DE2510322A1 - Cold conductor structural element - contg. current-conducting body of vanadium sesquioxide doped with preg. chromium oxide or aluminium oxide - Google Patents

Cold conductor structural element - contg. current-conducting body of vanadium sesquioxide doped with preg. chromium oxide or aluminium oxide

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DE2510322A1 DE19752510322 DE2510322A DE2510322A1 DE 2510322 A1 DE2510322 A1 DE 2510322A1 DE 19752510322 DE19752510322 DE 19752510322 DE 2510322 A DE2510322 A DE 2510322A DE 2510322 A1 DE2510322 A1 DE 2510322A1
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    • H01C7/026Vanadium oxides or oxidic compounds, e.g. VOx

Abstract

Passive, electrical cold-conducting structural element with 2 terminals and a +ve resistance temp. coefft., contains a current-conducting body (1) of V2O3 doped with 0.1-5 mol.% of another metal oxide. Pref. (1) has nominal compsn. (V1-xCrx)2O3 where 0.005 = x =0.02, or (V1-yAly)2O3 where 0.005 = y =0.02, and in an esp. cylindrical or prismatic sinter-body, esp. having density >3 g/cm2 and wt. 1-20 g. Structural element is pref. used as heat-controlled overcurrent fuse element at current conducting body temp. of 20-200 degrees C, esp. with a switch in series or in parallel. Transmission values 1000-17000 A2 sec can be achieved when using structural element at current 15-100 A and operating voltage 220 v. Transmission integral 12(t).dt of power pack protected for temp.-dependent resistance for 6-100 A, 50-400 v, short circuit efficiency factor cos circle with radical sign is nearly equal 0.85 is 17000 A2 sec (where to is moment of current rise, ta is moment of current path disconnection and 1(t) is line current).

Description

Kaltleiter-Bauelement Die Erfindung betrifft ein passives elektrisches Bauelement mit zwei Anschlüssen und einem positiven Widerstands-Temperaturkoeffizienten, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung und eine besondere Verwendung desselben, Bauelemente der genannten Art sind als. Kaltleiter bekannt (z.B. DT-OS 2'242'767). Sie sind bei niederen Temperaturen gute, bei höheren Temperaturen schlechte Leiter. Sie werden z.B. als Temperaturfühler verwendet, oder werden z.B, in Schalteinrichtungen zur Unterstdtzung des mechanischen Schalters beim Unterbrechen eines Stromkreises eingesetzt (z.B. PTC thermistor component The invention relates to a passive electrical Component with two connections and a positive temperature coefficient of resistance, as well as a process for its production and a special use thereof, Components of the type mentioned are as. PTC thermistor known (e.g. DT-OS 2'242'767). They are good conductors at low temperatures and bad conductors at higher temperatures. They are used, for example, as temperature sensors or, for example, in switchgear to support the mechanical switch when a circuit is interrupted used (e.g.

US-PS 2'978'505 für BaO und BaTiO3, DT-AS 1'204'302).US-PS 2,978,505 for BaO and BaTiO3, DT-AS 1,204,302).

Aus der Grundlagenforschung ist es bekannt (z.B. J. Phys.It is known from basic research (e.g. J. Phys.

(Paris) 32, 1971, S. C1-1079 bis C1-1085, Phys. Rev. Lett.(Paris) 32, 1971, pp. C1-1079 to C1-1085, Phys. Rev. Lett.

23 (15 Dez.69), 1384-1387, Phys. Rev. B 7 (1 March 1973), 1920-1931), dass Chrom-dotiertes Vanadium-Sesqui9xid der nominellen Zusammensetzung (V0.99Cr0.01)2O3 bei etwa minus 1000C aus einem isolierenden, antiferomagnetischen Zustand sprunghaft in einen metallisch leitenden Zustand übergeht, und von diesem metallisch leitenden Zustand bei etwa Zimmertemperatur in einen magnetisch ungeordneten Isolator-Zustand.23 (15 Dec. 69), 1384-1387, Phys. Rev. B 7 (1 March 1973), 1920-1931), that chromium-doped vanadium sesqui9xide of the nominal composition (V0.99Cr0.01) 2O3 at about minus 1000C from an isolating, antiferomagnetic state by leaps and bounds passes into a metallically conductive state, and from this metallically conductive State at around room temperature into a magnetically disordered isolator state.

Dieses Material konnte jedoch bis heute in technischen Bauelementen nicht verwendet werden.However, this material could still be used in technical components today Not used.

Ganz allgemein konnte aber bisher noch keines -der bekannten Kaltleiter-Bauelemente dort erfolgreich eingesetzt werden, wo es galt, grös-sere Nennströme und/oder -Leistungen zu beeinflussen, insbesondere zu schalten. Das ko-mmt vorwiegend daher, dass die bekannten Kaltleiter-Bauelemente auch in ihrem "gut" leitenden Zustand noch einen so grossen Widerstandswert aufweisen, dass sich bei Belastung mit Nennstrom untragbare Verluste ergeben. Ausserdem ist die Spannung8beständigkeit der bekannten Kaltleiter-Bauelemente- nur gering.In general, however, none of the known PTC thermistor components has yet been able to do so where higher rated currents and / or outputs are used successfully to influence, in particular to switch. This is mainly due to the fact that the known PTC thermistor components even in their "good" conductive state have such a large resistance value that when loaded with the rated current they become unbearable Losses result. In addition, the voltage resistance of the well-known PTC thermistor components only slightly.

Andererseits besteht aber schon lange ein grosses Bedürfnis nach-preiswerten und raumgünstigen elektrischen Bauelementen mit positivem Temperaturkoeffizienten für grössere N.nnstrflwts und/oder Leistungen, die beispielsweise anstelle von oder auch zusammen mit herkömmlichen Schmelzsicherungen oder Sicherungsautomaten einen derartigen Netzschutz gewährleisten, dass im Kurzschlussfall einerseits der Durchlasswert möglichst gering ist, andererseits aber die Ansprechkarakteristik so, dass keine untragbaren Schaltüberspannungen entstehen und die Möglichkeit eines Selektivschutzes besteht.On the other hand, there has long been a great need for inexpensive ones and space-saving electrical components with a positive temperature coefficient for larger N.nnstrflwts and / or services, for example instead of or together with conventional fuses or automatic circuit breakers ensure such a network protection that in the event of a short circuit on the one hand the Passage value is as low as possible, but on the other hand the response characteristic so that there are no intolerable switching overvoltages and the possibility of a Selective protection exists.

Es ist die Aufgabe-der vorliegenden Erfindung, ein Bauelement zu schaffen, welches dem oben genannten Bedürfnis abhilft, wobei das Bauelement insbesondere als Ueberstromsicherungselement eingesetzt werden soll, und dabei insbesondere kleine Durchlasswerte angestrebt werden, sowie eine grosse Anpassungsflexibilität hinsichtlich der Betriebsdaten und der Netzschutz-Selektoivität, Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass bei dem elektrischen Bauelement der eingangs genannten Art der stromführende Körper aus Vanadium-Sesquioxid (V203) mit einem Zusatz von 0.1-5 Mól-t eines anderen Metalloxids besteht.It is the object of the present invention to create a component which remedies the above need, the component in particular to be used as an overcurrent fuse element, and in particular small ones Passage values are aimed for, as well as great flexibility in terms of adjustment the operating data and the network protection selectivity. This task is carried out according to the invention solved in that the electrical component of the type mentioned the current-carrying body made of vanadium sesquioxide (V203) with an addition of 0.1-5 Mól-t consists of another metal oxide.

