Разрядник

Соиез СоввтскмкСецмаимстмческмкреспублик АВТОРСКОМУ СВИДИЕЙЬСТВУ(72) Аю Н. Лысенко об етени 71) Заявител ЯДНИК к предлагаем содержащий у Изобретение относится к элетротехнике и может быть использованодля защиты электрических линий иустройств различного назначения отвоздействия опасных перенапряжений.Узвестен защитный разрядник,содержащий установленные в герметичном корпусе неподвижный электроди подвижный электрод с термочувствительным приводом и токовводомНедостатком указанного разрядни 1 Вка является возможность возникновения искрения при соприкосновенииподвижного электрода с неподвижнымвследствие их неплотного контакта,15вызванного шероховатостью рабочихповерхностей электродов. После срабатывания разрядник требует замены.Кроме того, разрядник не обладаетспособностью отключать аварийнуюцепь при воздействии длительных пере.напряжений,Наиболее близким омуявляется разрядник, становленные в герметичном корпусенеподвижный электрод и подвижныйэлектрод, жестко соединенный с токопроводящим стержнем, который образует с первым токовводом размыкающийся контакт, а со вторым токовводом - скользящий контакт, и термо.чувствительный привод, подвижногоэлектрода, состоящий из изогнутыхпластин, выполненных из материалас эффектом памяти формы, Второйтоковвод разрядника выполнен в видезакрепленной в корпусе токопроводящей перегородки с отверстием, на од.ной стороне которой закреплен сильфон, а на другой - привод подвижного электрода, содержащий токопроводящий стержень, пропущенный черезотверстие в перегородке и дно силь"фона. Укаэанный стержень неподвижнозакреплен в дне сильфона и образуетс перегородкой скользящий контакт,а с токовводом подвижного электрода - скользящий размыкающий контакт, В 97 Ьпогруженный в диэлектрическую жидкость. При значительном перенапряжении в этом разряднике обеспечиваетсяприведение электродов в соприкосно"вение с одновременным разрывом электрической связи аварийной цепи сзащищаемой аппаратурой 2,В известном разряднике нежелательное явление искрений, приводящее кэрозии поверхности, электродов, 1 вчастично устранено эа счет уменьшениявремени прохождения тока дуги черезмежэлектродный промежуток в периодвоздействия длительной волны перенапряжения. Однако раэрядник имеет малый срок службы электродов. Этообъясняется тем, что при искровом разряде, особенно при коммутации большихтоков, происходит локальный нагреви плавление.поверхности электродов, 20соприкасающейся с каналом разряда,вследствие ее бомбардировки высокоэнергетичными ионами, а также воздей.ствия высокой температуры и давлениядинамических струй плазмы в искровом 25канале, что способствует деформацииповерхности электродов, т.е изменению ее микрорельефа при их соприкосновении.Кроме того, в результате возникно- Зввения в жидком диэлектрике гидродинамического удара, передающегося насильфон и, соответственно, на подвижный электрод при отключении большихмощностей, между поверхностями ссуда ряющихся электродов могут создаваться значительные контактные усилия;приводящие к деформации электродов. Помимо этого при переходе электро- о дов в короткозамкнутое состояние происходит замыкание на землю защищенной разрядником линии или устройства. При наличии в линии мощных накопителей электромагнитной энергии через закороченные электроды протекает разрядный ток вызывающий опас)ность возникновения искрения.Цель изобретения - повышение срока службы за счет устранения деформации электродов и их электроэрозии в после- коммутационном режиме.Поставленная цель достигается тем, что в разряднике, содержащем установленные в герметичном корпусе55 неподвижный электрод и подвижный электрод, жестко соединенный с токо- проводящим стержнем, который образует с первым токовводом размыкающийся контакт, а со вторым токовводомскольэящий контакт, и термочувствительный привод подвижного электрода,состоящий из изогнутых пластин,выполненных из материала с эффектомпамяти формы, второй токоввод выполнен в виде оси вращения, на которойустановлен указанный токопроводящийстержень, который расположен перпендикулярно оси вращения, подвижныйэлектрод выполнен в виде изогнутойч-образной трубки, закрытой с рабочего торца и расположенной в плоскости вращения токопроводящего стержня, соединение которого с трубкой выполнено в ее средней части, пг,астинытермочувствительного привода прикреплены одними своими концами квнутренней поверхности рабочего торцаподвижного электрода, внутри которого по разные стороны его изгибаустановлены две дополнительно введенные соединенные в замкнутый контуркатушки индуктивности, одна из которых снабжена неподвижным ферромагнитным сердечником, а вторая - подвижным сердечником, выполненным в видепостоянного магнита, который жесткосоединен со вторыми концами пластинтермочувствительного привода, причемна внутренней говерхности коргусазакреплены в плоскости вращения подвижного электрода два дополнительновведенных разноименных постоянныхмагнита, один из которых расположенсоосно с открытым концом подвижногоэлектрода, а второй - между концамиподвижного электрода.