Жидкометаллический размыкатель

 

Со1о3 Соватских

Соцналмстимескмх

Ресяубпнк

ОП ИСАНИЕ,зттвтв

ИЗОБРЕТЕН ИЯ к ьвтовскоюа свидетельств (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51) М. Кл.

1-1 01 H 29/02 (22) Заявлено 19.08.75 (21)2168273/07 с присоединением заявки №Гасударставаамй каматет

Сеаата Mewc pos ССР аа делам изебратеией н еткрыткй (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.10.77. Бюллетень ¹3 (45) Дата опубликования описания 10.11.77 (53) УДК 621.316.542

1088.8) (72) Авторы изобретения

Б. Г. Карасев и В. H. Скрипунов (71) Заявитель (54) ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ РАЗМЫКА П. ЛЬ

Изобретение относится к области электроаппаратостроения, в частности к жидкометаллическим размыкателям, и может быть использовано для разрыва сильноточных цепей, содержащих индуктивные накопители энергии.

Известен жидкометалл ически и разм ык атель (I ) . Этот аппарат содержит твердометаллические электроды, разделенные изолятором, которые замкнуты через жидкий металл, выше которого находится диэлектрическая жидкость.

Недостатком такого аппарата является 1р сложная конструкция и ненадежность в работе, так как после ряда коммутаций жидкий металл частично перемешивается с диэлектрической жидкостью, тем самым ухудшая свои проводящие свойства и изоляционные свойства диэлектрической жидкости.

Известен также жидкометаллический размыкатель (2), принятый за прототип.

Этот аппарат содержит твердометаллические контакты, разделенные твердым изолятором, замкнутые через жидкий металл, отделенный мембраной от камеры его улавливания, помещенные в камеру с диэлектрической средой, и привод. В качестве диэлектрической среды использован инертный газ.

Описанное устройство обладает рядом недостатков. В процессе работы жидкий металл соприкасается с изолятором, разделяющим контакты, что вызывает загрязнение последнего и снижение его электрической прочности. Мембрана может использоваться только однократно, т.к. она разрушается после отключения.

Указанные недостатки приводят к недостаточной надежности аппарата.

Целью изобретения является повышение надежности раэмыкателя.

Это достигается тем, что один из твердометаллических контактов снабжен наконечником, образующим с другим твердометаллическим контактом зазор, заполненный жидким металлом, отделенный от твердого изолятора указа,ной диэлектрической средой, в качестве которой использована диэлектрическая жидкость, а привод выполнен в виде электродов, образующих искровой промежуток, помещенных в диэлектрическую жидкость.

Кроме того, размыкатель снабжен изоляционной перегородкой, погруженной в жидкий металл, а мембрана выполнена эластичной я снабжена кольцом по контуру, которое закреплено при помощи фиксаторов в камере улавливания.

На чертеже представлено конструктивное выполнение предлагаемого устройства.

Размыкатель содержит неподвижные кон577 5 6

3 такты 1и2,,между которыми расположен изолятор 3 и подвижный жидкометаллический контакт 4. Внутренняя полость изолятора 3 и неподвижных контактов 1 и 2 заполнена диэлектрической жидкостью 5, в которую погружены электроды 6. В жидкий металл (подвижный контакт 4) погружена изолирующая перегородка 7. К неподвижным контактам I и 2 крепятся контактные накладки 8. Подвижный контакт

4 расположен на эластичной диафрагме 9, на щiомке которой закреплено жесткое кольцо 10.

Крыльцо 10 удерживается фиксаторами 1! .

К контакту 2 крепится камера улавливания 12, в которой размещен толкатель 13.

Раэмыкатель работает следующим образом.

С помощью толкателя 3 диафрагма 9, изготовленная, например, из резины, прижимается к контактам 8 и удерживается в этом положении с помощью кольца 10 и фиксаторов 11, В контактном зазоре между неподвижными контактами 1, 2 н 8 на поверхности эластичной диафрагмы 9 размещается подвижный контакт 4, то есть заливается жидкии металл. Затем на 20 поверхность подвижного контакта 4 заливается диэлектрическая жидкость 5 с удельным весом меньшим, чем у подвижного контакта, в которую погружаются электроды 6. По достижении током, проходящим через контакт, заданной амплитуды в момент, необходимый для размыкания цепи, производится электрический разряд в жидкость между электродами 6. Под действием ударной волны, гидропотока и электродииамических сил тока подвижный контакт выбрасывается из контактного зазора. Подвиж- 3п иый контакт при своем движении деформирует диафрагму, а она воздействует на жесткое кольцо, которое освобождается из фиксаторов, после чего продолжается их совместное движение с подвижным контактом. Таким образом, производится размыкание цепи. После завершения процесса размыкания жидкий металл и диэлектрическая жидкость остаются в камере 12, откуда впоследствие удаляются. После подъема диафрагмы к контактам производится заливка новои порции жидкометаллического контакта и диэлектрической жидкости.

