Жидкометаллический замыкатель

(19 29/00 151) Н 1 Н 39/ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ф 3 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГГИЙ АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВ816/24-076.798.83. Вюл, 1Скрипунов316.542(088.8)вторское свидетельство СССР кл. Н 01 Н 39/20, 1972. орское свидетельство СССР кл, Н 01 Н 39/00, 1974. орское свидетельство СССР кл. Н 01 Н 29/00, 1975. ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ЗАГИБ" электрогидравлическим при- держащий два неподвижных, нных сооснО Один над друометаллических электрода,разделенных изолятором, жидкий металл, помещенный в полость нижнегонеподвижного электрода и подвижныйтвердометаллический электрод, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с.целью расширения функциональных воэможностей, подвижный электрод выполнен составным иэ нескольких равномерно расположенных по окружностивкладышей, образующих совместно дискс центральным отверстием, погруженв жидкий металл и установлен на нижнем неподвижном электроде, а верхнийнеподвижный электрод снабжен толкателем, взаимодействующйм с подвижнымэлектродомпри размыкании.780722Изобретение относится к о 4 ласти вижного электрода и подвижный твердо.коййУтации" электрических цепей с металлический электрод; укаэанныййОМОЩЬЮ жиДКоГО мЕтаЛЛа И МОжЕт быть подвижныйэйектрод выполнен состав"=йспользовано в"электрических аппара- нымиз нескольких равномерно распо-ложенных по окружности вкладышей,Известны электрические аппараты, 5 образующнх совместно дискс центральВ"которых замйкание электройов про-. ным отверстием,погружен в жидкийиаходйт в результате"перемещеййя вметалл и установлен на нижнем незазор"между"ними"жидкого металлаподвижном электроде, а верхний неЩ 23 , В этих устройствах жидкийподвижный электрод снабжен толкатеметалл перемещается с помощью энер лем, взаимодействующим с подвижнымгйи Здйктрического взрйва проводни- . электродом при размыкании.ка. Контактная прослойка здесь соз- . на фиг. 1"представлен заьнкатель2дается только слоем"жидкогб метал--в отключенном состоянии; на фиг.". "йа," пройодимость которого ниже," тбже, в"режиме длительного замы-чем у твердых.контактныхматерйа.- .-15 кания.лов. Поэтому такие устройства имеют Замыкатель"сбдержит верхний небольшие потерй, особенно в"сильно- подвижный твердометаллический электочнйх" цепях с токами 500 КА и более. трод 1 и нижний электрод 2, раздеИзвестен также жидкометалли 4 ес- . ленные изолятором 3.0ий :замыкатель с электрогидравЛИ-В нижний электрод 2 залит жидкийчеоким приводом, содержащий, Два не металл 4, между свободной поверх подвижных, установленныхсообно: - ностью которого и верхним электроодин наддругим тверДой таллйческих дОМ 1 оставлен межэлектродный зазор.электрода, разделенных йзолятором, : В нижний электрод залита также жиджидкий металл, помещенный в йолость кость 5. Жидкий металл 4 и жидкость 5нйжнего неподвижного электрода"м .25 разделены друг От другы эластичнойподвижный твердометаллиЧеский элЕй- диафРагмой б, В жидкий металл 4 потрод 31,1-.. . гружен -подвйжный твердометалличесДл длительйой коммутации элек- , кий составной электрод 7 между котродов подвижный электрод перемеща- торыМ и ВерХййм элеКтРодом 1 йахоют вйиВ погружаютего в жидкйй ме- ЗО дится указанный межэлектродный зазор.Талл И Соединяют таким образом верх-Вкладыши электрода 7 равномерно рас ний электрод с нижним. Для"иййульс.-:,положеиы по ОкРУжности и образуютнойкоммутации цепи подвйжный элен- "диск, в дне которого вйполнено оттрод"закрепляют йа верхнем электро-верстйе 8, На верхнем электроде 1е,а комйутацйю осуществляют мета расположены толкатели 9, соединенниемжидкого металла до соприкосно-.: ные с приводом 10, Перегородки 11И" его"сверхнимэлектродом".,: " " служат для защиты изолятора 3 отэто устройство имеет следующие :загрязнения жидкйм Метал; недостатки:"д. "ф :" .: ". : . ,:нал 12 служит- для слива жидкогометалла 4 в полость нижнего злек 1. Преоолдающая р ль Мидкоме - 40 трода 2. В жидкости 5 расположенылической прослойки в контактном соп- ектрод 1 13 злектрогидравлическогоротивлеййи как в импульсном, так и ЗЛЕКтРОДЫВ"цУйтельном Режнме коммутаЦии чтО ЗакатЕйь работает слеДУющимувеЛичивает контактные потери,образом". "Под действием энергии2, Отсутствие надежного Контакт 45 лектрйческого взрывй"между электроного"нажатия между твердбметалличес-" да 13 в жидкости 5 жидкий металл 4кими неподвижными электродами иподм что величивает и твердометаллический электродет пе емещаться совмес в за-1 2 В связико тации зор между электродас тем что удельный вес жидкого Меимеет невысокое быстродействие, так с тем, что удельн"Ыак движение подвижного электрода . талла,"напрймер сплава а- , меньшЭлектрода 7, а также в результатеВййз происходит под действием силы удельно отяжЕСтие,- , . .я аной ВОЛны ВзрыЦ изобретения является расши- взаимодействи уд рит че ез От ерс ние ф нкцио альных возможностей - ва, котораяпроход ртия 8 в электроде 7 со свободнойзамыкателя путем повышения. быстро- . тия вежиме работы.