Коммутационное жидкометаллическое устройство

 

% 1, ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (ii) 684632

Союз Советских

Социапистнчеаоа

Респубпнк (61) ДОполнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14 09.77 (21) 2525511/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

Н 01 Н 29/04

Гфсударствеииы9 иеиитет ссср а деиам изабретений и еткрьтий

Опубликовано 05.09.79. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 09.09.79 (53) УДК 621.316..542 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Горенышев, Ю. Ф. Братанчук и В. С. Куропаткин (71) Заявитель (54) КОММУТАЦИОННОЕ ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно, к области электроаппаратостроения, и может быть использовано в конструкциях токоограничивающих жидкометаллическнх выключателей.

Известно коммутационное жидкометаллическое устройство, содержащее изоляционный корпус, твердометаллические электроды, жидкий металл, поршень для его перемещения и инертный газ, заполняющий внутреннюю полость корпуса (1) .

Недостатком известного устройства являются ограниченная отключающая способность, непригодность для коммутации больших токов.

Известно также быстродействующее коммутационное жидкометаллическое устройство обладающее высокой отключающей способностью (2j..

Известное устройство содержит электроизоляционный корпус в виде пустотелого цилиндра с внутренним выступом в центральной части, выше которого установлены изолированные друг от друга твердометаллические электроды,, а ниже — цилиндрическая металлическая вставка, s которой расположен поршень с контактирующим элементом выше которого размещены дугогасящая жидкость и инертный газ.

Недостатком известного устройства является то, что при больших наклонах (например, на

Ф судах при кренах) из-за наличия свободной поверхности жидкого металла может нарушаться контакт между жидким металлом и электродом.

Вследствие указанного недостатка ограничи<в вается область применения данного устройства наземными стационарными установками. Кроме того, указанное устройство обладает недостаточ. ной токоограннчивающей способностью.

Целью изобретения являются обеспечение работоспособности аппарата при ее отклонениях от вертикали и повышение токоограничення.

Для этого в известном коммутационном жидкометаллическом устройстве, содержащем электронзоляционньй корпус в форме пустотелого цилиндра с внутренним выступом я центральной части, выше которого установлены изолированные друг от друга твердометаллнческие элект684632 роды, ниже — цилиндрическая металлическая вставка, в которой расположен поршень, с контактирующим элементом, выше которого размещены дугогасящая жидкость н инертный газ, контактирующий элемент выполнен в виде двух подпружиненных между собой полудисков, закрепленных на поршне с ограниченной свободой перемещения в радиальном направлении, каждый из которых выполнен из двух слоев металла: снизу — пористого пропитанного жидким ме- 10 таллом, а сверху — дугостойкого.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство содержит корпус в форме цилиндра 1 из электроизоляционного материала, выполненного с внутренним выступом в центральной части и герметически закрытого сверху, расположена металлическая цизппщрическая вставка 2 и два электрода 3. Электроды

3 размещены в верхней части цилиндра 1. В 20 цилиндрической вставке 2 расположен металлический поршень 4 с уплотняющими кольцами

5 и штоком 6 прямоугольного сечения. На поршне 4, в верхней его части, укреплен контактирующий элемент в виде двух подпружиненных полудисков, каждый из которых состоит из двух слоев: прилегающего к телу поршня из пористого металла 7 и приваренного к нему по всей поверхности из дугостойкого металла 8. Полудиски имеют свободу перемещения в радиальном направлении, показанном иа чертеже стрелками. Внутри каждого из йолудисков имеются полости 9, заполненные жидким металлом. Между цолудисками помещены пружины 10 сжатия. Креппение полу- 35 дисков к телу поршня 4 производится посредством четырех шпилек l l. Шнильки H одним концом ввернуты в тело поршня 4, а на другом имеют резьбу с гайкой. Форма отверстий в полудисках, сквозь которые проходят шпиль- @1 ки 11, выполнена продолговатой для обеспечения отмеченной выше свободы перемещения полудисков. Над поршнем 4 с установленными на нем полудисками находится дугогасящая жидкость 12 (например, трансформаторное масло) а над дугогасящей жидкостью 12 — инертный газ 13 (например, азот). В верхней крьпп- ке цилиндра имеется трубка 14 для установки предохранительного клапана. Корпус помещен в металлическую оболочку 15 с прямоугольным 5О отверстием в днище для прохода штока б.

Прямоугольные формы штока 6 и отверстия в днище оболочки 15 исключают возможность поворота поршня 4 вокруг своей оси, благодаря чему контакт полудисков с электродами не может нарушиться.

Работа устройства происходит следующим образом.

Для замыкания электродов 3 поршень 4 переводится в крайнее верхнее положение. Вместе с поршнем 4 перемещается дугогасящая жидкость 12. Одновременно происходит сжатие инертного газа 13. При подходе поршня 4 к крайнему верхнему положению пористые слои

7 полудисков с жидким металлом перемыкают электроды 3.

В верхнем положении поршень удерживается механизмом выключателя (например, посредством защелки) .

Размыкание цепи происходит различно в номинальных режимах и при токах короткого замыкания.

В номинальных режимах, после освобождения поршня 4, он под давлением сжатого инертного газа 13 с большой скоростью перемещается вниз.

Вместе с ним перемещается и цутогасящая жидкость 12. При этом движении поршня 4 контакт размыкается, электрическая дуга, возникающая между каждым из электродов 3 и одним из полудисков, гасится в дугогасящей жидкости

12, причем опорная точка дуги, при удалении поршня от электродов, в начальный период этого движения перемещается с пористого слоя 7 на дутостойкий 8.

При прохождении тока короткого замыкания, благодаря действию злектродинамических сил токов, протекающих по полудискам s одном направлении, полудиски притягиваются друг к другу, преодолевая усилия пружин 10. Вснедствие этого движения размыкание контакта происходит еще до того, как в выключателе сработает расцепитель и защелка освободит поршень; в результате электрическая дуга образуется раньше, токоограничение повышается. После освобождения поршня 4 дальнейший процесс отключения происходит так же, как описано выше для номинального режима.

Излишек давления газа, который может сознаться вследствие образования газообразных продуктов разложения жидкости при гашении дуги, может ликвидироваться путем стравливания газа через клапан. По мере стравливания газа инертный газ будет замешаться газообразными продуктами разложения дугогасящей жидкости 12.

Формула изобретения

Коммутационное жидкометаллическое устройство, содержащее электроизоляцнонный корпус в форме пустотелого цилиндра с внутренним выступом в центральной части, выше которого установлены изолированные друт от друга твердометаллические электроды, ниже — цилиндрическая металлическая вставка, в которой расположен поршень с контактирующим элементом, Заказ 5300/48

Подписное

ЦНИИПИ

Тираж 923

Филиал ППП "Патент" " г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 684632 6 выше которого размещены дутогасящая жид- зу — пористого, пропитанного жидким металкость и инертный газ, отличающееся тем, лом, а сверху — дугостойкого. что, с целью обеспечения работоспособности аппарата при его отклонениях от вертикали и по- Источники информации, принятые во внимавышення токоограничения, контактирующий зле- 5 ние при экспертизе мент выполнен в виде двух подпружиненных 1. Авторское свидетельство СССР и 427414, между собой полудисков, которые закреплены кл. Н 01 Н 29/04, 1972. на поршне с ограниченной свободой перемеще- 2. Заявка Н 2177824/07, кл. Н 01 Н 29/04, ния в радиальном направлении, каждый из ко- 1975, по которой получено положительное решеторых выполнен из двух слоев металла: сни- 10 ние о выдаче авт. свид.