Жидкометаллический контактный узел Советский патент 1984 года по МПК H01H29/00 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к коммутационной технике с аодвижным жидкометаллическим контактом. Известны коммутационные аппараты с дугогасительной решеткой из стальных пластин. Принцип действия этих аппаратов основан на разбиении дуги на ряд коротких дуг металлическими пластинами C1 7. Недостатком аппаратов является то что при частных включениях и отключениях происходит нагрев пластин до очень высокой температуры, возможно даже прогорание пластин, что снижает долговечность работы и ограничивает отключающую мощность. Кроме того, затягивается время гашения дуги которое складывается гд АВ ОС1 -raiu где t - время горения дуги; t.a - время движения дуги под А „ действием магнитного дутья topT время остановки дуги при вхождении в решетку под действием тормозящих, сил; -гаш время гашения дуги. Известно также дугогасительное устройство коммутационного аппарата, в котором формируется жидкометаллическая дугогасительная решетка за счет возвратно-поступательного движе ния в межэлектродном объеме, заполненном жидким металлом, планки с рядом параллельных, изоляционных выступов и наличия на дне камеры выступов которые расположены симметрично выступам планки. Кроме того,, устройств снабжено сильфонами Zj. Данное устройство характеризуется сложностью и недостаточной надежностью конструкции за счет наличия цильфонов, которые имеют ограниченный ресурс работы.Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является конструкция, содержащая два твердометаллических электрода, выполненные с полостями, заполненными жидким металлом, при этом в одном из электродов вьшолнен отверстие для создания струи для замыкания электродов, обращенное в сторону другого электрода 131. Недостатком известной конструкции является сложность ввиду использова ния сжатого газа. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение надежности. Указанная цель достигается тем, что в жидкометаллическом контактном узле, содержащем два соосно установленных твердометаллических электрода, вьшолненные с полостями, заполненными жидким металлок, один из которых вьшолнен с отверстием, обращенным в сторону другого электрода, электрод с отверстием установлен с возможностью возвратно-поступательного Движения вдоль оси электродов. На фиг. 1 изображен жидкометаллический контактный узел во включенном положении; на фиг. 2 - то же, в момент расхождения электродов; на фиг. 3 - то же, при уменьшении уровня жидкого металла в полости электрода вследствие истекания; на фиг. 4 распад жидкометаллической струи на капли. Контактный узел содержит неподвижный электрод 1 и соосньй с ним электрод 2, внутренняя полость 3 которого заполнена жидким металлом 4. Электрод 2 установлен с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль оси электродов (привод не показан). Внутренняя полость 3 имеет сквозные отверстия 5 для пополнения ее жидким металлом и отверстие 6, обращенное в сторону электрода 1, который во включенном положении перекрывает это отверстие. Электрод 1 впрессован в изоляционный корпус 7, а образующийся объем между его стенками и подвижным электродом 2 заполнен жидким металлом 4, уровень которого вьщ1е уровня расположения отверстия 5 в электроде 2. При положении контактного узла в момент расхождения электродов 1 и 2 (фиг. 2) уровень жидкого металла в, резервуаре 3 составляет h, давление жидкого металла Р-, . Из отверстия 6 свободно истекает устойчивая жидкометаллическая струя 8. Сечение отверстия выбирается таким образом, чтобы плотность тока равнялась j 10 А/мм где ток отключения; / - радиус струи. При такой плотности тока жидкометаллическая струя 8 имеет устой,чивый характер. 3 Когда вследствие истекания (фиг. уменьшается уровень жидкого металла в полости 3 до h h и соответственно давление Р, , жидкометаллическая струя истончается до ради г, , тогда плотность тока уса .2 IOTK 10 А/мм j вырастает, что приводит краспаду жидкометаллической струи. При распаде жидкометаллической« струи на капли (фиг. 4) между ними загорается электрическая дуга. Капл можно рассматривать как дугогасител ную решетку с п количеством разрыво по числу жидкометаллических капель Дуга будет гаситься при условии сети- . где п - число разрывов; напряжение дуги в одном разрыве. Пропускание электрического тока вдоль оси токопроводящей струи приводит к существенному снижению ее устойчивости. При отсутствии тока в струе возрастание амплитуды повер ностных волн происходит под действи ем сил поверхностного натяжения. Локальное уменьшение радиуса струи -974 за счет бесконечно малых возмущений вызывает увеличение этих сил, которые, b свою очередь, обуславливают дальнейшее уменьшение радиуса и т.д. до полного распада струи. При пропускании тока по струе возникают дополнительные радиальные сжимающие усилия от действия электромагнитной силы. Эти силы действуют в одном направлении с силами поверхностного натяжения и тоже возрастают в местах локального уменьшения радиуса струи вследствие увеличения индукции. Совместные действия указанных полей сил приводят к более быстрому.распаду струи. Это свойство используется для гашения дуги, так как при ее распаде образуется жидкометаллическая дугогасительная решетка, представляющая собой капли жидкого металла, (распавшуюся жидкометаллическую струю), между которыми загорается дуга. Жидкометаллическиекапли обладают хорошими теплоотводящими свойствами, в результате интенсивность охлаждения дуги повышается. Увеличение числа разрыва (капель) ведет к повьш1ению результирующей .восстанавливающейся прочности и улучшению условий гашения дуги.

.t--.: Y/7//A ///7y

ЩЩКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ КОНТАКТ-. НЫЙ УЗЕЛ, содержащий два соосно установленных твердометаллических электрода, выполненные с полостями, заполненньми жидким металлом, один из ко-торых выполнен с отверстием, обращенным в сторону другого электрода, о тличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности, электрод с отверстием установлен с возможностью возвратно-поступательного движения вдоль оси электродов. . . it сл со