SELBSTERHOLENDE STROMBEGRENZUNGSEINRICHTUNG MIT FLÜSSIGMETALL

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung mit Flüssigmetall nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Stand der Technik

[0002] Aus der Druckschrift SU 922 911 A ist eine selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 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 emeut betriebsbereit ist. 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 GaInSn-Legierungen zu verwenden. Es sind, beispielsweise nach Patent Abstract1 JP 40 4312737 A, Strombegrenzungseinrichtungen bekannt, bei denen zur Absorption des im Strombegrenzungsfall durch Verdampfung von Flüssigmetall entstehenden schlagartigen Druckanstieges ein röhrenartiger, mit Flüssigmetall gefüllter Strombegrenzungsraum mit einer durch Federkraft beaufschlagten, gasgefüllten Zylinder-Kolben-Einrichtung in Verbindung steht.

[0003] Um die eingangs genannten Strombegrenzungseinrichtungen für verschiedene Anwendungsfälle nutzen zu können, müssen sie dahingehend unterschiedlich ausgelegt sein, dass sie bei einer vom Anwendungsfall abhängigen, mehr oder weniger kurzzeitigen Überlastung nicht ansprechen. So dürfen z.B. Strombegrenzungseinrichtungen in Verbindung mit Generatoren nicht bei einem kurzzeitigen Überlaststrom, der das 2...6fache des Nennstromes beträgt, oder in Verbindung mit Motoren schlechter Eisenqualität oder Transformatoren nicht bei einem kurzzeitigen Überlaststrom, der das 6...18fache des Nennstromes beträgt, ansprechen; sondem dies erst bei einem demgegenüber höheren Strom tun. Daher besteht bisher das nachteilige Erfordemis, herstellerseitig eine erhebliche Anzahl von Strombegrenzungseinrichtungen anzubieten, damit eine geeignete Auswahl hinsichtlich der anwenderseitigen Gegebenheiten stattfinden kann.

[0004] 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 Ftüssigmetall die bewegliche Elektrode mit dem Stößel in die Ausgangslage zurück. Die vorstehend beschriebenen Strombegrenzungseinrichtungen sind nicht zur Einstellung auf einen gewünschten Nennstromfaktor geeignet. Die Druckschrift SU 1 529 303 A beschreibt einen elektrische Schaltvorrichtung mit Flüssigmetall, deren beide Elektroden aus Festmetall mit einem isolierenden Zwischenstück ein Gefäß bilden, dessen innere Oberfläche mit Sektionen unterschiedlichen Querschnitts ausgestattet ist. Durch das Betätigen des Kolbens eines mit Flüssigmetall gefüllten Faltenbalges steigt oder fällt der Flüssigkeitsspiegel in dem Gefäß, wodurch eine elektrische Verbindung bzw. Trennung zwischen den Elektroden stattfindet. Die vorstehend beschriebene Schaltvorrichtung ist nicht zum Begrenzen eines Überstromes geeignet.

Darstellung der Erfindung

[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Strombegrenzungseinrichtung anzugeben, die in einfach zu handhabender und in sicher zu reproduzierender Weise auf ein gewünschtes Strombegrenzungsverhalten, d.h. insbesondere hinsichtlich des Ansprechstromes, wenigstens annähemd optimal anzupassen ist.

[0006] 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.

[0007] Durch eine Verstellung der Einstellvorrichtung wird eine die Füllstandshöhe über den Verbindungskanälen verändernde Volumenänderung des Flüssigmetalls innerhalb der Verdichterräume vorgenommen wird. Es wurde gefunden, dass sich die Größe des Ansprechstromes bei im übrigen gleichen Bedingungen mit zunehmender Füllstandshöhe des Flüssigmetalls über den Verbindungskanälen erhöht. Damit wird erreicht, dass ein einziges Gerät anwenderseitig auf einen erforderlichen Nennstromfaktor aus einer Vielzahl 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.

[0008] Eine erste Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass wenigstens einer der Verdichterräume wenigstens teilweise als Zylinder-Kolben-Einrichtung ausgebildet ist, deren Kolben und damit die Füllstandshöhe durch eine verstell- und feststellbare Einstellvorrichtung einzustellen ist. Vorteilhaft ist hierbei die leitende Verbindung des Kolbens mit der benachbarten Elektrode, beispielsweise über angeschweißte flexible Leiter, so dass der Kolben in der Art einer inneren Elektrode wirkt.

