Жидкометаллическое контактное устройство

 

(19) (ll) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) Н 01 Н 29 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

10 11

1 7

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3570588/24-07 (22) 04.04.83 (46) 15.05.84. Бюл. Р 18 (72) Ю.И.Балялин, А.В.Веретенков, Л.Т.Николаева, В.М.Мякишев, В.И.Приходченко и В.В.Танаев (71) Куйвънаевский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. В.В.Куйбышева (53) 621.316.542(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

Р 546953, кл. H 01 Н 29/00, 1976.

2. Врон А.Б., Мякипова Н.Г., Беляев В.Л. Композиционные аппараты на основе галлия. — "Электротехническая промышленность. Аппараты низкого напряжения". 1977, вып.8(бб) с, 5 рис.1. (54 ) (57 ) ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКОЕ КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО, содержащее два неподвижных твердометаллических электрода, выполненных с углублениями, заполненными жидким металлом, и подвижный мостиковый электрод с двумя контаткными выступами, расположенными в этих углублениях, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения коммутационной способности, подвижный мостиковый электрод снабжен дополнительным дугогасительным контактным выступом меньшего сечения и высотой больше первого и меньше второго выступов, расположенным в дополнительном углублении, заполненном окисленным жидким металлом, Р

Ю электрически изолированном оТ одного электрода и контактирующем с другим электродом, а в основных углублениях объем над жидким металлом заполнен жидкой инертной средой.

1092590

Изобретение относится к электротехнике, в частности к контактным устройствам мостикового типа, и может быть использовано при с здании жидкометаллических коммутационных аппаратов. 5

Известно кидкометаллическое контактное устройство, содержащее два неподвижных электрода и подвижный мостовиковый электрод, контактирующий с неподвижными электродами через эластичные пористые поокладки пропитанные жидким металлом 13

Указанное устройство отличается ограниченной коммутационной способностью, так как не может коммутировать токи большой величины из-за эластичной прокладки, изнашивающейся в результате воздействия электрической дуги.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае- 2О мому результату является жидкометаллическое контактное устройство, содержащее два неподвижных, разделенных изолятором твердометаллических электрода, выполненных с углубления- 25 ми, заполненными жидким металлом,и подвижный мостиковый электрод. Углубления в неподвижных электродах кроме жидкого металла содержат какой-либо наполнитель металлическую 30 сетку, жаропрочную сталь), что создает композиционный жидкометалличе ",ий контакт, в меньшей степени подверженный разрушению под действи ем электрической дуги 23. 35

Однако конструктивное выполнение этого контактного устройства ограничивает величину его коммутационной способности.

Цель изобретения — повышение коммутационной способности.

Поставленная цель достигается тем, что в жидкометаллическом контактном устройстве, содержащем два неподвижных твердометаллических электрода, выполненных с углублениями, заполненными жидким металлом, и подвижный мостиковый электрод с двумя контактными выступами, расположенными в этих углублениях, подвижный мостиковый электрод снабжен дополнительным дугогасительным контактным выступом меньшего сечения и высотой больше первого и меньше второ:.-о выступов расположенным в дополниР

55 тельном углублении, заполненном окисленным жидким металлом, электрически изолированном от одного элекгрода и контактирующей с другим элек тродом, а в основных углублениях объем над жидким металлом заполнен 60 жидкой инертной средой.

На фиг. 1 изображено жидкометаллическое контактное устройство, при выполнении дополнительного дугогасигельного контактного выступа твердометаллическим, общий вид, разрез; на фиг. 2--то же, при выполнении его из дугостойкой керамики, смачиваемой окисленным жидким металлом.