Vorzugsweise soll -der stromführende Körper die nominelle Zusammensetzung (Vl-xCrx)2O3 mit 0.005 # x # 0,02 aufweisen und ein Sinterkörper mit einer Dichte von mehr als 3 g/cm sein, der mit zwei gróssflächigen Metall-Elektroden ohmisch (sperrfrei) kontaktiert ist.Preferably the current-carrying body should have the nominal composition (Vl-xCrx) 2O3 with 0.005 # x # 0.02 and a sintered body with a density of more than 3 g / cm, the one with two large metal electrodes ohmic (lock-free) is contacted.

Ein solches Bauelement weist einen steilen Anstieg des elektrischen Widerstandes mit wachsender Temperatur auf-. Wenn dieser Anstieg bei einer mittleren Temperatur Tc stattfindet, so liegt Tc für x # 0,005 bei etwa 80 C und für xh 0.0i bei 0 etwa 0 C. Tc verschiebt sich also zu kleineren Werten mit zunehmender Chrom-Dotierung. Andererseits ist der elektrische Widerstand eines solchen Bauelementes bei Nennstrombelastung hinreichend gering.Such a component has a steep rise in electrical Resistance increases with increasing temperature. If this increase is at a medium Temperature Tc takes place, then Tc for x # 0.005 is about 80 C and for xh 0.0i at 0 about 0 C. Tc shifts to smaller values with increasing chromium doping. On the other hand, the electrical resistance of such a component is at rated current load sufficiently low.

Wenn ein solches Bauelement bei Nennströmen von etwa 15 A bis etwa 100 A, und Betriebsspannungen um 220 V eingesetzt wird, so sind in der Tat Durchlasswerte von 1000-17'000 A² sec erzielbar, was bisher nicht möglich war. Bei den vorgenannten Betriebsdaten liegt der Durchlasswert eines herkömmlichen Sicherungsautomaten ("Deion"-Schalter) bei etwa 30'000 A2sec.If such a component at rated currents of about 15 A to about 100 A, and operating voltages around 220 V are used, they are in fact forward values from 1000-17'000 A² sec can be achieved, which was previously not possible. With the aforementioned Operating data is the permeability value of a conventional automatic circuit breaker ("Deion" switch) at around 30,000 A2sec.

Dabei wird das Bauelement in den Strompfad des abzusichernden Netzteils geschaltet, und die Kühlung des Elementes und das Element selbst werden derart gestaltet und dimensioniert, dass bei Ueberströmen die entstehende Verlustwärme das Bauelement vor Ablauf einer halben Periode der Speisespannung auf eine Temperatur oberhalb Tc bringt.The component is placed in the current path of the power supply unit to be protected switched, and the cooling of the element and the element itself are designed in this way and dimensioned so that, in the event of overcurrents, the resulting heat loss hits the component before half a period of the supply voltage has elapsed to a temperature above Tc brings.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachstehend anhand von Zeichnungen erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigt: Fig. 1 ein Bauelement nach der Erfindung im Längsschnitt, Fig. 2 den spezifischen Widerstand ' eines Bauelementes nach der Erfindung in Abhängigkeit von der Temperatur T des-stromführenden Körpers, Fig. 3 den idealisierten Verlauf des elektrischen Widerstandes R eines in einem Strompfad liegenden Bauelementes nach der Erfindung in Abhängigkeit von der Zeit t beim Auftreten eines Kurzschlussstromes, Fig. -4 eine Kaskadeschaltung dreier verschieden dimensionierter Bauelemente nach der Erfindung mit zugehöriger R(t)-Kurve bei Kurzschluss, Fig. 5 ein Bauelement nach der Erfindung mit trapezförmigen Längsschnitt und zugehöriger R(t)-Kurve bei Kurzschluss, Fig. 6 ein Bauelement nach der Erfindung mit einer konkaven Stirnfläche und zugehöriger R(t)-Kurve bei Kurzschluss, Fig. 7 ein Bauelement nach der Erfindung mit einer konvexen Stirnfläche und zugehöriger R(t)-Kurve bei Kurzschluss, Fig. 8 ein Bauelement nach der Erfindung in Serie mit einem Schalter, Fig. 9 ein Bauelement nach der Erfindung mit seriell liegendem Schalter und parallel liegendem Festwiderstand, Fig. 10 ein Bauelement nach der Erfindung mit einem seriell und einem parallel liegenden Schalter, und Fig. 11 ein Bauelement nach der Erfindung mit einem parallel liegenden Festwiderstand und einem parallel liegenden Schalter, sowie einem seriell liegenden Schalter.Further features and advantages of the invention emerge from the following Exemplary embodiments explained with reference to drawings. It shows: Fig. 1 shows a component according to the invention in longitudinal section, FIG. 2 shows the specific resistance 'of a component according to the invention as a function of the temperature T of the current-carrying Body, Fig. 3 the idealized course of the electrical resistance R of a lying in a current path component according to the invention as a function of the time t when a short-circuit current occurs, Fig. -4 a cascade circuit three differently dimensioned components according to the invention with associated R (t) curve in the event of a short circuit, FIG. 5 shows a component according to the invention with a trapezoidal shape Longitudinal section and associated R (t) curve in the event of a short circuit, FIG. 6 shows a component according to of the invention with a concave face and associated R (t) curve in the event of a short circuit, 7 shows a component according to the invention with a convex end face and associated R (t) curve in the event of a short circuit, FIG. 8 shows a component according to the invention in series with a switch, FIG. 9 shows a component according to the invention with a serial counter and a parallel fixed resistor, FIG. 10 shows a component according to the invention with a series switch and a parallel switch, and FIG. 11 shows a component according to the invention with a parallel fixed resistor and a parallel lying switch, as well as a serially lying switch.

Das in Fig. 1 dargestellte Bauelement nach der Erfindung weist einen stromführenden Körper 1 auf, der-aus-gesintertem (VO 995 Cr ) 20 -Pulver besteht, zylindrische Gestalt hat., und 0,005 3 an beiden Stirnflächen auf der ganzen Fläche mit,Metallelektroden 2 und 3 ohmisch bzw. sperrfrei kontaktiert ist.The component shown in Fig. 1 according to the invention has a current-carrying body 1, which consists of sintered (VO 995 Cr) 20 powder, has a cylindrical shape., and 0.005 3 on both end faces over the entire surface with, metal electrodes 2 and 3 is contacted ohmically or without blocking.

Die Elektroden 2,3 bestehen aus Kupfer oder auch Hartlot. Sie sind auf den Sinterkörper 1 auflegiert. Dabei wird zwischen den Sinterkörper 1 und die Elektroden 2,3- eine dünne Schicht Titan aufgebracht, z.B. durch Aufdampfen von Titan auf den Sinterkörper. Dadurch entsteht bei der Legierung an der Kontaktstelle zwischen Elektrode und Sinterkörper eine titanoxidhaltige Vanadiumoxid-Schicht, die gut leitend ist. Anstatt das Titan in metallischer Form aufzudampfen, kann es auch in Form von Titanhydrid, TiH2, auf den Sinterkörper aufgebracht werden, welches sich beim Auflegieren der, Elektroden zu Titan zersetzt.The electrodes 2, 3 are made of copper or also hard solder. they are alloyed onto the sintered body 1. It is between the sintered body 1 and the Electrodes 2,3- a thin layer of titanium is applied, e.g. by vapor deposition of Titanium on the sintered body. This results in the alloy at the contact point a titanium oxide-containing vanadium oxide layer between the electrode and the sintered body, which conducts well. Instead of evaporating the titanium in metallic form, it can can also be applied to the sintered body in the form of titanium hydride, TiH2, which decomposes to titanium when the electrodes are alloyed.

