Жидкометаллический коммутационный аппарат пережимного типа Советский патент 1983 года по МПК H01H29/04 

Изобретение относится к электроап паратостроению, н частности к жидкометаллическим когчгт таиионным аппаратам, работанхчим независимо от положе ния п пространстве, и может быть использовано при создании коммутаниоН ной аппаратуры для всех отраслей народного хозяйства, где предтьявляются noBi nueHHHe требования к габаритам и надежности, например для летательных и погружных аппаратов. Известен жидкометаллический комму тационн1л1й аппарат, содержащий токоподвод, установленные на концах эластичной трубки, внутренняя полост которой заполнена жидким металлом, и пережимной элемент, расположенный с внешней стороны эластичной трубки. Отключение электрической цепи в таком аппарате происходит за счет пережима эластичной трубки пережимным элементом, что приводит к разобщению хгядкого металла на две части Щ . К недостаткам аппарата относятся болыиие габариты, обусловленные внем ним расположением пережимного элемента. Кроме того, эффективность отключения токов короткого замыкания недостаточна. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату .является жидкометаллический коммутационный аппарат пережимного типа, содержагиий гep 1eтизированную камеру из эластичного материала , заполненную жидким металлом,и два токоподвода, на одном из которых закреплен сильфон, а на другом - пережимной элемент, выполненный в виде Изоляционного диска. Пережимной элемент находится внутри камеры, поэтому габариты этого устройства значительно меньше, чем у предыдущего 2 . .Однако известный аппарат характеризуется недостаточной эффективность отключения токов короткого замыкания обусловленной тем, что электрическая дуга отключения пагубно воздействует на материал эластичной камеры. 1ель изобретения - повышение эффективности отключения токов короткого замыкания. Поставленная цель достигается тем, что аппарат, содержащий гермети зированную камеру из эластичного материала, заполненную жидким металлом и два токоподвода, на одном из которых закреплен сильфон, а на другом пережимной элемент, выполненный в виде изоляционного диска, снабжен дополнительн№л пережимным элементом, внполненныг1 в виде изоляционного дис ка, диаметр которого меньше, чем у основного,и установлен в камере между сильфоном и основным диском, который выполнен с каналом капиллярного сечения. На чертеже изображен npenJiaraeMf.m аппарат в отключенном состоянии. Аппарат содержит герметизированную камеру 1 из эластичного материала, заполненную жидким металлом 2. На концах камеры закреплены токоподводы 3 и 4. На токоподводе 3 закреплен сильфон 5, а на токоподводе 4 - основной пережимной элемент 6. Аппарат снабжен дополнительНЕЛм пережимным элементом-7, который, как и основной б, выполнен в виде изоляционного диска только меньшего диаметра. Основной пережимной элемент 6 вьтолнен с каналом 8 капиллярного сечения. Кидкий металл 2 попадает из сильфона 5 в полость камеры через канал 9 и отверстия 10. Токоподвод 4 также выполнен с ка,налом 11 и отверстиями 12. Апйарат функи.ионирует следующим образом. Дпя того, чтобы перевести аппарат из отключенного состояния во включенное, необходимо любым из известных способов приложить усилие к сильЛону 5. Вследствие воздействия на сильфон 5 жидкий металл 2 через канал 9 и отверстия 10 поступает в полость камеры 1 слева от дополнительного пере.жимного . элемента 7. в результате повышения давления хсидкого металла 2 происходит деформация эластичной камеры 1, вследствие чего вокруг дополнительного пережимного элемента 7возникает кольцевая полость из жидкого металла, что влечет за собой замыкание электрической цепи. Местом наименьшей проводимости в первоначальный моментвключения является капиллярный канал 8, однако отключения не происходит, так как сечение канала 8 рассчитано на кратковременное пропускание номинального тока. По мере сжатия сильфона 5 давление жидкого металла 2 возрастает настолько, что эластичная камера 1 начинает деформироваться вокруг основного пережимного элемента 6, в результате чего также образуется кольцевая полость из жидкого металла. 8этом положении аппарат остается на все время включенного состояния. Отключение аппарата происходит при снятии усилия с сильфона 5, при этом эластичная камера 1 стремится приобрести первоначальную Форму. Сначала жидкий металл 2 разобщается пережимным элементом 6, однако электрическая цепь не обрывается, так как остается проводящим капиллярный канал 8. Далее жидкий металл 2 разобщается дополнительным пережимным элементом 7 и часть его возвращается в сильфон 5. Разрыв электрической цппи и гаие310106ние дуги отключеиия происходят в номинальном режиме на дополнительном пережимном элементе 7. При отключении токов короткого замыкания после первого этапа отключеВИЯ (когда жидкий металл 2 разобщается основным пережимным элементом 6) устройство работает иначе, чем при отключении номинального тока. Так как сечение капиллярного кана-10 ла 8 недостаточно для пропускания тока короткого замыкания, то происходит взрыв жидкого металла 2 в капиллярном канале 8, электрическая цепь на время разрывается, за это 15 время успевает сработать дополнитель734ный пережимной элемент 7, на котором электрическая дуга не образуется, так как цепь уже отключена. К моменту восстановления проводимости жидкого метгшла 2 в капиллярном канале 8 жидкий металл 2 разобщен дополнительным пережимным элементом 7 и пог этому повторного включения не наблюдается. Отключение тока короткого эамыкания эа счет вннесения места отключения иэ зоны, прилегающей к эластичной камере, в капиллярный канал эначительно повысило э(|)фективность отключения тока короткого замыкания, а следовательно, и срок служе5ы предпагаемого аппарата.

ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КОММУТАЦИОННЫЙ АППАРАТ ПЕРЕЖИМНОГО ТИПА, содержащий герметизированную камеру из эластичного материала, заполненную жидким металлом, и два токоподвода, на одном из которых закреплен сильфон, а на другом - пережимной элемент, выполненный в виде изоляционного диска, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности отключения токов короткого замыкания, он снабжен дополнительным пережимным элементом, выполненным в виде изоляционного диска, диа14етр которого меньше., чем у основного, и установлен в камере между сильфоном и основным диском, который внполнен с осевым каналом капиллярного сечения . О СО