Жидкометаллический выключатель

О П И С А Н И Е904017ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) Ч Кл з Н О 1 Н 29/28 Гооударотвеннык комитет Опубликовано 07.02.82. Бюллетень5Дата опубликования описания 17.02.82(53) УДК 621.316.э 4(088 8) по делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретения Ю. И. Балялин, П. А. Кулаков, Л. Т. Николаева, . ГНовйков, - В. И. Приходченко и В. В. Танфв Куйбышевский политехнический институт им. В. В Куйбышева(54) ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ВЪКЛЮЧАТЕЛЪ 1Изобретение относится к технике коммутирования сильноточных электрических цепей постоянного тока, а именно к коммутационной аппаратуре с жидким металлом.Известен коммутационный аппарат, в котором отключение производится перемещением жидкого металла за счет гидростатического давления между электродами, которые выполнены в виде коаксиальных цилиндров, разделенных изоляционной перегородкой 1.Отключающая способность этого аппарата ограничена, поскольку он не имеет средств принудительного дугогашения. Известен коммутационный аппарат, содержащий коаксиально установленные твердометаллические электроды, внутренний из которых выполнен из ферромагнитного, а наружный из неферромагнитного материала, снабженные дугостойкими изоляционными насадками на торцах, образующие последовательно соединенные межэлектродный и дугогасительный каналы, разделенные коаксиально установленной между указанными электродами перегородкой на сообщающиеся в области дугогасительного канала отсе 2ки, резервуар переменного объема, заполненный жидким металлом, соединенный с дугогасительным каналом и катушки магнитного дутья 2.Недостатком такого выключателя являет ся сравнительно большое время отключения,что приводит к эрозии электродов и изоляционных поверхностей. Кроме того, номинальный ток ограничен за счет того, что один из электродов выполнен из ферромагнитного материала.Известна конструкция коммутационногоузла с жидким металлом, в которой отключение производится вытеснением жидкого металла из зазора между двумя цилиндрическими катушками 3.15 Дугогашение происходит на поверхности одной из катушек, что снижает коммутационную способность аппарата.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является жидкометаллйческий выключатель, содержащий конусообразные металлические электроды, снбженные дугостойкими изоляционными насадками на торцах, образующие последовательно соединенные межэлектродный и ду 9040175 16 15 20 Формула изобретения 3гоггсительный каналы, разделенные коаксиально установленной между указанными электродами изоляционной перегородкой конусной формы на сообщающиеся в области дугогасительного канала отсеки, резервуар переменного объема, заполненный жидким металлом, соединенный с дугогасительным каналом, и катушки магнитного дутья, установленные коаксиально, поверх наружного электрода по разные стороны от плоскости сочленения межэлектродного и дугогасительного каналов, включенные встречно. Указанные электроды с изоляционными насадками и изоляционная перегородка выполнены в виде конусов с угловым раствором относительно оси в 30 - 45 14. Недостаток этого выключателя заклю;:.Вгс 1 В то 1 З, что номинальный ток ограни 1 ен за счет того, что центральный электрод Выполнен из ферромагнитного материала,1,В,1 ь изобретения -- увеличение номинального тока при неизменных габаритах и , в ,угогасительной способности.:;-,и 1 Вль достигается тем, что устройство сиабке 1:О двумя дополнительными катушками магнитного дутья, включенными встреч- ЯО и установленными внутри дугостойкой 11 золяциоиной насадки центрального электрода, а сам электрод выполнен из неферром"1 итног.1 материала.На и рт: - .же изображен предлагаемый "КИ г 1 СМЕТВЛЛ 1 ВСКИЙ ВЬ 1 КЛЮЧаТЕЛЬ В Раз- "1 ЛЭз,кл 111 атель состоит из твердометаллизкт; О 10 В 1 и 2 В Виде соосных ко 1; сз 1, с,.,лоно 1 Отоситель 11 О оси симметО 11 1; .д;:,;,:,0 45, Выполненных из меди,.1 "ю, ., д ." ки 8 магнитного дутья, Вклю рс 1 О. Вокруг наружного элект 11:.З 1 ООИ.; ны кату 1 ки 9 магнитного.1.п 1 арат работает следующим образом.ВО включенном положении электроды 1 : 2 с жидким металлом 11 образуют замкнутую цепь. )Кидкий металл 11 удерживается силой, приложенной к сильфону 12. Магнитное поле катушек 8 и 9 магнитного дутья, Взаимодействуя с осевыми составляющими токов, протекающих через жидкий металл,ав зазорах между электродами 1 и 2, и изоляционной перегородкой 3, вращает жидкий металл в противоположных направлениях. Это способствует лучшему его охлаждению и позволяет увеличить номинальный ток аппарата, При отключении цепи с сильфона 12 снимается удерживающая его сила и жидкий металл начинает удаляться из указанных зазоров. При выходе за края керамической перегородки 3 тангенсальные составляющие струи жидкого металла, направленные встречно, гасятся и он продолжает удаляться в сильфон под действием осевых составляющих скоростей и сил гравитации, При этом возникают дуги отключения в зазорах, откуда удалился жидкий металл, Дуги дробятся на две последовательных, Осевые составляющие токов дуг отключения в указанных зазорах направлены встречно и при взаимодействии с магнитным полем катушек 8 и 9 создаются силы, растягивающие дуги по окружностям в этих зазорах в противоположных направлениях. При этом дуга охлаждается на изоляционных поверхностях и гасится. Выполнение электродов из неферромагнитного материала, например, из меди, позволяет без увеличения габаритов аппарата, увеличить номинальный ток. Две дополнительные катушки, включенные встречно и установленные внутри дугостойкой изоляционной насадки центрального электрода, усиливают магнитное дутье при дугогашении. Жидкометаллический выключатель, содержащий конусообразные металлические электроды, снабженные дугостойкими изоляционными насадками на торцах, образующие последовательно соединенные межэлектродный и дугогасительные каналы, разделенные коаксиально установленной между указанными электродами изоляционной перегородкой конусной формы на сообщающиеся в области дугогасительного канала отсеки, резервуар переменного объема, заполненный жидким металлом, соединенный с дугогасительным каналом, и катушки магнитного дутья, установленные коаксиально поверх наружного электрода по разные стороны от плоскости сочленения межэлектродного и дугогасительного каналов, включенные встречно, отличающийся тем, что, с целью увеличения номинального тока и дугогасительной способности выключателя, он снабжен двумя дополнительными катушками магнитного дутья, включенными встречно и установленными внутри дугостойкой изоляционной насадки центрального электрода, а сам электрод выполнен из неферромагнитного материала, например, из меди.5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США2288089, кл, 335 - 49,1942. 2. Авторское свидетельство СССР527757, кл. Н 01 Н 29/28, 1974.Редактор П. МакаревЗаказ 137/38 ВНИИПИ Гопо дела 3035, Москв ал ППП Па Составитель Техред А. Бой Тираж 757 ударственного изобретений Ж - 35, Рау ент, г. УжгоЛ. Голосовас КорректорПодписноекомитета СССРи открытийшская наб., д. 4/5род, ул Проектная,. Бутяг