Жидкометаллический выключатель

гч.т о,уи .,1,1 Р "т ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сей Сфаеиннх Сфереенстнчв ннв Весафве(3) М. Кл.,Н 01 Н 29/28 с прнсоедннеаем заявкн Эй Госуаарстаенный комитетСовета ЭЬвктуое СССРпо додав озобретенойи откушай(45) Дата опубликования описания 1406,78(73) АвтОрь В В Андреев, п.А.кулаков, л.т.николаева, зретення Куйбышевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева(54 ) )НДКОИЕТЬЛИЧЕСКИЯ ВЫКЛОЧАТЕЯЬ Изобретение относится к техникекоммутирования сильноточных электрических цепей постоянного тока.Известны коммутационные аппараты,в которых отключение производится пе. ремещением жидкого металла за счет гидростатического давления между электродами в виде коаксиальных цилиндров, разделенных изоляционной перегородкой. Отключающая способностьтакого аппарата ограничена, поскольку он не имеет .средств принудительного дугогашения Ц,Наиболее близким по техническойсущности к предложенному является , .фжидкометаллический выключатель, содержащий коаксиально установленныетвердометаллическне электроды, вну"тренннй из которых выполнен нз ферромагнитного, а наружный нз неферромаг- ф.нитного материала, снабженные дугостойкими изоляционными насадками наторцах, образующие последовательносоеднйенные межэлектродный и дугогаситеньный каналы, разделенные коаксиально установленной между указанными электродами перегородкой на сообщающиеся в области дугогасительиогоканала отсеки, резервуар переменногообъема, заполненный жидким металлом, ф соединенный с дугогаснтельным каналом, и катушки магнитного дутья установленные коаксиально поверх наружного электрода по разные стороны от плоскости сочленения межэлектродного и дугогасительного каналов, включенные встречно 21 .при включении аппарата жидкий металл. заполняет пространство междуэлектродами, а при отключении. он удаляется .в резервуар переменного объема (скльфон) под действием сил гравитации. Возникающйе при этот 4 дуги отключения под действием снл вэаамодействия осевых составлаещих токов с магнитным полем катушек растягиваются по окружности в зазорах между нзоиированными насадкатщ электродов и изо.- лированной перегородкой, при этом дуги охлаждаются на изоляционных поверхностях и гасятся.Недостатком такого выключателя является сравнительно большое время отключения, так. как жидкий металл удаляется в сильон товько под действием сил гравитации, а время отключения зависит от времени гашения дуги и времени удаления жидкого металла из аппарата. Это приводит к эрозии электродов и изоляционных поверхностей.Цель изобретения. - повышение отключающей способности и быстродействия выключателя.Это достигается тем, что в предложенном жидкометаллическом выключателе указанные электроды с изоляционными.насадками и изоляционная перегородка выполнены в виде конусовс угловым раствором относительно осив 30-45При отключении, когда снимаетсяс резервуара переменного объема (силь Фона) удерживающая его сила, жидкийметалл под воздействием магнитного: поля катушек и сил гравитации удаляется из зазоров между электродами снасадками и изоляционной перегород-кой. При этом жидкий металл под действием магнитного дутья вращаетсяв этих зазорах в,разных направлениях.При выходе за край керамической изо"ляционной перегородки тангенциальныесоставляющие скоростей струй жидкогометалла,. направленных встречно, гасятся и он продолжает двигаться всильФОн под действием осевых составляющих скоростей и силы гравитацииВозникающие при отключении дуря дробятся на две последовательных. Гашение их осуществляется магнитным дутьем, электромагнитные силы растягивают электрические дуги по окружностям в зазорах, из которых удаленжидкий металл. Вследствие разных направлений осевых составляющих токовдуг отключения в этих зазорах онирастягиваются в противоположные стороны и гасятся эа счет охлаждения З 5на изоляционных поверхностях,Таким образом, за счет конуснойФормы электродов с насадками и изоляционной перегородки пря отключениикроме сил гравитации появляется допол нительиая сила, способствующая болеебыстрому удалению жидкого металла веильФон, что уменьшает время отключения и повьиаает откдючающую способность выключателя. 