Быстродействующий предохранитель Советский патент 1982 года по МПК H01H85/40 H01H85/08 

(54) БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитным уст ройствам сетей и электроустановок,, и может быть применено в электричес ких сетях и электроустановках низко го напряжения не свыше 1000 В для быстрого размыкания и защиты от ток короткого замыкания. Бесперебойная работа электрических установок возможна лишь при наличии защитных устройств, своевременно отключающих поврежденные элементы установки от действующих и быстро реагирующих на нарушение нор мальных условий работы электрическо го оборудования. Известны различные конструкции быстродействующих предохранителей, в которых время срабатывания невели ко. Во взрывных предохранителях плавкий элемент снабжен зарядом взрывчатого вещества, срабатывающим при определенных температуре или то ке. Такие устройства сложны и опасны при эксплуатации. Известен предохранитель, в котором взрывное действие достигается за счет разности в коэффициентах теплового расширения и температуры плавления основного металла плавкого элемента и его оболочки 1. Однако для изготовления плавкого элемента необходим дефицитный вольфрам в паре вольфрам-медь, а в парах никель-алюминий и никель-медь получение никелевой трубки связано с трудоемким процессом гальванизации. Известны предохранители с плавкой вставкой, помещенной в корпус с непрерывно циркулирующим жидким наполнителем, например дистиллированной водой 2. Недостатком указанного предохранителя является ограниченная область его применения из-за необходимости наличия циркуляционного контура с дистиллированной водой. Наиболее близким по технической сущности является быстродействующий предохранитель, содержащий токопроводящий элемент, диэлектрический жидкостньлй наполнитель и токовыводы 3. Недостатками этого устройства являются сложность конструкции и .невозможность полностью погасить дугу. Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение эффективности угогашения. Поставленная цель достигается тем, что токопроводящий элемент выполнен из капиллярно-пористого материала с герметичной, например, завальцованной боковой поверхностью и пропитан диэлектрическим жидкостным наполнителем. Кроме того, в качестве капиллярIно-пористого материала использован спеченый никелевый или титановый порошок с размерами частиц 1-5 мк и пористостью 60 - 70%, а в качестве пропитывающего диэлектрического жидкостного наполнителя - дистиллированная вода. На фиг.1 показан токопроводящий элемент из капиллярно-пористого никеля, продольное сечение; на фиг,2 то же из капиллярно-пористого титан продольное сечение. Токопроводящий элемент имеет цилиндрический стержень 1 из электропроводного капиллярно-пористого мат риала никеля или титана (фиг,1 или 2), пропитанного диэлектрической жидкостью, с токоподводами 2, которые припаяны к торцам стержня оловянно-свинцовым припоем. Боковая поверхность токопроводящего элемента из капиллярно-пористого материала вальцуется после пропитки ее диэлектрической жидкостью, например дистиллированной водой. Наполнитель при этом запирается в порах вставки. При пропускании через токопроводящий элемент электрического тока короткого замыкания ее каркас из электропроводного капиллярно-пористого никеля (титана) быстро нагревается и мгновенно отдает тепло дистиллированной воде одновременно во всем объеме. Вода без кипения нагревается до температуры предельного перегрева около 300°С и взрыво образно испаряется. Этот процесс сопровождается резким ростом давления внутри вставки и приводит к ее механическому разрущению. Возникающая дуга паровым взрывом выдувается из межэлектродного промежутка и при прохождении электрического тока через нуль гаснет. Определяющим фактором скорости и величины подводимой энергии к вдтавке при протекании тока короткого замыкания является ее сопротив . Например, вставка из капиллярно-пористого никеля диаметром 6,5 мм и Длиной 50 мм имеет сопроти ление порядка 0,0015.0м. Использование в предохранителях токопроводящих капиллярно-пористых материалов с жидким диэлектрическим наполнителем обеспечивает эффективность дугогашения за счет парового взрыва наполнителя под действием тока короткого замыкания при размыкании электрической цепи. Вставка из капиллярно-пористого материала отличается простотой конструкции и нетрудоемка в изготовлении. Исходные материалы для изготовления вставок из капиллярно-пористого материала являются недефицитными и относительно недорогими, а технология их получения достаточно проста и не требует больших материальных затрат. Ориентировочная стоимость одной вставки, изготовленной в лабораторных условиях, составляет 4 руб. В условиях широкого производства она может быть снижена в несколько раз. Вставки из капиллярно-пористого материала с диэлектрическим наполнителем обладают хорошим быстродействием. Время размыкания цепи составляет 0,02 с, что не хуже времени срабатывания быстродействующих предохранителей других конструкций. Формула изобретения 1.Быстродействующий предохранитель, содержащий токопроводящий элемент, диэлектрический жидкостный наполнитель и токовыводы, обличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения эффективности дугогашения, токопроводящий элемент выполнен из капиллярно-пористого материала с герметичной, например, завальцованной боковой поверхностью и пропитан диэлектрическим жидкостным наполнителем. 2.Предохранитель по п. 1, о тличающийся тем, что в качестве капиллярно-пористого материала использован спеченый никелевый или титановый порошок с размерами частиц 1 - -5 мкм и пористостью 60 70%, а в качестве пропитывающего диэлектрического :жидкостного наполнителя - дистиллированная вода. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 524248, кл. Н 01 Н 85/08, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР № 205926, кл. Н 01 Н 85/08, 1966. 3.Авторское свидетельство СССР № 210240, кл. Н 01 Н 85/40, 1966.