Жидкометаллический выключатель

Жидкометаллический выключатель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6f) Доволннтельное к авт. свнд-ву (И) .Заявлено 150776 (23) 2386316/24-07

Саюа Совамнмх

Сфауюалнстмченнв

ВЕСафюек (Щ 616661 (53) N. Кл, .

H 01 Н 29/28 с присоединением заявкн,В

Госуаафстаеиный комитет

Совета Вииистуов СССР ио деаам изобретений и еткумтий (И) Приоритет (4З) Опубликовано 2507.78.Бюллетень,% 27 (63) У.ДК 621. 316.546. .3 (988. 8) (45) Дата опубликования описания 140678.

p3) АВтОры B.B.Андрееве H.A,Êóëàêîâ, Л.Т.Николаева, .

ЭЗрфрЕтрщя В И ° Приходченко, В.В.Танаев и А.В.Веретенков (7Ц Заявитель

Куйбышевский политехнический институт им. B.B.Êóéáíøåâà (54 ) ЖИДКОИЕТАЛЛИЧЕСКИЯ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к технике коммутировани я сильноточных электри+ ческих цепей постоянного тока.

Известны коммутационные аппараты, в которых отключение производится пе. ремещением жидкого металла за счет гидростатического давления между электродами в виде коаксиальных цилиндров, разделенных изоляционной перегородкой. Отключающая способность такого аппарата ограничена, поскольку он не имеет .средств принудительного дугогашенияt .4j, Наиболее близким по технической сущности к предложенному является жидкометаллический выключатель, содержащий коаксиально установленные твердометаллические электроды, вну" тренннй из которых выполнен нз ферромагнитного, а наружный нз неферромаг- Э .нитного материала, снабженные дугостойкими изоляционными насадками на торцах, образующие последовательно соедийенные межэлектродный и дугогаситеньный каналы, разделенные коаксиально установленной между указанными электродами перегородкой на сообщающиеся в области дугогасительиого канала отсеки, резервуар переменного объема, заполненный жидким металлом, соединенный с дугогаснтельным каналом, и. катушки магнитного дутья„установленные коаксиально поверх наружного электрода по разные стороны от плоскости сочленения межэлектродного и дугогасительного каналов, включенные встречно (21 . при включении аппарата жидкий металл. заполняет пространство между электродами, а при отключении. он удаляется .в резервуар переменного объема (сильфон) под действием сил гравитации. Возникающие при этом дуги отключения под действием сил взаимодействия осевых составляющих токов с магнитным полем катушек растягиваются по окружности в зазорах между нзоиированными насадкаьвт электродов и изо.лированной перегородкой, при этом дуги охлаждаются на изоляционных поверхностях и гасятся.

Недостатком такого выключателя является сравнительно большое время отключения, так. как жидкий металл удаляется в снль4ои олько нод действием сил гравитации, а время отключения зависит от времени га1иения дуги и времени удаления жидкого металла as аппарата. Это приводит к эрозии электродов и изоляционных поверхностей.

616661.

Цель изобретения. - повышение отключающей способности и быстродействия выключателя.

Это достигается тем, что в предложенном жидкометаллическом выключателе указанные электроды с изоляционными.насадками и изоляционная перегородка выполнены в виде конусов с угловым раствором относительно оси в 30-45

При отключении, когда снимается с резервуара переменного объема (силь-10

Фона) удерживающая его сила, жидкий металл под воздействием магнитного поля катушек и сил гравитации удаляется из зазоров между электродами с насадками и изоляционной перегород- j5 кой . При этом жидкий металл под действием магнитного дутья вращается в этих зазорах в,разных направлениях.

Прн выходе за край керамической изо" ляциоииой перегородки тангенциальные @ состаййяющие скоростей струй жидкого металла,. направленных встречно, гасятся и он продолжает двигаться в силь|Он под действием осевых составляющих cKopocтей и силы гРавйтации4

Возникающие при отключении дуги дробятся на две последовательных. Гашение их осуществляется магнитным дутьем, электромагнитные силы растягивают электрические дуги по окружностям в зазорах, из которых удален жидкий металл. Вследствие разных направлений осевых составляющих токов дуг отключения в этих зазорах они растягиваются в противоположные стороны и гасятся эа счет охлаждения на изоляционных поверхностях.

