Импульсный быстродействующий коммутационный аппарат

Импульсный быстродействующий коммутационный аппарат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик (») 436405 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено07.06.72 (21) 1794034/24-7 с присоединением заявки № 1794035/24 7 (23) Приоритет(43) Опубликовано 25.11.75 Бюллетень ¹ 43 (45) Дата опубликования описанияО9 О2,76 (51) М. Кл.

Н 014 39/00

Н 01 е 29/28

Государственный номнтет

Совета еенннстраа СССР ао делам нэаеретеннй н открытей (53) УДК 621.3.066. ,6 (088.8) Б. Г. Карасев и В. Н. Скрипунов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИМПУЛЬСНЫЙ БЫСТРОДЕЙСТВУЮШИЙ КОММУТАЦИОННЫЙ

АППАРАТ

)5

Изобретение касается, коммутации

< больших импульсных токов и может быть использовано в технике сильных импульсных полей.

Известные конструкции коммутаторов с использованием энергии электрогидравлического удара построены по принципу пере дачи отключаюшего импульса поршню, rmнематически связанному с подвижным контактом коммутатора или с механизмом свободного расцепления, удерживаюшим подвижный контакт.

Однако эти конструкции отличаются тем, что: а) передача энергии электрогидравлического удара для привода в движении подвижного контакта производится посредством поршня и кинематических передач, что снижает быстродействие коммутатора; б) увеличение веса кинематических узлов с ростом величины коммутируемого тока, что препятствует повышению быстI родействия и увеличивает затраты энергии для привода коммутатора; в) наличие большого количества кинематических узлов и передач, что усложняет конструкцию и увеличивает габариты коммутатора.

С целью повышения быстродействия коммутационного аппарата, упрошеиия конструкции и уменьшения габаритов коммутационный аппарат выполнен в виде концентрически установленных электродов, в зазор между которыми помешен жидкометаллический контакт и вэрываюшийся проводник, токоподвод к которому прохо» дит через внутренний электрод по изолированному металлическому стержню. Энергия электрогидравлического удара взрывающегося проводника является высокоэнергетическим приводом коммутационного ап парата.

Предлагаемый коммутационный аппарат может быть выполнен как размыкатель или как замыкатель электрической цепи.

На фиг. 1 изображена схема раэмыкателя; на фиг. 2 — схема замыкателя.

Раэмыкатель состоит иэ наружного

1 электрода 1, являюшегося корпусом размы436405 кателя и концентрически установленного

1 в нем внутреннего электрода 2. Электроды изолированы друг от друга диэлектриком 3. B корпусе наружного электрода 1 залита диэлектрическая жидкость 4„на поверхности которой в зазоре между электродами 1 и 2 находится подвижный жидкометаллический контакт 5, имеющий удельный вес меньше удельного веса диэлектрической жидкости 4, Через внутренний элект-1О род 2 пропущен изолированный металлический стержень 6 с закрепленным на его конце взрывающимся проводником 7, кото- рый контактирует с неподвижным жидкометаллическим контактом 8, с удельным ве- 15 сом, большим удельного веса диэлектрической жидкости 4, находящимся в углублении на дне корпуса наружного электрода

1. Замыкатель состоит из наружного электрода 1, являющегося корпусом замыкателя, и концентрически установленного в нем внутреннего электрода 2, изолированных друг от друга диэлектриком 3.

В корпус наружного электрода 1 залит жидкий металл 5, между поверхностью р5 которого и внутренним электродом 2 оставлен зазор. Через внутренний электрод 2 пропущен изолированный металлический стержень 6, с закрепленным а его конце взрывающимся проводником 7, заключенным ЗО в изоляцию 9.

Размыкатель работает следующим образом.

Импульс тока от схемы управления электрическим взрыво цр вод ка подает 35 ся через стержень 6, а также через корпус наружного электрода 1 и неподвижный жидкометаллический контакт 8 на взрывающийся проводник 7. В результате взрыва проводника 7 непосредственно в 4О диэлектрической жидкости 4 возникает электрогидравлический удар„ под действием которого подвижный жидкометаллический контакт 5, находящийся на поверхности диэлектрической жидкости 4, выбрасы- 4 вается вверх из зазора между электродами 1 и 2 и разрывает электрическую цепь.

