Жидкометаллический предохранитель
Патент 892520
Авторы
Жидкометаллический предохранитель
Иллюстрации
Реферат
Сотоэ Советскик
Социалистические
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ @ оvcmo v свидЕ еЛ С
<и 892520 (6l ) gl0ïîëíìòeëüí0å н авт. свид-ву (22) Заявлено 22.04.80(21) 2914676/24-07 с присоединением заявки J% (23) Приоритет (51)М. Кл .
Н 01 Н 87/00
Н 01 Н 85/12
ГвеуАврстеенный кемнтет ао делан нзевретеннй н открытнй
Опубликовано 23. 12.81. Бюллетень № 47 (53) УДК 621 316 .923 (088.8) Дата опубликования описания 25.-12.81 (72) Авторы изобретения
В. A. Андреев, E. B. Бондаренко, 10. С. Крежевский и А. Ф. Кузьмин
l
Ульяновский политехнический институт (7I) Заявитель (54) ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ
Изобретение относится к электротехни ке и может быть использовано для заши- ты электрооборудования от токов перегрузки и токов короткого замыкания.
Известны предохранители, содержащие электроизоляционный корпус, в котором находится плавкая вставка, выполненная в виде нескольких параллельных капиллярных каналов, заполненных жидким металлом, контактные колпаки, демпфер, а также электромагнит, якорь которого через тО шток соединен с демпфером fl), Недостатками устройства являются сложность согласования с работой других защитных аппаратов, а также низкая чувствительность.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является жидкоме . таллический предохранитель, содержащий электроизоляционный корпус с контактными колпаками, плавкую вставку, выполнен- о ную в виде нескольких параллельных капиллярных каналов, на одних концах которых размещены электроизоляционные заглушки, 2 демпфер, электромагнит и шток, размещенные в одном из контактных колпаков так, I что якорь через шток соединен с демпфером, причем демпфер выполнен в виде сферической мембраны, а пространство между сферической мембраной и другими концами капиллярных каналов, размещенными вблизи колпака, в котором расположены демпфер, электромагнит и шток, заполнено жидким металлом Г21
Указанный жидкометаллический предохранитель устраняет вышеперечисленные недостатки, но требует для своей работы еще значительное количество элементов, что усложняет его конструкцию.
Цель изобретения - упрощение конструкции.
Поставленная цель достигается тем, что в жидкометаллическом предохранителе использован электромагнит с двумя обмотками, одна из которых предназначена для соединения с устройством релейной защиты.
На чертеже представлен жидкометаллический предохранитель, разрез.
В электроизоляционном корпусе 1, в нижнем контактном колпаке 2 и в верхнем контактном колпаке З имеются капиллярные каналы 4, заполненные жидким металлом. На торцевой части верхнего контактного колпака 3 установлен электромагнит, состоящий из корпуса 5, крышек 6, якоря 7 и двух обмоток 8 и 9.
За пределы внутренней полости электромагнита якорь 7 не выходит и его высота выбрана так, что он может занимать внутри корпуса 5 два положения (в зависимости от того, в какую из обмоток
8 или 9 был подан ток). Такой электромагнит можно назвать электромагнитом двустороннего действия.
Корпус 5 электромагнита электрически изолирован от верхнего контактного колпака 3 цри помощи кольцевой изоляционной вставки 10. Между вставкой 10 и верхним контактным колпаком 3 зажаты края сферической мембраны 11. Благодаря сферической форме мембрана 11 может иметь два состояния устойчивого равновесия, а именно: центр мембраны находится ниже ее краев, что соответствует включенному положению предохранителя, и центр мембраны располагается выше ее краев, что соответствует положению после срабатывания предохранителя, Пространство между мембраной 11 и верхними концами капиллярных каналов
4 заполнено жидким металлом.
В центре мембраны 11 установлен подпятник 12, в котором закреплен конец штока 13. Второй конец штока 13 соединен с торцом якоря 7. С другим торцом якоря 7 соединена шпилька 14. Шток 13 и шпилька 14 проходят внутрь электромагнита через направляющие втулки 15, устраняющие перекос якоря 7.
Штифты 16 препятствуют повороту контактных колпаков 2 и 3 относительно корпуса 1 во время сборки жидкометаллического предохранителя. В капиллярных каналах 4 некоторые нижние концы закрыты резьбовыми металлическими заглушками 17, а некоторые — реэьбовыми за-, глушками 18 иэ электроизоляционного материала. Длина заглушек 18 выбрана больше толщины торцовой части контакт ного колпака 2.