Введение постоянного магнита,связанного с термочувствительнымприводом, и электромагнитной системыпозволяет осуществить перемещениеподвижного электрода вокруг оси безсоприкосновения с неподвижным электродом во время воздействия длительных перенапряжений, что исключаетмеханическое повреждение поверхностей электродов и нежелательное явление искрения в послекоммутационномрежиме,На чертеже изображен разрядник,общий вид в разрезе,Разрядник состоит из герметичного изоляционного корпуса 1 с первым токовводом 2, неподвижным электродом 3, двумя разноименными постоянными магнитами 4 и 5 и вторымтоковводом, выполненным в виде токопроводящей оси 6. На оси 6 распо909735 щающий электромагнитный момент,. направленный в сторону второго постоянного магнита 5, полюса которого сориентированы противоположно по отношению к полюсам магнита 4. Односторонность в направлении действияэлектромагнитного момента достигается соответствующим выбором профиляторцовой поверхности сердечника 13и полюса магнита 4. Величина момента будет тем больше, чем большеразность величин воздушных зазоровпод краями полюса,При достижении сердечником 13полюса магнита 5 последний удерживает подвижный электрод 7 в этомположении, чему способствует магнитный поток обмотки 14, теперь направленный встречно с магнитнымпотоком постоянного магнита 5,Одновременно с поворотом электрода 7 вокруг оси 6 стержень 15 выходитиз соприкосновения с токовводом 2,образуя изоляционный промежуток,электрическая прочность которогодостаточна для исключения его пробоя,В то же время рабочая часть подвижложен подвижный электрод 7, выполненный в виде изогнутой Ч-образнойтокопроводящей трубки, образующейдве ч сти электрода. С рабочеготорца трубка закрыта и содержит внутри катушку 8 индуктивности с сердечником, выполненным в виде постоянного магнита 9, термоцувствительныйпривод, выполненный в виде изогнутых пластин 10, из материала, обла Одающего эфФектом памяти формы (напри.мер, сплава никеля и титана). Одниконцы пластин жестко закреплены навнутренней торцовой поверхности.электрода 7, а. другие связаны с постоянным магнитом 9, расположеннымсоосно с катушкой 8 индуктивности.Катушка 8 намотана на цилиндрическийизоляционный стакан 11, в ко-:орый по.мещена возвратная пружина 12, гоОткрытая часть трубки (электрода 7) имеет Ферромагнитный сердечник 13, изготовленный из материала свысокой магнитной проницаемостью(например, железо-никелевого сплава). 25на котором размещена катушка 14 индуктивности, электрически связаннаяс катушкой 8, Электрод 7 соединенс токопроводящим стержнеМ 15, имеющим электрический размыкающий кон- зотакт с токовводом 2.Часть подвижного электрода 7, со"держащая ферромагнитный сердечник13, расположена соосно с постоянныммагнитом 4, а другая часть электрода,зсодержащая термоцувствительный привод,расположена соосно с неподвижнымэлектродом 3. Магнит 5 установлен накорпусе между магнитом 4 и неподвижнымэлектродом 3оРазрядник работает следующим образом.В исходном положении пластины 10термоцувствительного привода сжаты,постоянный магнит 9 выведен из катушки 8. Электрод 3 заземлен, а токопроводящий стержень 15 через токоввод 2 и ось 6 вращения включенвзащищаемую электрическую цепь, Электрод 7 находится в положении равновесия и, кроме того, зафиксированпостоянным магнитом 4, На электроды3 и 7 разрядника подано напряжениеменьше пробивного напряжения меж электродного промежутка,55При возникновении в электрическойцепи кратковременной волны перенапряжения происходит пробой межэлектродного промежутка. При этом защищаемая электрическая цепь или устройство шунтируется малым внутренним сопротивлением разрядника и предохраняется от повреждения. После прохождения импульса перенапря. женин разрядник возвращается в исходное состояние благодаря восстановлению электрической процности газового межэлектродного промежутка,При длительной волне перенапряжения за счет горения дугового разряда температура подвижного электрода 7 возрастает, цто приводит к разогреву термочувствительных пластин 10, обладающих способностью "запоминатьн ту форму, которую им придают в нагретом состоянии. Как только температура пластин достигает той, при которой идет процесс "запоминания" прямолинейной формы, они резко распрямляются и вводят магнит 9 в катушку 8, Благодаря явлению электромагнитной индукции в катушке 8 наводится ЭД(;,вызывающая протекание импульс.