йоверхностЬю жидкого металлаб н, т ДЦель достйгается" тем, что в из- кий металл о го яетой и "ском замыка- ческий электрод и первым попадает ва лическим приво межэлектродный зазор "-ммув:) жидком"тбле с электрогидравличлект оды 1 и 2, В этотжЕ зазор зан нагим " " тем попадает и электрод 7. Еслим содержащем два неподвижных, ус- электроды итанбвленных босю один над другимих элект ода раз- электроды и выполлинивания " то ле трод 7деленных изолятором, жидкикий металлпу самозакт м" ежду электродапомещенный в полость нижнего непод оказываетсязажа ы"мсми 1 и 2 и остаются в межэлектродномзазоре, а жидкий металл после завершения процессов, совпровождающихвзрыв в жидкости, стекает назад вполость нижнего электрода. Такимобразом, электроды электрической цепи остаются замкнутыми длительное"время. Это состояние замыкателя пока-зано на фиг. 2,Размыкание электродов произвбдятвыталкиванием контактов из межэлек- тродного зазора с помощью толкателей9 и привода 10, под действием силытяжести электрод 7 возвращается висходные положения, т.е. погружаетсяв жидкий металл.В предложенном замыкателе снижается сопротивление контактного узла,так как оно осуществляется одновре- менно соединением твердометаллическихконтактов и жидкимметаллом, которыйзаполняет все микронеровности, соприкасающихся поверхностей, Это такжеувеличивает фактическую контактнуюповерхность соединения.В жидкометаллическом замыкателеповышается надежность и быстродействие процесса коммутации, так какперемещение твердометаллическихкон- тактов происходит без ограниченияих скорости, что расширяет функЦиональные возможности замикателя. Действительно, обычно скорость соприкосновения твердых контактов ограничена явлением их упругого взаимодействия, вибрацией контактов И возникновением электрической эрозии.В данном устройстве началом коммутации осуществляют жидким металлом,который смачивает поверхности твердых контактов и в силу своей текучести исключает возникновение эро. зии, так как шунтирует возникающиезазоры между твердым электродом 7и электродами 1 и 2,В течение длительного замкнутогосостояния замыкателя вбзможно ослабление усилий,удерживающих электрод7 между электродами 1, 2, напримерот температурных или электродинами. ческихвоздействий, или вибраций.Поэтому для восстановления контактного соединения производят периодическое импульсное силовое воздействие на этот контакт. Для этого производят повторные электрические разряды в жидкости 5 и метание жйдкого металла в электроде 7. Усилие,создаваемое жидким металлом, восста, навливает контактное соединение, асам жидкий металл заполняет возможные микропустоты.Импульсное силовое воздействие.возможно также и ударными волнами,которые распространяются в жидкостиот эпицентра взрыва. Для этого поднимают уровень жидкого металла добавлением дополнительного его количества (например через отверстиев электроде 2, на чертеже не показано), до погружения подвижногоэлектрода, находящегося между замк нутыми электродами, а затемосуществляют электрический взрыв. Такое"воздействие является более рациональным, так как ударные волны явля "ются наиболее эффективным носителем 10 энергии взрыва.Данный замыкатель позволяет осуществить не только длительйую коммутацию, но и импульсную. Для этоготвердометаллический"подвижный контакт удерживают вмежконтактномзазоре только на время"прЪхождеййяимпульса тока. Такое удержание осуществляют гйдропотокомжидкого ме-талла, сопутствующего перемещениюэлектрода. В этом случае подвижныйэлектрод выполняют без самозаклинивания между электродамй. При завершении процесса взрыва подвижный электрод совместно с жидкимметалломпод действием силы тяжести возвращается в исходное положение.Жидкометаллический замыкательобладает новым техническим эффектом,который заключается в сочетании 30 быстродействия коммутации большихтоков в различных режимах работыпри отсутствии эрбэии контактов"Сминимальным переходным контактнымсопротивлением, Замыкатель также 35 обеспечивает восстановление кбнтактного сопротивления"приегоувйлйчении в процессе эксплуатацииВ дополнении к иэложенноМУ сле-дует добавить, что наличие отверс тия в электроде 7 позволяет осуществить процесс коммутации в следующейновой последовательности: сначалаповерхностным слоем жидкого металла;затем твердометаллическим контактом, 4 а потом остальной частью жидкогометалла. Этот отличительный признакобеспечивает новый технический эффект, заключающийся в том, что повышается время термической устойчивости замкнутого сбстояниядо подхода 50 остальной части жидкого металла.Таким образом, данный замыкательобеспечивает повышение быстродействия за-счетповЪйЫения"скоростйсоприкосновения контактов приодновре менном уменьшении потерь в переходном и длительном режимах коммутации.Размещение дополнительногоривода, соединенного с толкателями,расположенными на верхнем электроде, щ обеспечивает надежное удаление всехвкладышей подвижного, электрода иэмежэлектродногопромежутка при сох ранении компактности контактногоузла.1 иражИИПЙ Государствпо делам изобр35, Москва, Ж еевеППП фПатент",30вФиф Ф Ю еЕ и Ужгор ькоа: Мехр И.МетелюйЙ юЬ703 .енногоетений5, Раушееаюв Под митета СС открцтий ая наб.,аЮФЮФ д, ул. Пр