Коммутационное устройство

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к коммутированию сильноточных электрических цепей . Целью изобретения является снижение энергозатрат и упрощение конструкции При плавном повьшении напряжения на нагрузке и коммутационном устройстве увеличивается сила тока, проходящего через углеродный мате

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (д1) 4 Н 01 Н 29/04

i 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4151090/24-07 (22) 24.11.86. (46) 15. 11.88. Бюл. И- 42 (71) Днепровский электродный завод им. 50-летия Советской Украины (72) В.П.Овсяников, П.П.Сапко, А.Т.Остапенко и В.M.Äèäóõ (53) 621.316.546.1 (088.8) (56) Патент Великобритании

N 1397139, кл. С 25 D 17/12,1972.

Авторское свидетельствоСССР

9 890497, кл. Н 01 R 39/30, 1978.

„„SU, 14 7935 А1 (54) КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к коммутированию сильноточных электрических цепей. Целью изобретения является снижение энергозатрат и упрощение конструкции. При плавном повьппении напряжения на нагрузке и коммутационном устройстве увеличивается сила тока, проходящего через углеродный мате1437935 риал 15,. который разогревается до плав. металлического наполнителя

14 (алюминия). Металлический наполнитель 14 плавится и заполняет рабочий сосуд. Если имеются излишки металла, то они вытекают через каналы

7 в вспомогательньй объем фасонного дна 3. Канал 8 служит для удаления воздуха иэ объема 5. Электрический ток, протекая по цепи токоподвод 9— наконечник 10 — наполнитель 14 — наИзобретение относится к области электротехники, а именно к коммутированию сильноточньг- электрических цепей.

Целью изобретения является снижение энергозатрат и упрощение кон— струкции.

На фиг.1 изображено устройство с незаполненным рабочим объемом; на фиг.2 — вид А на токопровоц; на фиг.3 — устройство до разогрева, рабочий объем заполнен сыпучей смесью металлического наполнителя и углерод.ного материала; на фиг.4 — устройство до разогрева, металлический наПолнитель расположен над углеродным материалом; на фиг. 5 — устройство в рабочем состоянии, после разогрева.

Коммутационное устройство содержитванну 1 с внутренней полостью, облицованной термоизоляционным материалом

2, дно 3 рабочего объема ванны выполнено фасонным, так что образует два сообщающихся концентрических сосуда— рабочий 4 и вспомогательный 5. Указанное дно выполнено иэ графита, Над дном 3 расположен стакан 6 с горизонтальными 7 и вертикальными 8 каналаЗО ми. Стакан 6 выполнен иэ термостоикого и хорошо поддающегося механической обработке материала, например графита. Подвод тока к токопроводящему устройству осуществляется твердометаллическими токоподводами 9, 35 имеющими наконечники 10, Выйолненные например, из меди.

Коммутационное устройство расположено йа основании 1), снабженном ®0 конечник 10 — токоподвод 9, шунтирует

r первоначальную цепь 9-10-15 — 10-9, материал 15 остывает, а ток проходя по калиброванному сечению, поддерживает план. металлического наполнителя 14 в рабочем сосуде. Для раэмыкания устройства напряжение на источнике снижают до нуля и опускают основание 11 механизма 12. Возможны три варианта работы устройства. 4 3 п, ф-лы, 5 ил. механизмом 12 для подъема и опускания.

Токопровод 9 (фиг.2) представляет собой пакет шин основного шинопровода, к которому приварен наконечник

10, имеющий переменное сечение, где

S, несет основную нагрузку в период разогрева углеродного материала, а

S несет основную токовую нагрузку в рабочий период, когда коммутационное устройство замкнуто. Наконечник 10. в выполнен из металла, имеющего большую температуру плавления чем металлический наполнитель.

Сечения S и S калибруются по сечениям рабочего объема дна и стакана ванны, которые зависят от силы тока нагрузки, удельного сопротивления металла и углеродного материала.

Рабочий объем ванны коммутационного устройства (фиг.3) заполнен сыпучей смесью 13, состоящей из опилок или стружки металла 14 (алюминия) и углеродного материала 15 (графит, кокс и др.). Металлический наполнитель 14 может быть расположен над сыпучим углеродным материалом 15 (фиг.4).

