Импульсный быстродействующий коммутационный аппарат Советский патент 1975 года по МПК H01H39/00 H01H29/28 

(54) ИМПУЛЬСНЬГЙ БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ АППАРАТ КОММУТАЦИОННЫЙ

кателя, и концентрически установленного в нем внутреннего электрода 2. Электроды изолированы друг от друга диэлектриком 3. В корпусе наружного электрода 1 залита диэлектрическая жидкость 4, на

новерхности которой в зазоре между электродами 1 и 2 находится подвижный жидкометаллический контакт 5, имеющий удельный вес меньше удельного веса диэлектрической жидкости 4, Через внутренний элек род 2 пропущен изолированный металлический стержень 6 с закрепленным на его конце взрывающимся проводником 7, который контактирует с неподвижным жидкометаллическим контактом 8, с удельным ее- сом, большим удельного веса диэлектрической жидкости 4, находящимся в углублении на дне корпуса наружного электрода 1. Замыкатель состоит из наружного электрода 1, являющегося корпусом замыкателя, и концентрически установленного в нем внутреннего электрода 2, изолированных друг от друга диэлектриком 3.

В корпуе наружного электрода 1 залит жидкий металл 5, между поверхностью которого и внутренним электродом 2 оставлен зазор. Через внутренний электрод 2 пропущен изолированный металлический стержень 6, с закрепленным на его конце взрывающимся проводником 7, закг(юченны в изоляцию 9.

Размыкатель работает следующим образом.

Импульс тока от схемы управления электрическим взрывом проводника подается через стержень 6, а также через корпус наружного электрода 1 и неподвижный жидкометаплический контакт 8 на взрывающийся проводник 7. В результате взрьша проводника 7 непосредственно в

диэлектрической жидкости 4 возникает электрогидравлический удар, под действием которого подвижный жидкоыеталлический контакт 5, находящийся на поверхности диэлектрической жидкости 4, выбрасывается вверх из зазора между электродами 1 и 2 и разрьюает 3jieKTpu4ecKyHj цепь

Диэ гектрическая жидкость 4, вытолкнув жидкометаллический контакт 5, заполняет зазор между электродами 1 и 2.

Разомкнутое положение размыкателя длится в течение всего времени нахождения диэлектрической жидкости 4 между элект|юдами 1 и 2. Это время ои| еделяется длительностью процесса электрического взрьша проводника 7, а также временем сгекания диэлектрический нсидкости

4 под действием собственного веса, .т.е ее количеством, находящимся в зазоре, конструкцией и геометрическими размерами зазора.

После заверщения процесса размыкания электрической цепи диэлектрическая жидкость 4 и подвижный жидкометаллический кантакт 5 разделяются по удельным весам и в исходном положении подвижный жидкометаллический контакт 5 вновь находится в зазоре между электродами 1 и 2.

После откачки продуктов газовыделения и замены взрывающегося проводника 7 размыкатель готов к следующему процессу размыкания электрической цепи.

Применение в качестве жидкометаллического контакта металла с малым удельным весом (например, сплав Na-K), расположение его на поверхности диэлектрической жидкости, передающей энергию электрогидравлического удара непосредственно жидкометаллическому контакту без промежуточных звеньев, обеспечивает высокое быстродействие размыкателя.

Замыкатель работает следующим образом.

Импульс тока от схемы управления электрическим взрывом проводника подается через стержень 6, а также через корпус наружного электрода и жидкий металл 5 на взрьюающийся проводник 7. В результате взрыва проводника 7 непосредственно в жидком металле 5 возникает электрогидравлический удар, под действием которого жидкий металл 5 выбрасывается вверх в зазор между электродами 1 и 2 и замыкает электрическую цепь.

Процесс коммутации длится в течение всего времени нахождения жидкого металла 5 между электродами 1 и 2. Это время определяется длительностью процесса электрического взрьша проводника 7, а также геометрическими размерами зазора между электродами 1 и 2, из которого жидкий металл 4 вытекает под действием собственного веса после завершения процесса электрического взрыва проводника. Таким образом, подбирая соотнощение межДУ удельным весом жидкого металла 5, длительностью электрического взрьюа проводника 7, ам1глитудой и длительностью коммутируемого тока, а также геометрическими размерами зазора между электродами 1 и 2, мож1Ю изменять время ком- . мутации замыкателя.

После завершения процесса коммутации д мпульса электрического тока жидкий

металл 5 стекает в корпус наружного электрода 1. После откачки продуктов газовыделения из корпуса наружного электрода 1 и замены взрывающегося проводника 7 замыкатель готов к следующему процессу коммутации электрической цепи.

Для снижения сопротивления движению жидкометаллического контакта, а следовательно, и для дополнительного повьпиения быстродействия как размыкателя, так и замыкателя, процесс коммутации осуществляется в вакууме.

Совмещение наружного электрода с корпусом коммутатора, концентрическое расположение электродов, применение в качестве подвижного контакта жидкого металла позволяет вьшолнить конструкцию коммутационного аппарата компактной и умен щить его габариты.

Предлагаемый импульсный быстродействующий коммутационный аппарат прост по конструкции, не имеет кинематических узлов и передач и обладает повышенным быстродействием.

Предмет изобретения

1. Импульсный быстродействующий коммутационный аппарат с электрогидрав- лическим приводом, содержащий электроды, отли чающийся тем, что, с це-

6

лью повьпиения быстродействия, упрощения конструкции и уменьщения габаритов, электроды установлены концентрически, и в зазор между ними помещен подвижный жидкометаллический контакт и взрьтающийся проводник с токоподводом, причем токопод- вод проходит через внутренний электрод и вьшолнен в виде изолированного металлического стержня, соединенного с указанным

взрывающимся проводником,

2. Импульсный быстродействующий KON мутационный аппарат по п. 1, отличающий с я тем, что, с целью обеспечения возможности использования коммутациошюго аппарата в качестве размыкателя, наружный электрод залит диэлектрической жидкостью, поверхность которой покрыта подвижным жидкометаллическим контактом, а корпус наружного электрода вьшолнен с углублением: в донной части, в которое помещен неподвижный жидкометаллический контакт, соединенный указанным взрывающимся проводником с указанным изолированным металлическим стержнем.

3. Импульсный быстродействующий коммутационный аппарат по п. 1, отл имеющийся тем, что, с целью обеспечения возможности использования коммутационного аппарата в качестве замыкателя,

взрывающийся проводник помещен в изоляцию.

-I