ного тока в катушке 14, В свою очередь появление тока в катушке 14 создает магнитный поток, который концентрируется и усиливается сердечником 13. Причем, направление этого магнитного потока таково, что между магнитом 4 и сердечником 13 возникает отталкивающая сила, создающая вра"ного электрода оказывается смещенапо отношению к заземленному электроду 3, обеспечивая тем самым изоляцию защищаемого устройства относительно земли, цем исключается протекание через электроды емкостныхтоков,В дальнейшем происходит постепенное остывание пластин 10 и придостижении температуры срабатыванияони резко изгибаются (помимо действия возвратной пружины 12, служащей для надежного возвращения магнита 9 в исходное состояние), приобретая первоначальную Форму. Приэтом магнит 9 выходит из соленоида,создавая а катушке 14 импульсныйток обратного направления, благодаря которому образуется магнитный поток, компенсирующий действие магнита 5.Электрод 7 под действием силытяжести приходит в состояние равновесия и Фиксируется магнитом 4.Предлагаемый разрядник позволяетпо сравнению с известными увеличитьсрок служСы электродов за счет исключения механического поврежденияи электроэрозии их рабочих поверхностей после коммутации благодаряустранению непосредственного соприкосновения электродов, а также расширить область применения за счетликвидации короткого замыкания наземлю защищаемого устройства, цтоделает возможным использование разрядника в цепях, содержащих мощныенакопители электромагнитной энергии,Кроме того, предлагаемое изобретениепозволяет повысить стабильность работы разрядника по напряжению пробояза счет снижения степени разрушенияповерхности электродов и увеличитьэлектрицескую прочность разрядникаотносительно земли в режиме отключения длительных перенапряжений благодаря несоосному расположению подвижного и неподвижного электродов вэтом режиме работы.Формула , изобретенияРазрядник, содержащий установленные в герметицном корпусе неподвижный электрод и подвижный электрод,жестко соединенный с токопроводящимстержнем, который образует с первымтоковводом размыкающийся контакт, ас вторым токоааодом " скользящийконтакт, и термочувстаительный приводподвижного электрода, состоящий изизогнутых пластин, выполненных изматериала с эффектом памяти формы, 1 О о т л и ч а ю щ и й с я тем цто,с целью повышения срока службы, второйтоковвод выполнен в виде оси вращения, на которой установлен указанныйтокопроводящий стержень, который рас положен перпендикулярно оси вращения,подвижный электрод выполнен в видеизогнутой 1-образной трубки, закрытой с рабоцего торца и расположеннойа плоскости вращения токопроводящего 2 о стержня, соединение которого с трубкой выполнено .в ее средней части,пластины термоцуастьительного приводаприкреплены одними своими концами квнутренней поверхности рабочего торца 2 З подвижного электрода, внутри которогопо разные стороны его изгиба установлены две дополнительно введенные соединенные а замкнутый контур катушкииндуктивности, одна из которых снаб 1ЗО жена неподвижным ферромагнитным сердечником, а вторая - подвижным сердечником, выполненным в виде постоянного магнита, который жесткосоединен с вторыми концами пластин 35термоцувствительного привода, причемна внутренней стенке корпуса закреплены в плоскости вращения подвижногоэлектрода даа дополнительно введенных разноименных постоянных магнита,один из которых расположен сооснос открытым концом подвижного электрода, а второй - между концами подвижного электрода. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Патент ФРГ Ю 881690,кл. 21 С 72, 1953.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 1 Г 2853279/2 ч,Я 1 кл. Н 01 Т 1/00, 1979.909735 Составитель Е. БочковТехред И Гайду Редактор В. Пе ре ыдкая Заказ 904/4 био Тира ВНИИПИ Госпо делам5 Москва филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,4 арственного изобретенииИ, Раущ Подписное омитета СССР открытии ая наб., д, 4/