Коммутационное устройство работает следующим образом.

Устройство включено последовательно с нагрузкой и подключено к регулируемому источнику электрического тока, напряжение на выходе которого отсутствует. В рабочий объем 4 ванны

1 и стакан 6 (фиг.1) засыпают углеродный материал (графит зернистый)

15 (фиг.4) на поверхность которого кладут алюминий 14 (фиг.4), объем которого больше или равен рабочему

I з

143 объему 4 фасонного дна 3. Основание

11 находится в крайнем верхнем положении. Наконечники 10 токоподводов

9 находятся в рабочем объеме (сосуде) 4 °

При плавном повышении напряжения на нагрузке и коммутационном устройстве увеличивается сила тока, проходящего через углеродный материал

15, который разогревается до .температуры плавления металлического наполнителя 14 (алюминия). Металлический наполнитель 14 плавится и заполняет рабочий сосуд 4. Если имеются излишки металла, то они вытекают через каналы 7 в вспомогательный объем 5 фасонного дна 3. Канал 8 служит для удаления воздуха из объема 5. Электрический ток, протекая по цепи 9-10-14-10-9, шунтирует первоначальную цепь 9-10-15-10-9, графит 15 остывает а ток, проходя по калиброванному сечению S (фиг.2), поддерживает температуру плавления металлического наполнителя 14 в рабочем сосуде 4. Для размыкания устройства напряжение на источнике снижают до нуля и опускают основание 11 механизма 12.

При другом варианте работы устройства, при котором металлический наполнитель 14 после плавки застывает, ток протекает по цепи 9-10-14-10-9 в рабочем режиме нагрузки. Для размыкания устройства повышают напряжение источника выше номинального, металлический наполнитель 14 плавится, источник отключают и опускают основание 11 механизма 12. Устройство размыкается. Коммутационное устройство может быть установлено на тележке и после размыкания, не дожидаясь остывания металлического наполнителя

14, его можно использовать для подключения другой нагрузки.

Если металлический наполнитель 14 застыл, то для повторения цикла устройство разбирают, освободив ванну

1 от стакана 6, дна 3, освобождают полость стакана 6 от графита 15, рабочий и вспомогательный сосуды от металлического наполнителя 14, затем устройство собирают, и цикл повторяется.

Возможен третий вариант повторения цикла, когда металлический наполнитель 14 после размыкания контакта застывает в рабочем сосуде 4, при котором, поднимая основание 11, вводят наконечники 10 токоподводов 9 в полость стакана 6 с графитовым материалом 15 и пропускают через него

1п ток, достаточный для плавления металлического наполнителя. Когда металлический наполнитель 14 расплавится, механизмом 12 поднимают основание 11 до упора. Этот вариант работы

15 требует осторожности, так как возможно образование дуги и выброс раскаленного графита.

Формула и з обретения

1. Коммутационное устройство, содержащее ванну, рабочий объем которой заполнен металлическим наполнителем с температурой плавления большей темпера25 туры окружающей среды, контактный узел, связанный с токоподводами, подогреватель, расположенный с возможностью теплового контакта с указанной ванной с металлическим наполнителем, о т л и—

Э0 ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения энергозатрат и упрощения конструкции, в качестве подогревателя использован углеродный материал, который также размещен в рабочем объеме ванны, причем дно рабочего объема ванны выполнено фасонным, так что образует два сообщающихся концентрических сосуда.

2. Устройство по п.1, о т л и—

40 ч а ю щ е е с я тем, что токоподводы выполнены твердометаллическими и установлены неподвижно.

3 ° Устройство IIo II ° 1 HJIH 2, o T л и ч а ю щ е е с я тем, что из металлического наполнителя и углеродно-: го материала образована сыпучая смесь

4. Устройство по п.1 или 2, о т л и ч а ю щ e e с я тем что метал лический наполнитель в ванне расположен над углеродным материалом.

5. Устройство по п.1, 2, 3 или 4, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что рабочий объем ванны калиброван.

1437935

1437935

Заказ 5900/52

Тираж 746 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель M.Òðoôèìîâà

Редактор О.Спесивых Техред М.Ходанич Корректор Л.Пилипенко