Токоограничитель с электромагнитным клапаном Советский патент 1991 года по МПК H01H87/00 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам защиты электрических цепей постоянного тока, и может быть использовано для защиты электрооборудования от токов короткого замыкания.

Цель изобретения - повышение надежности и ресурса работы.

На фиг.1 показан токоограничитель во включенном положении, разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

Токоограничитель состоит из двух твердометаллических электродов 1, 2

и п количества перегородок 3 между ними, выполненных из изоляционного материала. На фиг.1 показаны три перегородки,количество их определяется номинальным напряжением уставки. Каждая перегородка 3 содержит канал 4 капиллярного сечения, полость 5, расположенную в ее верхней части, дополнительный объем 6, заполненный жидким металлом 7, причем дно полости 5 выполнено с уклоном относительно горизонтальной плоскости в сторону дополнительного объема, Между

дополнительным объемом 6 и капиллярным каналом 4 установлен клапан 8 с электромагнитным приводом, состоящим из двойного П-образного ярма 9 и яко- ря 10, причем на якорь 10 воздействуют пружины 11.

Кроме того, в изоляционной перегородке выполнены сквозные отверстия 12, 13, 14, 15 соответственно: 12 - между капиллярным каналом 4 и полостью 5, причем на -выходе этого отверстия установлена втулка 16, выступающая, из дна полости 15, 13- между полостью 5 и дополнительным объемом 6, расположенное в низшей точке дна полости 5, 14 - между клапаном 8 и капиллярным каналом 4, 15 - между клапаном 8 и дополнительным объемом 6, расположенное в их нижней части. В изоляционных ,, перегородках 3 соосно с каналами 4 выполнены углубления 17, в которых расположены промежуточные твердометаллические электроды 18, которые могут быть выполнены и из легкоплавкого сплава, например олова. Отверстия 19 служат для исключения воздушных пробок внутри аппарата. Сверху изоляционные перегородки закрыты крышками 20.

Токоограничитель работает следующим образом.

В нормальном режиме цепь тока проходит от одного электрода 1 к другому 2 через жидкий металл, заполняю- иди канал 4 капиллярного сечения в изоляционной перегородке 3„ и промежуточные твердометаллические электроды 18. Столб жидкого металла в отверстии 12 способствует полному за- полнению канала 4, противодействуя силам Пинч-эффекта, что увеличивает сечение жидкометаллического токопро- вода« Якорь 10 притянут электромагнитными силами к ярму 9, при этом кла- пан 8, шток которого связан с якорем 10, перекрывает отверстие 14 в канал 4. При токах короткого замыкания жидкий металл в канале 4 испаряется и под действием повышенного давления столб жидкого металла из отверстия 12 и пары его выбрасываются в полость 5, где они охлаждаются, конденсируются и по наклонной плоскости дна

0

5

Q 0

$ 40 д50

в канал 4 не стекает, что исключает повторное замыкание электродов 1, ,2. Клапан 8 находится в закрытом, положении,что исключает выброс паров жидкого металла и продуктов горения дуги через отверстия 14, 15 непосредственно в объем 6. Возникающая дуга отключения гасится за счет превышения суммы приэлектродных напряжений дуги напряжения источника. После разрыва цепи якорь 10 под действием пружин 11 поднимается вверх, и клапан 8 открывает отверстия 14 и 15, которые сообщают 1ежду собой канал 4 с объемом 6,заполненным жидким металлом 7, и по принципу сообщающихся сосудов канал 4 и отверстия 12 заполняются свежей порцией жидкого металла, не подверженного воздействию электрической дуги отключения, т.е. происходит самовосстановление аппарата для последующего его включения в цепь. Возможна периодическая очистка полостей 5 от продуктов горения и окислов жидкого металла путем снятия верхней крышки 20.

Основной отличительный признак предлагаемого токоограничителя заключается в том, что объем жидкого металла для подпитки токопровода заключен в дополнительный объем,расположенный внутри изоляционной пластины, и не подверженный тепловому воздействию дуги, за счет чего он не теряет своих физико-химических свойств, что способствует повышению надежности и ресурса работы.

Общим признаком с прототипом является наличие в предлагаемом токо- ограничителе полостей, не занятых жидким металлом, для компенсации действия, внутри капиллярного канала и конденсации паров жидкого металла, однако его отличительным признаком является расположение относительно токоведущих каналов и выполнение дна с уклоном в сторону дополнительного объема, что способствует сте- канию в него только чистого жидкого металла, а следовательно, повышению надежности и ресурса работы.

Наличие электромагнитного клапана с приводом также способствует по1

Изобретение относится к электрр- технике. Целью изобретения является повышение надежности и ресурса работы. Токоограничитель состоит из двух твердометаллических электродов,изоляционных перегородок 3 между ними с каналами 4 капиллярного сечения, кроме того, каждая перегородка 3 содержит полость 5, дополнительный объем 6 с жидким металлом 75 клапан 8 с электромагнитным приводом и пружин 11, кроме того выполнены сквозные отверстия: 12 - между капиллярным каналом 4 и полостью 5, 13 - между полостью 5 и дополнительным объемом 6, 14 - между клапаном 8 и капиллярным каналом 4, 15 - между клапаном 8 и дополнительным объемом 6. В нормальном режиме клапан 8 перекрывает отверстия 14, 15. При токах короткого замыкания пары жидкого металла из канала 4 выбрасываются в полость 5, где охлаждаются, конденсируются и стекают через отверстие 13 в объем 6. После разрыва цепи клапан 8 открывает отверстия 14 и 15 и жидкий металл из объема 6 заполняет канал 4 по принципу сообщающихся сосудов, Токоогра- ничитель готов к последующей работе. 2 ил.

стекают в объем 6 через отверстие 13, вышению надежности работы, так как

причем продукты горения и окисленный жидкий металл оседает на стенках полости 5, при этом благодаря выступающей втулке 16 обратно жидкий металл

при протекании тока электромагнитны клапан перекрывает отверстие между дополнительным объемом с жидким ме таллом и капиллярным каналом, что

вышению надежности работы, так как

при протекании тока электромагнитный клапан перекрывает отверстие между дополнительным объемом с жидким металлом и капиллярным каналом, что

Фиг.1

11