45На чертеже схематически изображен предложенный жидкометаллнческий.выключатель, разрез,ВыключателЬ состоит из твердометаЛлических электродов 1, 2 в энде 60соосных конусов с уклоном относительно оси симметрии порядка 3045 , причем электрод 1 изготовлен из Ферро"магнитного материала, а электрод 2из неФерромагнитиого материала. Между коническими электродами 1, 2 установлена изоляционная конической Форма перегородка 3. Торцы электродов 1,2, обращенные к поверхности жидкогометалла, снабжены изоляционными Дугостойкимн насадками 4, 5 и образуют фмежэлектродный канал б н дугоггсительный канал 7. Вокруг наружного электро"да 2 расположены катушки 8 магнитногодутья, включенные встречно. Катушкиэкранированы Ферромагнитным кожухом 9,65 Во включенномположении пространство между электродами 1, 2 и изоляционной перегородкой 3 заполняется жидким металлом 10 из резервуара переменного объема (сильФона) 11.Во включенном положении электроды 1 у 2 с жидким металлом 10 образуют замкнутую цепь. Жидкий металл удерживается силой, приложенной к сильФону 11. Магнитное ноле катушек 8 маг нитного дутья, взаимодействуя с осевывы составляющими токов, протекающих через жидкий металл, в зазорахмежду электродами 1, 2 и изоляционнойперегородкой 3 вращает жидкий металлв противоположных направлениях. Этоспособствует лучшему его охлаждениюи позволяет увеличить номинальный токаппарата. При отключевии цепи с силь- Фона 11 снимается удерживающая его сила, и жидкий металл начинает удаляться из указанных зазоров, При выходе за край керамической нерегородки 3 тангенциапьные составляющиеструи жидкого металла, направленныевстречно, гасятся, и онпродолжаетудаляться в сильФон под действиемосевых составляющих скоростей и сил гравитации . При этом вбзникают,гуги отключения в зазорах, откуда удалился жидкий металл, Дуги дробятся надве последовательных, Осевые составляющие токов дуг отключения в указанных зазорах направлены встречно и при взаимодействии с магнитным полем катушек 8 создаются силы, растягивающие дуги.по окружностям в этих зазорах в противоположных направлениях. Прн этом дуга охлаждается на изоляционных поверхностях н гасится.Таким образом, процесс отключения протекает эа счет того, что появля ется дополнительная составляющая си лы, направленная вниз, и жидкий металл удаляется в снльФон не только за счет сил гравитации, во и за счет этой силы.Предложенное конструктивное выполнение электродов и изсдяционной перегородки конусной Формы позволяет без увеличения габаритов и веса аппарата уменьшить время отключения и увеличить отключающую способность выключателя,Формула изобретенияЖидкометаллический выключатель, содержащий коаксиально установленные твердометаллические электроды, внутренний из которых выполнен из Ферромагнитиого а наружный в . из неФерромагиитного материала, снабженные дугостойкими изоляционными насадками на торцах, образующие последовательно соединенные межзлектродный и дугогасительный каналы, разделенные коаксиально установленной между указан.Бочко Составиова Те Л.Небола Клнмк Ко Редакто Е Тираж 960 . Подпиственного комитета Совета Миделам изобретений н открытиМосква ЖРа шская наб,аказ 4074/47 цНИИПИ Государ оеистров СССР 3035 иал ППП Патент 1, г. Ужгород, ул. Проектн ными электродами изоляционной перегородкой на сообщающиеся в областидугогасительного канала отсеки, резервуар переменного объема, запол-,ненный жидким металлом, соединенныйс дугогасительным каналом, и катушкимагнитного дутья, установленные коаксиально поверх наружного электродаво разные стороны от плоскости сочленения межэлектродного и дугогасительного каналов, включенные встречно, отличающийся тем,что, с целью повышения отключающей. способности и быстродействия, указанные электроды с изоляционными насадками и изоляционная перегородка выполнены в виде конусов с угловым раствором относительнооси в 30-45Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент США 9 2288089, кл.335-49 1942.2. Авторское свидетельство СССР Р 527757, кл. Н 01 Н 29/28, 1974.