. Strombegrenzungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssigmetall (6) eine GaInSn-Legierung ist.
1. Self-recovering current-limiting device with liquid metal, comprising electrodes (3;
4) of solid metal for connecting to a circuit to be protected and a plurality of compression
chambers (7; 8), which are partially filled with liquid metal (6) and arranged in
series between the electrodes, which compression chambers are formed by pressure-resistant
insulating bodies (11; 12) and by insulating intermediate walls (9), which are held
by the latter and have connecting channels (10), characterized in that
at least one of the compression chambers (7; 8) adjacent to the electrodes (3; 4)
is formed by a cylinder-piston device (15, 16) sealing this compression chamber (8),
the piston (16) of which is connected in an electrically conducting manner to the
adjacent electrode (4) and can be displaced in the direction of the adjacent electrode
(4) against a restoring means (17), and in that
the piston (16) has a push rod (20), which reaches through the adjacent electrode
(4) to the outside and is in connection with latching means (21, 22), which prevent
a spontaneous restoring movement of the piston (16).
2. Self-recovering current-limiting device according to the preceding claim, characterized in that at least one latching position is provided, corresponding to a position of the piston
(16) in which the liquid level (13) of the liquid metal (6) remains lowered below
all the connecting channels (10) of at least one intermediate wall (9).
3. Self-recovering current-limiting device according to one of the preceding claims,
characterized in that a plurality of latching positions are provided in conjunction with a setting scale
(23) for current-limiting characteristics to be set.
4. Self-recovering current-limiting device according to the preceding claim, characterized in that the setting scale (23) is assigned a pointer (22).
5. Self-recovering current-limiting device according to one of the preceding claims,
characterized in that the push rod (20) of adjacent or integrated identical current-limiting devices (2)
of additional poles are connected in a bridge-like manner.
6. Self-recovering current-limiting device according to one of the preceding claims,
characterized in that the connecting channels (10) of adjacent intermediate walls (9) are arranged in such
a way that the liquid metal (6) has changing filling levels with respect to the connecting
channels (10).
7. Self-recovering current-limiting device according to one of the preceding claims,
characterized in that the elastic restoring means (17) undertakes at least part of the electrical connection
between the piston (16) and the adjacent electrode (4) and, if a predetermined value
of the current flowing through the restoring means (17) is exceeded, is compressed
by the effect of electrodynamic forces, taking the piston (16) with it.
8. Self-recovering current-limiting device according to one of the preceding claims,
characterized in that a vacuum or a protective gas under negative pressure is provided on both sides of
the piston (16).
9. Current-limiting device according to one of the preceding claims, characterized in that the liquid metal (6) is a GaInSn alloy.
1. Dispositif limiteur de courant à auto-rétablissement et à métal liquide, qui contient
des électrodes (3; 4) en métal solide qui sont destinées à être raccordées à un circuit
électrique à protéger, ainsi que plusieurs chambres de compression (7; 8) partiellement
remplies de métal liquide (6), disposées les unes derrière les autres entre les électrodes
et formées de corps isolants (11; 12) qui résistent à la pression et de parois intermédiaires
isolantes (9) maintenues par ceux-ci et dotées de canaux de liaison (10), caractérisé en ce que
au moins l'une des chambres de compression (7; 8) voisines des électrodes (3; 4) est
formée d'un ensemble cylindre-piston (15; 16) qui ferme de manière étanche cette chambre
de compression (8) et dont le piston (16) est relié de manière électriquement conductrice
à l'électrode (4) voisine et peut coulisser en direction de l'électrode (4) voisine
en opposition à un moyen de rappel (17) et en ce que
le piston (16) présente un poussoir (20) qui déborde vers l'extérieur à travers l'électrode
(4) voisine et qui est relié à des moyens d'encliquetage (21, 22) qui empêchent le
retour automatique du piston (16).
2. Dispositif limiteur de courant à auto-rétablissement selon la revendication précédente,
caractérisé en ce qu'au moins une position d'encliquetage est prévue qui correspond à une position du piston
(16) dans laquelle le niveau du liquide (13) du métal liquide (6) est maintenu en
permanence sous le niveau de tous les canaux de liaison (10) d'au moins une paroi
intermédiaire (9).
3. Dispositif limiteur de courant à auto-rétablissement selon l'une des revendications
précédentes, caractérisé en ce que plusieurs positions d'encliquetage sont prévues et sont associées à une échelle de
réglage (23) des caractéristiques de limitation de courant qui doivent être réglées.
4. Dispositif limiteur de courant à auto-rétablissement selon la revendication précédente,
caractérisé en ce qu'un pointeur (22) est associé à l'échelle de réglage (23).
5. Dispositif limiteur de courant à auto-rétablissement selon l'une des revendications
précédentes, caractérisé en ce que les poussoirs (20) de dispositifs limiteurs de courant (2) identiques voisins ou
intégrés de pôles supplémentaires sont reliés en pont.
6. Dispositif limiteur de courant à auto-rétablissement selon l'une des revendications
précédentes, caractérisé en ce que les canaux de liaison (10) de parois intermédiaires voisines (9) sont disposés de
telle sorte que le métal liquide (6) présente des niveaux de remplissage fluctuants
par rapport aux canaux de liaison (10).
7. Dispositif limiteur de courant à auto-rétablissement selon l'une des revendications
précédentes, caractérisé en ce que le moyen de rappel élastique (17) assure au moins une partie de la connexion électrique
entre le piston (16) et l'électrode (4) voisine et est comprimé sous l'action de forces
électrodynamiques en entraînant le piston (16) lorsqu'une valeur prédéfinie du courant
électrique qui s'écoule dans le moyen de rappel (17) est dépassée.
8. Dispositif limiteur de courant à auto-rétablissement selon l'une des revendications
précédentes, caractérisé en ce qu'un vide ou un gaz protecteur en dépression sont prévus des deux côtés du piston (16).
9. Dispositif limiteur de courant à auto-rétablissement selon l'une des revendications
précédentes, caractérisé en ce que le métal liquide (6) est un alliage de GaInSn.