[0009] Eine zweite Weiterbildung der Erfindung besteht darin, dass wenigstens einer der Verdichterräume mit einem mit Flüssigmetall gefüllten Vorratsbehälter verbunden ist, wobei der Vorratsbehälter mit einer von außen verstellbaren und feststellbaren Einstellvorrichtung wirkverbunden ist. Bevorzugt steht eine der Elektroden mit dem Vorratsbehälter in Verbindung. Der Vorratsbehälter besteht vorteilhaft aus einer Zylinder-Kolben-Einrichtung oder aus einem Faltenbalg.

[0010] Die Einstellvorrichtung ist zweckmäßig mit einem Stößel verbunden und/oder über Rast- oder Klemmmitteln festzustellen und/ oder mit einer Einstellskala, in diesem Falle vorteilhaft in Verbindung mit einem Zeiger, versehen.

[0011] Sind mehrere Strombegrenzungseinrichtungen zu einer mehrpoligen Einrichtung zusammengeführt, dann empfiehlt sich die Verbindung der Einstellvorrichtungen aller Pole zur gemeinsamen Einstellung des gleichen Nennstromfaktors der Pole, beispielsweise über eine Brücke.

[0012] GaInSn-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.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0013] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen

Figur 1a, b:

im Längsschnitt eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strombegrenzungseinrichtung;

Figur 2a, b:

im Längsschnitt eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strombegrenzungseinrichtung.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

[0014] Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Fig. 1a und Fig. 1b wird die Strombegrenzungseinrichtung 1 von einem druckfesten ersten Isolierkörper in Form eines Formgehäuses 10 umgeben. Das Formgehäuse 10 besteht aus einer linksseitigen Halbschale 101 und einer rechtsseitigen Halbschale 102. Innerhalb des Formgehäuses 10 befindet sich eine linksseitige Elektrode 121 und eine rechtsseitige Elektrode 122. Die Elektroden 121 und 122 bestehen aus massivem Kupfer und reichen mit jeweils einem äußeren Anschlussleiter 123 durch das Formgehäuse 10. Ausgehend von der linksseitigen Elektrode 121 sind in dem Formgehäuse 10 weiterhin abwechselnd druckfeste zweite Isolierkörper in Form von ringförmigen Dichtscheiben 3 und isolierende Zwischenwände 41 bis 44, die mit Verbindungskanälen 5 versehen sind, angeordnet.

[0015] Zwischen der am weitesten rechts gelegenen Zwischenwand 44 und der rechtsseitigen Elektrode 122 ist eine Zylinder-Kolben-Einrichtung 13 angeordnet. Die Zylinder-Kolben-Einrichtung 13 besteht im wesentlichen aus einem druckfesten isolierenden Zylinder 131 und einem in diesem senkrecht zu den Zwischenwänden 41 bis 44 geführten Kolben 132. Der Zylinder 131 wird in gleicher Weise wie die Dichtscheiben 3 und die Zwischenwände 41 bis 44 in dem Formgehäuse 10 gehalten, wobei nicht dargestellte Mittel zum kraftschlüssigen Verbinden dieser Elemente, beispielsweise durchgehende Spannschrauben entlang der beiden Linien 8, und vorzugsweise Dichtringe zwischen diesen Elementen vorhanden sind. Der als offener Hohlzylinder ausgebildete Kolben 132 wird in dem Zylinder 131 dicht geführt, wozu ein Dichtring 133 an der Mantelfläche des Kolbens 132 vorgesehen ist. Der Stößel 134 des Kolbens 132 reicht durch die rechtsseitige Elektrode 122 und Halbschale 102. Die Bewegung des Kolbens 132 erfolgt gegen die Kraft einer Rückstellfeder 135, die sich zwischen dem Kolben 132 und der rechtsseitigen Elektrode 122 abstützt. Die Rückstellfeder 135 beaufschlagt den Kolben 132 in Richtung zur Zwischenwand 44. Der ebenfalls aus Kupfer bestehende Kolben 132 ist über beidseitig angeschweißte flexible Kupferlitzen 136 mit der rechtsseitigen Elektrode 122 leitend verbunden, so dass der Kolben 132 im Sinne einer Elektrode wirkt.

