Жидкометаллический замыкатель
Иллюстрации
Реферат
ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ЗАМЫКАТЕЛЬ с электрогидравлическим приводом , содержащий два неподвижных, установленных соосно один над другим твердометаллических электрода. разделенных изоляторЬм, жидкий металл , помещенный в полость нижнего неподвижного электрода и подвижный твердометаллический электрод, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей , подвижный электрод выполнен составным из нескольких равномерно расположенных по окружности вкладышей, образующих совместно диск с центральным отверстием, погружен в жидкий металл и установлен на нижнем неподвижном электроде, а верхний неподвижный электрод снабжен толкателем , вз аимодействукицим с подвижным электродом при размыкании. : (Л с а § ч1 00 О ю ю 0
ÄÄSUÄÄ780722
СОЮЗ СО8ЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
M51) H 01 H 29/00 ) Н 01 Н 39/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMV. СВИДЕТЕЛЬСТВУ
C0
h4
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГГИЙ (21) 2785816/24-07 (22) 27.06.79 (46) 23.08.83. Вюл. Ф 31 (72) В.Н. Скрипунов (53) 621.316.542(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
9 436405, кл. H H 39/20, 1972.
2. Авторское свидетельство СССР
Ф 513589, кл. Н 01 Н 39/00, 1974.
3. Авторское свидетельство СССР . У 547858, кл. Н 01 Н 29/00, 1975. (54) (57) ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ЗАЬБKATEJIb с электрогидравлическим при водом, содержащий два неподвижных, установленных соосно один над другим твердометаллических электрода, 1 разделенных изолятором, жидкий металл, помещенный в полость нижнего неподвижного электрода и подвижный твердометаллический электрод, отличающийся тем, что, с .целью расширения функциональных воэможностей, подвижный электрод выполнен составным иэ нескольких равномерно расположенных по окружности вкладышей, образующих совместно диск с центральным отверстием, погружен в жидкий металл и установлен на нижнем неподвижном электроде, а верхний неподвижный электрод снабжен толкателем, взаимодействующим с подвижным электродом при размыкании.
780722 !
Изобретение относится к о4ласти вижного электрода и подвижный твердо .""койй тации электрических цепеи с металлический электрод; укаэанный йОМощью жидкого металла и может быть подвижный электрод выполнен состав"" "= йспользовано s.ýIIåêòðè åñêèõ аппара- ным из нескольких равномерно распо-ложенных по окружности вкладышей, Известны электрические аппараты, 5 образующих совместно диск с центральS "которых замйкание электродов про- . ным отверстием, погружен в жидкий исходйт в результате"перемещеййя -в металл и установлен на нижнем неМазор"меЖду "нимй жидкого металла " подвижном электроде, а верхний не
Щ f2) . В этих устройствах жидкий подвижный электрод снабжен толкатеMeTaJIJI перемещается с помощью энер- jp лем, взаимодействующим с подвижным
"r891 5336KTpH%eoKoI" Взрйва проводни- . электродом при размыкании.
Ка. Контактная прослойка здесь соз- - на фиг. 1"представлен заьнкатель
2 дается только слоем" жидкогб метал- * -в отключенном состоянии; на фиг.
"ла," проводимость которого ниже, " "то же, в"режиме длительного замы-чем у твеРдых.контактных матерйа.- .-15 кания.
Jios. Поэтому такие устройства имеют Замыкател "содержит верхний не- " большие потери, особенно в сильно- . подвижный твердометаллический электочных" цепях с токами 500 кА и более. трод 1 и нижний электрод 2, раздеИзвестен также жидкометалли4ес- . ленные изолятором 3.
