Коммутационный аппарат с жидкометаллическим контактным узлом Советский патент 1977 года по МПК H01H29/10 H01H29/32 

1

Изофетение относится к технике коммутирования сильноточных электрических цепей постоянного тока, в частности к жидкометаллическим коммутационным аппаратам.

Известны коммутационные жидкометаллические аппараты.

Они содержат твердометаллические электроды, между которыми расположен жидкий металл, и секции диэлектрических пластин, связаииые с приводом. При отключении цепи пластины входят одна . в другу); и разрывают жидкий металл, тем самым разрывая цепь.

Недостатком такого аппарата является сложность конструкции, повышение требования к точности обработки и сборке диэлектрических секщш и недостаточная иадежиость в работе.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является коко4утациош{ый аппарат с жидкометаллическим контактным узлом.

Этот аппарат содержит твердометаляические электроды, образующие с изоляционной прокладкой межэлектродный канал, переходящий в дугогасительный каиал, и резервуар переменного объема с жидким металлом.

Во включенном положении межэлектродньш и дугогасительный каналы заполнены жидким металлом, а при отключении он удаляется из каналов при помощи газового дутья в резервуар переменного объема, возникающая при этом электрическая дута гасится продольным дутьем в узкой щели.

В таком выключателе при включении больших токов жидкометаллическая контактная поверхность начинает плавать. Суть этого явления заключается в следующем. В первый момент замыкания цепи соприкосновение жидкометаллической поверхности с электродами, находящимися под противоположными по знаку потенциалами, происходит не по всей поверхности, а лишь в одной или нескольких точках. В жидком металле в точке касания с электродом возникает пинц- эффект, п{«водящий к разрыву цепи. того, подходящие к точкам соприкосновения и отходящие от них токи, взаимодействуя между собой, также отталкивают жидкий металл от поверхности электродов. Если жидкий металл и электрод вновь контактируют, рассмотренные вьпие явления повторяются. В результате кратковременных прикосновений и отрьшов жидкометаллической поверхности возникают дуговые явления, практически исключается возможиость включения цепи непосредсгве1шо через жидкий металл. Включение же через дугу приводит к разруиенкю электродов.

Целью изобретения является увеличение включающей способности аппарата.

Дня этого предлага;е ма)1й аппарат снабжен элементом, формирующим струю, например изолящонлой перегородкой с отверстием, установленной наклото на границе межэлектродного и дугогасительного каналов. Благодаря этому жидкий металл при включении струей выбрасьшается в межэлектродный канал и тем самым преодолеваются силы, отталкивающие жид.ий металл от электродов, вследствие явления плавания жидкометаллической контактной поверхности.

На фиг. 1 изображен коммутационный аппарат с жидкометаллическим контактным узлом, разрез; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. I.

Коммутационный аппарат состоит из твердометаллических электродов 1,2, разделенных изоляционной прокладкой 3, имеющей в центре отверстия в виде щели. Электроды 1, 2 и изоляционная прокладка 3 образуют межэлектродный канал 4 с двумя проводящими и двумя изоляционными стенками. Межэлектродный канал 4 переходит в дугогасительный канал 5, находящийся целиком в изоляционном материале. На границе межэлектродного и дугогасительного каналов установлена нзоляционная перегородка 6 с отверстием меньщего сечения, чем каналы. Канал 5 герметически соединен с сильфоном 7, находящимся в стакане 8. Дзтгье возможно магнитаое и газовое;

Во включенном положении жидкий металл удерживается в межзлектродном канале 4 давлением на сильфон 7. При отключении снимается давление с сильфона 7, а на столб жидкого металла воздействует газовое или магнитное дутье, под

ейстием которого жидкий металл удаляется сначала из межэлектродного канала 4, а затем из дугогасительного 5. Возникающая при этом дуга отключения гасится за счет продольного, обдувания ствола

дуги, растяжения .и охлаждения о стенки дугогасительиого канала 5. По окончании коммутации дутье снимается. При включении на сильфои 7 действует сила, сжимающая его и вытесняющая жидкий металл сначала в дугогасительный канал 5, а затем в

межэлектродный канал 4. Благодаря наличию перегородки 6 с отверстием жидкий металл в межэлектродный канал 5 выбрасвшается струей, преодолевая этим силы, отталкивающие его от электродов, вследстдие явления плавания контактной жидкометаллической поверхности. Цепь замыкается через, жидкий металл в межзлектродном канале 5.

Таким образом, наличие на границе межэлектродного и дугогасительного каналов перегородки с отверстием меньщего сечения, чем канальцспособствует струйному замыканию цепи через жидкий металл, что увеличивает включающую способность аппарата, устраняет эрозню электродов.

Фо р му л а и 3 о бр е те ни я

Коммутационный аппарат с жидкометаллическим контактным узлом, содержащий твердометаллические электроды, образующие с изоляционной

прокладкой межэлектродный канал, переходящий в дугогасительный канал, и резервуар переменного объема с жидким металлом, отличающийся тем, что, с целью увеличения включающей способности аппарата, он снабжен элементом, формирующим с 1рую, например изоляционной перегородкой с отверстием, установленным наклонно на границе межэлектродного и дугогасительного каналов.

Фиг.1

А-А

Ф(г.2