[0016] Durch die Dichtscheiben 3, die linksseitige Elektrode 121 und die Zwischenwände 41 bis 44 werden erste Verdichterräume 61 mit gleichbleibendem Rauminhalt ausgebildet. Durch die am weitesten rechts gelegene Zwischenwand 44, dem Zylinder 131 und dem Kolben wird ein zweiter Verdichterraum 62 mit einem veränderbaren Rauminhalt ausgebildet. Alle Verdichterräume 61 und 62 sind teilweise mit Flüssigmetall 7, beispielsweise einer GalnSn-Legierung, aufgefüllt. Deren Flüssigkeitsspiegel 71 befindet sich in jedem Fall oberhalb der Verbindungskanäle 5, so dass normalerweise über dem Flüssigmetall 7, dem Kolben 132 und den Kupferlitzen 136 eine durchgehende leitende Verbindung zwischen den Elektroden 121 und 122 besteht, die erst bei Überschreiten des Ansprechstromes begrenzt oder unterbrochen wird. Oberhalb des Flüssigmetalls 7 befindet sich Vakuum oder ein Schutzgas, dessen Druck herstellerseitig eingestellt worden ist.

[0017] Beim Verstellen des Stößels 134 wird durch die damit verbundene Volumenänderung des Verdichterraumes 62 der Flüssigkeitsspiegel 71 des sich verteilenden Flüssigmetalls 71 in allen Verdichterräumen 61, 62 verändert. In der äußersten linken bzw. rechten Stellung des Kolbens 132 nimmt der Fiüssigkeitsspiegel 71 die maximale Höhe Hmax (Fig. 1 a) bzw. die minimale Höhe Hmin (Fig. 1b) über den Verbindungskanälen 5 ein, wobei die dargestellte horizontale Gebrauchslage der Strombegrenzungseinrichtung 1 vorausgesetzt wird. Die Höhe des Flüssigkeitsspiegels 71 über den Verbindungskanälen 5 beeinflusst die Höhe des Ansprechstromes der Strombegrenzungseinrichtung 1. Der Stößel 134 ist in Richtung zu seinem freien Ende mit Rastkerben 141 versehen, die mit einem in der rechtsseitigen Halbschale 102 geführten und mit einem unter der Einwirkung einer Rastfeder 142 stehenden Zeiger 143 rastend zusammenwirken. Den Rastkerben 141 sind Werte einer Einstellskala 144 zugeordnet. Diese Werte entsprechen den mittels der Einstellvorrichtung 14, die aus den Einstellmitteln 141 bis 144 gebildet ist, einstellbaren Werten der Nennstromfaktoren. Im Beispiel sind die Nennstromfaktoren "6" (Fig. 1b), "12" und "14" (Fig. 1a) einstellbar.

[0018] Bei der nunmehr folgenden Beschreibung und Darstellung der Strombegrenzungseinrichtung 2 gemäß der erfindungsgemäßen Ausführungsform nach Fig. 2a und Fig. 2b werden nur die wesentlichen Unterschiede gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1a und Fig. 1b hervorgehoben, wobei Bezugszeichen für gleiche Elemente übernommen werden.

