Коммутационное жидкометалличес-KOE уСТРОйСТВО Советский патент 1981 года по МПК H01H29/22 

(5) КОММУТАЦИОННОЕ ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ленными в корпусе над поверхностью жидкого металла, и инертным газом, заполняющим остальной объем, и привод, причем привод выполнен в виде двух встречно включенных катушек переменного тока, одна из которых расположена под, а другая над корпусом устройства. Кроме того, с целью повышения быстродействия при отключении, устройство снабжено дополнительной катушкой, включенной последовательно с электродами и установленной под корпусом. На фиг. 1 изображено устройство, отключенное состояние; на фиг. 2 - включенное состояние устройства. В корпусе 1 из электроизоляционного материала, частично заполненном жидким металлом 2 (например эвтектическим составом галлия, индия и олова) и дугогасящей жидкостью 3, плотность которой меньше плотности жидкого металла (например, трансформаторным маслом) над поверхностью жидкого металла закреплены два изолированных друг от друга электрода 4, остальной объем корпуса заполнен инертным газом 5. Снизу корпуса и над ним установлены две катушки 6 и 7 напряжения переменного тока, включенные встречно и составляющие привод устройства. Над корпусом I установлена дополнительная катушка 8, включенная последовательно с электродами 4. Устройство работает следующим образом. Для замыкания электродов 4 подают напряжение на катушки 6 и 7. Вследствие взаимного отталкивания токов, протекающих ПО катушкам 6 и 7 и индуцированных токов в жидком металле 2, а также благодаря силам поверхностного натяжения в жидком металле, последний, приобретая форму шара (или грущи при большой массе металла), переходит во взвешенное состояние между катушками и перемыкает электроды 4 (фиг. 2). От перемещения в горизонтальном направлении металл удерживается благодаря образованию потенциальной ямы, которая формируется верхней катушкой 7. Для размыкания электродов 4 снимают напряжение с катушек 6 и 7, в результате чего жидкий металл под действием силы тяжести возвращается на дно корпуса. Электрическая дуга, возникающая между жидким металлом 2 и электродами 4, гасится дугогасящей жидкостью 3. Так осуществляется коммутация в номинальном режиме работы. При возникновении тока короткого замыкания резко возрастающие электромагнитные силы, возбуждаемые катушкой тока 8, направленные согласно с силой тяжести, ускоряют размыкание цепи между жидким металлом 2 и электродами 4, повышая быстродействие коммутационного устройства. Данное коммутационное жидкометаллическое устройство имеет меньше деталей и является более простым. В результате того, 4TQ из него исключены трущиеся части, устройство имеет повыщенный срок службы и надежность. В аппарате с таким коммутационным устройством исключается необходимость применения механизма и двигательного привода гложных, дорогостоящих и быстро изнашивающихся узлов. Коммутационное устройство представляет собой разъединитель и неавтом,атический выключатель с дистанционным управлением, которые близки к разряду статических. Столь же близким к статическим аппаратам может быть и автоматичес; ий выключатель, при применении в нем полупроводниковых реле защиты. В целом ряде случаев целесообразнее разрабатывать предлагаемый «почти статический автоматический выключатель, чем статический, который основан на силовых полупроводниковых вентилях, имеюплих больщие габариты и малый срок службы. Формула изобретения 1.Коммутационное жидкометаллическое устройство, содержащее герметизированный электроизоляционный корпус с помещенными в него жидким металлом, дугогасящей жидкостью, плотность которой меньще плотности жидкого металла, двумя изолированными друг от друга электродами, закрепленными в корпусе над поверхностью жидкого металла, и инертным газом, заполняющим остальной объем, и привод, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения срока службы и надежности, указанный привод выполнен в виде двух встречно включенных катушек пере.менного тока, одна из которых расположена под, а другая над корпусом устройства. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия при отключении, оно снабжено дополнительной катушкой, включенной последовательно t электродами и установленной над корпусом. Источцики информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР - 433559, кл. Н 01 Н 29/22, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 61204, кл. Н 01 Н 29/04, 1976.3.Метлин В. Б. Магнитные и магнитогидродинамические опоры. М., «Энергия, 1968, с. 59.