Anstatt die Elektroden 2,3 auf den Sinterkörper 1 aufzulegieren, können sie in bekannter Weise auch aufgelötet, aufgepresst, aufgesprüht oder aufgedampft werden wobei immer darauf zu achten ist, dass sie mit dem Sinterkörper einen gut leitenden ohm'schen Kontakt bilden. Zum Aufdampfen wird mit Vorteil auch Nickel-Chrom 60/40 als Elektrodenmaterial verwendet.Instead of alloying the electrodes 2, 3 on the sintered body 1, you can they are also soldered, pressed, sprayed or vapor-deposited in a known manner Always make sure that they work well with the sintered body form conductive ohmic contact. Nickel-chromium is also advantageously used for vapor deposition 60/40 used as electrode material.

Auf seiner Mantelfläche weist der Sinterkörper 1 eine isolierende Schutzschicht 4 z.B. ausEpoxiharz auf.The sintered body 1 has an insulating surface on its outer surface Protective layer 4, e.g. made of epoxy resin.

In innigem Kontakt mit den Elektroden 2,3 sind Kühlkörper 5,6 z.B. aus Kupfer oder Aluminium vorgesehen. Bei kleineren Bauelementen kommen auch Kühlbleche oder Kühlrippen in Frage, bei-grdsseren Elementen kann die Kühlung auch mittels einer geeigneten Kühlflüssigkeit, z.B. Wasser, erfolgen.In intimate contact with the electrodes 2,3 are heat sinks 5,6 e.g. made of copper or aluminum. Cooling plates are also used for smaller components or cooling fins a suitable coolant, e.g. water.

d2# Sowohl die Fläche F = des Querschnitts des Sinterkörpers 4 1, als auch seine Länge 1 sind von grosser Bedeutung für die Ansprechkarakteristik des Bauelementes. Dabei bestimmt das Verhältnis 1/F den Widerstand -des Bauelementes im kalten Zustand, während das Produkt 1.F bei gegebener Dichte seine Masse bestimmt und-damit seine thermische Trägheit festlegt. d2 # Both the area F = of the cross section of the sintered body 4 1, as well as its length 1 are of great importance for the response characteristics of the component. The ratio 1 / F determines the resistance of the component in the cold state, while the product 1.F determines its mass at a given density and thus determines its thermal inertia.

Für kleine Werte von l/F hat das Bauelement zwar im kalten Zustand einen kleinen Widerstand, so dass die Verlustleistung unter Strombelastung gering ist. Jedoch schaltet das Element bei einsetzendem Kurzschlussstrom nur relativ langsam auf höhere Widerstandswerte, so dass der erreichbare Durchlasswert noch relativ gross ist.For small values of l / F, the component is in the cold state a small resistor so that the power dissipation under current load is low. However, when a short-circuit current starts, the element only switches relatively slowly to higher resistance values, so that the achievable conduction value is still is relatively large.

Für grosse Werte von 1/F ist demgegenüber der elektrische Widerstand und damit die bei Strombelastung entstehende Verlustleistung grösser, jedoch schaltet das Element vie-l schneller, und es sind extrem kleie Durchlasswerte erzielbar.For large values of 1 / F, on the other hand, there is the electrical resistance and thus the power loss resulting from the current load is greater, but switches the element much faster, and extremely small transmission values can be achieved.

Unabhängig von kaltwiderstand kann die Ansprechgeschwindigkeit und die Belastbarkeit des Bauelementes durch. Veränderung seiner Masse bei einer für die Praxis zweckmässigen Konstanz der Dichte also seines Volumens, variiert werden.Regardless of cold resistance, the response speed and the resilience of the component. Change in mass at one for the practical constancy of the density, i.e. its volume, can be varied.

Für Niederspahnungssicherungen liegt die Masse des- Sinterkörpers vorteilhaft zwischen 1 und 20 g.For low-voltage fuses, the mass of the sintered body is advantageously between 1 and 20 g.

Die Durchlasswerte QO sind wie folgt definiert: wobei i(t) der den Sinterk-örper 1 durchtretende, von der Zeit t abhängige elektrische Strom ist, t0 der Zeitpunkt des Einsetzens des Kurzschlussstromes, und t der Zeitpunkt der 5 Unterbrechung des Strompfades, wenn also i(t) = O geworden ist.The permeability values QO are defined as follows: where i (t) is the electrical current that passes through the sintered body 1 and is dependent on the time t, t0 is the point in time at which the short-circuit current begins, and t is the point in time at which the current path is interrupted, i.e. when i (t) = 0 .

Entsprechend ist der Ansprechwert Qa wie folgt definiert: mit ta = Zeitpunkt des Einsetzens der Widerstandsänderung des Bauelementes.Correspondingly, the response value Qa is defined as follows: where ta = time of onset of the change in resistance of the component.

Neben 1/F und 1.F hat ,auch die Art der Kühlung -einen Einfluss auf Q und QO, ferner die Gestalt des Sinterkörpers 1, und die Art der Schaltung im Strompfad. In addition to 1 / F and 1.F, the type of cooling also has an influence Q and QO, also the shape of the sintered body 1, and the type of circuit in the current path.

Die Zusamjtiensetzung (Vl-xCrx)2O3 mit 0,005 # x # 0,02 ist deshalb besonders vorteilhaft, weil damit die für die Praxis wichtigen Bauelemente ohne besondere Kühlung für tiefere Temperaturen erzeugt werden können. The composition (Vl-xCrx) 2O3 with 0.005 # x # 0.02 is therefore particularly advantageous because it eliminates the components that are important for practice special cooling for lower temperatures can be generated.

Bevor jedoch weitere elektrische Eigenschaften, Wirkungen und Verwendungsmöglichkeiten des Bauelementes nach der Erfindung angegeben werden, sollen zunächst zwei Beispiele für die vorteilhafte Herstellung zweier Bauelemente nach der Erfindung angegeben werden: Beispiel 1 Es soll ein Bauelement hergestellt werden, dess-en stromführender Körper 1 nominell aus (V0,995Cr0,005)203 besteht. Nominell bedeutet dabei, dass die angegebene Zusammensetzung sich auf die eingewogene Menge bezieht. Before, however, further electrical properties, effects and possible uses of the component according to the invention are given, two examples will first be given indicated for the advantageous production of two components according to the invention are: Example 1 A component is to be manufactured whose current-carrying Body 1 nominally consists of (V0.995Cr0.005) 203. Nominal means that the specified composition refers to the weighed amount.

Dazu wird Vanadium-Pentoxid (V2 0 ) in reduzierender Atmosphäre, 5 z.B. Wasserstoff-Atmosphäre, geheizt, und damit zu Vanadium-Sesquioxid (V203) reduziert. Die Temperatur beträgt zuerst während 2 Stunden 6000C, dann während 6 Stunden 10000C.For this purpose, vanadium pentoxide (V2 0) is used in a reducing atmosphere, 5 e.g. hydrogen atmosphere, heated and thus reduced to vanadium sesquioxide (V203). The temperature is initially 6000C for 2 hours, then 10000C for 6 hours.

Das so gewonnene V203-Pulver wird mit Cr203-Pulver zu 0,5 Soll% innig gemischt und in einer Kugelmühle nass gemahlen.The V203 powder obtained in this way becomes intimate with Cr203 powder to 0.5 nominal% mixed and ground wet in a ball mill.

