Центробежное коммутационноеустройство

 

Сеюз Соаетскнх

Сеараинстнчвскнх

Веспубпнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ЕТЕЛЬСТВУ

<1>799036 (6$) Дополнительное к авт, сеид-ву

/ (22) Заявлено 24.04.79 (2! ) 2757824/27-07

W g,3 с присоединением заявки ¹

Н 01 Н 29/26

Государствеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 23.01.81. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 2 301.81 (53) УДК 621. 3) 8..54(088.8) (72) Авторы изобретения

Н. И. Глазков, В.A. Голодн як, С. E. Дворчик, A.Ì.Ïðoíèí, И.М.Толмач и С.Р.Троицкий (71) Заявитель (54) ЦЕНТРОБЕЖНОЕ КОММУТАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области электроаппаратостроения, в частности к электрическим коммутационным аппаратам с жидкометаллическими контактами, и может быть использовано при создании сильноточных жидкометаллических аппаратов, работающих в особых условиях, например при повышенных температурах.

Известен коммутационный аппарат с жидкометаллическими контактами, частично заполненный жидким металлом и. помещенный внутри статора вращающегося поля (1) .

Однако в нем активно (при раэмыка- 1% нни цепи) используется гравитационная сула тяжести, без которой работа устройства невозможна, что является существенным недостатком аппарата.

Известно также центробежное ком- 20 мутационное устройство, работа которого не зависит от направления силы тяжести, состоящее из замкнутого сосуда с двумя цилиндрическими полрстями, сообщающимися в области больших и малых .центробежных сил. Сосуд частично заполнен жидким металлом и помещен внутри двух магнитных систем вращающегося поля. Внутри сосуда имеют ся электроды коммутируемой цепи. Из )0 менением скорости вращения жидкого металла в одной из полостей сосуда жидкость вытесняется в другую, размыкая или замыкая электроды (2) .

Недостаток устройства — малое быстродействие из-за инерционности перемещения жидкой среды вдоль оси цилиндрического сосуда.

Наиболее близким к предлагаемому является коммутационный аппарат с жидкометаллическими контактами центробежного типа, содержащий разделенные изолятором твердометаллические электроды с токоподводами и две цилиндрические полости, частично заполненные жидким металлом, помещенные внутри статора вращающегося поля и сообщающиеся между собой через МГД насос в обла<.ти больших центробежных сил и через канал в области малых центробежных сил (3).

Недостатком устройства является недостаточно эффективное дугогашенне при снижении общей надежности в связи с наличием одного изолятора, его неудачным расположением в зоне образования электрической дуги и непосредственного контакта с жидким метал лом, а также из-за несовершенной конструкции электродов. Электричес7990 3á кий контакт одного из электродов с металлическим корпусом предопределя- ° ет разрыв дуги в одном и том же месте непосредственно по единственному изолятору, предъявляя повышенные требования к его качеству. Это требование ужесточается заполнением жидким металлом зоны расположения изолятора, материал которого может оказаться плохо сонместимым с материалом жидкого металла.

Цель изобретения — повышение надежности за счет улучшения дугогашения.

Поставленная цель достигается тем, что в центробежном коммутационном устройств, содержащем разделенные изолятором тнердометаллические электроды с токоподводами и две цилиндрические полости, частично заполненные жидким металлом, помещенные внутри статора вращающегося поля и сообщающиеся меж- 20 ду собой через МГД насос в области больших центробежных сил и через канал в области малых центробежных сил, каждый токоподнод снабжен изолятором, а электроды выполнены в виде дисков 2 с диаметром большим диаметра токоподноцов, при этом изоляторы, установленные на токоподводах, расположены за электродами, вне зоны дугогашения. Кроме того, токоподводы, 30 электроды и изоляторы могут быть выполнены коаксиальными, На фиг, 1 и 2 представлена конструкция предлагаемого центробежного коммутационного устройства в двух вариантах. Устройство состоит из твердометаллических электродов-дискон .1 и 2 с токоподводами 3 и 4, снабженных изоляторами 5 и б, цилиндрических полостей 7 и 8, частично заполненных жидким металлом 9 и распо — 40 ложенных внутри статора 10 вращающегося поля. Через МГД насос 11 и каналы-отверстия 12 цилиндрические полости соединяются соответственно в зоне больших и малых центробежных сил. 45

Изоляторы 5 и 6 установлены вне зоны дугообразования. Токоподводы 3 и 4 удлинены для увеличения расстояния до изоляторов, а электроды 1 и 2 выполнены в ниде дисков, которые осу- О ществляют контакт с жидким металлом

9 по торцам дисков.

