Жидкометаллический замыкатель

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ904015 Союз СоветскихСоциалистическихРеспубликОпубликовано 07.02.82. Бюллетень 5Дата опубликования описания 17.02.82 по делам нзооретеннй и открытий(54) ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ ЗАМЪКАТЕЛЬ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проведении испытаний низковольтных электрических машин, аппаратов и других устройств в режимах протекания по ним токов короткого замыкания.Известен жидкометаллический замыкатель, содержащий резервуар переменного объема с жидким металлом, два основных электрода, образующих с изоляционными стенками межэлектродный канал, два дополнительных электрода из металла с большим удельным сопротивлением, чем материал основных электродов, закрепленных под основными электродами через изоляционные прокладки и электрически соединенных с ними так, что правый дополнительный соединен с левым основным, а левый дополнительный - с правым основным. Замыкатель предназначен для замыкания цепи на длительное время 1.Недостатком этого замыкателя является то, что вследствие взаимодействия противоположно направленных токов, протекающих по основным и дополнительным электродам, уменьшается не только сила, стремящаяся выбросить жидкий металл из межэлектродного канала в конце его движения по этому каналу (что вообще полезно), но в момент образования контакта жидкого металла с основными электродами уменьшается также сила, под воздействием кото рой жидкий металл до этого двигателя поканалу на участке между дополнительными электродами и должен теперь войти в пространство между основными электродами, что вредно, так как затягивается плавание жидкометаллической поверхности, вследствие чего уменьшается включающая способность замыкателя.Известен также жидкометаллический замыкатель, работа которого основана на ином принципе; он содержит два изолированных 15 друг от друга неподвижных электрода, расположенных один над другим и имеющих с внутренних сторон выемки, один подвижный электрод с внутренними вертикальными каналами, гальванически соединенный с упомянутым верхним неподвижным электродом, жидкий металл, помещенный в выемку в нижнем электроде, с установленным в толще жидкого металла устройством для создания электрического разряда, механизм свободного расцепления и устройство блокировки.Замыкатель может работать в импульсном режиме или производить замыкание на длительное время 12.Недостатками этого замыкателя являются сложность конструкции и ограниченная надежность в связи с наличием движущихся частей: подвижного контакта, механизма свободного расцепления, устройства блокировки. Сложность конструкции отчасти обусловлена тем, что в одном устройстве совмещены две модификации замыкателя: для импульсной и длительной работы; такое универсальное устройство для эксплуатации требуется редко.Наиболее близким к предлагаемому является импульсный жидкометаллический замыкатель, содержащий заключенные в герметизированную камеру два изолированных друг от друа твердометаллических электрода в форме полых цилиндров разного диаметра, расположенных вертикально один в другом и подключенных к источнику тока в своей нижней части, жидкий металл, размещенный в пространстве между электродами, контактирующий с наружным цилиндром, и инертный газ, заполняющий остальной объем камеры, а с внешней стороны нижней стенки камеры -- закрепленную катушку-индуктор 131.Конструкция данного замыкателя более просгая,:ем описанного выше, так как в ней не содержатся подвижный контакт, механизм свободного расцепления и устройство олокировки, а надежность более высокая, вследствие отсутствия подвижных частей.:,.:днако этот замыкатель предназначен для коммутации в импульсном режиме (с самовозврагсм в разомкнутое положение), тогда кк н;и проведении вышеуказанных испытаний электрооборудования необходим,.жим коммутации 1 без самозоззрата в разомкнутое положение). Кроме ого. для осуществления импульсного режи- , а;.сммутацни в известном замыкателе потребовалось иметь сравнительно сложную ;.онструкцню электродов (в форме двух нлиндров разного диаметра, расположено;.х одк в,;,угом).Цель изобретения - обеспечение замыкания на длительное время без самовозврата в разомкнутое положение и упрощение кон. т;укции замыкателя.."казанная пель достигается тем, что в ;кндкометаллическом замыкателе, представ.яюнц"л сооой герметически закрытую камеру. содсржагцую два электрода, жидкий металл и инертный газ, камера образованалсктродами в форме вертикально расположенных н обращенных днищами наружу стаканов и изоляционной цилиндрической втулкой, помегценной между станками, а под поверхностью жидкого металла закреплена катушка-индуктор. На фиг,представлена конструкция замыкателя; на фиг. 2 - замыкатель без жидкого металла.В герметически закрытую, вертикально расположенную цилиндрическую камеру, которая образована двумя электродами 1 и 2, выполненными в форме обращенных днищами наружу стаканов, с буртиками для крепления, и изоляционной цилиндрической втулкой 3, расположенной между стаканами, помещены: жидкий металл 4 и закрепленная под его поверхностью катушка-индуктор 5; остальной объем камеры занимает инертный газ 6.Замыкатель работет следующим образом.При возбуждении катушки-индуктора 5, в результате взаимодействия магнитного поля индуктора с полем наведенных в жидком металле вихревых токов, жидкий металл поднймается волной у стенки цилиндра и в форме сопки в средней части индуктора, фиксируясь в этом положении.Скорость этого движения металла меньшая, чем в известном замыкателе. Создавать столь же большую скорость, как в импульсном замыкателе, в аппарате, предназначенном для длительного замыкания, нерационально, так как быстродействия здесь не требуется, а обеспечение большой скорости было бы связано с необходимостью применения специального источника питания очень большой мощности (для импульсного замыкателя таким источником обычно служит батарея конденсаторов). Вместе с тем, следует учитывать, что при меньшей скорости в случаях замыканий цепей с большими токами, может в большей степени, чем в импульсных замыкателях, проявляться эффект плавания подвижного контакта жидкого металла (из-за создания в зоне контактирования давления газов вследствие испарения жидкого металла в момент его касания неподвижного контакта), Чтобы это явление оставалось ограниченным, практически не сказывающимся на надежности включения контактов, в предлагаемом замыкателе осуществлено последовательное контактирование жидкого металла с электродом 1 в двух местах: вначале замыкается цепь между волной и электродом 1 на стенке цилиндра, а затем между вершиной сопки и тем же электродом на днище (днище находится на большем расстоянии от жидкого металла, чем стенка). С замыканием на днище прекратится плавание контакта у стенок цилиндра (если оно там возникло), аналогично тому, как в выключателях с твердометаллическими контактами прекращается плавание дугогасительного контакта при замыкании главногоВозврат замыкателя в исходное положе-. ние (после размыкания цепи аппаратом- защиты) производится снятием напряжения с индуктора 5.Формула изобретения Жидкометаллический замыкатель, содержащий герметически закрытую камеру с двумя электродами, жидким металлом и инертным газом, отличающийся тем, что, с целью увеличения длительности замыкания цепи и упрощения конструкции, камера образована электродами, которые выполнены в форме вертикально расположенных, обращенных днищами наружу стаканов и помещенной между ними дополнительно введенной изоляционной цилиндрической втулкой, а под поверхностью жидкого металла дополнительно закреплена катушка-индуктор.Источники информации, 5принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР656334, кл. Н 01 Н 29/00, 1968.2. Авторское свидетельство СССР547858, кл. Н 01 Н 29/00, 1967.3. Авторское свидетельство СССР по заявке2629954(07, 1978.Редактор Г 1.МакаревичЗаказ37/38 Составитель В. Попова Техред А. Бойкас Корректор В. Бутяга Тираж 757 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оз крытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4