Жидкометаллическое контактное устройство содержит неподвижные электроды 1 и 2 с углублениями 3 и

4, заполненными жидким металлом 5 и жидкой инретной средой 6, сверху эти. Углубления перекрыты эластичными изоляционными перегородками 7, обжимающие контактные выступы 8 и 9 контактного мостика 10. Контактный мостик 10 снабжен дополнительным дугогасительным контактным выступом

11 меньшего сечения, который погружается при включении в углубление

12, заполненное окисленным жидким металлом 13. Углубление 12 электрически изолировано от электрода 1 и контактирует через окисленный жидкий мета лл с электродом 2. Глубина погружения в жидкий металл контактньх выступов 8,9 и 11 осуществляется сту пенчато. На большую глубину погружен электрод 1, на меньшую — электрод

2 и среднюю между ними — дополнител:ь ный дугогасительный электрод 11.

Аппарат работает следующим образом.

Во вил сченном положении электроды

1 и 2 через контактные выступы 8 и 9 погруженные в жидкий металл 5,находя щийся в углублениях 3 и 4, замкнуты.

При отклкчении контактный мост 10 гриводным устройством поднимается, контактный выступ 9 извлекается из углубления 4 в электроде 2, но цепь остается замкнутой через дополнитель ный дугогасительный контактный выступ 11, который ограничивает ток за счет того, что он погружен в окисленный жидкий металл 13, находяийся в углублении 12. Окисленный жидкий металл 13 имеет повышенное переходное сопротивление с твердометаллическими контактами, à i àêæå повышенное удельное сопротивление по сравнению с неокисленным жидким металгом.

При дальнейшем подъеме моста 10 дополнительный дугогасительный выступ 11 извлекается из углубления

12, цепь разрывается. Возникакщая дуга отклонения гасится разтяжением в воздухе, Условия дугогашения- при этом улучшаются за счет того,что окисная пленка препятствует попаданию паров кидкого металла в столб дуги. Извест. но, что пары металла ионизируются значительно легче, поэтому в дугогасительных устройствах необходимо принимать меры по предотвращению попадания металлических паров электродов в столб дуги, в конкретном г-,римере рля этого используется специально создаваемая окисная пленка на поверхности окисленного

1092590

Составитель Н.Кухарева

Редактор Л.Повхан Техред В.далекорей Корректор А.Тяско

Заказ 3265/37 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 жидкого металла 13 в открытом углублении 12. После разрыва пепи контактный выступ 8 остается в углублении 3, обжатый изоляционной перегородкой 7. Герметизация каждого металла 5 в углублениях 3 и 4 не нарушается за счет наличия слоя инертной среды 6.

При включении контакта мост опускается приводным устройством, по— гружая поочередно контактные выступы 11 и 8, в углубления 12 и 4, заполненные жидким металлом 5. Цепь замкнута.

Таким образом, за счет наличия дугогасительного контакта и защиты от окисления жидкого металла на главных контактах их сопротивление стабильно во времени, что позволяет на протяжении всей работы аппарата иметь минимальное сопротивление контактного перехода.

На фиг.2 показано жидкометаллическое устройство, отличное от описанного тем, что дополнительный контактный выступ 11 выполнен из дугогасительного изоляционного материала, смачиваемого окисленным жидким металлом. В этом случае процесс отключения будет протекать следующим образом. Контактн .и мост 10 привот.— ным устройством поднимается, контакт ный выступ 9 извлекается через окислую жидкометаллическую пленку на поверхности контактного выступа 11, которая перегорает под действием протекаюшего тока

Кинограммы такого процесса показали, что уже через О, мс возникают потоки плазмы, направленные

1О практически перпендикулярно поверхности керамики. Длина этих потоков со временем увеличивается.

Наличие плазменных потоков способствует выносу энергии из дугового столба, лучшему его охлаждению, а следовательно, улучшению условия гашения дуги.

Основным преимуществом предлагаемой конструкции является повышение

20 к м а ионной способно"": без увеличения габаритов, что достигается за счет введения дополнительного дугогасительного контакта и зашиты от эрозии жидкого металла основных контактов, которая осуцествляется выносом электрической дуги на дополнительный дугогасительный контакт и покрытием жидкого металла слоем инертной среды.