ВЗРЫВНОЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ Российский патент 1997 года по МПК H01H39/00 

Изобретение относится к электротехнике и энергетике и может использоваться для отключения тока. Известны выключатели, в которых используется энергия взрыва заряда взрывного вещества (BB) (см патент ФРГ N 1102890, кл. 21 с 69, приоритет 1969 года). Взрывной выключатель, который содержит электродетонатор.

Известен также усовершенствованный выключатель (см патент Франции N 2079538, МПК H 01 H 39/00, 04.02.70 г.), содержащий изоляционный корпус с электродами, соединенными разрушаемым тоководом с зарядом (BB) и дугогасительной жидкостью, на внешней поверхности которого имеется ослабляющая канавка, делящая токовод на две части. К электродам подсоединены шины.

Недостатком этого устройства являются низкие: надежность и функциональные возможности. Положительный результат, на достижение которого направленно изобретение повышение надежности и расширение функциональных возможностей.

Указанный результат достигается тем, что взрывной предохранитель, состоящий из изоляционного корпуса, с установленными в нем противостоящими электродами, соединенными полым разрушаемым тоководом, в котором размещен электродетонатор и дугогасящий наполнитель, а на его поверхности имеется поперечная ослабляющая канавка, снабжен рамой, имеющей регулируемый и нерегулируемый упоры, на которые торцами через шины и изоляционные прокладки опираются электроды. Кроме того, полый разрушаемый токовод выполнен с ослабляющими канавками на его концах и вдоль наружней поверхности.

Зазор между разрушаемым тоководом и изоляционным корпусом заполнен дугогасительным наполнителем, а вдоль его внутренней поверхности размещено воздушное включение. Между одним из электродов взрывного предохранителя и одной из шин установлен силовой полупроводниковый вентиль. Взрывной предохранитель снабжен трансформатором тока и вторым полупроводниковым вентилем, причем трансформатор тока через второй полупроводниковый вентиль электрически соединен с электродетонатором.

На Фиг. 1 изображен взрывной предохранитель, состоящей из корпуса 1, в котором укреплены противостоящие электроды 2, 3, соединенные полым разрушаемым тоководом 4, в котором размещен электродетонатор 5 и дугогасительный наполнитель 6, а на его поверхности имеется поперечная ослабляющая канавка 7.

Взрывной предохранитель снабжен рамой 8, имеющей регулируемый упор 9 и подпружиненный упор 10, на которые торцами, через изолирующие прокладки 11, 12, опираются электроды 2, 3, к которым шинами 13, 14 подводится ток.

Зазор между полым разрушаемым тоководом 4 и изоляционным корпусом 1 (Фиг. 2) заполнен дугогасительным наполнителем 15, а вдоль внутренней поверхности изоляционного корпуса расположено воздушное включение 16. Полый разрушаемый токовод 4 выполнен с ослабляющими канавками на его концах и вдоль наружной поверхности 7.

Между шиной 14 и электродом 3 установлен силовой полупроводниковый вентиль 17 и трансформатор тока 18 электрически соединенный проводами 19 с электродетонатором 5 через другой полупроводниковый вентиль (на Фиг. не показан).

Взрывной предохранитель работает следующим образом.

В исходном состоянии переменный ток течет от шины 13 по электродам 2, 3 разрушаемому тоководу 4, через силовой полупроводниковый вентиль 17 (Д-253-2000) к шине 14.

При этом через вентиль 17 проходит только одна полуволна тока. В трансформаторе тока 20 наводится аналогичная полуволна тока, которую не пропускает на электродетонатор 5 другой полупроводниковый вентиль.

При возникновении аварийного режима (пробой силового вентиля 17) по взрывному предохранителю протекает "обратная" полуволна тока она наводит аналогичную полуволну в трансформаторе тока 18, которая проходит через другой полупроводниковый вентиль на электродетонатор 5 и он взрывается. Разрушаемый токовод 4 под действием высокого давления от взрыва увеличивается в диаметре и разъединяется с электродами 2, 3 по ослабляющим канавкам 7 на его концах образуются две дуги отключения. Увеличению диаметра разрушаемого токовода способствует ослабляющие канавки 7, расположенные вдоль его наружней поверхности и воздушное включение 16. В период протекания всего процесса отключения, дуги находятся в дугогасительном наполнителе 15, который разлагаясь отводит тепло от дуг и увеличивает давление в корпусе 1 взрывного предохранителя. Дуги отключения гаснут, ток прекращается. После отключения хотя бы один из межконтактных промежутков заполняется дугогасительным наполнителем, что увеличивает его электрическую прочность.