Диэлектрическая нсндкость 4, вытолкнув жидкометаллический контакт 5, заполняет зазор между электродами 1 и 2 „ бО

Разомкнутое положение размыкателя длится в течение всего времени нахождения диэлектрической жидкости 4 между электродами 1 и 2. Это время определяется длительностью процесса электрического взрыва проводника 7, а также временем < гекания диэлектрической мп1дкости

4 под действием собственного веса,,т.е. ее количеством, находящимся в зазоре, конструкцией и геометрическими размера» ми зазора.

После завершения процесса ра- мыкания электрической цепи диэлектрическая жидкость 4 и подвижный жидкометаллический кантакт 5 разделяются по удельным весам, и в исходном положении подвижный жидкометаллический контакт 5 вновь находится в зазоре между электродами 1 и 2.

После откачки продуктов газовыделения и замены взрывающегося проводника 7 размыкатель готов к следующему процессу размыкания электрической цепи.

Применение в качестве жидкометаллического контакта металла с малым удельным весом (например, сплав N а-К), расположение его на поверхности диэлектрической жидкости, передающей энергию электрогидравлического удара непосредственно жидкометаллическому контакту без промежуточных звеньев, обеспечивает высокое быстродействие размыкателя.

Замыкатель работает следующим образом.

Импульс тока от схемы управления электрическим взрывом проводника подается через стержень 6, а также через корпус наружного электрода и жидкий металл 5 на взрывающийся проводник 7. В результате взрыва проводника 7 непосредственно в жидком металле 5 возникает электрогидравлический удар, под действием которого жидкий металл 5 выбрасывается вверх в зазор между электродами 1 и 2 и замыкает электрическую цепь„

Процесс коммутации длится в течение всего времени нахождения жидкого металла 5 между электродами 1 и 2. Это время определяется длительностью процесса электрического взрыва проводника 7, а также геометрическими размерами зазора между электродами 1 и 2, из которого н<идкий металл 4 вытекает под действием собственного веса после завершения процесса электрического взрыва проводника.

Таким образом, подбирая соотношение между удельным весом жидкого металла 5, длительностью электрического взрыва про водника 7, амплитудой и длительностью коммутируемого тока, а также геометрическими размерами зазора между электродами 1 и 2, можно изменять время коммутации замыкателя.

После завершения процесса коммутации импульса электрического тока жидкий

436405 металл 5 стекает в корпус наружного электрода 1. После откачки продуктов газовыделения из корпуса наружного электрода 1 и замены взрывающегося проводника 7 замыкатель готов к следующему процессу коммутации электрической цепи.

Для снижения сопротивления движению жидкометаллического контакта, а следовательно, и для дополнительного повьпиения быстродействия как размыкателя, так и замыкателя, процесс коммутации осуществляется и вакууме.

Совмещение наружного электрода с корпусом коммутатора, концентрическое расположение электродов, применение в Качестве подвижного контакта жидкого металла позволяет выполнить конструкцию коммута» ционного аппарата компактной и уменьшить его габариты.

Предлагаемый импульсный быстродействующий коммутационный аппарат прост по конструкции, не имеет кинематических узлов и передач и обладает повышенным быстродействием.

Предмет изобретения 1, Импульсный быстродействующий коммутационный аппарат с электрогидравлическим приводом, содержащий электроды, отли чающийся тем,что,сце6 лью повьпшения быстродействия, упрощения конструкции и уменьшения габаритов, электроды установлены концентрически, и в зазор между ними помещен подвижный жидкометаллический контакт и взрывающийся проводник с токоподводом, причем токоподвод проходит через внутренний электрод и выполнен в виде изолированного металлического стержня, соединенного с указанным

IO взрываюшимся проводником, 2. Импульсный быстродействующий коммутационный аппарат IIQ и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности использования коммутау ционного аппарата в качестве размыкателя, наружный электрод залит диэлектрической жидкостью, поверхность которой покрыта подвижным жидкометаллическим контактом, а корпус наружного электрода выполнен с углублением. в донной части, в ко. торое помещен неподвижный жидкометаллический контакт, соединенный указанным взрывающимся проводником с указанным изолированным металлическим стержнем. р 3. Импульсный быстродействующий коммутационный аппарат по п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности использования коммутационного аппарата в качестве замыкателя, 30 взрывающийся проводник помещен в изоляцию.

436405

Составитель Т.Пушкова

Изд. ph /, ф Тираж 833

Подписное

Заказ g(g о

11ИИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Предприятие <Патент», Москва, Г-59, Бережковская наб. ° 24

Редактор Л цветкова Техред H.Kàðàíäàøoâà КоРР«»Р Л,ОРнова