Коммутационное жидкометалличес-koe устройство

Коммутационное жидкометалличес-koe устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (»)813523

Ж г (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.11.78 (21) 2688342/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М Кл з

Н 01 Н 29/22

Гаеударстеенный камитет

Опубликовано 15.03.81. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 25.03.81 (53) УДК 621.316. .542 (088.8) II0 делам изобретений и атнрытий (72) Авторы нзобретення

В. П. Горенышев и В. С. Куропаткин (71) Заявитель (54) КОММУТАЦИОННОЕ

ЖИДКОМЕТА,ЛЛИЧЕСКОЕ УСТРОИСТВО

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве низковольтных разъединителей, неавтоматических выключателей, а также в автоматических выключателях и реле.

Известно коммутационное жидкометаллическое устройство, в котором подвижный жидкометаллический контакт перемещается под давлением газа для сжатия которого служит вспомогательный механизм — компрессор (1).

Наиболее близким к предложенному является коммутационное устройство с жидкометаллическим контактом, содержащее электроизоляционный герметизированный корпус, твердометаллические электроды, жидкий металл и инертный газ, заполняющий внутреннюю полость корпуса, причем жидкий металл и инертный газ разделены слоем дугогасящей жидкости., Жидкий металл перемещается посредством поршня.

Данное устройство обладает значительным .повышением отключающей способности (2).

Недостатком данных устройств является наличие подвижных трущихся частей, которые в процессе эксплуатации изнашиваются, ограничивая срок службы устройства; по мере износа трущихся частей снижается надежность, имеется значительное количество деталей, а в некоторых устройствах много вспомогательных механизмов, что усложняет устройства.

Известен также способ бестигельной плавки металла, используемый в металлургии, заключающий в том, что расплавленный металл подвешивают в пространстве силами электромагнитной левитации за счет использования двух встречно включенных катушек, одна из которых расположена под металлом и сообщает ему подъемную силу, а другая— под металлом, предотвращает его перемещения в горизонтальной плоскос (3).

Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение срока службы и надежности жидкометаллического коммутационного устройства.

Указанная цель достигается тем, что в коммутационном жидкометаллическом устройстве, содержащем герметизированный

20 электроизоляционный корпус с помещенными в него жидким металлом, дугогасящей жидкостью, плотность которой меньше плотности жидкого металла, двумя изолированными друг от друга электродами, закреп813523

25

Формула изобретения

Зо

50 ленными в корпусе над поверхностью жидкого металла, и инертным газом, заполняющим остальной объем, и привод, причем привод выполнен в виде двух встречно включенных катушек переменного тока, одна из которых расположена под, а другая над корпусом устройства.

Кроме того, с целью повышения быстродействия при отключении, устройство снабжено дополнительной катушкой, включенной последовательно с электродами и установленной под корпусом.

На фиг. 1 изображено устройство, отключенное состояние; на фиг. 2 — включенное состояние устройства.

В корпусе 1 из электроизоляционного материала, частично заполненном жидким металлом 2 (например эвтектическим составом галлия, индия и олова) и дугогасящей жидкостью 3, плотность которой меньше плотности жидкого металла (например, трансформаторным маслом) над поверхностью жидкого металла закреплены два изолированных друг от друга электрода 4, остальной объем корпуса заполнен инертным газом 5. Снизу корпуса и над ним установлены две катушки 6 и 7 напряжения переменного тока, включенные встречно и составляющие привод устройства. Над корпусом 1 установлена дополнительная катушка 8, включенная последовательно с электродами 4.

Устройство работает следующим образом, Для замыкания электродов 4 подают напряжение на катушки 6 и 7. Вследствие взаимного отталкивания токов, протекающих по катушкам 6 и 7 и индуцированных токов в жидком металле 2, а также благодаря силам поверхностного натяжения в жидком металле, последний, приобретая форму шара (или груши при большой массе металла), переходит во взвешенное состояние между катушками и перемыкает электроды 4 (фиг. 2). От перемещения в горизонтальном направлении металл удерживается благодаря образованию потенциальной ямы, которая формируется верхней катушкой 7. Для размыкания электродов 4 снимают напряжение с катушек 6 и 7, в результате чего жидкий металл под действием силы тяжести возвращается на дно корпуса.

Электрическая дуга, возникающая между жидким металлом 2 и электродами 4, гасится дугогасящей жидкостью 3. Так осуществляется коммутация в номинальном режиме работы. При возникновении тока короткого замыкания резко возрастающие электромагнитные силы, возбуждаемые катушкой тока 8, направленные согласно с силой тяжести, ускоряют размыкание цепи между жидким металлом 2 и электродами 4, повышая быстродействие коммутационного устройства.

Данное коммутационное жидкометаллическое устройство имеет меньше деталей и является более простым. В результате того, что из него исключены трущиеся части, устройство имеет повышенный срок службы и надежность. В аппарате с таким коммутационным устройством исключается необходимость применения механизма и двигательного привода сложных, дорогостоящих и быстро изнашивающихся узлов. Коммутационное устройство представляет собой разъединитель и неавтоматический выключатель с дистанционным управлением, которые близки к разряду статических. Столь же близким к статическим аппаратам может быть и автоматический выключатель, при применении в нем полупроводниковых реле защиты.

В целом ряде случаев целесообразнее разрабатывать предлагаемый «почти статический» автоматический выключатель, чем статический, который основан на силовых полупроводниковых вентилях, имеющих большие габариты и малый срок службы.

1. Коммутационное жидкометаллическое устройство, содержащее герметизированный электроизоляционный корпус с помещенными в него жидким металлом, дугогасящей жидкостью, плотность которой меньше плотности жидкого металла, двумя изолированными друг от друга электродами, закрепленными в корпусе над поверхностью жидкого металла, и инертным газом, заполняющим остальной объем, и привод, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения срока службы и надежности, указанный привод выполнен в виде двух встречно включенных катушек переменного тока, одна из которых расположена под, а другая над корпусом устройства.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия нри отключении, оно снабжено дополнительной катушкой, включенной последовательно с электродами и установленной над корпусом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 433559, кл. Н 01 Н 29/22, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 61204, кл. Н 01 Н 29/04, 1976..

3. Метлин В. Б. Магнитные и магнитогидродинамические опоры. М., «Энергия», 1968, с. 59.

813523

4 2. 1

Редактор П. Коссей

Заказ 342/67

Составитель A. Голасов

Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Тираж 73$ Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4