Таким образом в предлагаемом устройстве повышается надежность работы и расширяется его функциональные возможности. Надежность работы повышается:
За счет рамы, которая через упоры удерживает электроды в момент взрыва и разгружает корпус.

За счет подпружиненного и регулируемого упоров, которые обеспечивают заданное контактное нажатие в номинальном режиме.

За счет размещения дугогасительного наполнителя между разрушаемым тоководом и корпусом, что обеспечивает горение дуги в дугогасительном наполнителе.

За счет образования двух дуг отключения. Функциональные возможности расширяются:
за счет силового диода, благодаря которому устройство становится узлом выпрямительного моста.

За счет снабжения взрывного предохранителя трансформатором тока, электрически соединенного через другой полупроводниковый вентиль с электродетонатором, устройство способно автоматически ликвидировать аварийный режим.

На основе заявленного устройства сконструирован трехфазный выпрямительный мост с силовыми диодами Д-253-2000. Корпус взрывного предохранителя выполнен из стеклоэпокситного цилиндра с толщиной стенок 20 мм. Электроды и разрушаемый токовод медные. Дугогасительный наполнитель трансформаторное масло. Электродетонатор ЭД-8. Шины медь 100*10. Рама выполнена из швеллера N 20 в подпружиненном упоре используется пластина из рессорной стали 12*100*200.

Использование: в области электротехники и энергетики и может быть использовано для защитного и оперативного отключения электрических цепей. Существо изобретения заключается в том, что во взрывном предохранителе, который содержит корпус 1 с электродами 2, 3, соединенными разрушаемым тоководом 4, с ослабляющей канавкой 7 на поверхности, с электродетонатором 5 и дугогасящей жидкостью 6 внутри его. Устройство дополнено рамой 8 с регулируемой 9 и подпружиненной 10 упорами, разрушаемый токовод 4 снабжен двумя поперечными 7 и продольными канавками, корпус 1предохранителя заполнен дугогасительным наполнителем 15 с воздушным включением 16, последовательно с предохранителем установлен силовой полупроводниковый вентиль 17 и трансформатор тока 18, электрически соединенный через другой полупроводниковый вентиль с электродетонатором. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Взрывной предохранитель, содержащий корпус, выполненный из изоляционного материала, расположенные в нем электроды, установленные в торцах корпуса и соединенные между собой полым разрушаемым тоководом с ослабляющей канавкой снаружи, и электродетонатор, расположенный в полом разрушаемом тоководе, который заполнен дугогасительным наполнителем, отличающийся тем, что он снабжен рамой с подпружиненным и регулируемым упорами, двумя шинами, двумя изоляционными прокладками, причем рама установлена относительно корпуса таким образом, что торец одного из электродов через первую шину и первую изоляционную прокладку опирается на регулируемый упор, а торец другого электрода через вторую шину и вторую изоляционную прокладку опирается на подпружиненный упор. 2. Предохранитель по п. 1, отличающийся тем, что полый разрушаемый токовод снабжен дополнительными ослабляющими канавками, причем ослабляющие канавки выполнены на его концах и вдоль наружной поверхности. 3. Предохранитель по п. 1 или 2, отличающийся тем, что зазор между разрушаемым тоководом и изоляционным корпусом заполнен дугогасительным наполнителем, а вдоль внутренней поверхности изоляционного корпуса размещено воздушное включение. 4. Предохранитель по любому из пп. 1 3, отличающийся тем, что он снабжен силовым полупроводниковым вентилем, установленным между одной из шин и одним из электродов. 5. Предохранитель по любому из пп. 1 4, отличающийся тем, что он снабжен трансформатором тока и вторым полупроводниковым вентилем, причем трансформатор тока через второй полупроводниковый вентиль электрически соединен с электродетонатором.