Токоограничитель с электромагнитным клапаном
Изобретение относится к электрртехнике. Целью изобретения является повышение надежности и ресурса работы . Токоограничитель состоит из двух твердометаллических электродов,изоляционных перегородок 3 между ними с каналами 4 капиллярного сечения, кроме того, каждая перегородка 3 содержит полость 5, дополнительный объем 6 с жидким металлом 75 клапан 8 с электромагнитным приводом и пружин 11, кроме того выполнены сквозные отверстия: 12 - между капиллярным каналом 4 и полостью 5, 13 - между полостью 5 и дополнительным объемом 6, 14 - между клапаном 8 и капиллярным каналом 4, 15 - между клапаном 8 и дополнительным объемом 6. В нормальном режиме клапан 8 перекрывает отверстия 14, 15. При токах короткого замыкания пары жидкого металла из канала 4 выбрасываются в полость 5, где охлаждаются, конденсируются и стекают через отверстие 13 в объем 6. После разрыва цепи клапан 8 открывает отверстия 14 и 15 и жидкий металл из объема 6 заполняет канал 4 по принципу сообщающихся сосудов, Токоограничитель готов к последующей работе. 2 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
amS А1 (gg)g Н 01 Н 87/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОП(РЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР (21) 46 75466/07 (22) 11. 04. 89 (46) 15. 04. 91. Бюл. 1» (71) Куйбышевский политехнический институт им. В.В.Куйбышева (72) А.В ° Веретенков, А.И.Лавриненко, Л.Т.Николаева, В.И,Приходченко, И.H.Ñêîìîðîõoâ, Вал.R.Òàíàåâ и Вл.В.Танаев (53) 621. 316. 546. 3 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 579663, кл. Н 01. Н 87/00, 1978. Заявка Японии 1> 43-32858, кл. 58 Л О, 1968. Авторское свидетельство СССР 922911, кл. Н 01 Н 87/00, 1980. (54.) ТОКООГРАНИЧИТ1 .ЛЬ С ЭЛЕКТРОМАГHH7HhIM КЛАПАНОМ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности и ресурса работы. Токоограничитель состоит из двух твердометаллических электродов,изоляционных перегородок 3 между ними Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам защиты электрических цепей постоянного тока, и может быть использовано для защить> электрооборудования от токов кор отког о замыкания . Цель изобретения — повышение надежности и ресурса работы. На Лиг.1 показан токоограничитель во включенном положении, разрез; на Лиг.2 — разрез A-A на фиг.1. Токоограничитель состоит из двух твердометаллических электродов 1, 2 с каналами 4 капиллярного сечения, кроме того, каждая перегородка 3 содержит полость 5, дополнительный объем 6 с жидким металлом 7, клапан 8 с электромагнитным приводом и пружин 11, кроме того выполнены сквозные отверстия: 12 — между капиллярным каналом 4 и полостью 5, 13 — между полостью 5 и дополнительным объе1оМ 6; 14 — между клапаном 8 и капиллярным каналом 4, 15 — между клапаном 8 и дополнительным объемом 6. В нормальном режиме клапан 8 перекрывает отверстия 14, 1 . При токах короткого замыкания пары жидкого металла из канала 4 выбрасываются в полость а 5, где охлаждаются, конденсируются и 9 стекают через отверстие 13 в объем 6. После разрыва цепи клапан 8 открывает отверстия 14 и 15 и жидкий металл из объема 6 заполняет канал 4 по принципу сообщающихся сосудов. Токоограничитель готов к последующей раооте. 2 ил. и п количества перегородок 3 между ними, выполненных из изоляционного материала. На фиг.1 показаны три перегородки, количество их определя— ется номинальным напряжением уставки. Каждая перегородка 3 содержит канал 4 капиллярного сечения, полость 5, расположенную в ее верхней части, дополнительный объем 6, зало ненный жидким металлом 7, причем дHo полости 5 выполнено с уклоном относительно горизонтальной плоскости в сторону дополнительного объема, Между 3 16425 дополнительным объемом 6 и капиллярным каналом 4 установлен клапан 8 с электромагнитным приводом, состоящим иэ двойного П-образного ярма 9 и якоря 10, причем на якорь 10 воздейству5 ют пружины 11. Кроме того, в изоляционной перегородке выполнены сквозные отверстия 12, 13, 14, 15 соответственно. 12— между капиллярным каналом 4 и полостью 5, причем на "выходе этого отверстия установлена втулка 16, выступающая. из дна полости 15, 13 — между полостью 5 и дополнительным объемом 6, расположенное в низшей точке дна полости 5, 14 — между клапаном 8 и капиллярным каналом 4, 15 — между клапаном 8 и дополнительным объемом 6, расположенное в их нижней части. В изоляционных, перегородках 3 соосно с каналами 4 выполнены углубления 17, в которых расположены промежуточные твердометаллические электроды 18, которые могут быть выполнены и из 25 легкоплавкого сплава, например олова, Отверстия 19 служат для исключения воздушных пробок внутри аппарата. Сверху изоляционные перегородки закрыты крышками 20. Токоограничитель работает следую-! щим образом. В нормальном режиме цепь тока проходит