Быстродействующий предохранитель
Патент 972610
Авторы
Быстродействующий предохранитель
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
< >972610 та ф
/б= = г б" (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 190581 (21) 3294903/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет
Опубликовано 07-1182. Бюллетень ¹ 41
Дата опубликования описания 07.11.82
{51)М Кл з
Н 01 Н 85/40
Н 01 Н 85/08
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621,316. . 923 (088. 8) ! ф ю ( н,, /
В.П, Скрипов, Ю.Д. Колпаков, Ю,Ф. Майданик,,";: <„
А.И. уткин, Б.К. Шульц и Л.И. Жуков
lg,. (72) Авторы изобретения
Отдел физико-технических проблем энергетики
Уральского научного центра AH СССР (71) Заявитель (54) БЫСТРОДЕЙСТВуЮщий ПРКдОХРАНИТКЛЬ
Изобретение относится к электротехнике, в частности к защитным устройствам сетей и электроустановок,. и может быть применено в электрических сетях и электроустановках низкого напряжения не свыше 1000 В для быстрого размыкания и защиты от токов короткого замыкания.
Бесперебойная работа электрических установок возможна лишь при наличии защитных устройств, своевременно отключающих поврежденные элементы установки от действующих и быстро реагирующих на нарушение нормальных условий работы электрического оборудования.
Известны различные конструкции быстродействующих предохранителей, в которых время срабатывания невелико. Во взрывных предохранителях плавкий элемент снабжен зарядом взрывчатого вещества, срабатывающим при определенных температуре или токе. Такие устройства сложны и опасны при эксплуатации.
Известен предохранитель, в котором взрывное действие достигается за счет разности в коэффициентах теплового расширейия и температуры плавления основного металла плавкого элемента и его оболочки (1).
Однако для изготовления плавкого
5 элемента необходим дефицитный вольфрам в паре вольфрам-медь, а в парах никель-алюминий и никель-медь получение никелевой трубки связано с трудоемким процессом гальванизации.
Известны предохранители с плавкой вставкой, помещенной в корпус с непрерывно циркулирующим жидким наполнителем, например дистиллиреванной водой (2).
Недостатком указанного предохранителя является ограниченная область его применения из-за необходимости наличия циркуляционного контура с дистиллированной водой.
Наиболее близким по технической сущности является быстродействующий предохранитель, содержащий токопроводящий элемент, диэлектрический .жидкостный наполнитель и токовыводы (3) .
25 Недостатками этого устройства являются сложность конструкции и невозможность полностью погасить дугу.
Цель Изобретения — упрощение КоНструкции и повышение эффективности
З0 длтгогашения, 972610
Поставленная цель достигается тем, что токопроводящий элемент выполнен из капиллярно-пористого материала с герметичной, например, завальцованной боковой поверхностью и пропитан диэлектрическим жидкост- 5 ным наполнителем, Кроме того, в качестве капилляр но-пористого материала использован спеченый никелевый или титановый порошок с размерами частиц 1 — 5 мкм fQ и пористостью 60 — 70%, а в качестве пропитывающего диэлектрического жидкостного наполнителя — дистиллированная вода, На фиг.1 показан токопроводящий )5 элемент из капиллярно-пористого никеля, продольное сечение; на фиг ° 2 то же из капиллярно-пористого титана, продольное сечение, Токопроводящий элемент имеет ци- щ() линдрический стержень 1 из электропроводного капиллярно-пористого материала никеля или титана (фиг.1 или
2), пропитанного диэлектрической жидкостью, с токоподводами 2, которые припаяны к торцам стержня оловянно-свинцовым припоем, Боковая поверхность токопроводящего элемента из капиллярно-пористого материала вальцуется после пропитки ее диэлектрической жидкостью, например дистиллированной водой, Наполнитель при этом запирается в порах вставки.
При пропускании через токопроводящий элемент электрического тока короткого замыкания ее каркас из электропроводного капиллярно-пористого никеля (титана) быстро нагревается и мгновенно отдает тепло дистиллированной воде одновременно 40 во всем объеме, Вода без кипения нагревается до температуры предельного перегрева около 300 С и взрывообразно испаряется. Этот процесс сопровождается резким ростом давле- 45 ния внутри вставки и приводит к ее механическому разрушению, Возникающая дуга паровым взрывом выдувается из межэлектродного промежутка и при прохождении электрического тока че- 50 рез нуль гаснет.
Определяющим фактором скорости и величины подводимой энергии к вставке при протекании тока короткого замыкания является ее сопротивление. Например, вставка из капиллйрно-пористого никеля диаметром
6,5 мм и длиной 50 мм имеет сопротивление порядка 0,0015.0м.
Использование в предохранителях токопроводящих капиллярно-пористых материалов с жидким диэлектрическим наполнителем обеспечивает эффективность дугогашения за счет парового взрыва наполнителя под действием тока короткого замыкания при размыкании электрической цепи, Вставка из капиллярно-пористого материала отличается простотой конструкции и нетрудоемка в изготовлении. Исходные материалы для изготовления вставок из капиллярно-пористого материала являются недефицитными и относительно недорогими, а технология их получения достаточно проста и не требует больших ма- териальных затрат. Ориентировочная стоимость одной вставки, изготовленной в лабораторных условиях,,составляет 4 руб. В условиях широкого производства она может быть снижена в несколько раз, Вставки из капиллярно-пористого материала с диэлектрическим наполнителем сбладают хорошим быстродействием. Время размыкания цепи составляет 0,02 с, что не хуже времени срабатывания быстродействующих предохранителей других конструкций.
Формула изобретения
1. Быстродействующий предохранитель, содержащий токопроводящий элемент, диэлектрический жидкостный наполнитель и токовыводы, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения эффективности дугогашения, токопроводящий элемент выполнен из капиллярно-пористого материала с герметичной, например, завальцованной боковой поверхностью и пропитан диэлектрическим жидкостным наполнителем.
2. Предохранитель по п. 1, о тл и ч а ю шийся тем, что в качестве капиллярно-пористого материала использован спеченый никелевый или титановый порошок с размерами частиц 1 — 5 мкм и пористостью 60
70Ъ, а в качестве пропитывающего диэлектрического .жидкостного наполнителя — дистиллированная вода.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
Р 524248, кл. Н 01 H 85/08, 1975.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 205926, кл. Н 01 Н 85/08, 1966, 3, Авторское свидетельство СССР
9 210240, кл. Н 01 Н 85/40, 1966..972610
Сс ставитель С. Гордон
Редактор Н. Бобкова Техред Л. Пекарь Корректор А. Гриценко т
Заказ 8528/46 Тираж 761 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раумская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4