Таким образаМ, sa счет коиусной

Формы электродов с насадками и изоляционной перегородки при отключении кроме сил гравитации появляется допол-40 нительиая сила, способствующая более быстрому удалению жидкого металла в сильФои, что уменыаает время отключения и повьиаает отключающую способность выключателя. 45

На чертеже схематически изображен предложенный жидкометаллнческий выключатель, разрез.

ВыключателЬ состоит из твердометаЛлических электродов l, 2 s энде 60 соосных конусов с уклоном относительно оси симметрии порядка 30»»45, причем электрод 1 изготовлен нз Ферромагнитного материала, а электрод 2 из неФерромагнитиого материала. Иежду коническими электродами 1, 2 установлена изоляционная конической Формы перегородка 3. Торцы электродов l

2, обращенные к поверхности жидкого металла, снабжены изоляционными дугостойкими насадками 4, 5 и образуют @» межэлектродный канал 6 и дугогеситель» ный канал 7. Вокруг наружного электрода 2 расположены катушки 8 магнитного дутья, включенные встречно. Катушки экранированы Ферромагнитным кожухом 9.65

Во включенном положении пространство между электродами 1, 2 и изоляционной перегородкой 3 заполняется жидким металлом 10 из резервуара переменного объема (сильФона) 11.

Во включенном положении электроды

1 2 с жидким металлом 10 образуют замкнутую цепь. Жидкий металл удерживается силой, приложенной к сильФону 11, Магнитное иоле катушек 8 маг« нитного дутья, взаимодействуя с осевыми составляющими токов, протекающих через жидкий металл, в зазорах между электродами 1, 2 и изоляционной перегородкой 3 вращает жидкий металл в противоположных направлениях. Это способствует лучшему его охлаждению и позволяет увеличить номинальный ток аппарата. При отключении цепи с сильФона ll снимается удерживающая его сила, и жидкий металл начинает удаляться из указанных зазоров. При выходе за край керамической нерегородки 3 тангенциапьные составляющие струи жидкого металла, направленные встречно, гасятся, и он продолжает удаляться в сильФон под действием осевых составляющих скоростей и сил гравитации . При этом вбзникают,гуги отключения в зазорах, откуда удалился жидкий металл, Дуги дробятся на две последовательных. Осевые состasляющие токов дуг отключения в указанных зазорах направлены встречно и при взаимодействии с магнитным полем катушек 8 создаются силы, растягивающие дуги по окружностям в этих зазорах в противоположных направлениях. При этом дуга охлаждается на изоляционных поверхностях и гасится.

Таким образом, процесс откпючЕния протекает эа счет того, что появляется дополнительная составляющая си» лы, направленная вниз, и жидкий металл удаляется в сильФон не только за счет сил гравитации, но и за счет этой силы.

Предложенное конструктивное выполнение электродов и иэсщяционной перегородки конусной Формы позволяет без увеличения габаритов и веса аппарата уменьшить время отключения и увеличить отключающую способность выключателя.

Формула изобретения

Жидкометаллический выключатель, содержащий коаксиально установленные твердометаллические электроды, внутренний из которых выполнен Иэ Ферромагнитного„ а наружный †. Из неФерромагиитного материала, снабженные дугостойкими изоляционными насадками на торцах, образующие последовательно соединенные межзлектродный и дугогасительный каналы, разделенные коаксиально установленной между указан616661

Составитель Е.Бочкова

Редакто E.К as ова Те И.Климко Ко екто Л.Небола

Заказ 4074/47 Тираж 960 . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

113035 Москва Ж-35 Ра шская наб, . 4 5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ными электродами изоляционной перегородкой на сообщающиеся в области дугогасительного канала отсеки, резервуар переменного объема, запол-, ненный жидким металлом, соединенный с дугогасительным каналом, и катушки магнитного дутья, установленные коаксиально поверх наружного электрода ио разные стороны от плоскости сочленения межэлектродного и дугогасительного каналов, включенные встречно, отличающийся тем, что, с целью повышения отключающей. способности и быстродействия, указанные электроды с изоляционными насадками и изоляционная перегородка выполнены в виде конусов с угловым раствором относительно оси в 30-45

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США 9 2288089, кл.335-49I

1942.

2. йвторское свидетельство СССР

9 527757, кл. Н 01 Н 29/28, 1974.