Das erhaltene Gemisch wird hydrostatisch oder uniaxial zu kreiszylindrischen Bauelementen der gewünschten Querschnittsfläche E und Länge 1 gepresst, wobei beim Mahlen zugesetztes Polyäthylenglykol aßs Presszusatz die Festigkeit des Presskörpers erhöht.The mixture obtained becomes hydrostatic or uniaxial to become circular-cylindrical Components of the desired cross-sectional area E and length 1 pressed, with Milling added polyethylene glycol ate the press additive the strength of the compact elevated.

Das Pressen gesehieht bei einem Druck von etwa 2-3 k-bar.The pressing is seen at a pressure of about 2-3 k-bar.

Danach wird der Presskörper in einer Atmosphäre mit kontrolliertem Sauerstoff-Partialdruck bei hoher Temperatur gesintert. Dabei wird, gleichzeitig mit der Sinterung, auch eine homogene Verteilung des Chroms erreicht. Zwecks Aufrechterhaltung eines sehr kleinen und konstanten Sauerstoff-Partialdrucks wird eine zusammengesetzte Atmosphäre verwendet, wobei sich ein Gasgemisch von H2/H20 oder CO/CO2 als vorteilhaft erwiesen hat.Thereafter, the compact is placed in a controlled atmosphere Oxygen partial pressure sintered at high temperature. Doing so, at the same time with sintering, a homogeneous distribution of the chromium is also achieved. For the sake of maintenance of a very small and constant partial pressure of oxygen becomes a compound Atmosphere is used, a gas mixture of H2 / H20 or CO / CO2 being advantageous has proven.

Als Sintertemperatur wird z.B. 1400 0C und als Sinterdauer z.B. 24 h gewählt. Unter diesen Bedingungen ist Vanadium-Sesquioxid bei Sauerstoff-Partialdrücken zwischen 10-6 und 10'15,5 atm stabil.The sintering temperature is e.g. 1400 ° C and the sintering time is e.g. 24 h chosen. Under these conditions, vanadium sesquioxide is at partial pressures of oxygen stable between 10-6 and 10'15.5 atm.

Um grosse Dichten und gute Festigkeit der Sinterkörper zu erreichen, wird der Sauerstoff-Partialdruck vorteilhaft so gewählt, dass er nur wenig grösser ist als die sauerstoffarme Grenze des Stabilitätsbereiches von V2O3 bei der gewählten Sintertemperatur. Dies wird z.B. dadurch erreicht, dass reiner Wasserstoff durch Wasser der Temperatur 0 0C geleitet wird.In order to achieve high densities and good strength of the sintered bodies, the oxygen partial pressure is advantageously chosen so that it is only slightly greater is the low-oxygen limit of the stability range of V2O3 at the selected Sintering temperature. This is achieved, for example, by using pure hydrogen Water of temperature 0 0C is passed.

Die so erreichbaren hohen Dichten und Festigkeiten machen es überhaupt erst möglich, das Chrom-dotierte'Vanadium-Sesquioxid für ein Bauelement der in Rede stehenden Art zu verwenden.The high densities and strengths that can be achieved in this way make it possible at all only possible, the chromium-doped vanadium sesquioxide for a component in question standing type to use.

Nach Fertigstellung d'es Sinterkörpers 1 wird dieser, 2. B.After completion of the sintered body 1, this, 2. B.

durch Legieren, wie weiter oben beschrieben, mit den grossflächigen Metallelektroden 2,3 kontaktiert.by alloying, as described above, with the large-area Metal electrodes 2.3 contacted.

Beispiel 2 Es soll ein Bauelement hergestellt werden, dessen stromführender Körper 1 nominell aus (V0,992 Al0,008)203 besteht.Example 2 A component is to be produced whose current-carrying Body 1 nominally consists of (V0.992 Al0.008) 203.

Dazu wid genau so verfahren, wie im Beispiel 1 beschrieben, lediglich mit dem Unterschied, dass dem V203--Pulver anstelle von Cr203 ein Teil Al 203 beigemischt wird.To do this, proceed exactly as described in Example 1, only with the difference that a part of Al 203 is added to the V203 powder instead of Cr203 will.

Bauelemente nach der Erfindung können mit besonderem Vorteil als thermisch gesteuerte Ueberstromsicherungselemente verwendet werden, wobei die Temperatur des Sinterkörpers 1 durch entsprechende Steuerung der durch den elektrischen Strom (t) erzeugten Verlustwärme und angepasste Wärmeableitung über die Kühleinrichtung sich zwischen 200C und 200 0C bewegt.Components according to the invention can be particularly advantageous than thermal Controlled overcurrent fuse elements are used, the temperature of the Sintered body 1 by appropriate control of the electric current (t) generated heat loss and adapted heat dissipation via the cooling device itself moved between 200C and 200 0C.

Die Abhängigkeit des spezifischen Widerstandes> (#cm) von der Temperatur T (OC) des Sinterkörpers 1 ist in Fig. 2 dargestellt. Dabei besteht der Sinterkörper 1 aus (V0,995Cr0,005) 2°3 einer Dichte von 5 g/cm³. T0 ist die Betriebstemperatur bei Nennstrombelastung und T die mittlere Temperatur, bei c welcher das Element "schaltet".The dependence of the specific resistance> (#cm) on the temperature T (OC) of the sintered body 1 is shown in FIG. The sintered body is made here 1 from (V0.995Cr0.005) 2 ° 3 with a density of 5 g / cm³. T0 is the operating temperature at nominal current load and T is the mean temperature at c at which the element "switches".

In Fig. 3 ist oben das Schaltsymbol des Bauelementes nach der Erfindung dargestellt, ein sich mit der Temperatur gleichsinnig ändernder nichtlinearer Widerstand. Wird dieses Bauelement mit einem elektrischen Nennstrom belastet, welcher beim Zeitpunkt t0 in einen Kurzschlussstrom übergeht, so spricht das Element nach einer Verzögerungszeit t im Zeitpunkt ta an und schaltet - im hier dargestellten idealisierten Fall -. sprunghaft vom Nennwiderstand RN auf seinen Kurzschlusswiderstand RK Das Verhältnis RN/RK wird als Widerstandshub .bezeichnet und beträgt bei den in Rede stehenden Bauelementen zwischen 20 und 1000.In Fig. 3, the top is the circuit symbol of the component according to the invention shown is a non-linear resistance that changes in the same direction as the temperature. If this component is loaded with a nominal electrical current, which at the time t0 changes into a short-circuit current, the element speaks after a delay time t at time ta and switches - in the idealized case shown here -. by leaps and bounds from the nominal resistance RN to its short-circuit resistance RK The ratio RN / RK is referred to as the resistance stroke and is at the components in question between 20 and 1000.

- Eine Anpassung der Bauelemente an die Betriebsdaten ( Nennstrom, Betriebsspannung), - eine geeignete Ansprech- und Schaltcharakteristik zwecks Vermeidung von zu grossen Schaltüberspannungen und Durchlasswerten QO, und - die Möglichkeit eines Selektivschutzes werden erreicht - durch die Formgebung und/oder Dimensionierung des Sinterkörpers 1, - die Auslegung und Anordnung der Kühlung., und/oder - die Kombination mit ohm'schen Wid-erständen ùnd/oder Schaltern.- An adaptation of the components to the operating data (nominal current, Operating voltage), - a suitable response and switching characteristic for the purpose of avoidance of excessively large switching overvoltages and QO on-state values, and - the possibility selective protection are achieved - through the design and / or dimensioning of the sintered body 1, - the design and arrangement of the cooling., and / or - the Combination with ohmic resistances and / or switches.

