Жидкометаллический предохранитель Советский патент 1982 года по МПК H01H87/00 H01H85/12 

(5) ЖрКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электрооборудования от токов перегрузки и токов короткого замыкания

Известны предохранители с плавкой вставкой из жидкого металла. Данные предохранители можно восстанавли(вать .

Недостатком даных предохранителе является малая чувствительность к токам перегрузки. Значительная крутизна их защитной характеристики затрудняет согласование их работы работой других защитных аппаратов.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности жидкометаллический предохранитель, содержащий электроизоляционный корпус с контакт тнымиколпаками и плавкий элемент, выполненный в виде нескольких парал лельных капиллярных каналов, заполненных «идким металлом 2.

Недостатком указанного устройства является низкая чувствительность исложность согласования с работой других защитных аппаратов.

Цель изобретения - повышение чувствительности и упрощение согласо вания с работой других защитных веществ.

Поставленная цель достигается тем, что жидкометаллический предохранитель снабжен электронагревательными элементами, размещенными внутри контактных колпаков, а внутренняя norij лость одного из контактных колпаков заполнена жидким металлом.

На чертеже изображен жидкометаллический предохранитель, разрез.

По торцам электроизоляционного корпуса 1 установлены верхний 2 и нижний 3 контактные колпаки. Внутри

IB верхней части электроизоляционного корпуса 1 установлена металлическая перегородка 4. В электроизоляционном, корпусе 1 и перегородке сделаны капиллярные каналы 5, заполненные жидким металлом. -В торцовой части контактных колпаков 2 и 3 имеются электроизоляционные крышки 6 и На крышке 6 смонтирован электронагре вательный элемент 8, а на крышке 7 электронагревательный элемент 9- На-; ружная поверхность электронагревательных элементов 8 и 9 имее.т теплос тойкую электрическую изоляцию (например, элементы 8 и 9 могут быть остеклованы). Выводы нагревательного элемента 8 включаются в цепь дистанцибнного управления включением, а выводы элемента цепь дистанционного управления отключением, а также к выходу устройства релейной защиты. Внутренняя полость нижнего контак ного колпака 3 С между крышкой 7 и нижними концами капиллярных каналов 5 заполнена жидким металлом,т.е. элект ронагревательный элемент 9 погружён в жидкий металл. Внутренняя полость верхнего контактного колпака 2 (между крышкой 6 и верхними концами капиллярных каналов 5) металлом вставIки не заполнена. Верхние концы некоторых капиллярных каналов 5 закрыты элек роизоляционными заглушками 10, которые выполнены резьбовыми. Штифт 11 препятс вует повороту перегородки относител но корпуса 1 во время сборки предохранителя. Жидкометаллический предохранитель работает следующим образом. 8 нормальном режиме работы ток протекает от нижнего контактного кол пака 3 через жидкометаллическую плав ку с капиллярные каналы 5 j и перегоро ку 4 к верхнему контакному колпаку 2 В случае протекания тока короткого замыкания происходит испарение жидкого металла в капиллярных каналах 5- Пары металла вытесняются во внутреннее пространство верхнего контактного колпака 2. Возникшая в капиллярных каналах 5 электрическая дуга гаснет за счет охлаждения ее стенками каналов. После остывания па ров металла происходит их конденсация. Образующийся при этом жидкий металл из внутренней полости верхнего контактного колпака 2 не стекает в капиллярные каналы 5, так как этом препятствует их капиллярность. Поэто му самопроизвольное восстановление жидкометаллического предохранителя не происходит. Если же по жидкометаллическому предохранителю протекает ток перегрузки, то устройство релейной защиты замыкает цепь электронагревательного элемента 9. Нагрев элемента 9 приводит к испарению жидкого металла из внутренней полости нижнего контактного колпака 3- Давление возникших паров вытесняет жидкий металл из капиллярных каналов 5 во внутреннюю полость верхнего контактного колпака 2. Электрическая цепь в капиллярных каналах 5 размыкается неодновременно. В одном из этих каналов цепь размыкается в последнюю очередь. Между нижним концом этого канала и внутренней поверхностью контактного колпака 3 возникает электрическая дуга. Вместе с парами металла дуга затягивается в капиллярный канал и гаснет в нем. После отключения тока перегрузки цепь электронагревательного элемента 9 размыкается. Так как: электронагревательный элемент 9 имеет некоторую тепловую инерцию и до отключения со всех сторон окружен жидким металлом, отбирающим тепло, то между моментом появления тока в электронагревательном элементе 9 и моментом отключения жидкометаллического предохранителя имеется некоторый отрезок времени. Это является недостатком предохранителя, так как отключение токв перегрузки все равно делается с выдержкой времени, а не- мгновенно. При дистанционном отключении жидкометаллического предохранителя процесс смещения жидкого металла из внутренней полости нижнего контактного колпака 3 во внутреннюю полость верхнего контактного колпака 2 идет так же, как и при отключении тока нагрузки. Для восстановления жидкометаллического предохранителя подают ток в электронагревательный элемент 8. При этом происходит испарение жидкого металла из внутренней полости верхнего контактного колпака 2 и переход жидкого металла в капиллярные каналы 5 и внутреннюю полость нижнего контактного колпака 3- После окончания процесса восстановления цепь электронагревательного элемента 8 размыкают.