[0019] Durch die linksseitige Elektrode 221, die Dichtscheiben 3, die Zwischenwände 41 bis 44 sowie die rechtsseitige Elektrode 222 werden Verdichterräume 61 mit gleichbleibendem Rauminhalt gebildet. Die Strombegrenzungseinrichtung 2 wird isolierend und kraftschlüssig umgeben von einem Formgehäuse 20 aus einer linksseitigen und einer rechtsseitigen Halbschale 201 bzw. 202. Die Verdichterräume 61 stehen über eine Verbindungsöffnung 25 mit einem Vorratsbehälter 26 in Verbindung, der vorzugsweise vollständig mit Flüssigmetall 7 ausgefüllt ist. Der Vorratsbehälter 26 ist als (beispielsweise metallischer) Faltenbalg ausgeführt, der im Bereich einer Zutrittsöffnung 203 in der rechtsseitigen Halbschale 202 dicht mit der Außenseite der rechtsseitigen Elektrode 222 dicht verbunden ist. Die freie Stimseite des Vorratsbehälters 26 ist mit einem Stößel 264 verbunden, der in einem ortsfesten Lager 245 verschiebbar geführt ist. Bei der äußersten Verschiebung des Stößels 264 nach rechts nimmt der Vorratsbehälter 26 sein größtes Volumen ein, das mit einer Aufnahme von Flüssigmetall 7 aus den Verdichterräumen 61 verbunden ist, wodurch der Flüssigkeitsspiegel 71 die kleinste einstellbare Höhe Hmin über den Verbindungskanälen 5 einnimmt (Fig. 2a). Bei der äußersten Verschiebung des Stößels 264 nach links nimmt der Vorratsbehälter 26 sein kleinstes Volumen ein, das mit einer Abgabe von Flüssigmetall 7 in die Verdichterräume 61 verbunden ist, wodurch der Flüssigkeitsspiegel 71 die größte einstellbare Höhe Hmax über den Verbindungskanälen 5 einnimmt (Fig. 2b). Zur definierten Einstellung ist der Stößel 264 mit einer Einstellskala 244 ausgestattet. Zwischen Hmin und Hmax kann jede beliebige Höhe des Flüssigkeitsspiegels 71 und damit kontinuierlich der Nennstromfaktor der Strombegrenzungseinrichtung 2 mittels der sich aus den Einstellmitteln 244 bis 246 zusammensetzenden Einstellvorrichtung 24 eingestellt werden.

[0020] Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungsformen. So lässt sich die Strombegrenzungseinrichtung 2 beispielsweise dahingehend abwandeln, dass für den Vorratsbehälter 26 statt eines Faltenbalges eine Zylinder-Kolben-Einrichtung vorgesehen wird. Eine weitere möglicher Ausbildung besteht darin, dass bei Verwendung mehrerer parallel angeordneter Strombegrenzungseinrichtungen 1 oder 2 zu einer mehrpoligen Einrichtung die Stößel 134 der Zylinder-Kolben-Einrichtungen 13 bzw. die Stößel 264 der Vorratsbehälter 26 untereinander starr verbunden sind, wobei hier nur eine einzige Einstellvorrichtung 14 bzw. 24 für alle Pole der mehrpoligen strombegrenzenden Einrichtung erforderlich ist. Die Strombegrenzungseinrichtung 1 lässt sich außerdem in der Weise abwandeln, dass unter Fortfall der rechtsseitigen Elektrode 122 die Kupferlitzen 136 direkt mit dem rechtsseitigen Anschlussleiter 123 verbunden sind.

Bezugszeichenliste:

[0021] 

1

Strombegrenzungseinrichtung

10

Formgehäuse

101; 102

Halbschalen

121; 122

Elektroden

123

Anschlussleiter

13

Zylinder-Kolben-Einrichtung

131

Zylinder

132

Kolben

133

Dichtring

134

Stößel

135

Rückstellfeder

136

Kupfertitzen

14

Einstellvorrichtung

141

Rastkerben

142

Rastfeder

143

Zeiger

144

Einstellskala

2

Strombegrenzungseinrichtung

20

Formgehäuse

201; 202

Halbschalen

221; 222

Elektroden

24

Einstelivorrichtung

244

Einstellskala

245

Lager

246

Klemmschraube

25

Verbindungsöffnung

26

Vorratsbehälter

264

Stößel

3

Dichtscheiben

41 ... 44

Zwischenwände

5

Verbindungskanäle

61; 62

Verdichterräume

7

Flüssigmetall

71

Flüssigkeitsspiegel

8

Linien

Ansprüche

1. Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung mit Flüssigmetall, enthaltend Elektroden (121, 122; 221, 222) aus Festmetall zum Anschließen an einen zu schützenden Stromkreis und mehrere mit Flüssigmetall (7) teilweise aufgefüllte, zwischen den Elektroden (121, 122; 221, 222) hintereinander liegende Verdichterräume (61; 62), die durch druckfeste Isolierkörper (3, 10) und durch diese gehaltene isolierende Zwischenwände (41 ... 44) mit Verbindungskanälen (5) gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, dass das das Flüssigmetall (7) beinhaltende Volumen der Verdichterräume (61; 62) in Verbindung mit einer Einstellvorrichtung (14; 24) veränderbar ist.

2. Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Verdichterräume (61, 62) durch eine diesen Verdichterraum (62) abdichtende Zylinder-Kolben-Einrichtung (13) mitgebildet wird, wobei der wenigstens teilweise vom Flüssigmetall (7) bedeckte Kolben (132) mit einer von außen verstellbaren und feststellbaren Einstellvorrichtung (14) wirkverbunden ist.

3. Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (132) benachbart zu einer der Elektroden (122) angeordnet, mit dieser elektrisch leitend verbunden und senkrecht zur Erstreckung der Zwischenwände (41 ... 44) verschiebbar ist.

4. Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Verdichterräume (61) mit einem mit Flüssigmetall (7) gefüllten Vorratsbehälter (26) veränderbaren Volumens verbunden ist, wobei der Vorratsbehälter (26) mit einer von außen verstellbaren und feststellbaren Einstellvorrichtung (24) wirkverbunden ist.

5. Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (26) über eine Verbindungsöffnung (25) durch eine der Elektroden (222) in Verbindung mit dem an diese Elektrode (222) grenzenden Verdichterraum (61) steht.

6. Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter eine den Verdichterraum abdichtende Zylinder-Kolben-Einrichtung ist.

7. Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (26) ein Faltenbalg ist.

8. Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (14; 24) mit einem Stößel (134; 264) verbunden ist.

9. Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (14; 24) über Rastmittel (141, 142, 143) oder Klemmmittel (245, 246) in mehreren Stellungen feststellbar ist.

10. Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (14; 24) mit einer Einstellskala (144; 244) für einzustellende Strombegrenzungscharakteristiken versehen ist.

11. Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Einstellskala (14) ein Zeiger (143) zugeordnet ist.

12. Selbsterholende Strombegrenzungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellvorrichtung (14; 24) mit Einstellvorrichtungen benachbarter oder integrierter baugleicher Strombegrenzungseinrichtungen zusätzlicher Pole verbunden ist.

13. Strombegrenzungseinrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flüssigmetall (7) eine GaInSn-Legierung ist.

Claims

1. Self-recovering current-limiting device with liquid metal, containing solid-metal electrodes (121, 122; 221, 222), for connecting to a circuit to be protected, and a plurality of compression chambers (61; 62), which are partially filled with liquid metal (7), are arranged in series between the electrodes (121, 122; 221, 222) and are formed by pressure-resistant insulating bodies (3, 10) and by insulating intermediate walls (41 ... 44), which are held by the latter and have connecting channels (5), characterized in that it is possible in conjunction with a setting device (14; 24) for the volume of the compression chambers (61; 62) containing the liquid metal (7) to be changed.

2. Self-recovering current-limiting device according to Claim 1, characterized in that at least one of the compression chambers (61, 62) is partly formed by a cylinder-piston device (13) sealing off this compression chamber (62), the piston (132), at least partially covered by the liquid metal (7), being operatively connected to a setting device (14) which can be adjusted and fixed from the outside.

3. Self-recovering current-limiting device according to Claim 2, characterized in that the piston (132) is arranged adjacent to one of the electrodes (122), is connected to the latter in an electrically conducting manner and is displaceable perpendicularly in relation to the extent of the intermediate walls (41 ... 44).

4. Self-recovering current-limiting device according to Claim 1, characterized in that at least one of the compression chambers (61) is connected to a storage container (26) which is filled with liquid metal (7) and is of variable volume, the storage container (26) being operatively connected to a setting device (24) which can be adjusted and set from the outside.

5. Self-recovering current-limiting device according to Claim 4, characterized in that, by means of a connecting opening (25) through one of the electrodes (222), the storage container (26) is in connection with the compression chamber (61) alongside this electrode (222).

6. Self-recovering current-limiting device according to Claim 4 or 5, characterized in that the storage container is a cylinder-piston device sealing off the compression chamber.

7. Self-recovering current-limiting device according to Claim 4 or 5, characterized in that the storage container (26) is a bellows.