Diese Möglichkeiten sind, mit Ausnahme der Kühlung, in den Figuren 4 bis 11 dargestellt: In Fig. 4 ist eine Kaskadenschaltung aus unterschiedlichen Bauelementen gemäss der Erfindung dargestellt. Die Elemente sind derart ausgebildet, dass sie nacheinander ansprechen, wie in der Kurve dargestellt wird. Es wird eine zeitliche Aus schmierung des Schaltens gegenüber den intrinsischen Materialeigenschaften erreicht, ohne dass sich jedoch beim vollständigen Durchschalten aller Elemente der totale Widerstandshub ändert.With the exception of cooling, these possibilities are shown in the figures 4 to 11: In Fig. 4, a cascade circuit is made up of different Components shown according to the invention. The Elements are designed in such a way that they respond one after the other, as shown in the curve will. There is a temporal lubrication of the switching compared to the intrinsic Material properties achieved without, however, when fully switched through of all elements the total resistance stroke changes.

Eine ähnliche zeitliche Aus schmierung des Schaltens ergibt sich durch eine geeignete Formgestaltung des Sinterkörpers 1, wie dies in den Figuren 5 bis 7 dargestellt ist. Wie ersichtlich, kann nicht nur die Dauer des Durchschaltens beeinflusst werden, sondern auch die Ansprechcharakteristik im einzelnen.A similar time from lubrication of the switching results from a suitable shape of the sintered body 1, as shown in Figures 5 to 7 is shown. As can be seen, not only the duration of the connection can are influenced, but also the response characteristics in detail.

Bei den in den Figuren 5 bis 7 dargestellten Sinterkörpern handelt es sich um wie gezeigt gestaltete Scheiben.The sintered bodies shown in FIGS. 5 to 7 are these are disks designed as shown.

Der Widerstandswert RK, den das Bauelement gemäss der Erfindung bei Kurzschlussstrom annimmt, reicht aus, um den Kurzschlussstrom kurzzeitig (innerhalb einer Halbwelle) stark zu -reduzieren. Es kann jedoch mit dem Bauelement keine galvanische Trennung erreicht Werden. Zudem würde ein Weiterfliessen des Reststromes in der Regel zu einer weiteren, unter Umständen unzulässigen ErwärmUng des Bauel-ementes führen.The resistance value RK that the component according to the invention at Short-circuit current is sufficient to briefly reduce the short-circuit current (within a half-wave). However, there can be no galvanic connection with the component Separation to be achieved. In addition, the residual current would continue to flow in the Rule of further, possibly impermissible heating of the structural element to lead.

Die Bauelemente werden daher in der Praxis zum Netzschutz zusammen mit Schaltern verwendet.In practice, the components are therefore used to protect the network used with switches.

In Figur 8 liegt das Bauelement in Serie zu einem solchen Schalter S. Durch die Verwendung des Bauelementes R ergibt sich der grosse Vorteil, dass der Schalter S nicht als Leistungsschalter mit Lichtbogenlöschkammer ausgebildet sein muss, sondern ein einfacher Leerschalter sein kann. Das Bau-' element R sorgt dafür, dass der nach Trennung der Schaltstücke über den Lichtbogen fliessende Strom sehr schnell-' herabgesetzt wird und die nach dem Nulldurchgang wiederkehrende Spannung keine Wiederzündung bewirken kann, oder mit anderen Worten, der Folgestrom beim nächsten Nulldurchgang unterbrochen wird.In Figure 8, the component is in series with such a switch S. The use of the component R has the great advantage that the switch S is not designed as a circuit breaker with an arc extinguishing chamber has to be, but can be a simple blank switch. The component 'R ensures to ensure that the current flowing through the arc after the contact pieces have been separated is reduced very quickly- 'and the voltage that returns after the zero crossing cannot cause reignition, or in other words, the follow current at next zero crossing is interrupted.

Eine besonders bevorzugte Schaltungsform ist,-in Fig. 9 dargestellt. In dieser ist zum Bauelement R ein Festwiderstand R p parallel geschaltet. Auf diese Weise wird vermieden, dass das Bauelement R nach dem Schalten in den hochohmigen Zustand thermisch überlastet wird. Der Schalter S kann wiederum sehr einfach ausgebildet sein.A particularly preferred circuit form is shown in FIG. 9. In this, a fixed resistor R p is connected in parallel with the component R. To this Way is avoided that the component R after switching into the high resistance State is thermally overloaded. The switch S can, in turn, be designed in a very simple manner be.

In Fig. 10 ist statt des parallelen Festwiderstandes R der p Fig. 9 ein thermisch oder magnetisch aus lösbarer Schalter 5 p vorgesehen. Auf diese Weise trägt das Bauelement R im-Nennstromfall überhaupt keinen Strom. Erst wenn im Kurzschlussfall dr Schalter Sp ausgelöst wird, kommutiert der Strom auf das Element R welches dann seinen Widerstands wert erhöht und ein weitgehend lastfreies Schalten des Schalters S ermöglicht.In Fig. 10, instead of the parallel fixed resistor R, the p Fig. 9 a thermally or magnetically detachable switch 5 p is provided. To this In the case of nominal current, the component R does not carry any current at all. Only when In the event of a short circuit, the switch Sp is triggered, the current commutates to the element R which then increases its resistance value and a largely load-free switching of the switch S allows.

Der Kaltwiderstand des Bauelementes R ist dabei so gewählt, dass beim Auslösen des Schalters 5 in diesem kein Lichtp bogen entsteht.The cold resistance of the component R is chosen so that when Triggering the switch 5 in this no arc arises.

In Fig. 11 ist eine Kombination der Schaltungsformen aus Fig.FIG. 11 shows a combination of the circuit forms from FIG.

9 und 10 dargestellt.9 and 10 shown.

In allen Ausf;lhrungsfórmen der Fig. 8 - 11 kann der Schalter S auch spannungsaufbauend, z.B. ein Deion-Schalter, sein, und damit am Strombegrenzungsprozess teilnehmen.In all of the embodiments of FIGS. 8-11, the switch S can also voltage-building, e.g. a Deion switch, and thus in the current-limiting process take part.

Nachfolgend werden die Schaltungsformen der Fig. 9 und 11 anhand von Dimensionierungsbeispielen weiter erläutert: Beispiel Eine Schaltung wie in Fig. 11 wurde wie folgt dimensioniert und betrieben: Netz bei Nennbelastung: Ieff = 100 A, Veff = 220 V, f = 50 Hz N N Netz bei Kurzschluss: eff IK = 6000 A, cos # = 0,85, RNetz = 31.2 m a, LNetz = 61,5 H.The circuit forms of FIGS. 9 and 11 are described below with reference to FIG Dimensioning examples further explained: Example A circuit as shown in Fig. 11 was dimensioned and operated as follows: Mains at nominal load: Ieff = 100 A, Veff = 220 V, f = 50 Hz N N Mains in the event of a short circuit: eff IK = 6000 A, cos # = 0.85, Rnet = 31.2 m a, Lnet = 61.5 H.

