Жидкометаллический выключатель Советский патент 1978 года по МПК H01H29/28 

(54) ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ЙЛСЛОЧАТЕЛЬ

.. , . изобретение относится к технике коммутирования сильноточных электрических цепей постоянного тока. Извест ш коммутационные аппараты, в которых отключение проиавсщится пе реме 4ением жидкого металла за счет г дростатического давления между электроДалм в виде коаксиальных цилиндров, разделенных изоляционной перегородкой . Отключакицая способнсэсть такого аппарата ограничена, поскольку он не имеет средств принудительного дугогашенй я Cf.l . Наиболее близким по технической сущности к предложенному является жидкометаллический выключатель, содержащий коаксиально установленные твердометаллические электрода, внутренний из которых выполнен нз ферро магнитного, а наружный нз неферромаг ниткрго материала, снабженные дугостойки1«1 изоляционными насадка ум на торцах, образующие последовательно соединенные межэлектродный и дугогасительный каналы, разделенные коаксиаяьно установленной между указанными электродами перегородкой на сообщающиеся в области дугогасительног канала отЬеки, резервуар переменного объема, заполненный жидким металлом 2. ... соединенный с дугогасительным каналом, и катушки магнитного дутьд, установленные коаксиально поверх наружного электрода по разные стороны от плоскости сочленения межэлектродного и дугогасительного к«шалов, вклк ченные встречно J2 . При включении аппарата жидкий металл заполняет прострайство между электродами, а при отключении он удаляется в резервуар переменного объема (сильфон) под действй«л сил гравитации. Возникак 1Йе при этом дуги OTKJHOчения под действием сил взаямодействйя осевых составляющих токов с Mafнитным полем кат}лв1ек растягиваются по окружности в зазорах между ийояированиыми насадка ® электродов и изолированной иерегс родкой/гфй этом дуги охлаждаются на изояяционных поверхностях и гасятся, Недрстатком такого выключателя является сравнительно большое отключения, так как жидкий металл удаляется в сильфон только под действием сил гравитации, а время отключения зависит от времени гашения дуги и времени удаления жидкого металла из аппарата. Это npHBOJSiT к .эрозии электродов и изоляционных поверхностей. Цель изобретения - првьаяение отключающей способности и е& строяействия выключателя. Это достигается тем, нто в предложенном жидкометаллическом выключа теле указанные электроды с изсхпяционными.насадкама и изоляционная перегородка выполнены в виде конусов с угловым раствс ом относительно оси в 30-45 . При отключении, когда снимается с резервуара переменного объема (сил фока} удерживающая его сила, жидкиЯ металл под воздействием магнитного поля катушек и сил гравитации удаляется из зазоров между электродами с насадками и изсшяциоивой перегородкой. При этом жидкий металл, под действием Магнитного дутья вращается в этих Зазорах в.разных направлениях При выходе за край кедакической изоляционной пед егородки тангенциальные составляющие скоростей струй жидкого металла, направленных встречно, гасятся и он продолжает двигаться в сильфов под действием осевых составЛШОП01Х скоростей и сигаа гравйтации. ВознйКаю14ие при отключении дуги дробятся на две последовательных. Гашение их осуществляется магнитньсм дутьем, электромагнитные растягивают электрические дуги по окружностям в зазорах, из котсфах удален жидкий металл. Вследствие разных направлений осевых состаглжмдих токов дуг отключения в этих зазорах они растягиваются в противоположные стороны и гасятся за счет охлаждения на изоляционных поверхностях. Таким обраэо, за счет конусной формы электродов с насадка ш и изоляционной перегсфодки 1ФИ отключении кроме сил гравитации появляется допо нительиая сила, способствукяцая более быстрому удалению жидкого металла в си л ьфон, Ч.7О уменьшает время от клю чения и noBiffiiaeT отклаочакядую способность з№1ключател я, Иа чертеже схематически изображен пре,цлож1гнный жндкометаллический .выключатель, разрез. Выключатель состоит из твердомета}1лических электродов 1, 2 в виде сросных конусов с уклоном относитель но оси симметрии порядка 30-45 , при чем электрод 1 изготовлен из ферромагнитно1о материала, а электрод 2 из неферромагнитного материала. Между коническими электрочаида 1, 2 установлена изоляционная конической фо мы перегородка 3. Торцы электродов 1 2, обращенные к поверхности жидкого металла, снабжены изоляционными дуго стойкнми насадками 4, 5 и образуют межэлектродный канал 6 и дугоггсител ный канал 7. Вокруг наружного электр да 2 расположены катушки 8 магнитног дутья, включенные встречно. экранированы ферромагнитным кожухом Во включенном положении пространство между электродами 1, 2 и изоляционной перегородкой 3 заполняется жидким металлом 10 из резервуара переменного объема (сильфона) 11. Во включенном положении электродаа 1, 2 с жидким металлом 10 образуют замкнутую цепь. Жидкий металл удерживается силой, приложенной к сильфону 11. Магнитное полб катушек 8 магнитного дутья, взаимодействуя с осевыми составляющими TOKOS, протекающих жидкий, металл, в 3азбрак между электродами 1, 2 и изоляционной перегсфюдксхй 3 вращает жидкий металл в противопола Ш| к направлениях. Это споеобствует лущиег у его охлаждению и позволяет увеличить номинальный ток аппарата. Ори отключевии цепи с сильФона 11 снимается удерживающая его сила, и жидкий металл начинает удаляться из указанных зазоров. При выходе за край керамической перегородки 3 тангенциальные составляющи.е . струи жидкого металла, направленные встречно, гасятся, и он продолжает уяапяуься в сильфон под действием осевых составляюадак скоростей и сил гравитации. При этом 1в6зйикают ружчг отключения в зазорах, откуда удалился жидкий металл. Дуги дробятся на две последовательных. Осевые составляющие токов дуг отадвоченйя в указанных зазорах направлены встречно и при взаимодействии с магнитным полем катушек 8 создаются силы, растягивакадие дуги по окружностям в этих зазорах в противоположных направлениях. При этом дуга охлаждается на изоляционных поверхностяк и гасится. Таким образом, процесс отключения протекает за счет того ЧЕТО появляется дополнительная составлявда.я ей лы, направленная вниз, г жидкий металл удаляется в сильфон не только за счет сил гравитации, йо и за счет этой силы. Предложенное конструктивное выполнение электродов и изоляционной перегсфодки конусной формы позволяет без увеличения габаритов и веса аппарата уменьшить время отключения и увеличить отключающ1«о способность выключателя. Формула изобретения Жидкометаллический выключатель, содержащий коаксиально установлеаны© твердометаллические электродаа, внутренний из которых выполнен из ферромагнитного, а наружный -г из иеферромагнитного материала, снабженные дугостойкиш изоляционными насадками на торцах, образующие последовательно соединенные межэлектродный и дугогасительный каналы, разделённые коэксиально установленной между указанными электродами изоляционной перегородкой на сообщающиеся в области дугогаситеяьного канала отсеки, резервуар переменного объема, запол-, ненный жидким металлом, соединенный с дугогасительным каналом, и катушки магнитного дутья, установленные коаксиально поверх наружного электрода по разные стороны от гшоскости сочленения межэлектродного и дугогаси.теяьного каналов, включенные встречно, отличающийся тем.

что, с целью повышения отключающей способности и быстродействия, указанные электроды с изоляционными насадками и изоляционная перегородка выполнены в виде конусов с угловым

:S раствором относительно оси в 30-45

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

2.Авторское свидетельство СССР 527757, кл. Н 01 Н 29/28, 1974.