Плавкий предохранитель Советский патент 1984 года по МПК H01H85/40 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к предохранителям и может быть применено для защиты электрических устройств погружного исполнения от токов короткого замык ВИЯ и недопустимой перегрузки (свер токов ). Известны электрические аппараты, обесЬечивающие защиту электрических устройств от токов короткого замыка ния и недопустимых перегрузок (свер токов ) с помощью металлических плав ких элементов (вставок), расположен ных внутри герметичной внешней оболочки 1 3. Однако.из-за механического повре дения известные устройства не могут применяться в устройствах погружног типа, т.е. при работе в жидких средах при давлениях, намного превышаю щих атмосферное. : Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является плавкий предохранитель, содержащий герметичный корпус, в котором распо ложен плавкий элемент и диэлектриче ский жидкостный наполнитель {23Недостатком этого плавкого предо хранителя при работе в условиях высо кого наружного давления является возникновение гидравлического удара при расплавлении под действием сверх тока плавкого элемента и образовании электрической дуги к, как следствие недостаточная надежность предохранителя. Меры для снятия отрицательных пос ледствий гидравлического удара, кото рые приняты в указанном устройстве, во-первых, не могут быт использованы в случае работы в жидких средах при давлениях, значительно превышающих атмосферное, так как внешнее давление жидкой среды, окружающей плавкий предохранитель, приведет к механическому повреждению корпуса предохранителя и к полному сплющиванию упругого резервуара, во-вторых, эти меры не снижают вероятность и силу гидравлического удара. Кроме того, предохранители с плав кими элементами при работе в жидкости значительно изменяют свою рабочую защитную характеристику, так как коэффициент конвективной теплоотдачи от плавкого элемента в жидкости в десятки и сотни раз больше, чем в воздухе. Таким образом, практически невозможно использовать данный плавкий предохранитель в жидких средах при давлениях, значительно превышающих атмосферное. Целью изобретения является расширение области применения, улучшение защитных характеристик и повьтюние механической прочности. Поставленная цель достигается тем, что в плавком предохарнителе, содержащем герметичный корпус, в котором расположен плавкий элемент и диэлектрический жидкостный наполнитель, в качестве диэлектрического жидкостного наполнителя использована диэлектрическая ферромагнитная жид- . кость. На фиг. 1 и 2 схематично представлена конструкция плавкого предохранителя в двух проекциях. Внутри внешнего герметичного электроизоляционного корпуса 1, закрытого с торцов металлическими колпачками 2 и 3, расположен металлический Токопроводящий плавкий элемент 4. Металлический плавкий элемент 4 погружен в диэлектрическую ферромагнитную жидкость 5, заполняющую полностью внутреннкяо полость электроизоляционного корпуса. Внешний корпус 1 частично или полностью выполняется из эластичного электроизоляционного материала, позволяющего передавать внешнее давление от жидкой среды, окружающей предохранитель, диэлектрической ферромагнитной жидкости 5, заполняющей полностью внутреннюю полость герметичного корпуса 1. Протекание электрического тока D создает магнитное поле, магнитные потоки ф котррого замыкаются в диэлектрической ферромагнитной жидкости 5 по замкнутьм контурам вокруг металлического плавкого элемента 4 (фиг. 2). Замкнутые магнитные потоки Ф в силу закона Максвелла стремятся сократить длину контура замыкания по периметру, соз-давая тем самым определенное давление диэлектрической ферромагнитной жидкости 5 на поверхность металлического плавкого элемента 4, величина которого пропорциональна напряженности магнитного поля и, следовательно, величине тОка J, протекающего по металлическому плавкому элементу 4. Протекание по металлическому плавкому элементу 4 номинальной величины тока Э не вызывает плавления плавкого элемента 4, но под действием магнитного поля, возбуждаемого током Э , диэлектрическая ферромагнитная жидкость 5 поджимается к .поверхности металлического плавкого элемента 4 и увеличивает свою вязкость, исключая тем самым конвективный отвод тепла с поверхности металлического плавкого элемента 4. В результате этого рабочая защитная характеристика предохранителя с плавким металлическим элементом не изменяется при работе предохраниГоля в жидких средах.Протекание по металлическому плавкому элементу 4 сверхтока приводит к плавлению и разрушению плавкого элемента 4 с образованием электрической дуги в месте разры ва металлического плавкого элемента

4. Значительное увеличение напряженности магнитного поля,созданного проте канием по металлическому плавкому элементу 4 сверхтока/создает повышенное давление-диэлектрической ферромагнитной жидкости 5 на поверхность металлического плавкого элемента 4 и на зону горения диэлектрической дуги и увеличивает вязкость ферромагнитной жидкости до такой степени, что демпфирует распространение гидравлического удара внутри корпуса 1 предохранителя и ускоряет процесс ггиления электрической дуги. Заполнение внутренней полости корпуса плавкого предохранителя диэлектрической ферромагнитной жидкостью, в которую погружен металлический плавкий элемент, позволяет с большими преимуществами применять плавкие предохранители как конструкции погружного исполнения, вследствие чего значительно расширяется область использования простых по конст руктивному исполнению и достаточно недорогостоящих предохранителей с .плавкими элементами для надежной защиты от токов короткого замыкания и недопустимой перегрузки электрических установок при работе в жидких средах. При этом защитные рабочие характеристики плавких предохранителей сохраняются стабильными независимо от теплофизических процессов в окружающей жидкой среде.

Диэлектрическая ферромагнитная жидкость,в которую погружен плавкий

элемент предохранителя, демпфирует гидравлический удар при срабатывании предохранителя под действием сверхтока. I

Диэлектрическая ферромагнитная

жидкость, полностью заполняющая внутреннюю1 полость корпуса предохранителя, надежно изолирует металлический плавкий элемент от воздействия жидкой среды, окружающей предохранитель. Таким образом, предлагаемые предохранители успешно применяются для защиты электрических установок при работе в жидких средах под давлением, значительно превышающем атмосферное..

ПЛАВКИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ, содержаший герметичный корпус, в котором расположен плавкий элемент и диэлектрический жидкостный наполнитель, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, улучшения защитных характеристик и повышения механической прочности, в качестве диэлектрического жидкостного наполнителя использована диэлектрическая ферромагнитная гкидкость. сх ел со о