Токоограничитель Советский патент 1984 года по МПК H01H87/00 

Изобретение относится к технике коммутирования электрических цепей постоянного тока, более конкретно к жидкометаллическим токоограничителям. Известен токоограничитель, содержащий корпус, два твердометаллических электрода, изоляционные пластины с выполненными в них отверстиями, образующими каналы, причем изоляционные пластины разделяют межэлектродный объем на цилиндрические полости, частичко заполненные жидким металлом, а каналы расположены несоосно по отношению к цилиндрическим полостям. Каналы имеют общую ось симметрии (1. Для увеличения номинального тока токоограннчителя необходимо увеличить сечение канала в изоляционной пластине. Это приводит к уменьшению объемных магнитогидродинамическнх сил в жидкометаллическом теле и снижение чувствительности и быстродействия. Таким образом, с увеличением номинального тока токоограничителя снижается его чувствительность и быстродействие. Цель изобретения - увеличение номинального тока, чувствительности и быстродействия путем использования дополнительных электромагнитных сил, обусловленных направлением тока в каналах. Поставленная цель достигается тем, что в токоограничителе, содержащем корпус, два твердометаллических электрода, изоляционные пластины с выполненными в них отверстиями, образующими каналы, причем изоляционные пластины разделяют межэлектродный объем на цилиндрические полости, заполненные жидким металлом, а каналы расположены несоосно по отношению к цилиндрическим полостям, отверстия в каждых двух соседних изоляционных пластинах, сдвинуты относительно друг друга к противоположным боковым стенкам. В связи с этим токораспределение в жидком металле таково, что образуются петли тока. При этом на жидкометаллическое тело в капиллярных каналах действуют не только силы Пинч-эффекта, но и дополнительные электромагнитные силы, обусловленные петлями тока. При прохождении по аппарату тока среза резко возрастает сила взаимодействия тока в каналах изоляционных пластин с магнитным полем тока петли, протекающего в канале большого сечения. F B-I, где I - ток; В - магнитная индукция. Эта сила направлена к стенке канала и способствует выбрасыванню жидкого металла из него. Таким образом, в номинальном режиме указанная сила незначительна И не оказывает влияния на режим работы, а при резком возрастании тока увеличивается быстрО действие и повышается чувствительность аппарата. На фиг. I изображен токоограннчитель, общий вид, на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1. Токоограничитель состоит из двух твердометаллических электродов 1 и 2, впрессованных В изоляционный корпус 3. В корпусе 3 расположены изоляционные пластины 4 н 5 с каналами, смещенными относительно друг друга к боковым стенкам корпуса. Между изоляционными пластинами 4 и 5 образуются межэлектродные цилиндрические полости 6, частично заполненные, жидким металлом. Токоограничитель работает следующим . образом. В номинальном режиме на жидкометаллическое тело в каналах изоляционных пластин 4 и 5 действуют магнитогидродинамические силы, величина которых недостаточна для разрыва жидкометаллического тела. При увеличении тока до величины тока среза токоограничителя на жидкий металл в каналах будут действовать электродинамические силы, обусловленные петлей тока, прижимать его к стенкам канала изоляционных пластин и вытеснять из него, одновременно будет происходить интенсивный нагрев жидкого металла, приводящий к испа- . рению его. Под действием давления пары жидкого металла выбрасываются в большие объемы и, проходя через жидкий металл, находящийся в цилиндрических полостях 6, охлаждаться и конденсироваться, а избыточное давление компенсируется свободными объемами цилиндрических полостей 6. Возникающие дуги отключения имеют опорные пятна на жидком металле. Керамические поверхности каналов в изоляционных пластинах 4 и 5 при этом охлаждаются путем интенсивного отвода потока тепловой энергии электродуги жидким металлом EI цилиндрических полостях 6. Таким образом, путем сдвига каналов в изоляционных полостях к боковым стенкам аппарата создается такая конфигурация направления тока, при которой на жидкий металл в каналах действует дополнительная электромагнитная сила, выбрасывающая жидкий металл из этих каналов, что дает возможность увеличивать сечение каналов в изатяционных пластинах, т.е. увеличивать номинальный ток аппарата, при этом повышается чувствительность и быстродействие. Токоограннчитель может применяться для ограничения токов короткого замыкания в мощных судовых электроэнергетических установках.

Ф14г.г

ТОКООГРЛНИЧИТЕЛЬ, содержащий корпус, два твердометаллических электрода, изоляционные пластины с выполненными в них отверстиями, образуюпхимн каналы, причем изоляционные пластины разделяют межэлектродный объем на цилиндрические полости, частично заполненные жидким металлом, а каналы расположены несоосно по отношению к цилиндрическим полостям, отличающийся тем, что, с целью повышения номинального тока, чувствительности и быстродействия аппарата, отверстия в каждых двух соседних изоляционных п.7астинах сдвинуты относительно лчруг друга к противоположным стенкам корпуса. 00, О) Ч СУ5 СО 00 Фыг. /