402077

Заявлено 23.1.1970 ( 1398371/24-7) ением заявки-с присо ритет осударственныи комитетСовета Министров СССРоо делам изооретенийн открытий ДК 621.318.56(088,8 публиковано 12.Х.1973. Бюллетень4ата опубликования описания 26.11.1974 второбретения С, Пресня Заявит ЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИ Й ВЫКЛЮЧАТЕЛ ПОСТОЯННОГО ТОКАИзобретение относится к электротехнике, а именно к газонаполненным выключателям, в которых разъединение контактов и тушение электрической дуги происходит в газе. Изобретение может использоваться в качестве быстродействующего коммутирующего элемента в цепях постоянного тока большой мощности.Известны быстродействующие выключатели постоянного тока большой мощности, содержащие камеру высокого давления и камеру гашения, в которой расположен неподвижный контакт, а также разделяющий указанные камеры подвижный ферромагнитный контакт, соединенный эластичной мембраной, заполненной жидким металлом, с полым немагнитным токовводом, имеющим развитую поверхность охлаждения, со смонтированными в полюсах магнитов электродинамическими приводами, между автономными спиралями которых размещен подвижный контакт.Однако такие выключатели имеют недостаточное быстродействие.С целью устранения указанного недостатка в предлагаемом выключателе одна часть полости токоввода разделена продольной перегородкой, а другая окружена дополнительными магнитными полюсами.Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором схематически изображен предлагаемый выключатель в разрезе (слева показано включенное, а справа отключенное положение выключателя).Быстродействующий выключатель постоянного тока состоит из камеры высокого давления 1, дугогасительной камеры 2, неподвижного контакта 3, подвижного контакта 4, эластичной мембраны 5, токоввода 6, электромагнитов 7 ц 8, в которых расположены залитые эпоксидным компаундом спирали 9 и 10, кату шек намагничивания 11, экранов 12, уплотняющей прокладки 13, С-образного магнита 14.В токовводе 6, изготовленном из немагнитного металла, выполнена полость 15, частично разделенная продольной перегородкой 16.1 В подвижный контакт 4 вмонтирована тугоплавкая вставка 17, а к периферийной его части против полюсов кольцевых магнитов 7 и 8 прикреплен ферромагнитный диск 18,Полость 19, образованная подвижным пу стотелым контактом 4, эластичной мембраной5 и полостью 15, заполняется жидким металлом малой плотности (например, эвтектическим натрий-калиевым сплавом).Выключатель работает следующим образом.25 Во включенном положении выключателя токкоммутируемой цепи проходит по токовводу 6, жидкому металлу, заполняющему полости 15 и 19, через подвижный контакт 4 к неподвижному контакту 3. Газ высокого давления, 30 воздействуя через эластичную мембрану 5 ижидкий металл, заполняющий полость 19, на подвижный контакт 4, обеспечивает необходимое контактное давление.Подвижный контакт 4 интенсивно охлаждается циркулирующим жидким металлом. Циркуляция жидкого металла (на чертеже движение металла показано стрелками) вызвана взаимодействием постоянного тока, протекающего по жидкому металлу, и магнитного поля, образованного полюсами С-образного магнита 14 в зоне полости 15, не перекрытой продольной перегородкой 16 (направление магнитного поля перпендикулярно плоскости чертежа). Градиент давления, возникающий при этом в жидком металле, обозначен на чертеже прерывистыми стрелками. Продольная перегородка 16 упорядочивает движение жидкого металла, вызванное градиентом давления в зоне действия магнитного поля, обеспечивая отвод тепла от поверхности контакта 4 в зону охлаждения, образованную массивным токовводом 6 с развитой поверхностью охлаждения.В момент отключения выключателя, через спираль 9 пропускается ток разряда конденсатора (не показан) . Подвижный контакт 4, вследствие электродинамического взаимодействия индуцируемых в нем токов с током спирали 9, отбрасывается к полюсам электромагнита 8, который притягивает ферромагнитный диск 18, удерживая контакт 4 в открытом положении. При перемещении контакта 4 происходит перераспределение жидкого металла, возможное вследствие эластичности мембраны 5, изготовленной, например, из силиконовой резины.На заключительной стадии открытия контакта 4 перераспределение сжатого газа происходит по каналам 20.При отбросе подвижного контакта 4 возникает электрическая дуга, которая вытесняется в камеру гашения 2, где растягивается и гасится сжатым газом, поступающим из камеры 1.Соотношение объемов камеры высокого давления 1 и камеры гашения 2 выбирается таким, чтобы после выравнивания в них давления остаточное давление газа обеспечивало бы необходимую электрическую прочность газового промежутка между подвижным контактом 4 и неподвижным контактом 3.В момент включения выключателя 1 ок разряда второго конденсатора (не показан) пропускается через спираль 10. Вследствие электродинамического взаимодействия индукциру емых в подвижном контакте 4 токов с токомв спирали 10, которое значительно превышает силу магнитного притяжения диска 18 к полюсам магнита 8, подвижный контакт 4 отбрасывается к полюсам магнита 7, Магнит 7, 15 притягивая ферромагнитный диск 18, прижимает подвижный контакт 4 к неподвижному контакту 3 и к прокладке 13, отсекая камеру высокого давления 1 от камеры гашения 2.Одновременно открывается вентиль (не пока зан) сброса давления из камеры гашения 2и вентиль (не показан) заполнения камеры высокого давления 1, После восстановления в камере 1 начального давления и сброса из камеры 2 избыточного давления выключатель 25 готов к следующему отключению.Предмет изобретения30 Быстродействующий выключатель постоянного тока большой мощности, содержащий камеру высокого давления и камеру гашения, в которой расположен неподвижный контакт, а также разделяющий указанные камеры подЗ 5 вижный ферромагнитный контакт, соединенный эластичной мембраной, заполненной жидким металлом с полым немагнитным токовводом, имеющим развитую поверхность охлаждения со смонтированными в полюсах магни тов электродинамическими приводами, междуавтономными спиралями которых размещен подвижный контакт, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, одна часть полости токоввода разделена продоль ной перегородкой, а другая окружена дополнительными магнитными полюсами.402077 Составитель А. Ивано Текред Л. Грачева Редактор сорренто ельдм а, 2 Типографски, пр. Са Заказ 405/12 Изд96ИПИ Государственногопо делам изМосква, Жомитетретений аушска Тираж 80Совета Министрооткрытийнаб д. 4(5 ПодписноеСР