Высоковольтный быстродействующий предохранитель Советский патент 1982 года по МПК H01H85/38 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к защите высоковольтных устройств от токоБ короткого замыкания и в частности, может быть использовано для защиты полупроводниковых приборов.

Известны быстродействующие высоковольтные предохранители, основанные на явлении электрического взрыва проводников, в которых взрывакхцийся проводник размещен в диэлектрической трубке с малым внутренним диаметром Г1 .

При срабатывании предохранителя под действием тока короткого замыкания происходит взрывное испарение проводника, продукты взрыва заполняют полость трубки, давление в ней возрастает, что способствует отключению тока и восстановлению электрической прочности. При этом трубка не должна разрушаться, ее окружают массивным корпусом, увеличивающим габариты предохранителя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является высоковольтный быстродействующий предохранитель, содержащий диэлектрический корпус с контактными электродами, внутри которого размещен

взрывающийся проводник, соединенный .с контактными электродами 2.

Недостатками указанного устройства являются значительные габариты и ограниченный диапазон рабочих токов.

Цель изобретения - уменьшение габаритов и расширение диапазона рабочих токов.

10

Поставленная цель достигается тем, что он снабжен стержнем из диэлектрического материала со спиральными канавками/ выполненными на его боковой поверхности и направлен15ными встречно, причем в одной из канавок размещен взрывающийся проводник , а стержень из диэлектричес кого материала запрессован в диэлектрический корпус.

20

На чертеже показан быстродействукяций высоковольтный предохранитель общий вид.

. В цилиндрический корпус 1 запрессован диэлектрйческ11й стержень 2

25 со спиргшьной канавкой 3, в которой уложен взрывающийся проводник 4, соединенный с контактными электродёи«1и 5. Стержень 2 имеет дополнительную канавку 6, многократно пересекающую

30 канавку 3. предохранитель работае следующим образом. В рабочем режиме при нагреве рабочим током взрывающийся проводник 4 передает тепло диэлектрическому стержню 2 и черезнего корпусу 1, Этим обеспечиваетйя интенсивный теп лопровод от взрывающегося проводника и повышается плотность рабочего тока через взрывающийся проводник до 500 А/мм, что, по крайней мере, в 2 раза больше, чем в прототипе. Для улучшения тёплоотвода-взрывающийся стержень может иметь осевое отверстие, через которое про ачива ется охлаждающая жидкость. Это еще более расширяет диапазон рабочих то ков, Наиболее предпочтительными материалами для стержня и корпуса являю ся диэлектрики с высокой теплопровод костью, например керамика на основе окиси алюминия. При протекании аварийного тока v взрывающийся проводник 4 за короткое время с интенсивностью взрыва переходит в парообразное состояние. Продукты .взрыва запЪлняют спиральную канавку 3, давление в ней повышается до десятков атмосфер, что способству ет отключению тока и препятствует „возникновению вторичного .разряда. До полнительная спиральная канавка 6 служит выхлопной камерой, в которую из многих точек - мест пересечения спиральных канавок 3 и б - происходи истечение продуктов взрыва и их охлаждение при взаимодействии со стенками корпуса,. Это приводит к уменьшению механических нагрузок на корпус, снижению металлизации канала образованного спиральной канавкой 3 и внутренней поверхностью корпуса 1 и быстрому восстановлению электрической прочности быстродействующего высоковольтного предохранителя. Длина быстродействующего высоковольтного предохранителя предложенной конструкции выбирается исходя из напряжения- пробоя по поверхности корпуса, а не из напряжения электрического поля в продуктах взрыва, как в прототипе, и становится поэтому в 3-5 раз меньше длины взрывающегося проводника. При этом для выхлопной камеры не требуется дополнительного. увеличения размеров указанного предохранителя. Таким образом, использование предполагаемого изобретения позволяет расширить диапазон рабочих токов данного предохранителя и в 3-5 раз уменьшить его габариты по сравнению с прототипом. Кроме того, в предложенной - конструкции из-за увеличения эффективного радиуса увеличивается напряжение зажигания короны и вследствие этого повышается надежность и долговечность быстродействующего высокойольтного предохранителя. Формула изобретения Высоковольтный быстродействующий предохранитель, содержгиций диэлектрический корпус с контактными электродами, внутри которого размещен взрывающийся проводник, соединенный с контактными электродами, о т л и ч ающий с я тем, что, с целью уменьшения габаритов и расширения диапазона рабочих токов, он снабжен стержнем из диэлектрического материала с двумя спиральными канавками, выполненными на его боковой поверхности, и направленными встречно, причем в одной из канавок размещен взрывающийся проводник, а стержень из диэлектрического материала запрессован в диэлектрический корпус. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Кульгавчук В.М. Высоковольтные бысггродействуюЩие предохранители для конденсаторных батарей. ПТЭ, 1966, 2, с. 159-163. 2. Электричество, 1972, 11, с, 82-83.