ОГРАНИЧИТЕЛЬ ТОКА Российский патент 2017 года по МПК H01H87/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электроустановок низкого напряжения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ограничитель тока, содержащий контактные выводы, демпфирующий узел, корпус в виде втулки из диэлектрического материала с осевым отверстием и расположенным в нем цилиндром из диэлектрического материала, диаметр которого совпадает с диаметром осевого отверстия, а поверхность имеет вырезы вдоль оси по всей длине цилиндра, при этом поверхность вырезов совместно со внутренней поверхностью втулки образует капиллярные каналы, заполненные жидким металлом [см авт. св. СССР №1104600, Н01Н 87/00, опубл. 23.07.1984 г.].

В этом устройстве вырезы на боковой поверхности цилиндра выполняются путем механической обработки, для этого могут быть использованы режущие инструменты, представляющие собой шлифовальные круги или диски. Сечение выреза по своим размерам должно быть выполнено с высокой степенью точности. Эти размеры определяют сечение капиллярного канала или сечение жидкометаллической плавкой вставки. Неточность в размерах вызывает изменение в токах и времени срабатывания ограничителя. Из партии ограничителей тока с одним и тем же номинальным током время срабатывания может отличаться на величину, обусловленную отклонением размеров сечения выреза. Время-токовая характеристика в данном случае имеет значительный разброс. Увеличение точности размера сечения выреза связана с технологическими трудностями. Глубина и ширина выреза достигаются путем изменения вертикальной и горизонтальной подачи режущего инструмента в зону обработки шлифовального станка. Точность размеров в большой степени определяется люфтами механического привода подачи. При изготовлении партии деталей происходит износ режущего инструмента. Это требует постоянного контроля размеров выреза измерительным инструментом и корректировки в соответствии с этим как вертикальной, так и горизонтальной подачи. Число операций при такой технологии изготовления, связанной с необходимостью контроля подач в двух направлениях, значительно, значительно и время на изготовление одной детали, что говорит о сложности технологического процесса.

Минимальный размер изготавливаемого выреза ограничивается возможностями режущего инструмента, толщина шлифовального круга или диска по условиям механической прочности имеет определенный минимальный предел. Изготовление круга толщиной ниже этого предела принципиально невозможно. Следовательно, невозможно и изготовление выреза размером меньше, чем толщина режущего инструмента. Необходимость же изготовления выреза размером меньше толщины режущего инструмента очевидна для ограничителей токов на низкие номинальные токи. Ограничитель тока, капиллярный канал которого изготовлен в соответствии с известной технологией, имеет ограниченный диапазон номинальных рабочих токов, т.е. ограниченные функциональные возможности.

Технический результат - упрощение технологического процесса и повышение функциональных возможностей ограничителя тока.

Для достижения технического результата ограничитель тока, содержащий контактные выводы, демпфирующий узел, корпус в виде втулки из диэлектрического материала с осевым отверстием и расположенным в нем цилиндром из диэлектрического материала, диаметр которого совпадает с диаметром осевого отверстия, а поверхность имеет вырезы вдоль оси по всей длине цилиндра, при этом поверхность вырезов совместно с внутренней поверхностью втулки образует капиллярные каналы, заполненные жидким металлом.

Особенностью является то, что втулка снабжена вырезами на боковой поверхности цилиндра, которые имеют форму сегмента поперечного сечения цилиндра.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен ограничитель тока, общий вид; на фиг. 2 изображено его сечение А-А.

Ограничитель тока состоит из контактных выводов 1 и 2, демпфирующего узла 3, корпуса 4 в виде втулки из диэлектрического материала с осевым отверстием и расположенным в нем цилиндром 5 из диэлектрического материала, диаметр которого совпадает с диаметром осевого отверстия, а поверхность имеет вырезы в форме сегмента поперечного сечения цилиндра вдоль оси по всей длине цилиндра, при этом поверхность вырезов совместно с внутренней поверхностью втулки образует капиллярные каналы 6, заполненный жидким металлом 7.

Устройство работает следующим образом.

Цепь тока проходит от контактного вывода 5 к контактному выводу 6 через капиллярные каналы 3. При возникновении аварийного тока жидкий металл 7 в капиллярных каналах 3, образованных вырезами на боковой поверхности цилиндра 2 и внутренней поверхностью втулки 1, испаряется, что приводит к разрыву электрической цепи. Взрывообразное повышение давления компенсируется расширением объема сильфона 4. После гашения дуги пары металла 7 конденсируются и под действием силы упругости сильфона 4 возвращаются в капиллярные каналы 3. Поврежденный участок электрической цепи отделяется от сети дополнительным коммутационным аппаратом за время бестоковой паузы.

В предлагаемом ограничителе вырез на боковой поверхности цилиндра изготавливается с применением шлифовального круга, размер толщины которого не имеет ограничения. Глубина выреза получается путем изменения вертикальной подачи режущего инструмента в зону обработки. В данном случае необходимо контролировать подачу только в вертикальном направлении. В отличие от прототипа необходимость контролировать горизонтальную подачу режущего инструмента в зону обработки отсутствует, чем достигается сокращение числа операций и уменьшение времени изготовления, что приводит к упрощению технологии.

Сечение определяется только глубиной выреза, которая может быть сведена к минимуму уменьшением подачи до значения, которое определяется только механическим люфтом привода. Известная же технология изготовления не позволяет получить сечение таких размеров и обеспечить производство жидкометаллических токоограничителей на низкие номинальные токи. Это говорит о расширении функциональных возможностей токоограничителя при использовании нового технического решения.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам защиты электрических цепей, и может быть использовано для защиты электрооборудования от токов короткого замыкания. Ограничитель тока содержит капиллярные каналы, заполненные жидким металлом, образованные внутренней поверхностью втулки и расположенным в нем цилиндром с вырезами на боковой поверхности по всей длине цилиндра. Вырезы на боковой поверхности цилиндра имеют форму сегмента поперечного сечения цилиндра. Форма выреза позволяет контролировать только вертикальную подачу режущего инструмента, упрощает технологический процесс и повышает функциональные возможности ограничителя тока. Технический результат - упрощение технологического процесса и повышение функциональных возможностей ограничителя тока. 2 ил.

Ограничитель тока, содержащий контактные выводы, демпфирующий узел, корпус в виде втулки из диэлектрического материала с осевым отверстием и расположенным в нем цилиндром из диэлектрического материала, диаметр которого совпадает с диаметром осевого отверстия, а поверхность имеет вырезы вдоль оси по всей длине цилиндра, при этом поверхность вырезов совместно с внутренней поверхностью втулки образует капиллярные каналы, заполненные жидким металлом, отличающийся тем, что вырезы на боковой поверхности цилиндра имеют форму сегмента поперечного сечения цилиндра.