Сильноточный жидкометаллический выключатель Советский патент 1988 года по МПК H01H29/28 

(21)4189069/24-07

(22)02.02.87

(46) 07.07.88. Бюл. № 25

(71)Куйбьпаевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева

(72)А.В.Веретенков, П.А.Кулаков, А.И.Лавриненко, Л.Т.Николаева, В.И.Приходченко и Б.В.Танаев

(53)621.316.542(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1089653, кл. Н 01 Н 29/28, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 951447, кл. Н 01 Н 29/28, 1982.

(54)СИЛЬНОТОЧНЫЙ ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

(57)Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение скорости дугогашения, ресурса работы и нагрузочной способности. При включении выключателя поршень 10, выполненный из токопроводящего материала, перемещается вниз, и жидкий металл 9, вытесненный из полости 8, замыкает твердометаллические электроды (ТЭ) 1, 2, При отключении поршень 10 перемещается вверх в осевом направлении. При зтом размыкаются ТЭ 1 и ТЭ 2, поверхность которого покрыта ферромагнитным материалом, но цепь остается замкнутой через ду- гогасительи ю обмотку 4 (ДО), электрически соединеннзпо с ТЭ 2 через ТЭ 1. При дальнейшем удалении жидкого металла в полости 8 возникает дуга отключения, которая под действием электромагнитных сил ДО 4,- усиленных магнитопроводом 11, вращается на изоляционной поверхности 7 цилин- g дра и гасится за счет растяжения и охлаждения. Наличие поршня 10, выполненного из токопроводящего материала в виде кольца, препятствует ослаблению основного поля обмотки в момент отключения при спаде тока в электрической цепи. 1 ил.

(X

4

а со

Изобретение относится к технике коммутирования сильноточных электрических цепей постоянного тока, а более конкретно к коммутационной аппаратуре с жидким металлом.

Цель изобретения - уменьшение времени горения дуги отключения, повышение ресурса работы и нагрузочной способности.

На чертеже изображен сильноточньш жидкометаллический выключатель, продольный разрез.

Выключатель состоит из твердоме- таллических электродов 1 и 2, причем поверхностный слой твердометаллического цилиндрического электрода 2 выполнен из ферромагнитного материала 3 и на нем расположена дугогаситель- ная обмотк а 4, последний виток которой выступает торец твердометалли ческого цилиндрического электрода 2, обращенйьй в сторону зеркала жидкого металла, и выполнен в виде контакта. Электроды разделены изоляционным корпусом 5, Дно аппарата 6 вы полнейо из изоляционного материала, снабжено цилиндрическим выступом 7, соосньм с твердометаллическим цилиндрическим электродом 2,и расположено с зазором относительно него.Диаметр цилиндрического выстзша 7 больше диаметра твердометаллического цилиндрического электрода 2 с дуго- гасительной обмоткой 4. Поверхность внут ренней стенки электрода 1 с боковой поверхностью цилиндрического выступа 7 образует полость 8, заполненную жидким металлом 9. Поршень 10, вытесняющий жидкий металл 9 из полости В., выполнен из токопроводя- щего материала в виде кольца и перемещается при помощи приводного устройства (не показано). Снаружи кон- струкцрш охвачена магнитопроводом 11

Выключатель работает следующим образом.

Во включенном положении поршень 10 находится в крайне нижнем положении, вытесненный им жидкий металл 9 замыкает электроды 1 и 2. Цепь замкнута. При отключении поршень 10 перемещается вверх в осевом направлении, жидкий металл 9 под действием сил гравитации устремляется вниз в полость В. При этом размыкаются электроды 1 и 2, но цепь остается замкнутой через дугогасительную обмотку 4 и электрод 1, при дальней

5

0

5

0

5

0

5

0

5

шем удалении жидкого металла в полости 8 возникает дуга отключения, которая под действием электромагнитных сил дугогасительной обмотки 4, усиленных магнитопроводом 11, вращается на изоляционной торцовой поверхности 7 цилиндра и гасится за счет растяжения и охлаждения на изоляционной поверхности. Наличие поршня, выполненного из проводящего материала в виде кольца, препятствует ослаблению основного поля обмотки в момент отключения при спаде тока в электрической цепи..При включении аппарата поршень 10 перемещается в осевом направлении вниз. Вытесненный им жидкий металл 9 замыкает сначала цепь через электрод 1 и дугогаси- тeJПзнyю обмотку 4, благодаря выполнению поршня 10 из проводящего ма- I териала в виде короткозамкнутого витка его пол е препя ствует возникновению поля обмотки, что исключает воздействие электромагнитных сил на жидкий металл, затем при дальнейшем вытеснении жидкого.металла 9 из полости 8 порЕ1нем 10 замыкаются главные электроды 1 и 2. Цепь замкнута.

Таким образом, наличие дугогаси- тельной обмотки 4, которая автоматически включается в момент отключе- ния, снижает время горения дуги отключения, а отсутствие дугогаситель- ньт отверстий в поршне исключает их засорение и тем самым повьшгает ресурс работы предлагаемого выключателя по сравнению с известным. Выполнение поршня из проводящего материала повышает нагрузочную способность выключателя и, кроме того, наведенное им электромагнитное поле препятствует ослаблению основного поля ду- гогасительной обмотки 4 в момент отключения при спаде тока в электрической цепи, что также способствует лучшему дугогашению и сокращению времени горения дуги отключения.

Ф о рмула изобретения

Сильноточный жидкомет аллический выключатель, содержащий твердометал- лические электроды, первый из которых выполнен в виде полого цилиндра, причем твердометаллические электроды разделены изоляционным корпусом с полостью, заполненной жидким металлом, и поршень, установленньй с возможностью возвратно-поступательного движения и коммутирующий с помощью - жвдкого металла твердометаллические электроды, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени горения дуги отключения,повьше- ния ресурса работы и нагрузочной способности, он снабжен магнитопроводом и дугогасительной обмоткой, второй твердометаллический электрод выполнен в виде цилиндра и расположен так, что его ось симметрии совпадает с осью симметрии устройства, а стенки его покрыты ферромагнитным материалом, дугогасительная обмотка расположена на поверхности второго твердометаллического электрода так, что виток ее, выступающий за торец электрода, обращенный в сто0

5

0

рону жидкого металла, выполнен в виде контакта, а начало обмотки :элек- трически соединено с вторым твердо- металлическим электродом, дно изоляционного корпуса выполнено с цилиндрическим выступом,соосным с вторым твердометаллическим электродом причем диаметр его больше диаметра второго твердометаллического электрода, который установлен с зазором относи-: тельно цилиндрического выступа дна, указанная полость, заполненная жвд- ким металлом, образована цилиндрическим выступом изоляционного корпуса и внутренней поверхностью первого твердометаллического электрода, поршень вьшолнен в виде токопрсводящего кольца, а упомянутый магнито провод полностью охватьшает все указанные элементы.