0 ий °:замыкатель с электрогидравпи-:: В нижний электрод 2 залит жидкий
ЧЕСКИЙ ПРИВОДОМ, СОДЕРжаЩий. Два не- 2 металл 4, между свободной поверх"" подвижных, установленных сооСно: — ностью которбго и верхним электроодин над другим TBepgoMeTBfIJI&%6ских доМ 1 ocTàSJIåí мЕжэлЕКтРоДный зазор. электрода, разделенных йзолятором, : В нижний электрод залита также жиджидкий металл, помещенный В полость кость 5. Жидкий металл 4 и жидкость 5 н жнего неподвижного электрода м .: 25 разделейы друг от другы эластичной
ПОДВИжный тверДометаллиЧескИй элЕй- : диафРагмой б. В жидкий металл 4 потрод "3). ) ... - .-. --::-. -:.. ..:: " гружен -подвйжный твердометалличесДл длительйой коммутации элек-, кий составной электрод 7„ между котродов подвижный электрод перемеща- -торым"и=верхййм электродом 1 й@хоют вйиз„ погружают его в жидкйй ме- 30 дится указанный межэлектродный зазор. таАл и соединяют таким образом верх- Вкладыши электрода 7 равномерно расний злекгрод с нижним. Для "иьпчульс.- :, положеиы по окружности и образуют ной. коммутации цепи подвйжный элен- " диск, в дне которого трод закрепляют йа Верхнем электро- верстйе 8. Яа верхнем электроде 1 е, а коммутацйю осуществляют мета- З5 расположены толкатели 9, соединенНИЕМ XHiiKOro MeTeJIJia Po:сопрйкосно-.:.:,НЫе с приводом 10. Перегородки 11
8 ego C sepRHHM sJIeKTgOJIOM . " слУжат длЯ защиты изОлятора 3 от это устройство имеет следующие : загрязнения жидкйм влетал
Фе дост a òки: д." :::..." .: ":: - " Нал 12 служит- для слива жидкого металла 4 в полость нижнего элекПреооладающая роль кидкомета!т - 40 трода 2. В жидкости 5 расположены екTpo 13 злектрогидравлического ротивлейии как в импульсном, так и в"длйтельном режиме ко ь ртации,, что увеличивает контактные потери; . . . Образом. Под действием энергии
2. ОтсУтствие наДежного Контакт- 45 электрйческого взрывй Meggy электроНого. нажатия между твердЬметалличес-" да, 13 в жидкости 5 идкий ме, л 4 кими неподвижными электродами и подм что величиВает и твердометалличе)ский электрод 6Ф е емещаться совместно в зае тродами 1 и 2 В связи
Ко тации зор между электрода с тем что удельный Вес жидкого меимеет невйсокое 6bIOTpoJIeAOTsHe та
"Kai< движение подвижного электРода . талла,"напрймер сплава а, меньш электрода 7, а также в результате
Юййз происходит под действием силы удельно о
Я R НОЙ ВОЛНЫ ВЗРЫц изобретения является расши- вз аимодействи уд р ние нкц ора ь 55 """ ит че ез Отверс ние ф нкцио альных возможностей - ва, которая проход р тия 8 в электроде. 7 со свободной замЫКатеЛя ПУтем повышЕНИЯ. быстро- . тия s ежиме работы. поверхностЬю жидкого металла б и, т Д
Цель достйгается" тем, что s из- кий металл о го я етап H ском замыка- ческий электрод и первым попадает в а лическим приво- 60 межэлектродный зазор "- мму арестном ЙйдййМ" a ч е тле с электрогидравлич лект оды 1 и 2. В этот же зазор зан на гим " " тем попадает и электрод 7. Если м содержащем два неподвижных, ус- электроды и
1 7 их элект ода раз- электроды и выпол линивания" то электрод 7 деленных изолятором, жидки кий металл пу самозак т м ежду электродапомещенный в полость нижнего непод- j5 оказывается зажа ы м с
780722 ми 1 и 2 и остаются в межэлектродном зазоре, а жидкий металл после завершения процессов, совпровождающих взрыв в жидкости, стекает назад в полость нижнего электрода. Таким образом, электроды электрической цепи остаются замкнутыми длительное время. Это состояние замыкателя пока - зано на фиг. 2, Размыкание электродов производят выталкиванием контактов из межэлек тродного зазора с помощью толкателей
9 и привода 10, под действием силы тяжести электрод 7 возвращается в исходные положения, т.е. погружается в жидкий металл.