от одного электрода 1 к другому 2 через жидкий металл, заполняющий канал 4 капиллярного сечения в изоляционной перегородке 3, и промежуточпые твердометаллические электродыы 18 . Столб жидк or о металла в отверстии 12 способствует полному за- 40 полнению канала 4, противодействуя силам Пинч-эффекта, что увеличивает сечение жидкометаллического токопровода. Якорь 10 притянут электромагнитными cHJIBMH K ярму 9, при этом кла- 45 пан 8, шток которого связан с якорем 10, перекрывает отверстие 14 в ка нал 4. При токах короткого замыкания жидкий металл в канале 4 испаряется и под действием повышенного давления столб жидкого металла из отверстия 12 и пары его выбрасываются в полость 5, где они охлаждаются, конденсируются и по наклонной плоскости дна стекают в объем 6 через отверстие 13, причем продукты горения и окисленный I жидкий металл оседает на стенках полости 5, при этом благодаря выступающей втулке 16 обратно жидкий металл в канал 4 не стекает, что исключает повторное замыкание электродов 1,,2. Клапан 8 находится в закрытом положении,что исключает выброс паров жидкого металла и продуктов горения дуги через отверстия 14, 15 непосредственно в объем 6. Возникающая дуга отключения гасится за счет превьдпения суммы приэлектродных напряжений дуги напряжения источника. После разрыва цепи якорь 10 под действием пружин 11 поднимается вверх, и клапан 8 открывает отверстия 14 и 15, которые сообщают-между собой канал 4 с объемом б,заполненным жидким металлом 7, и по принципу сообщающихся сосудов канал 4 и отверстия I2 заполняются свежей порцией жидкого металла, не подверженного воздействию электрической дуги отключения, т.е. происходит самовосстановление аппарата для последующего его включения в цепь. Возможна периодическая очистка полостей 5 от продуктов горения и окислов жидкого металла путем снятия верхней крынки ?О. Основной отличительный признак предлагаемого токоограничителя заключается в том, что объем жидкого металла для подпитки токопровода заключен в дополнительный объем,расположенный внутри изоляционной пластины, и не подверженный тепловому воздействию дуги, за счет чего он не теряет своих физико-химических свойств, что способствует повышению надежности и ресурса работы, Общим признаком с прототипом является наличие в предлагаемом токоограничителе полостей, не занятых жидким металлом, для компенсации действия. внутри капиллярного канала и конденсации паров жидкого металла, однако em отличительным признаком является расположение относительно токоведущих каналов и выполнение дна с уклоном в сторону дополнительного объема, что способствует стеканию в него только чистого жидкого металла, а следовательно, повышению надежности и ресурса работы. Наличие электромагнитного клапа- на с приводом также способствует повышению надежности работы, так как при протекании тока электромагнитный ! клапан перекрывает отверстие между дополнительным объемом с жидким металлом и капиллярным каналом, что 1642535 при токах короткого замыкания обеспечивает выброс паров жидкого металла и продуктов горения только в верхнюю полость, наличие же в ней втулки, выступающей из дна, предохраняет канал от возможности повторного затекания в него жидкого металла,что также обеспечивает надежность работы. 10 бор мула и з о бр ет ения Токоограничитель с электромагнитным клапаном, содержащий твердометаллические электроды, изоляционные перегородки, выполненные с каналами капиллярного сечения, полости, больнего, чем капиллярный канал сечения, расположенные несоосно с каналами капиллярного сечения, и жидкий металл, отличающийся тем, что, с целью повынения надежности и ресурса работы, он снабжен электромагнитными клапанами и втулками, 25, в каждой изоляционной перегородке выполнен дополнительный объем, заполненный жидким металлом, и установлен электромагнитный клапан между дополнительным объемом и каналом капиллярного сечения, упомянутая полость расположена внутри верхней части изоляционной перегородки, а дно полости выполнено с уклоном в сторону дополнительного объема, при этом в каждой изоляционной перегородке выполнены отверстия, соединяющие канал капиллярного сечения с полостью, причем на выходе этого отверстия в полость установлена втулка, выступающая над дном полости, отверстие, соединяющее дно полости с дополнительным объемом, а также отверстие, соединяющее дополнительный объем с каналом капиллярного сечения, причем электромагнитный клапан установлен с возможностью перекрытия этого отверстия. Составитель В.Коносов Редактор В.Фельдман Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Палий Заказ 1433 Тираж 357 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по.изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5 !! l! Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул, Гагарина, 101
