Коммутирующее устройство

 

Использование: преимущественно для необратимого замыкания электрической цепи. Сущность изобретения: устройство содержит сдвигаемые мощным приводом навстречу друг другу токонесущие элементы, разделенные изолирующим телом, выполненным из материала, скачкообразно увеличивающего свою электропроводность за счет смыкания зон проводимости и валентности при достижении критического уровня давления на него со стороны сдвигаемых токонесущих элементов, например, из кремния, серы или кварца.

Изобретение относится к электротехнике, к коммутационным устройствам, предназначенным для замыкания и размыкания электрической цепи.

Известны многочисленные варианты коммутирующих устройств релейного типа, осуществляющие замыкание цепи сближением и соприкосновением контактов [3] .

Недостатком указанных устройств является значительное переходное сопротивление замкнутых контактов, недостаточная надежность поддержания замкнутого состояния контактов при механических воздействиях, возможность окисления контактных поверхностей, недостаточное напряжение, запираемое прибором при разомкнутых контактах, обусловленное невысоким пробивным напряжением заключенного между ними воздушного промежутка.

Цель изобретения - увеличение соотношения сопротивлений закрытого и открытого ключа.

Цель достигается путем введения в межконтактный промежуток изолирующего материала, скачкообразно увеличивающего проводимость при интенсивном сдавливании.

К числу таких материалов относятся полупроводниковые монокристаллы германия, кремния и арсенида галлия (либо полупроводниковые приборы, выполненные на их основе) [1] . Скачкообразное увеличение проводимости при интенсивном сдавливании имеет место у серы, кварца и у других материалов [2] .

Степень увеличения проводимости у этих материалов, обусловленная смыканием зон валентности и проводимости, составляет 10-20 порядков. Подобные соотношения нереализуемы в известных типах коммутационных устройств.

Для достижения указанного увеличения проводимости необходимо использовать сверхвысокие давления порядка 5-20 ГПа. Создание таких давлений на сколько-нибудь значительной площади с помощью традиционных для реле и контакторов электромагнитных приводов практически невозможно. Достаточные уровни давления на значительной площади могут быть обеспечены приводами, механизм действия которых основан на тепловом расширении твердых тел, либо на эффекте памяти формы. Размещенный в межконтактном промежутке материал, скачкообразно увеличивающий свою проводимость при сдавливании, присоединяется к токонесущим поверхностям методами диффузионной пайки или сварки. (56) 1. Полякова А. Л. Деформация полупроводников и полупроводниковых приборов. - М. : Энергия, 1979.

Постнов В. И. Электропроводность твердых веществ в различных режимах динамического сжатия. - Черноголовка: 1986 (диссертация).

3. Томас Р. К. Коммутирующие устройства/Справочник. - М. : 1989.

Формула изобретения

КОММУТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее токопроводы, токонесущие элементы, привод, перемещающий токонесущие элементы, отличающееся тем, что, с целью увеличения соотношения сопротивлений закрытого и открытого ключей, повышения надежности коммутации в условиях механических воздействий, между токоведущими элементами размещен элемент, выполненный из материала, проводимость которого скачкообразно возрастает при достижении критического уровня давления на него, причем этот элемент электрически соединен с токонесущими элементами.