Конструкция узла такоподводов электродов с входными изоляторами (гермовводами) может быть различной.

В частности, наряду с независимым (раздельным) выполнением этих узлов (фиг, 1) они могут быть в виде коаксиального гермоввода (фиг. 2) .

Устройство работает следующим образом. бО

При включении статора 10 жидкий металл 9 раскручивается, образуя вращающиеся цилиндры в полостях 7 и 8.

При этом МГД насос 11 полностью за полняется жидким металлом. Включением g$

МГД насоса 11 жидкий металл частично вытесняется, например, из полости 8 в полость 7 и происходит соприкосновение жидкого металла с поверхностью дисков 1 и 2, а следовательно, и замыкание электрической цепи между токоподводами 3 и 4. Включением насоса

11 с градиентом давления в сторону полости 8 жидкий металл вытесняется из полости 7 н полость 8 и происходит выключение силовой цепи. Разрыв цепи происходит между дисками 1 и 2, т.е. в зоне, удаленной от места расположения изоляторов 5 и б.

Каналы 12 необходимы для перемещения газовой среды. В случае вакуумноra исполнения связь между цилиндрическими полостями в области малых центробежных сил не является обязательной.

Изоляторы 5 и б располагаются таким образом, что вращающиеся цилиндры жидкого металла не имеют с ними прямых контактов. Изготовление электродов в виде дисков позволяет осуществлять разрыв цепи одновременно в двух точках, что удваивает сопротивление в дуге, а следовательно, значительно упрощает и ускоряет процесс дугогашения. Этому же содействует и рельсовый эффект электричес ого тока, проходящего по дискам, который стремится за счет собстненного магниТного поля вытолкнуть дугу н зону большего радиуса.

Конструкция устройства, изображенная на фиг. 2, имеет некоторые дополнительные преимущества. В частности, бифилярность коаксиальных токоподводов и электродов внутри статора уст- . раняет результирующее магнитное поле силового тока, способное вызвать насыщение магнитной цепи статора, если она выполняется иэ ферромагнитного материала. Эта же бифилярность содействует улучшению дугогашения благодаря более активному отбрасыванию дуги от концов. дисков в результате взаимодействия двух параллельных токов в дуге и внутреннем токоподводе согласно закону Ампера, наряду с ука,занным рельсовым эффектом.

Предложенное устройство позволяет ,разнести друг от друга изоляторы и зону дугообразования, а также зону положения жидкого металла, получить лучшие условия дугога1цения, снизить требования к изоляторам и в конечном счете повысить надежность центробежного коммутационного устройства.

Формула изобретения

1, Центробежное коммутационное устройство, содержащее разделенные изолятором твердометаллические электроды с токоподводами и две цилиндрические полости, частично заполненные

799036

2о

Риа Я

Составитель. А.Голосов

Редактор В.Эарэанская Техред А.Ъабинец

Корректор H.Ãðèãîðóê

Заказ 10083/78 Тираж 795

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 жидким металлом, помещенные внутри статора вращающегося поля и сообщаю-; щиеся между собой через МГД насос н области больших цетробежных сил и через канал в области малых центробежных сил, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежнос ти эа счет улучшения дугогашения, каждый токоподнод снабжен изолятором, а электроды выполнены н виде дисков сдиаметром большим диаметра токоподводов, при этом изоляторы, установленные «а токоподводах,расположены за электродами, нне эбны дугогашения..

2. Устройстно по a l, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что токоподводы, электроды и изоляторы ныполнены коаксиальными.

Источники информации, принятые но внимание при экспертизе

1. Патент Ch1A Р 2265023, кл. 200-97, 1941.

2. Авторское снидетельстно СССР

М 384153, кл. H 01 Н 29/26, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР

М 574047, кл. Н 01 Н 29/26, 1976.