В предложенном замыкателе снижается сопротивление контактного узла, так как оно осуществляется одновре менно соединением твердометаллических контактов и жидким металлом, который заполняет все микронеровности, соприкасающихся поверхностей, Это также увеличивает фактическую контактную поверхность соединения.
В жидкометаллическом замыкателе повышается надежность и быстродействие процесса коммутации, так как перемещение твердометаллических кон тактов происходит без ограничения их скорости, что расширяет функЦиональные возможности замикателя. Действительно, обычно скорость соприкосновения твердых контактов ограничена явлением их упругого взаимодействия, вибрацией контактов И возникновением электрической эрозии.
В данном устройстве началом коммутации осуществляют жидким металлом, который смачивает поверхности твердых контактов и в силу своей текучести исключает возникновение эро- зии, так как шунтирует возникающие зазоры между твердым электродом 7 и электродами 1 и 2.
В течение длительного замкнутого состояния замыкателя вбзможно ослабление усилий, удерживающих электрод
7 между электродами 1, 2, например от температурных или электродинами. ческих воздействий, или вибраций.
Поэтому для восстановления контактного соединения производят периодическое импульсное силовое воздействие на этот контакт. Для этого производят повторные электрические разряды в жидкости 5 и метание жйдкого металла в электроде 7. Усилие, создаваемое жидким металлом, восста. навливает контактное соединение, а сам жидкий металл заполняет возможные микропустоты.
Импульсное силовое воздействие .возможно также и ударными волнами, которые распространяются в жидкости от эпицентра взрыва. Для этого поднимают уровень жидкого металла добавлением дополнительного его количества (например через отверстие в электроде 2, на чертеже не показано), до погружения подвижного электрода, находящегося между замк.5 нутыми электродами, а затем осущест вляют электрический взрыв. Такое " воздействие является более рациональным, так как ударные волны являются наиболее эффективным носителем
Я энергии взрыва.
Данный замыкатель позволяет осуществить не только длительйую коммутацию, но и импульсную. Для этого твердометаллический" подвижный контакт удерживают B межконтактном зазоре только на время йрбхожу(еййя " импульса тока. Такое удержание осуществляют гйдропотоком жидкого ме- талла, Сопутствующего перемещению электрода. B этом случае подвижный электрод выполняют без самозаклинивания между электродамй. При завер шении процесса взрыва подвижный электрод совместно с жидким металлом под действием силы тяжести возвращается в исходное положение. !
Жидкометаллический замыкатель обладает новым техническим эффектом, который заключается в сочетании
30 быстродействия коммутации больших токов в различных режимах работы при отсутствии эрозии контактов" С минимальным переходным контактным сопротивлением. Замыкатель также
35 обеспечивает восстановление контактного сопротивления йри егб увйлйчении в процессе эксплуатаций..
В дополнении к иэложенному сле- дует добавить, что наличие отверс40 тия в электроде 7 позволяет осуществить процесс коммутации в следующей новой последовательности: сначала поверхностным слоем жидкого металла; затем твердометаллическим контактом, 4 а потом остальной частью жидкого металла. Этот отличительный признак обеспечивает новый технический эффект, заключающийся в том, что повышается время термической устойчивости замкнутого сбстояния до подхода
50 остальной части жидкого металла.
Таким образом, данный замыкатель обеспечивает повьпаение быстродействия за счет повЪйЫения " скоростй co»» прикосновения контактов при одновре55 менном уменьшении потерь в переходном и длительном режимах коммутации.
Размещение дополнительного привода, соединенного с толкателями, расположенными на верхнем электроде, щ:обеспечивает надежное удаление всех вкладышей подвижного, электрода иэ межэлектродного "промежутка при сох-ранении компактности контактного узла.
780722.Ф,1 редактор П. Горькоза . Техред И.йетелева КоРРектоР, М. Демчик ° Ы«» »« «»»й«««»»«« « «««««
»«»»»»»»»»
Заказ 8022/2 . . %ираж 703, Подписное
ВНИИПЙ Государственного комитета СССР
ho делам изобретений и откритий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
"" Ый «»»»ю»»
»»»»» ЮЮ»»»»»»»»» ««» филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4