Токоограничитель

 

ТОКООГРЛНИЧИТЕЛЬ, содержащий корпус, два твердометаллических электрода, изоляционные пластины с выполненными в них отверстиями, образуюпхимн каналы, причем изоляционные пластины разделяют межэлектродный объем на цилиндрические полости, частично заполненные жидким металлом, а каналы расположены несоосно по отношению к цилиндрическим полостям, отличающийся тем, что, с целью повышения номинального тока, чувствительности и быстродействия аппарата , отверстия в каждых двух соседних изоляционных п.7астинах сдвинуты относительно лчруг друга к противоположным стенкам корпуса. 00, О) Ч СУ5 СО 00 Фыг. /

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

З(ц Н 01 Н 87/00 .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3474199/24-07 (22) 29.07.82 (46) 28.02.84. Бюл. № 8 (72) Л. Т. Николаева, О. Я. Новиков, В. И. Приходченко, Г. Д. Сафронова и В. В. Танаев (7l ) Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В. В. Куйбышева (53) 621.316.546.3 (088.8) (56) l. Авторское свидетельство СССР № 922911, кл. Н Ol Н 87/00, 1982. (54) (57) ТОКООГРАНИЧИТЕЛЬ, содержагций корпус, два твердометаллических

„„SU„„ II 076981 А электрода, изоляционные пластины с выполненными в них отверстиями, образуюгцими каналы, причем изоляционные пластины разделяют межэлектродный объем на цилиндрические полости, частично заполненные жидким металлом, а каналы расположены несоосно по отношению к цилиндрическим полостям, отличающий ся тем, что, с целью повышения номинального тока, чувствительности и быстродействия àïïàрата, отверстия в каждых двух соседних изоляционных пластинах сдвинуты относительно друг друга к противоположным стенкам корпуса.

1076981

Изобретение относится к технике коммутирования электрических цепей постоянного тока, более конкретно к жидкометаллическим токоограничителям.

Известен токоограничитель, содержащий корпус, два твердометаллических электрода, изоляционные пластины с выполненными в них отверстиями, образующими каналы, причем изоляционные пластины разделяют межэлектродный объем на цилиндрические полости, частично заполненные жидким металлом, а каналы расположены несоосно по отношению к цилиндрическим полостям. Каналы имеют общую ось симметрии 11).

Для увеличения номинального тока токоограничителя необходимо увеличить сечение канала в изоляционной пластине. Это приводит к уменьшению объемных магнитогидродинамических сил в жидкометаллическом теле и снижение чувствительности и быстродействия. Таким образом, с увеличением номинального тока токоограничителя снижается его чувствительность и быстродействие.

Цель изобретения — увеличение номинального тока, чувствительности и быстродействия путем использования дополнительных электромагнитных сил, обусловленных направлением тока в каналах., Поставленная цель достигается тем, что в токоограничителе, содержащем корпус, два твердометаллических электрода, изоляционные пластины с выполненными в них отверстиями, образующими каналы, причем изоляционные пластины разделяют межэлектродный объем на цилиндрические полости, заполненные жидким металлом, а каналы расположены несоосно по отношению к цилиндрическим полостям, отверстия в каждых двух соседних изоляционных пластинах. сдвинуты относительно друг друга к противоположным боковым стенкам.

В связи с этим токораспределение в жидком металЛе таково, что образуются петли тока. При этом на жидкометаллическое тело в капиллярных каналах действуют не только силы Пинч-эффекта, но и дополнительные электромагнитные силы, обусловленные петлями тока. При прохождении по аппарату тока среза резко возрастает сила взаимодействия тока в каналах изоляционных пластин с магнитным полем.тока петли, протекающего в канале большого сечения.

F= 8.1, где 1 — ток;

 — магнитная индукция.

Эта сила направлена к стенке канала и способствует выбрасыванию жидкого металла из него.

Таким образом, в номинальном режиме указанная сила незначительна и не оказывает влияния на режим работы, а при резком возрастании тока увеличивается быстро действие и повышается чувствительность аппарата.

На фиг. 1 изображен токоограничитель, 5 общий вид, на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1.

Токоограничитель состоит из двух твердометаллических электродов 1 и 2, впрессованных в изоляционный корпус 3, В корпусе 3 расположены изоляционные пластины 4

10 и 5 с каналами, смещенными относительно друг друга к боковым стенкам корпуса.

Между изоляционными пластинами 4 и 5 образуются межэлектродные цилиндрические полости 6, частично заполненные. жидким металлом.

Токоограничитель работает следующим . образом.

В номинальном режиме на жидкометаллическое тело в каналах изоляционных пластин 4 и 5 действуют магнитогидродинамические силы, величина которых недостаточна для разрыва жидкометаллического тела.

При увеличении тока до величины тока среза токоограничителя на жидкий металл в каналах будут действовать электродннамические силы, обусловленные петлей тока, 25 прижимать его к стенкам канала изоляционных пластин и вытеснять из него, одновременно будет происходить интенсивный нагрев жидкого металла, приводящий к испарению его. Под действием давления пары жидкого металла выбрасываются в большие объемы и, проходя через жидкий металл, находящийся в цилиндрических полостях 6, охлаждаться и конденсироваться, а избыточное .давление компенсируется свободны-, ми объемами цилиндрических полостей 6.

Возникающие дуги отключения имеют опорные пятна на жидком металле. Керамические поверхности каналов в изоляционных пластинах 4 и 5 при этом охлаждаются пу тем интенсивного отвода потока тепловой энергии электродуги жидким металлом в

4О цилиндрических полостях 6.

Таким образом, путем сдвига каналов El изоляционных полостях к боковым стенкам аппарата создается такая конфигурация направления тока, при которой на жидкий металл в каналах действует дополнительная

45 электромагнитная сила, выбрасывающая жидкий металл из этих каналов, что дает возможность увеличивать сечение каналов в изоляционных пластинах. т.е, увеличивать номинальный ток аппарата, при этом повышается чу вствительность и быстродействиее.

Токоограничитель может применяться для ограничения токов короткого замыкания в мощных судовых электроэнергетических установках.

jO?fi98j

Я-А

Редактор А. Власенко

Заказ 761/49

Составитель М. Трофимова

Техред И. Верее Корректор Л. I lnex

Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., л. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4