Auslöseintegral-Schalter Sp: Parallelwiderstand Rp = 1,0 # Schalter S: Galvanischer Trenner, ohne Spannungsaufbau Bauelement R: Form: Kreiszylinder Dichte s = 5 g/cm ³ Spezifische Wärme c = 0,8 Wsec/g grd Spezifischer Widerstand bei Nennstrom # N = 5 # 10-2#cm Querschnittsfläche F = 2,7 cm Länge 1 = 9.4 mm 3 Volumen V = 2.54 cm Masse M = 12.7 g T0 # 200C (Tmax c Tc)/(Tc - To) = 5 mit Tmax = maximale Temperatur, welcher das Bauelement im Kurzschlussfall unterworfen ist.Trip integral switch Sp: Parallel resistance Rp = 1.0 # Switch S: Galvanic isolator, without voltage build-up Component R: Shape: Circular cylinder Density s = 5 g / cm³ Specific heat c = 0.8 Wsec / g grad Specific resistance at nominal current # N = 5 # 10 -2 # cm cross-sectional area F = 2.7 cm length 1 = 9.4 mm 3 volume V = 2.54 cm mass M = 12.7 g T0 # 200C (Tmax c Tc) / (Tc - To) = 5 with Tmax = maximum temperature, which the component is subject to a short circuit.

Kaltwiderstand RN = 17,55 m Widerstandshub h = RKIRN = 25 Keine besondere Kühlung. Cold resistance RN = 17.55 m resistance lift h = RKIRN = 25 No special Cooling.

E s ergab sich als Durchlasswert und als Ansprechwert D as dargestellte Beispiel betrifft symmetrische Kurzschl,ussphasenwinkel, also etwa den ungünstigsten Fall. Beim Ansprechen des Schalters 5 beträgt der Spannungsabfall nur p 20 V, so dass kein Lichtbogen in diesem Schalter entsteht.E s was found to be the permeability value and as response value The example shown relates to symmetrical short-circuit phase angles, i.e. about the worst case. When switch 5 responds, the voltage drop is only p 20 V, so that no arcing occurs in this switch.

Das Beispiel zeigt, dass bei dem vorgegebenen. Netz die Forderung QO = 17'000 A²sec mit einem Widerstandshub h = 25 durch die Schaltung gemass Fig. 11 gerade erfüllt werden kann. Bei geringfügig grösserem Hub (etwa h # 30.) kann jedoch auf den Parallelwiderstand R verzichtet werden,wie in p Fig. 10 dargestellt, bei gleichem QO.The example shows that with the given. Network the requirement QO = 17,000 A²sec with a resistance swing h = 25 through the circuit according to Fig. 11 can just be met. With a slightly larger stroke (about h # 30.) can however, the parallel resistor R can be omitted, as shown in p. 10, with the same QO.

Beispiel B Eine Schaltung wie in Fig. 9 wurde wie folgt dimensioniert und betrieben: Netz bei Nennbelastung: eff = 16 A, Veff = 220 V, f = 50 Hz N N Netz bei Kurzschluss: eff IK = 1000 A, cos d = 0,85, Netz - 187 m 1l, LNetz = 369 µH.Example B A circuit as in Fig. 9 was dimensioned as follows and operated: Mains at nominal load: eff = 16 A, Veff = 220 V, f = 50 Hz N N mains in the event of a short circuit: eff IK = 1000 A, cos d = 0.85, network - 187 m 1l, L network = 369 µH.

Parallelwiderstand R = 643 m ii p Schalter S: Nulldurchgangs-Trennschalter ohne Spannungsaufbau Bauelement R: Form: Kreiszylinder 3 Dichte s = 5 g/cm Spezifische Wärme c = 0,8.Wsec/g grd Spezifischer Widerstand bei Nennstrom 9 N = 5 # 10 -2#cm Querschnittsfläche F = 1,25 cm Länge 1 = 4,38 mm Volumen V = 0,548 cm3 Masse M = 2,74 g To # 500C (TmaX - Tc )/(Tc - T0) = 5 Kaltwiderstand RN = 17,53 Widerstandshub h = 200.Parallel resistance R = 643 m ii p switch S: zero-crossing disconnector without stress build-up component R: shape: circular cylinder 3 density s = 5 g / cm specific Heat c = 0.8.Wsec / g grad Specific resistance at nominal current 9 N = 5 # 10 -2 # cm Cross-sectional area F = 1.25 cm length 1 = 4.38 mm volume V = 0.548 cm3 mass M = 2.74 g To # 500C (TmaX - Tc) / (Tc - T0) = 5 cold resistance RN = 17.53 resistance stroke h = 200.

E s ergab sich als Durchlasswert QO # 1000 A2²sec und als Ansprechwert Q : 500 A2sec.E s resulted as the let-through value QO # 1000 A2²sec and as the response value Q: 500 A2sec.

a Die Verlustleistung im Element R bei Nennstrom beträgt NO = 4,5 W und muss von einer Kühleinrichtung abgeleitet werden, sodass sich die Temperatur des Elementes nicht auf über T erhöht. a The power loss in element R at nominal current is NO = 4.5 W and must be derived from a cooling device so that the Temperature of the element not increased above T.

0 Das Beispiel zeigt, dass man bei einem Widerstandshub von h = RK/RN = 200 bei kleineren Nennströmen <1N # 25A), also bei der überwiegenden Zahl der Endsicherungen in Verteilernetzen, eine wirksame Unterdrückung der Kurzschlussströme erreichen kann. Der Schalter S hat keine weitere Aufgabe als die Unterbrechung des Folgestromes beim nächsten Nulldurchgang. 0 The example shows that with a resistance change of h = RK / RN = 200 for smaller rated currents <1N # 25A), i.e. for the majority of the Final fuses in distribution networks, an effective suppression of short-circuit currents can reach. The switch S has no other task than the interruption of the Follow current at the next zero crossing.

Eine Halbwelle hat bei prospektivem Kurzschlussstrom ein QO = 10'000 A2sec. Prospektiver Kurzschlussstrom ist der ungehinderte Kurzschlussstrom nach dem Einschwingen.With a prospective short-circuit current, a half-wave has a QO = 10,000 A2sec. Prospective short-circuit current is the unimpeded short-circuit current according to the settling.

Beispiel C Eine Schaltung wie in Fig. 9 wurde wie folgt dimensioniert und betrieben: Netz bei Nennbelastung: wie in Beispiel B Netz bei Kurzschluss: Ieff = 6000 A, cos # = 0,85, K Netz = 31,2 mA, LNetz = 61,6 tH Parallelwiderstand R = 280 m p Schalter S: wie im Beispiel B Bauelement R: Form, Dichte, spezifische Wärme, spezifischer Widerstand bei Nennstrom, Widerstandshub und O' (Tmax TC)/(Tc - To) wie in Beispiel B-.Example C A circuit as in Fig. 9 was dimensioned as follows and operated: Mains at nominal load: as in example B Mains in the event of a short circuit: Ieff = 6000 A, cos # = 0.85, K mains = 31.2 mA, L mains = 61.6 tH parallel resistance R = 280 m p switch S: as in example B Component R: shape, density, specific heat, specific resistance at nominal current, resistance swing and O ' (Tmax TC) / (Tc - To) as in example B-.

- 2 Querschnittsfläche F = 2,58 cm Lange 1 = 2,45 mm Volumen V = 0,63 cm3 Masse M = 3,16 g Kaltwiderstand RN = 4,7,5 m Es ergab sich als Durchlasswert QO L 16'140 A2 und als Ansprechwert Qa = 11'000 A2 sec.- 2 cross-sectional area F = 2.58 cm length 1 = 2.45 mm volume V = 0.63 cm3 mass M = 3.16 g cold resistance RN = 4.7.5 m The result was the permeability value QO L 16'140 A2 and as response value Qa = 11'000 A2 sec.

