Быстродействующий жидкостный коммутатор

 

38745l

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскизе

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

М. Кл. Н Olh 29/24

Заявлено 18Х11.1970 (№ 1463367/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21Х1.1973. Бюллетень № 27

Дата опубликования описания ЗО.Х,1973

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 621.316.546 (088.8) Авторы изобретения

В. Г. Артюх и С. А. Смирнов

Заявитель

БЫСТРОДЕЯСТВУЮЩИЙ ЖИДКОСТНЫЙ КОММУТАТОР

Изобретение может применяться для коммутации сильных токов в высоковольтных установках, например, для прерывания тока мощного индуктивного накопителя или электрического двигателя.

Известны устройства для коммутации токов, содержащие перемещающиеся относительно друг друга диэлектрические тела с каналами, заполненными проводящей жидкостью, и металлические выводы.

Недостатком указанной конструкции является малая скорость коммутации вследствие малой скорости изменения длины вероятного пути пробоя, так как известными способами трудно обеспечить скорость перемещения стержня относительно основания, превышающую единицы метров в секунду.

Цель изобретения — увеличение скорости изменения электрической прочности коммутатора и предотвращение смачивания проводящей жидкостью поверхностей пластин.

Это достигается тем, что диэлектрические тела выполнены из наложенных одна на другую пластин, соединенных в секции таким образом, что поверхности пластин одной секции соприкасаются с поверхностью пластин другой секции и не соприкасаются между собой, а также тем, что поверхности пластин могут быть покрыты смачивающей диэлектрической жидкостью, не реагирующей с проводящей ж ид ко стью.

На фиг. 1 схематически изображен коммутатор (замкнутое состояние); на фнг. 2 — то же (разомкнутое состояние, показан частично); на фиг. 3 — то же, вид сбоку (показан частично); на фиг. 4 — взаимное расположение отдельных элементов коммутатора в процессе коммутации.

Коммутатор содержит диэлектрические пластины 1 с отверстиями в, наложенные одна на другую и объединенные штифтами 2 в две секции таким образом, что пластины каждой секции соприкасаются с пластинами другой секции и не соприкасаются между собой, причем при определенных положениях секций, отверстия совпадают и образуют сплошной канал, проходящий сквозь все пластины. Поверхности пластин покрыты диэлектрической жидкостью, смачивающей диэлектрик и не реагирующий с проводящей жидкостью. Тяги 3

2О соединяют штифты 2 с быстродействующими электромагнитами (на чертежах не показаны).

Все эти пластины помещены между направляющими 4 (см. фпг. 3) и плоскими поверхностями изоляторов 5, укрепленных на металлических выводах 6, 7 посредством гаек 8.

Каждый вывод представляет собой шпильку, имеющую кольцевой выступ на одном конце, используемый для крепления изолятора, и сквозное осевое отверстие г с резьбой. В отверстия г входят винты 9, прижимающие к торцевым поверхностям выводов токоподво387451 дящие шины 10, 11. Вывод 7 неподвижно закреплен на корпусе 12 коммутатора (корпус показан не полностью). Вывод б благодаря скольжению имеющейся на нем гайки 18 в муфте 14 может перемещаться вдоль своей оси, так как шина 11 выполнена гибкой. Кроме того, на выводе б расположена предварительно сжатая цилиндрическая пружина 1>, г упирающаяся одним концом в корпус 12, а другим — в имеющуюся на выводе гайку 16.

В исходном (замкнутом) состоянии коммутатора отверстия в, г совместно с поверхностями пластин, выводов, изоляторов и винтов образуют замкнутый объем, заполненный проводящей жидкостью.

Для размыканил электрической цепи пластины 1 под воздействием усилий, передаваемых от быстродействующих электромагнитов посредством тяг 8 и штифтов 2 быстро перемещаются между изоляторами 5 и направляющими 4 в направлениях, указанных стрелками на фиг. 1. Длину хода якоря каждого электромагнита выбирают такой, что окончательные положения пластин соответствуют положениям, указанным на фиг. 2. При этом любые две соседние пластины перемещаются одна относительно другой, причем скорость этого перемещения равна сумме скоростей перемещений якорей электромагнитов, что значительно увеличивает быстродействие коммутатора. Перемещение пластин условно можно разделить на два этапа, из которых первый заканчивается, а второй начинается в момент времени, соответствующий положеншо пластин, указанному IIQ фиг. 4 а. (Для упрощения показана только одна пара пластин, перемещающихся в направлениях, обозначенных стрелками). В течение первого этапа происходит разделение

II p O B O+ kI IIIe1I >к яд к о ст и II JI 2 CTI I H M kl н а о б ос о бленные жидкостные контакты 17. В течение второго этапа образовавшиеся жидкостные контакты удалиотся дру.I от друга. При этом между ними образуегся ме>кэлектродный промежуток 18. Скорость увеличения длины этого промежутка равна скорости перемещения одной пластины относительно другой. Электрическая прочность коммутатора пропорциональна длине вероятного пути пробоя, который равен сумме длин всех межэлектродных проме>кутков коммутатора. Для данного коммутатора скорость изменения длины вероятного пути пробоя равна

V =2v (n — 1), где v — скорость перемещения якоря электромагнита, и — количество пластин.

Это позволяет очень быстро изменять элек5 трическую прочность коммутатора.

Для замыкания электрической цепи пластины 1 под воздействием усилий, передаваемых от быстродействующих электромагнитов посредством тяг 8 и штифтов 2, перемещаются

10 в направлениях, указанных стрелками па фиг. 2, до поло>кений, соответствующих поло>кению пластин на фиг. 1.

Наличие «а поверхностях пластин диэлектрической жидкости предотвращает смачива15 ние этих поверхностей проводящей жидкостью, повышает электрическую прочность коммутатора в разомкнутом состоянии, а также уменьшает трение между пластинами и изоляторами.

20 Вследствие усилия, создаваемого пружиной 15, пластины 1 плотно сжаты между изоляторами 5, что предотвращает протекание проводящей жидкости между соприкасающимися поверхностями пластин и изоляторов.

25 Отверстия г служат для заливки проводящей жидкости в коммутатор и удаления ее.

Пузырьки воздуха, скапливаясь у одного из выводов, могут нарушать электрический контакт с проводящей жидкостью. Наличие от30 верстий г значительно увеличивает поверхность соприкосновения выводов с проводящей жидкостью, благодаря чему коммутатор может надежно работать в любом пространственном положении.

Предмет изобретения

1. Быстродействующий жидкостный I:.îììóтатор, содсржащпй корпус с размещенными

40 в нем перемещающимися отно ительно друг друга диэлектрическими телами с каналами, заполненными проводящей жидкостью, и контактные выводы, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости изменения элек45 трической прочпости, диэлектрические тела выполнены из наложенных одна на другую пластин, соединенных в секции так, что поверхности пластин одной секции соприкасаются с поверхностью пластин другой секции

50 и не соприкасаются между собой.

2. Коммутатор IIQ п. 1, отличающийся тем, что, с целью предотвращения смачивания поверхностей пластин проводящей жидкостью, они покрыты диэлектрической жидкостью, не

55 реагирующей с проводящей жидкостью. 387451

Фиг. Р

Составитель С. Шутова

Техред Е. Борисова

Редактор Т. Загребельная

Корректоры: А. Дзесова и Е. Сапунова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2826/1 Изд. № 788 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5