Жидкометаллический выключатель Советский патент 1982 года по МПК H01H29/28 

(54) ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ВЫКЛЮЧ.АТЕЛЬ

1

Изобретение относится к технике коммутирования сильноточных электрических цепей постоянного тока, а именно к коммутационной аппаратуре с жидким металлом.

Известен коммутационный аппарат, в котором отключение производится перемещением жидкого металла за счет гидростатического давления между электродами, которые выполнены в виде коаксиальных цилиндров, разделенных изоляционной перегородкой 1.

Отключающая способность этого аппарата ограничена, поскольку он не имеет средств принудительного дугогащения.

Известен коммутационный аппарат, содержащий коаксиально установленные твердометаллические электроды, внутренний из которых выполнен из ферромагнитного, а наружный из неферромагнитного материала, снабженные дугостойкими изоляционными насадками на торцах, образующие последовательно соединенные межэлектродный и дугогасительный каналы, разделенные коаксиально установленной между указанными электродами перегородкой на сообщающиеся в области дугогасительного канала отсеки, резервуар переменного объема, заполненный жидким металлом, соединенный с дугогасительным каналом и катушки магнитного дутья 2.

Недостатком такого выключателя являет5 ся сравнительно большое время отключения, что приводит к эрозии электродов и изоляционных поверхностей. Кроме того, номинальный ток ограничен за счет того, что один из электродов выполнен из ферромаг Q нитного материала.

Известна конструкция коммутационного узла с жидким металлом, в которой отключение производится вытеснением жидкого металла из зазора между двумя цилиндрическими катушками 3. 15

Дугогашение происходит на поверхности одной из катушек, что снижает коммутационную способность аппарата.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является жидкометалл ческий выключатель, содержащий конусообразные мета.алические электроды, дугостойкими изоляционными насадками на торцах, образующие последовательно соединенные межэлектродный и дугогасительный каналы, разделенные коаксиально установленной между указанными электродами изоляционной перегородкой конусной формы на сообщающиеся в области дугогасительного канала отсеки, резервуар переменного объема, заполненный жидким металлом, соединенный с дугогасительным каналом, и катушки магнитного дутья, установленные коаксиально, поверх наружного электрода по разные стороны от плоскости сочленения межэлектродного и дугогасительного каналов, включенные встречно. Указанные электроды с изоляционными насадками и изоляционная перегородка выполнены в виде конусов с угловым раствором относительно оси в 30-45° 4. Недостаток этого выключателя заклюмаетен с том, что номинальный тОк ограни-1ек за счет того, что центральный электрод выполнен из ферромагнитного материала. Цель изобретения - увеличение номинального тока при неизменных габаритах и дугогасительной способности. Эта цель достигается тем, что устройство снабжено двумя дополнительными катушками магнитного дутья, включенными встречно и установленными внутри дугостойкой изоляцно;;ной насадки центрального электрода, а са.м электрод выполнен из неферромр.гнитного материала. На чертеже изображен предлагаемый чкдлометаллгческий выключатель в разВыключатель состоит из твердометалли-оскн;; :х-:ектродов 1 и 2 в виде соосн-ых кочугт.з с у;1лоном относктельмо оси симметанл порядка 30 -45°, выполненных из медн. .,: копическами электродами 1 и 2 ус.;;... ,5ле;1:; н/.;;тяционная конической формы .nept горол -, Торцы электродов 1 и 2, copaJieiiMjn псзерхности жндкого метал,, (:/:ь)Хе:п.. 13оляиионнь;мк дугостойкими асядкач.п 4 s; п и образуют межэлетрод ы {;аьа,, 6 и дугогасительный канал 7. h, rpu Ос изоляционной насадки .-, 8 магнитного дутья, вклю --к1:ыс -.,. :речно. Вокруг наружного Электр:лл: 2 ру,,Т10лил;ены катушки 9 магнитного л т:.ч. }.г..л;:.чР11пые встречно. Катушки к|;/ ччг оягкы ферромагнитным кожухом Hj. Вп -:-:;:гг1;пиом ноложенин пространство ме/кду 5:;ег:;;.одами 1 и 2 и изоляционной -.ереизродкой 3 заполняется жидким мегал.ю:. : ;-,з резервуара переменного объема (п-,, .-fjiiLija 12). Аппарат работает следующим образом. Во включенном положении электроды 1 к 2 с жидким металлом 11 образуют замкнутую цепь. Жидкий металл 11 удерживается силой, приложенной к сильфону 12. Магнитное поле катушек 8 и 9 магнитного дутья, взаимодействуя с осевыми составляющими токов, протекающих через жидкий металл. в зазорах между электродами 1 и 2, и изоляционной перегородкой 3, вращает жидкий металл в противоположиых иаправлениях. Это способствует лучшему его охлаждению и позволяет увеличить номинальный ток аппарата. При отключении цепи с сильфона 12 снимается удерживающая его сила и жидкий металл начинает удаляться из указанных зазоров. При выходе за края керамической перегородки 3 тангенсальные составляющие струи жидкого металла, направленные встречно, гасятся и он продолжает удаляться в сильфон под действием осевых составляющих скоростей и сил гравитации. При этом возникают дуги отключения в зазорах, откуда удалился жидкий металл. Дуги дробятся на две последовательных. Осевые составляющие токов дуг отключения в указанных зазорах направлены встречно и при взаимодействии с магнитным полем катушек 8 и 9 создаются силы, растягивающие дуги по окружностям в этих зазорах в противоположных направлениях. При этом дуга охлаждается на изоляционных поверхностях и гасится. Выполнение электродов из неферромагнитного материала, например, из меди, позволяет без увеличения габаритов аппарата, увеличить номинальный ток. Две дополнительные катушки, включенные встречно и установленные внутри дугостойкой изоляционной насадки центрального электрода, усиливают магнитное дутье при дугогащении. Формула изобретения Жидкометаллический выключатель, содержащий конусообразные металлические электроды, снабженные дугостойкими изоляционными насадками на торцах, образующие последовательно соединенные межэлектродный и дугогасительные каналы, разделенные коаксиально установленной между указанными электродами изоляционной перегородкой конусной формы на сообщающиеся в области дугогасительного канала отсеки, резервуар переменного объема, заполненный жидким металлом, соединенный с дугогасительным каналом, и катушки магнитного дутья, установленные коаксиально поверх наружного электрода по разные стороны от плоскости сочленения межэлектродного и дугогасительного каналов, включенные встречно, отличающийся тем, что, с целью увеличения номинального тока и дугогасительной способности выключателя, он снабжен двумя дополнительными катушками магнитного дутья, включенными встречно и установленными внутри дугостойкой изоляционной насадки центрального электрода, а сам электрод выполнен из неферромагнитного материала, например, из меди.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 616661, кл. Н 01 Н 29/28, 1976 (прототип) .