Жидкометаллический предохранитель работает следующим образом, B нормальном режиме работы ток протекает от нижнего контактного колпака 2 через жидкий металл, находящийся в ка2520 зо !
5 го
4 пиллярных каналах 4, к верхнему контактному колпаку 3. В случае протекания тока перегрузки в обмотку 8 поступает ток от устройства релейной защиты, Якорь 7 втягивается в верхнюю часть внутренней полости электромагнита и через шток 13 увлекает за собой центр сферической мембраны 11. Сферическая мембрана 11 при этом изгибается и, действуя как поршень насоса, вытягивает вверх жидкий металл из капиллярных каналов 4. Столбики жидкого металла в каналах 4 разрываются и электрическая цепь оказывается отключенной. Шпилька 14, выходящая из корпуса электромагнита, выполняет роль указателя срабатывания. B отключенном положении жидкометаллического предохранителя направление изгиба сферической мембраны 11 меняется на обратное (выпуклостью вверх). Упругость сферической мембраны подобрана таким образом, что в отключенном положении вес якоря 7 недостаточен для перегиба сферической мембраны 11 в начальное положение.
Отключение жидкометаллическим предохранителем тока короткого замыкания может происходить без участия релейной защиты, за счет испарения жидкого ме« тапла в капиллярных каналах 4 током короткого замыкания. Сферическая мемб рана 11 при этом смещается вверх эа счет появления давления паров металла под ней. После остывания паров жидкого металла они конденсируются в пространстве под сферической мембраной 11. Предлагаемый жидкометаллический предохранитель может не только отключать токи перегрузок и короткого замыкания, но и выполнять операции оперативного отключения (по команде персонала). Для этого в обмотку 8 подают ток контактами ключа управления или кнопки.
Для восстановления жидкометаллического предохранителя якорь 7 электромагнита перемещают в обратную сторону (вниз), кратковременно подавая ток в обмотку 9 электромагнита. При этом якорь 7 через шток 13 воздействует на сферическую мембрану ll, которая вытесняет жидкий металл в капиллярные каналы 4.
Если к жидкометаллическому предохранителю предъявляется требование ручного восстановления, например при неисправности источника питания обмотки 9, то шток 13 или подпятник 12 выполняют иэ электроиэоляционного материала (для уменьшения опасности поражения персона15
17 18 ла электрическим током во время нажатий рукой на выступающий конец шпильки 14).
Число капиллярных каналов 4 в электроизоляционном корпусе 1 зависит от номинального тока жидкометаллического предохранителя, Для изменения номинального тока в сторону уменьшения отключают часть капиллярных каналов 4, заменяя металлические резьбовые заглушки 17 на удлиненные электроизоляционные заглушки
18. Наличие жидкого металла в отключенных капиллярных каналах 4 не препятст» вует работе жидкометаллического предохранителя.
Так как процесс отключения может начинаться по сигналу релейной защиты, то это улучшает защиту электроустановок при протекании тока перегрузки. Кроме повышения чувствительности облегчается согласование работы жидкометаллического предохранителя с работой других защитных аппаратов. С помощью предлагаемого предохранителя можно выполнять оперативные отключения и включения электрических цепей, т.е. предохранитель может выполнять функции выключателя. формула изобретения
Жидкометаллический предохранитель, содержащий электроизоляционный корпус
2520 б с контактными колпаками, плавкую вставку, выполненную в виде нескольких параллельных капиллярных каналов, на одних концах которых размещены электроизоляционные заглушки, демпфер, электромаг» нит и шток, размещенные в одном из контактных колпаков так, что якорь через шток соединен с демпфером, причем демпфер выполнен в виде сферической мемо-
10 раны, а пространство между сферической мембраной и другими концами капиллярных каналов, размещенными вблизи контактного колпака, в котором расположены демпфер, электромагнит и шток, заполнено жид15 ким металлом, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции,в нем использован электромагнит с двумя обмотками, одна из которых предназначена для соединения с устройством релейной
20 защиты.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР по заявке % 2889641/07, кл. Н 01 Н 87/00, 06.03.80, 2. Авторское свидетельство СССР ,по заявке N 2895665/07, кл. Н 01 Н 87/00, 18.03.80.
ВНИИПИ Заказ 11268/76
Тираж 787 Подписное
Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. !!роектная, 4