В предлагаемом размыкателе изолятор погружен в диэлектрическую жидкость и не имеет воэможности соприкоСновения с жидким металлом т.к. подвижный контакт перемещается в

В

Эт 4 с орону, противоположну|о от изолятора. Это повышает электрическую прочность и надежность коммутатора. В жидкий металл погружена изоляционная кольцевая перегородка, которая создает искривления линий тока, благодаря чему возникают дополнительные электродинамические силы, воздействующие на подвижный контакт и которые при токах в несколько десятков и сотен килоампер достигают значительных вел, чин.

Применение резиновой диафрагмы позволяет увеличить допустимую величину деформации ее при выбрасывании подвижного контакта и затем восстановить первоначальную конфигурацию, что дает воэможность ее многократного использования. Кроме того, в связи с тем, что резина по некоторым своим свойствам близка к ч жидкости — — это: ра:.тически не искажает поле давлений и скоростеи в начальный момент движения подвижного контакта. Натяжение фиксаторов подбирается таким, чтобы устранить утечки жидкости из коммутатора, а также обеспечить освобождение жесткого кольца из фиксатаров при достижении диафрагмой предельной величины деформации. Если натяжения резиновой диафрагмы и фиксаторов оказываются недостаточными для начальной компенсации электродинамических сил, в полости улавливания 12 создается избыточное компенсирующее давление, которое сбрасывается непосредственно перед возбуждением электрогидравлического источника давления. Для изменения при размыкании по заданному закону неподвижные контакты снабжены контактными накладками 8, которые выполняются профилированными (а также могут быть изготовлены из сплава высокого сопротивления) и сопротивление которых подбирается таким, чтобы выполнить заданный закон изменения тока, и к моменту разделения контактов ток через контакты был бы близок к нулю. Таким образом, изменение тока в коммутаторе при размыкании происходит в результате совместного изменения как контактирующего объема подвижного контакта, так и введением шунтирующего сопротивления контактных накладок. Это улучшает условия дугогашения и позволяет в широких пределах изменять режим коМмутации. Одновременное использование для ускорения подвижного контакта энергии электрогидравлического источника давления, электродинамических сил тока и силы тяжести повышает быстродействие коммутатора.

Таким образом, предлагаемый коммутаци онный аппарат обладает высоким быстродейст вием и имеет повышенную надежность.

Формула изобретения

1. Жидкометаллический размыкатель, содержащий твердометаллические контакты, разделенные твердым изолятором, замкнутые через жидкий металл, отделанный мембраной от камеры его улавливания, поме ценные в камеру с диэлектрической средой, и привод, отличающийся тем, что, -с целью повышения надежности, один нз твердометаллических контактов снабжен наконечником, образующим с другим твердометаллическим контактом зазор, заполненный жидким металлом, отделенный от твердого изолятора, укаэанной диэлектрической средой, в качестве которой использована диэлектрическая жидкость, а привод выполнен в виде электродов, образующих искровой промежуток, помещенных в диэлектрическую жидкость.

2. Размыкатель по п. 1, отлича(ои!ийся тем, что он снабжен изоляционной перегородкой, погруженной в жидкий металл.

3. Размыкатель яо и. 1, отличают Лся тем, что с целью многократного исп..-:ьэо. иия, 1 мембрана выполнена эластичнои и сиа . кена жестким кольцом по контуру, которое закрепле577576

Составитель А. Иванов

Тех ред О. Луговая Корректор A . к ра.вченко

Редактор Н. Хлудова

Заказ 4 191 38 Тираж 976 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий!! 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 45

Филиад ППП <Патентэ, г. Ужгород, ул. Проектяая. 4 но при помощи фиксаторов в камере улавливания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство № 440711, кл. Н Ol Н 29/02, 1972.

2. Авторское свидетельство ¹ 433% кл. Н Ol Н 29/22. 1972.