8. Self-recovering current-limiting device according to one of the preceding claims, characterized in that the setting device (14; 24) is connected to a push rod (134; 264).

9. Self-recovering current-limiting device according to one of the preceding claims, characterized in that the setting device (14; 24) can be fixed in a number of positions by means of latching means (141, 142, 143) or clamping means (245, 246).

10. Self-recovering current-limiting device according to one of the preceding claims, characterized in that the setting device (14; 24) is provided with a setting scale (144; 244) for current-limiting characteristics to be set.

11. Self-recovering current-limiting device according to Claim 10, characterized in that the setting scale (14) is assigned a pointer (143).

12. Self-recovering current-limiting device according to one of the preceding claims, characterized in that the setting device (14; 24) is connected to setting devices of adjacent or integrated, constructionally identical current-limiting devices of additional poles.

13. Current-limiting device according to one of the preceding claims, characterized in that the liquid metal (7) is a GaInSn alloy.

Revendications

1. Dispositif limiteur de courant à auto-récupération à métal liquide, qui contient des électrodes (121, 122; 221, 222) en métal solide pour raccordement à un circuit de courant à protéger et plusieurs chambres de compression (61; 62) remplies partiellement de métal liquide (7), qui sont situées les unes derrière les autres entre les électrodes (121, 122; 221, 222) et qui sont formées par des corps isolants (3, 10) résistant à la pression et des parois intermédiaires isolantes (41 ... 44) maintenues par les corps isolants et dotées de canaux de liaison (5), caractérisé en ce que le volume des chambres de compression (61; 62) qui contiennent le métal liquide (7) peut être modifié en coopération avec un dispositif de réglage (14; 24).

2. Dispositif limiteur de courant à auto-récupération selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins Tune des chambres de compression (61, 62) est formée par un dispositif (13) à cylindre et piston qui ferme de manière hermétique cette chambre de compression (62), le piston (132) recouvert au moins partiellement par du métal liquide (7) coopérant avec un dispositif de réglage (14) qui peut être ajusté et immobilisé de l'extérieu

3. Dispositif limiteur de courant à auto-récupération selon la revendication 2, caractérisé en ce que le piston (132) est disposé au voisinage de l'une des électrodes (122), est relié de manière électriquement conductrice à cette dernière et peut coulisser perpendiculairement à l'extension des parois intermédiaires (41 ... 44).

4. Dispositif limiteur de courant à auto-récupération selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins l'une des chambres de compression (61) est reliée à un récipient de réserve (26) rempli de métal liquide (7) et dont le volume peut être modifié, le récipient de réserve (26) coopérant avec un dispositif de réglage (24) qui peut être ajusté et immobilisé de l'extérieur.

5. Dispositif limiteur de courant à auto-récupération selon la revendication 4, caractérisé en ce que le récipient de réserve (26) communique par une ouverture de liaison (25) qui traverse l'une des électrodes (222) avec la chambre de compression (61) adjacente à cette électrode (222).

6. Dispositif limiteur de courant à auto-récupération selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le récipient de réserve est un dispositif à cylindre et piston qui ferme hermétiquement la chambre de compression.

7. Dispositif limiteur de courant à auto-récupération selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le récipient de réserve (26) est un soufflet.

8. Dispositif limiteur de courant à auto-récupération selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de réglage (14; 24) est relié à un poussoir (134; 264).

9. Dispositif limiteur de courant à auto-récupération selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de réglage (14; 24) peut être immobilisé en plusieurs positions par l'intermédiaire de moyens d'encliquetage (141, 142, 143) ou de moyens de serrage (245, 246).

10. Dispositif limiteur de courant à auto-récupération selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de réglage (14; 24) est doté d'une échelle de réglage (144; 244) qui règle les caractéristiques de limitation du courant.

11. Dispositif limiteur de courant à auto-récupération selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'un pointeur (143) est associé à l'échelle de réglage (14).

12. Dispositif limiteur de courant à auto-récupération selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de réglage (14; 24) est relié à des dispositifs limiteurs de courant pour des pôles supplémentaires, de même structure, voisins ou intégrés à des dispositifs de réglage.

13. Dispositif limiteur de courant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le métal liquide (7) est un alliage de GaInSn.

Zeichnung