Die Verlustleistung im Element R bei Nennstrom beträgt NO = 1,2 W und muss von einer geeigneten Kühleinrichtung abgeführt werden, damit sich die Temperatur des Elementes nicht auf über T 0 erhöht.The power loss in element R at nominal current is NO = 1.2 W. and must be dissipated by a suitable cooling device to keep the temperature of the element is not increased to above T 0.

Eine Halbwelle hat bei prospektivem Kurzschlussstrom 360'000 A2sec.With a prospective short-circuit current, a half-wave has 360,000 A2sec.

Beispiel D Wenn höhere Verlustleistungen NO im Element R zugelassen sind, so kann der Durchlasswert QO wesentlich weiter hinunter gedrUckt werden.Example D If higher power losses NO are permitted in element R. are, in this way the permeability value QO can be pushed down considerably further will.

Das zeigt folgende Umdimensionierung des Beispiels C: Parallelwiderstand R = 652 m p Bauelement R: Querschnittsfläche F = 1,40 cm2 Länge 1 = 2,67 mm 3 Volumen V = 0,374 cm Masse M = 1,87 g Ka;ltwiderstand RN = 9,5 (Alle nicht genannten Werte sind gleich denen in Beispiel C.) Es ergab sich 41s Durchlasswert Q0 # 4565 Å sec und als Ansprechwert Q = 4000 A sec.This shows the following re-dimensioning of example C: parallel resistance R = 652 m p component R: cross-sectional area F = 1.40 cm2 length 1 = 2.67 mm 3 volume V = 0.374 cm Mass M = 1.87 g Ka; lt resistance RN = 9.5 (all values not mentioned are the same as in example C.) The result was 41s transmission value Q0 # 4565 Å sec and as response value Q = 4000 A sec.

Die Verlustleistung im Element R bei Nennstrom beträgt NO = 2,4 W und muss von einer geeigneten Kühleinrichtung abgeführt werden, damit sich die Temperatur des Elementes nicht auf über To erhöht.The power loss in element R at nominal current is NO = 2.4 W. and must be dissipated by a suitable cooling device to keep the temperature of the element is not increased to above To.

Wie besonders aus-den Beispielen C und D ersichtlich ist, Können bei gleichbleibenden. Netzparametern durch verschiedene Dimensionierung der Bauelemente R und R der Ansprechwert a p und der Durchlasswert QO in weiten Bereichen variiert werden.As can be seen particularly from Examples C and D, can consistent. Network parameters through different dimensioning of the components R and R the response value a p and the conduction value QO vary over a wide range will.

Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, verschiedene Stufen gemäss Fig. 9 mit guter Selektivität hintereinander zu schalten, d.h. beim Ansprechen einer Stufe bleiben die anderen zunächst leitend. Dazu wird der Durchlasswert QO der Ansprechstufe kleiner gemacht als der Ansprechwert Q der vorgeschalteten Stufen. Bei grösseren Nennströmen IN> 25 A wird in Schaltungen nach Fig. 9 bei einem Widerstandshub h s 200 mit einem einfachen Nulldurchgangs-Trennschalter S entweder der Durchlasswert QO oder der Leistungsverlust Ng bei Nennstrom unzulässig hoch. Wenn jedoch anstelle des Trennschalters ein spannungsaufbaue'nder Leistungsschalter verwendet Wird, so unterstützt dieser die Strombegrenzung wirksam und entlastet damit das Element' R. Solche Hybrid-Systeme, die aus widerstandsaufbauenden Bauelementen-nach der Erfindung und spannungsaufbauenden Schaltern zusammengesetzt sind, lassen sich bis zu wesentlich höheren Nennströmen erfolgreich einsetzen. Bei Schaltungen wie in Fig. 9 liegt die obere Grenze bei etwa 100 A, bei Schaltungen wie in Fig. 11 ist eine Schalten von mehreren 1000 A prinzipiell möglich, wobei nur der Schalter S spannungsaufbauend ist. Grundsätzlich sind zwei Möglichkeiten der gegenseitigen Anpassung möglich: - Das Bauelement R spricht zuerst an und der Schalter S unterdrückt danach den Folgestrom so, dass das Element R thermisch nicht überlastet wird.This makes it possible to use different levels as shown in FIG. 9 to be connected in series with good selectivity, i.e. when a At first level, the others remain in charge. For this purpose, the let-through value QO becomes the response level made smaller than the threshold Q of the upstream stages. With larger ones Nominal currents IN> 25 A in circuits according to FIG. 9 with a resistance change h s 200 with a simple zero-crossing disconnector S is either the conduction value QO or the power loss Ng at rated current is impermissibly high. However, if instead If a voltage-building circuit breaker is used for the disconnector, see below this supports the current limitation effectively and thus relieves the element ' R. Such hybrid systems, which consist of resistance-building components according to the invention and voltage-building switches are composed, can be up to substantially Use higher rated currents successfully. In circuits as in Fig. 9 is the upper limit at about 100 A, with circuits as in FIG. 11 is a switching of several 1000 A possible in principle, with only switch S building up voltage is. Basically, there are two possibilities for mutual adaptation: - The component R responds first and the switch S then suppresses the follow-up current so that the element R is not thermally overloaded.

Der Schalter S spricht zuerst an und das Element R unterstützt danach den Spannungsaufbau im Schalter S durch seinen Widerstandshub. The switch S responds first and the element R supports afterwards the voltage build-up in switch S due to its resistance swing.

Eine optimale gegenseitige Unterstützung der beiden Elemente S und R ergibt sich bei annähernd gleichzeitigem Ansprechen.An optimal mutual support of the two elements S and R results from almost simultaneous response.

Claims (27)

