БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ЖИДКОСТНЫЙ КОММУТАТОР Советский патент 1973 года по МПК H01H29/24 

1

Изобретение может применяться для коммутации сильных токов в высоковольтных установках, например, для прерывания тока MOUI,ного индуктивного накопителя или электрического двигателя.

Известны устройства для коммутации токов, содержащие перемещающиеся относительно друг друга диэлектрические тела с каналами, заполненными проводящей жидкостью, и металлические выводы.

Недостатком указанной конструкции является малая скорость коммутации вследствие малой скорости изменения длины вероятного пути пробоя, так как известными способами трудно обеспечить скорость перемещения стержня относительно основания, превышающую единицы метров в секунду.

Цель изобретения-увеличение скорости изменения электрической прочности коммутатора и предотвращение смачивания проводящей жидкостью поверхностей пластин.

Это достигается тем, что диэлектрические тела выполнены из наложенных одна на другую пластин, соединенных в секции таким образом, что поверхности пластин одной секции соприкасаются с поверхностью пластин другой секции и не соприкасаются между собой, а также тем, что поверхности пластин могут быть покрыты смачивающей диэлектрической жидкостью, не реагирующей с проводящей жидкостью.

На фиг. 1 схематически изображен коммутатор (замкнутое состояние); на фиг. 2 - то же (разомкнутое состояние, показан частично); на фиг. 3 - то же, вид сбоку (показан

частично); на фиг. 4 - взаимное расположение отдельных элементов коммутатора в процессе коммутации.

Коммутатор содержит диэлектрические пластины / с отверстиями в, наложе И1ые одна на

другую и объединенные штифтами 2 в две секции таким образом, что пластины каждой секции соприкасаются с пластинами другой секции и не соприкасаются между собой, причем при определенных положениях секций, отверстия совпадают и образуют сплошной канал, проходящий сквозь все пластины. Поверхности пластин покрыты диэлектрической жидкостью, смачивающей диэлектрик и не реагирующий с проводящей жидкостью. Тяги 3

соединяют щтифты 2 с быстродействующими электромагнитами (на чертежах не показаны). Все эти пластины помещены между направляющими 4 (см. фиг. 3) и плоскими поверхностями изоляторов 5, укрепленных на металлических выводах 6, 7 посредством гаек 8. Каждый вывод представляет собой шпильку, имеющую кольцевой выступ на одном конце, используемый для крепления изолятора, и сквозное осевое отверстие г с резьбой. В отверстия г входят винты 9, прнлсимающие к торцевым поверхностям выводов токоподводящие шины 10, 11. Вывод 7 неподвижно закреплен на корпусе 12 коммутатора (корпус показан не полностью). Вывод 6 благодаря скольл :ению имеющейся на нем гайки 13 в муфте 14 может перемещаться вдоль своей оси, так как шина 11 выполнена гибкой. Кроме того, на выводе 6 расположена предварительно сжатая цилиндрическая пружина 15, упирающаяся одним конпом в корпус 12, а другим - в имеющуюся на выводе гайку 16. В исходном (замкнутом) состоянии коммутатора отверстия в, г совместно с иоверхностями пластин, выводов, изоляторов н винтов образуют замкнутый объем, заполненный проводящей жидкостью. Для размыкапия электрической цепи пластины 1 под воздействием усилий, передаваемых от быстродействующих электромагиитов посредством тяг 5 и штифтов 2 быстро перемещаются между изоляторами 5 и направляющими 4 в направлениях, указанных стрелками на фиг. 1. Длину хода якоря каждого электромагнита выбирают такой, что окончательные положеиия пластин соответствуют положениям, указанным на фиг. 2. При этом любые две соседние пластииы перемещаются одна относительно другой, причем скорость этого перемещения равна сумме скоростей перемещений якорей электромагнитов, что значительно увеличивает быстродействие коммутатора. Перем-ещепие пластин условно можно разделить на два этапа, из которых первый закапчивается, а второй начинается в момент времени, соответствующий иоложеиию пластин, указанному на фиг. 4 а. (Для упрощения показана только одна пара пластии, перемещающихся в направлениях, обозначенных стрелками). В течение первого этапа происходит разделение проводящей жидкости пластпнами на обособленные жидкостные коитакты П. В течение второго этапа образовавшиеся жидкостные контакты удаляются друг от друга. При этом пими образуегся межэлектродный иромежуток 18. Скорость увеличения длины этого иромежутка равна скорости перемещения одной пластииы относительио другой. Электрическая прочность коммутатора пропорциональна длине вероятиого пути пробоя, который равен сумме длин всех мелолектродных промежутков коммутатора. Для данного коммутатора скорость измеиения длины вероятного пути пробоя равна 1/ 2и (п-1), где V - скорость перемещения якоря электромагнита, п - количество пластин. Это иозволяет очень быстро нзменять электрическую ирочность коммутатора. Для замыкания электрической цепи пластниы 1 иод воздействием усилий, иередаваемых от быстродействующих электромагнитов посредством тяг 3 и штифтов 2, иеремещаются в иаиравлениях, указанных стрелками иа фиг. 2, до иоложений, соответствующих иоложеиию иластин на фиг. 1. Наличие на иоверхностях пластин диэлектрической жидкости иредотвращает смачивание этих иоверхностей ироводящей жидкостью, иовышает электрическую прочиость коммутатора в разомкиутом состояиии, а также умеиьшает трение между пластинами и изоляторами. Вследствие усилия, создаваемого пружииой /5, пластииы / плотио сжаты между изоляторами 5, что предотвращает протекание проводящей жидкости ме/кду соприкасающимися поверхностями пластин и изоляторов. Отверстия 2 служат для заливки проводящей жидкости в коммутатор и удаления ее. Пузырьки воздуха, скапливаясь у одного из выводов, могут иарушать электрический контакт с ироводящей жидкостью. Наличие отверстий г значительно увеличивает поверхность сопрнкосновения выводов с проводящей жидкостью, благодаря чему коммутатор может иадежно работать в любом иростраиственном иоложений. Предмет изобретения 1.Быстродействующий жидкостный 1.;оммутатор, содержащий кориус с размещенными в нем перемещающимися относительно друг друга диэлектрическими телами с каналами, заполиеннымн ироводящей жидкостью, и контактные выводы, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости измеиения электрической ирочиости, диэлектрические тела выполнены из наложенных одна на другую пластин, соединенных в секции так, что поверхности иластип одной секции соирикасаются с поверхностью пластин другой секции и не соприкасаются между собой. 2.Коммутатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью предотвращения смачиваиия поверхностей пластин проводящей жидкостью, они покрыты диэлектрической жидкостью, не реагирующей с ироводящей жидкостью.

12

,

/.

1 УХХХХххх д ,

KXAV

- / / / .b XXXXX.

pOvvv5 Tv ХлХхЗЪОО 7 7 --

3-

ХХХХХУУУУ

18 Риг. 4