Жидкометаллический коммутационный аппарат

 

1. ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКПЙ КОММУТАЩЮННьт АППАРАТ, содержащий два твердометаллических электрода, разделенных изолятором и образукхЦих совместно межзлектродныйгканал, дугогасительную перегородку по меньшей мере с одним отверстием и резервуар переменного объема, заполненный жидким металлом, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения коммутационной способности, он снабжен токопроводящим наполнителем из материала, не смачиваемого жидким металлом, межэлектродный канал разделен дугогасительной перегородкой на две части, при этом одна часть, расположенная со стороны , противоположной расположению резервуара переменного объема, заполнена указанньш токопроводяцим наполнителем. 2. Аппарат по п. 1, от л и чающийся тем, что дугогасительная перегородка вьшолнена из ДУ1ГОС той кого токопроводящегб материала .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) 01):

ЭСЮ Н 01 Н 29/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3383160/24-07 (22) 15 ° 01.82 (46) 15.07.83. Вюл. Ю .26 (72) В.Г. Дегтярь и A.Â. Иванов (71) Московский ордена Ленина и ор.дена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 621.316 546.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

)) 428472, кл. H 01 Н 29/38, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

9 494786, кл. Н 01 Н 29/28, 1974. (54)(57) 1 ° ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КОММУТАЦИОННЫЙ АППАРАТ, содержащий два твердометаллических электрода, разделенных изолятором и образуюЩих совместно межэлектродный: канал, дугогасительную перегородку по меньшей мере с одним отверстием и резервуар г переменного объема, заполненный жидким металлом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения коммутационной способности, он снабжен токопроводящим наполнителем из материала, не смачиваемого жидким металлом, межэлектродный канал разделен дугогасительной перегородкой на две части, при этом одна часть, расположейная со стороны, противоположной расположению резервуара переменного объема, за« полнена указанным токопроводящим наполннтелем.

2. Аппарат по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что дугогасительная перегородка выполнена из I дугостойкого токопроводящего материала.

1029249

55

Изобретение относится к электро-, технике, в частности к технике коммутирования сильноточных электрических цепей низкого напряжения, а конкретнее, к коммутационной аппаратуре, использующей в качестве контактного материала жидкий металл.

Известен жидкометаллический коммутационный аппарат, содержащий два твердометаллических электрода, разделенных изолятором, и резервуар переменного объема, заполненный жидким металлом. Замыкание электродов происходит через жидкий металл, уровень которого меняется в резервуаре переменного объема 1 . 15

Однако этот аппарат характеризуется недостаточной коммутационной способностью и повышенной эрозией . электродов, так как в данном аппарате процесс включения сопровожда- gp ется явлением "плавания", заключающемся в возникновении давления на границе твердометаллические электроды — жидкий металл, а процесс отключения сопровождается интенсив-. ным дугообразованием, разрушающим электроды.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является жидкометаллический коммутационный аппарат, содержащий два твердометаллических электрода, разделенных изолятором и образующих совместно межэлектродный канал, дугогасительную перегородку и резервуар переменного объема, заполненный жидким металл ом 2 J.

Этот аппарат имеет более высокую коммутационную способность, чем предыдущий, так как дугогасительная 40 перегородка из электроизоляционного материала способствует более эффективному гашению дуги при отключении, что позволяет повысить ток отключения. 45

Однако коммутационная. способность этого аппарата невелика из-за недостаточно высокого тока включения.

Эрозия электродов хоть и уменьшена, но все же остается существенной.

Целью изобретения является повышение коммутационной способности аппарата.

Указанная цель достигается тем, t что в жидкометаллический коммутационный аппарат, содержащий два твердометаллических электрода, разделенных изолятором и образующих совместно межэлектродный канал, .дугогасительную перегородку по мень« шей мере с одним отверстием, и ре зервуар переменного объема, заполненный жидким металлом, снабжен токопроводящим наполнителем из материала несмачиваемого жидким металлом, межэлектронный канал разде- 65 лен дугогасительной перегородкой на две части, при этом одна часть, расположенная со стороны противоположной расположению резервуара переменного объема, заполнена указанным токопроводящим наполнителем.

Кроме того, дугогасительная перегородка может быть выполнена из дугостойкого токопроводящего материала.

Такое выполнение, аппарата позволяет повысить коммутационную способность, так как и процесс включения и процесс отключения происходят через дополнительное сопротивление, которым обладает наполнитель, ограничивающий велйчину коммутируемого тока.

На чертеже схематически представлен аппарат в отключенном состоянии.

Твердометаллические электроды

1 и 2 совместно с изолятором 3 образуют межэлектродный канал 4, в котором установлена дугогасительная перегородка 5, выполненная со сквозными отверстиями б. Полость между перегородной 5 и электродом 2 заполнена токопроводящим наполнителем

7. Для предотвращения высыпания наполнителя 7 на перегородке 5 установлена сетка 8. Кольцевые пазы 9 в изоляторе 3 служат для предотвращения металлизации изолятора..Поршень.

10 совместно с электродом 1 составляет резервуар переменного объема, в который помещен жидкий металл 11.

Наполнитель 7 может выполняться в виде порошка, гранул или другом виде. Главное требование к нему, чтобы используемый материал не смачивается жидким металлом, что позволяет последнему полностью удаляться из камеры с наполнителем при отключении ° Выбором материала наполнителя, его видом и степенью .его спрессованности можно в широких пределах регулировать величину омического сопротивления между электродом 2 и перегородкой 5.

В качестве примера наполнителя можно указать порошок вольфрама, который несмачивается тройной эвтектикой галлий-индий-олово.

Аппарат работает следующим образом.

Для включения аппарата необходимо приложить усилие привода (на чертеже не показан) к поршню 10 снизу вверх. При перемещении поршня 10 вверх происходит подъем уровня жидкого металла 11, при касании которым перегородки 5 происходит замыкание цепи между электродами 1 и 2 через жидкий металл 11, перегородку 5 и наполнитель 7. Ток включения при этом ограничен сопротивлением наполнителя. По мере дальнейшего

1029249

Составитель И.Ивановская

Редактор М.Товтин Техредд.Пекарь Корректор С.Черни

Заказ 4989/50 Тираж 703 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и дткрытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул . Проектная, 4 перемещения поршня 10 жидкий металл .11 проходит через отверстия б перегародки 5 и сетку б и уменьшает сопротивление наполнителя до минимально возможной (для данных материалов ) величины. В крайнем верхнем положении поршня 10 величина межконтактного сопротивления минимальна и постоянна для всего времени включенного состояния аппарата.

Операция отключения происходит при перемещении поршня 10 вниз. уровень.жидкого металла 11 понижа-. ется, в. результате чего сопротивление межконтактного .промежутка возрастает, а следовательно уменьшается отключаемый ток. Отключение цепи йроисходит при.понижении уровня жидкого металла 11 эа дугогаситель,ную перегородку 5. Возникающая при отклю чении.дуга растягивается и гасится.

Так как прн коммутациях происхо5 дит ограничение тока, коммутационная способность аппарата возрастает.

Кроме того, электроды аппарата полностью защищены от эрозии, так как не подвержены воздействию злек10 трической дуги. Профилактическая ревизия предлагаемого аппарата может происходить через большие промежутки времени, чем в известных,. и будет заключаться.в. осмотре и, 15 при необходиьюсти, замене лишь дугогасительной перегородки.