Patent ansprüche Patent claims Passives, elektrisches Bauelement mit zwei Anschlüssen und einem positiven Widerstands-Temperaturkoeffizienten, dadurch gekennzeichnet, dass der stromführende Körper (1) aus Vanadium-Sesquioxid (V203) mit einem Zusatz von 0.1-5 M<i-% ein-es- anderen Metalloxidsbesteht.Passive electrical component with two connections and one positive Resistance temperature coefficient, characterized in that the current-carrying Body (1) made of vanadium sesquioxide (V203) with an addition of 0.1-5 M <i-% one-it- other metal oxide. 2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der stromfUhrende Körper (1) die nominelle Zusammensetzung (V1 xCrx)2°3 mit 0,005 # x # 0,02 aufweist.2. Component according to claim 1, characterized in that the current-carrying end Body (1) has the nominal composition (V1 xCrx) 2 ° 3 with 0.005 # x # 0.02. 3. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der stromführende Körper (1) die nominelle Zusammensetzung (V1 yAly)203 mit 0,005 # y # 0,02 aufweist.3. The component according to claim 1, characterized in that the current-carrying Body (1) has the nominal composition (V1 yAly) 203 with 0.005 # y # 0.02. Ii. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der stromftlhrende Körper (1) ein -Sinterkörper ist.Ii. Component according to Claim 1, characterized in that the current-carrying Body (1) is a sintered body. 5. Bauelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Sinterkörper eine zylindrische oder prismatische Form aufweist, und die Stirnflächen auf ihrer ganzen Fläche sperrfrei mit Metallelektroden (2, 3) kontaktiert sind.5. The component according to claim 11, characterized in that the sintered body has a cylindrical or prismatic shape, and the end faces on their metal electrodes (2, 3) are in contact over the entire surface without blocking. 6, Bauelement nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sinterkörper und den Metallelektroden (2, 3) ein unter Erwärmung an der Kontakt fläche des Sinterkörpers (1) ein gut leitendes Metalloxid bildendes- Metall vorgesehen ist. 6, component according to claim 5, characterized in that between the sintered body and the metal electrodes (2, 3) with heating at the contact surface of the sintered body (1) a highly conductive metal oxide-forming metal is provided is. 7. Bauelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Metall zwischen dem Sinterkörper und den Metallelektroden (2, 3) Titan vorgesehen ist. 7. The component according to claim 6, characterized in that the metal titanium is provided between the sintered body and the metal electrodes (2, 3). 8. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Kühleinrichtung (5, 6) aufweist. 8. The component according to claim 1, characterized in that there is a Has cooling device (5, 6). 9. Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte des Sinterkörpers grösser ist als 3 g/cm³. 9. The component according to claim 4, characterized in that the density of the sintered body is greater than 3 g / cm³. 10. Bauelement nach den Ansprüchen 2, 4, 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse des Sinterkörpers zwischen 1 , und 20. g liegt.10. Component according to claims 2, 4, 5 and 9, characterized in that that the mass of the sintered body is between 1 and 20 g. 11. Bauelement nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen des Sinterkörpers (1) zueinander nicht parallel und/oder-keine Ebenen sind.11. Component according to claims 4 and 5, characterized in that that the end faces of the sintered body (1) are not parallel to one another and / or none Levels are. 12. Verfahren zur Herstellung eines Bauelementes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Vanadiur-Sesqudoxid (V203) mit dem gewünschten Zusatz des anderen Metalloxids gemahlen, die erhaltene Mischung anschliessend gepresst und gesintert, und der erhaltene Sinterkörper dann mit den Metallelektroden kontaktiert wird, 12. A method for producing a component according to claim 1, characterized in that Vanadiur-Sesqudoxid (V203) with the desired additive of the other metal oxide is ground, the mixture obtained is then pressed and sintered, and the obtained sintered body is then contacted with the metal electrodes will, 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein V203-Pulver durch Heizen von V205 in reduzierende Atmosphäre erzeugt wird, 13. The method according to claim 12, characterized in that a V203 powder is generated by heating V205 in a reducing atmosphere, 14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass V O.3- und Cr 203-Pulver innig gemischt und anschliessend 23 nass gemahlen werden.14. Procedure according to Claim 12, characterized in that V O.3 and Cr 203 powder are intimately mixed and then ground 23 wet. 15. Verfahren nach Anspruch 14-, dadurch gekennzeichnet, dass die Pulvermischung zusammen mit einem Presszusatz, z.B.15. The method according to claim 14, characterized in that the Powder mixture together with a pressing additive, e.g. Polyäthylenglykol, gepresst wird. Polyethylene glycol, is pressed. 16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Presskörper in einer Atmosphäre mit kontrolliertem Sauerstoff-Partialdruck bei einer Temperatur von über 10000C während mehr als 0,5 h gesintert wird.16. The method according to claim 14, characterized in that the press body in an atmosphere with controlled partial pressure of oxygen at one temperature is sintered at over 10000C for more than 0.5 h. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Sauerstoff-Partialdruck wenig grösser ist als die sauerstoffarme T.imite des Stabilitätsbereiches von V203 bei der gewählten Sintertemperatur.17. The method according to claim 16, characterized in that the oxygen partial pressure is little greater than the oxygen-poor T.imite of the stability range of V203 at the selected sintering temperature. 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Aufrechterhaltung des sehr kleinen, konstanten Sauerstoff-Partialdruckes als zusammengesetzte Atmosphäre ein Gasgemisch aus IS2-H2O oder CO-CO2 verwendet wird.18. The method according to claim 17, characterized in that for the purpose Maintaining the very small, constant partial pressure of oxygen as a compound Atmosphere a gas mixture of IS2-H2O or CO-CO2 is used. 19. Verwendung eines Bauelementes nach Anspruch 2 als thermisch gesteuertes Ueberstromsicherungselement bei Temperaturen des stromführenden Körpers (1) zwischen 200C und 2000C.19. Use of a component according to claim 2 as a thermally controlled Overcurrent fuse element at temperatures of the current-carrying body (1) between 200C and 2000C. 20. Verwendung nach Anspruch 19, derart, dass das Bauelement als Ueberstromsicherungselement in einem Wechselstromnetz bei Anstieg des Netz stromes auf den maximalen Kurzschlussstrom vor Ablauf einer halben Periode der Wechselspannung eine Aenderung seines Wirkwiderstandes um mehr als den PaktorPO aufweist.20. Use according to claim 19, such that the component as an overcurrent fuse element in an alternating current network when the network current rises to the maximum short-circuit current a change in its effective resistance before half a period of the alternating voltage has elapsed by more than the PaktorPO. 21. Verwendung nach Anspruch 19, derart dass das Durchlassintegral des durch den temperaturabhängigen Widerstand geschützten Netzteils filr Nennströme im Bereich von 6 - 100 A, Betriebsspannungen von 50 - 400 V, einen prospektiven Kurzschlussstrom von maximal 6000 A und einem Kurzschluss-Leistungsfaktor cos # # 0,85 kleiner ist als 17000 A2 sec, wobei t0 = Zeitpunkt des Stromanstiegs, t = Zeitpunkt der Strompfadenunterbrechung, und 1(t) 5 Netzstrom.21. Use according to claim 19, such that the passage integral of the power supply unit protected by the temperature-dependent resistor for nominal currents in the range of 6 - 100 A, operating voltages of 50 - 400 V, a prospective short-circuit current of maximum 6000 A and a short-circuit power factor cos # # 0.85 is less than 17000 A2 sec, whereby t0 = time of current increase, t = time of current path interruption, and 1 (t) 5 mains current. 22. Verwendung eines Bauelementes nach Anspruch 19 zusammen mit einem in Serie geschalteten Schalter.22. Use of a component according to claim 19 together with one switch connected in series. 23, Verwendung nach Anspruch 22 zusammen mit einem zu dem Bauelement parallel geschalteten ohm'schen Widerstand.23, use according to claim 22 together with one for the component ohmic resistor connected in parallel. 24. Verwendung nach Anspruch 23 zusammen mit einem zu dem Bauelement und dem ohm'schen Widerstand parallel geschalteten Schalter.24. Use according to claim 23 together with one for the component and the switch connected in parallel with the ohmic resistor. 25. Verwendung nach Anspruch 22 zusammen mit: einem zu dem Bauelement parallel geschalteten Schalter.25. Use according to claim 22 together with: one for the component switch connected in parallel. 26. Verwendung nach Anspruch 1Q im Selektiv-Netzschutz. wobei das Durchlassintegrål 2 i2(t) dt und das Ansprechintegral J i (t) dt des Bauelementes durch Formgebung und/oder a
Dimensionierung des isiomfGhrenden Körpers den Selektivitäts- Forderungen angepasst wird, wobei t = Zeitpunkt des Strom-0 anstiegs, t5 = Zeitpunkt der Strompfadenunterbrechung, ta = Zeitpunkt des Ansprechens des Bauelementes, und i(t) = Netzstrom.
26. Use according to claim 1Q in selective network protection. whereby the permeability integral 2 i2 (t) dt and the response integral J i (t) dt of the component by shaping and / or a
Dimensioning of the insulating body is adapted to the selectivity requirements, where t = time of the current rise, t5 = time of interruption of the current path, ta = time of response of the component, and i (t) = mains current.
27. Verwendung nach Anspruch 23, wobei der Schalter ein spannungsaufbauender Schalter ist.27. Use according to claim 23, wherein the switch is a voltage-building Switch is.
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