Жидкометаллический предохранитель

Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯк авторском свидЕПЛьСтВ и 892520(5, Кл.Н 01 Н 87/00 Н 01 Н 85/12 Государственный комнтет ао делан нзооретеннй н открытнй(53) УДК 621 316 .923 (088.8) Дата опубликования описания 25;12.81(54) ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для заши-ты электрооборудования от токов перегрузки и токов короткого замыкания.Известны предохранители, содержащиеэдектроизоляционный корпус, в которомнаходится плавкая вставка, выполненнаяв виде нескольких параллельных капиллярных каналов, заполненных жидким металлом, контактные колпаки, демпфер, а также электромагнит, якорь которого через тОшток соединен с демпфером 11.Недостатками устройства являютсясложность согласования с работой другихзащитных аппаратов, а также низкая чувствительность,Наиболее близким к предлагаемому потехнической сущности является жидкометаллический предохранитель, содержащийэлектроизоляционный корпус с контактными колпаками, плавкую вставку, выполнен-фную в виде нескольких параллельных капил.лярных каналов, на одних концах которыхразмещены электроизоляционные заглушки,2демпфер, электромагнит и шток, размещенные в одном из контактных колпаков так,4что якорь через шток соединен с демпфером, причем демпфер выполнен в видесферической мембраны, а пространствомежду сферической мембраной и другимиконцами капиллярных каналов, размещенными вблизи колпака, в котором расположены демпфер, электромагнит и шток, заполнено жидким металлом Г 21Указанный жидкометаллический предохранитель устраняет вышеперечисленныенедостатки, но требует для своей работыеще 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 ддя соединения с устройством релейной защиты.На чертеже представлен жидкометаллический предохранитель, разрез.В электроизоляционном корпусе 1, внижнем контактном колпаке 2 и в верхнем контактном колпаке 3 имеются калил.лярные каналы 4, заполненные жидкимметаллом. На торцевой части верхнегоконтактного 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 высотавыбрана так, что он может заниматьвнутри корпуса 5 два положения (в зависимости от того, в какую из обмоток8 или 9 был подан ток). Такой электромагнит можно назвать электромагнитомдвустороннего действия.Корпус 5 электромагнита электрическиизолирован от верхнего контактного колпака 3 нри помощи кольцевой изоляционной вставки 10. Между вставкой 10 иверхним контактным колпаком 3 зажатыкрая сферической мембраны 11. Благодаря сферической форме мембрана 11 может иметь два состояния устойчивогоравновесия, а именно: центр мембранынаходится ниже ее краев, что соответствует включенному положению предохранителя, и центр мембраны располагаетсявыше ее краев, что соответствует положению после срабатывания предохранителя, Пространство между мембраной 11и верхними концами капиллярных каналов4 заполнено жидким металлом.В центре мембраны 11 установленподпятник 12, в котором закреплен конецштока 13. Второй конец штока 13 соединен с торцом якоря 7. С другим торцомякоря 7 соединена шпилька 14. Шток 13и шпилька 14 проходят внутрь электромагнита через направляющие втулки 15,устраняющие перекос якоря 7.Штифты 16 препятствуют поворотуконтактных колпаков 2 и 3 относительнокорпуса 1 во время сборки жидкометаллического предохранителя. В капиллярныхканалах 4 некоторые нижние концы закрыты резьбовыми металлическими заглушками 17, а некоторые - реэьбовыми за-,глушками 18 иэ электроизоляционногоматериала. Длина заглушек 18 выбранабольше толщины торцовой части контактного колпака 2.Жидкометаллический предохранительработает следующим образом,В нормальном режиме работы ток протекает от нижнего контактного колпака 2через жидкий металл, находягцийся в ка 2520 1 о 5 го 25 зо 35 40 45 5 О 55 4пиллярных 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 указателясрабатывания. В 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 1 1 в начальное положение.Отключение жидкометаллическим предохранителем тока короткого замыкания может происходить без участия релейной защиты, за счет испарения жидкого ме твлла 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 11, которая вытесняет жидкий металл в капиллярные каналы 4.Если к жидкометаллическому предохра. нителю предъявляется требование ручного восстановления, например при неисправности источника питания обмотки 9, то шток 13 или подпятник 12 выполняют иэ электроиэоляционного материала (дляуменьшения опасности поражения персонаилиал ППП "П нт оектная,род. 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 препятсчъвует работе жидкометаллического предохранителя.Так как процесс отключения может начинаться по сигналу релейной зашиты, 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 изобретенияЖидкометаллический предохранитель, содержащий электроизоляционный корпус 2520 бс контактными колпаками, плавкую вставку, выполненную в виде нескольких параллельных капиллярных каналов, на одних концах которых размещены электроизоляционные заглушки, демпфер, электромагнит и шток, размещенные в одном из контактных колпаков так, что якорь через шток соединен с демпфером, причем демпфер выполнен в виде сферической мемФ- ф раны, а пространство между сферическоймембраной и другими концами капиллярных каналов, размещенными вблизи контактного колпака, в котором расположены демпфер, электромагнит и шток, заполнено жид ким металлом, о т л и ч а ю щ и й с ятем, 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 И 2889641/07,кл. Н 01 Н 87/00, 06.03.80.2. Авторское свидетельство СССР