Жидкометаллический предохранитель

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОЮРЕТЕK ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С<нов Сове тсимк

Социалиетичеаиик

Реслублии (i i>902100 (6l) Дололнительмое к авт. свил-ву(5! )М. Кл. (22)Заявлено 22.04.80 (21) 2914675/24-07

Н 01 Н 87/00

Н 01 Н 85/12 с нрисоедииемием заявки М (23) приоритет

@еуаератаваМ кювет евер ав даат азвбретеквВ и еткрытий

Онубликоваио 30.01 ° 82 Бюллетень М 4

Дата онубликования описания 01.02.82 (53) УДК 621 ° 316.. 923(088. 8) О

В. А. Андреев, Е. В. Бондаренко, 0. и А. В. Кузнецов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ульяновский политехнический инстит (54 ) Ж@ДКОИЕТАЛЛИЧЕСКИЙ ПРЕДОХРАНИТЕРЬ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для защиты электрооборудования от токов перегрузки и токов короткого замыкания.

Известны предохранители с плавкой вставкой из жидкого металла. Данные предохранители можно восстанавливать (1f .

Недостатком даных предохранителе является малая чувствительность к токам перегрузки. Значительная крутизна их защитной характеристики затрудняет согласование их работы работой других защитных аппаратов.

Наиболее близок к предлагаемому по т ехни че ской сущност и жидкомет аллический предохранитель, содержащий электроизоляционный корпус с контак» тными колпаками и плавкий элемент, выполненный в виде нескольких парал» лельных капиллярных каналов, заполненных жидким металлом (2j.

Недостатком указанного устройства является низкая чувствительность и ° сложность согласования с работой других защитных аппаратов.

Цель изобретения .- повышение чувствителвности и упрощение согласо« вания с работой других защитных веществ.

Поставленная цель достигается тем, что .жидкометаллический предохранитель снабжен электронагревательными . элементами, размещенными внутри контактных колпаков, а внутренняя по лость одного из контактных колпаков заполнена жидким металлом.

На чертеже йзображен жидкометаллический предохранитель, разрез.

По торцам электроиэоляционного корпуса 1 установлены верхний 2 и. нижний 3 контактные колпаки. Внутри верхней части электроиэоляционного корпуса 1 установлена металлическая перегородка 4. В электроизоляционном корпусе 1 и перегородке 4 сделаны

4 капиллярные каналы 5, заполненные жидким металлом. В торцовой части контактных колпаков 2 и 3 имеются электроизоляционные крышки 6 и 7.

На крышке 6 смонтирован электронагре- з вательный элемент 8, а на крышке 7электронагревательный элемент 9. На-. ружная поверхность электронагревательных элементов 8 и 9 имеет теплостойкую электрическую изоляцию (на- 10 пример, элементы 8 и 9 могут быть остеклованы1.

Выводы нагревательного элемента8 включаются в цепь дистанционного управления включением, а выводы элемента 9-е цепь дистанционного управления отключением, а также к выходу устройства релейной защиты.

Внутренняя полость нижнего контактного колпака 3 (между крышкой 7 и 20 нижними концами капиллярных каналов 5) заполнена жидким металлом,т.е. элект. ронагревательный элемент 9 погружен в жидкий металл. Внутренняя полость верхнего контактного колпака 2 (меж" ду крышкой 6 и верхними концами капиллярных каналов 5f металлом вставки не заполнена.

Верхние концы некоторых капиллярных каналов 5 закрыты электроизоля- ЗО ционными заглушками 10, которые выполнены реэьбовыми. Штифт 11 препятствует повороту перегородки Й относительно корпуса t во время сборки предохранителя. 35

Жидкомет аллический предохранитель работает следующим образом.

В нормальном режиме работы ток протекает от нижнего контактного колпака 3 через жидкометаллическую плав-<о ку (капиллярные каналы 5 ) и перегородку 4 к верхнему контакному колпаку 2.

В случае протекания тока короткого замыкания происходит испарение жидкого металла в капиллярных кана- 45 лах 5. Пары металла вытесняются во внутреннее пространство верхнего контактного колпака 2. Возникшая в капиллярных каналах 5 электрическая дуга гаснет за счет охлаждения ее Se стенками каналов. После остывания па" ров металла происходит их конденсация. Образующийся при этом жидкий металл из внутренней полости верхнего контактного колпака 2 не стекает в капиллярные каналы 5, так как этому препятст вует их капиллярность. Поэтому самопроизвольное восстановление

1 жидко мет алли че с ко го предохрани т еля не происходит.

Если же по жидкометаллическому предохранителю протекает ток перегрузки, то устройство релейной защиты замыкает цепь электронагревательного элемента 9.-Нагрев элемента 9 приводит к испарению жидкого металла из внутренней полости нижнего контактного колпака 3. Давление возникших паров вытесняет жидкий металл из капиллярных каналов 5 во внутреннюю полость верхнего контактного колпака 2.

Электрическая цепь в капиллярных каналах 5 размыкается неодновременно. В одном из этих каналов цепь размыкается в последнюю очередь. Между нижним концом этого канала и внутренней поверхностью контактного колпака 3 возникает электрическая дуга. Вместе с парами металла дуга затягивается в капиллярный канал и гаснет в нем.

После отключения тока перегрузки цепь электронагревательного элемента 9 размыкается.

Так как: электронагревательный элемент 9 имеет некоторую тепловую инерцию и до отключения со всех сторон окружен жидким металлом, отбирающим тепло, то между моментом появления тока в электронагревательном элементе 9 и моментом отключения жидкометаллического предохранителя имеется некоторый отрезок времени. Это является недостатком предохранителя, так как отключение тока перегрузки все равно делается с выдержкой времени, а не. мгновенно.

При дистанционном отключении жидкометаллического предохранителя процесс смещения жидкого металла из внутречней полости нижнего контактного колпака 3 во внутреннюю полость верхнего контактного колпака 2 идет так же, как и при отключении тока агрузки.

Для восст ановления жидкометаллического предохранителя подают ток в .электронагревательный элемент 8. При этом происходит испарение жидкого металла из внутренней полости верхнего контактного колпака 2 и переход жидкого металла в капиллярные каналы 5 и внутреннюю полость нижнего контактного колпака 3. После окончания процесса восстановления цепь электронаг" ревательного элемента 8 размыкают.

100

5 962

Число капиллярных каналов 5 в корпусе 1 зависит от номинального тока жидкометаллического предохранителя.

Для уменьшения номинального тока отключают часть капиллярных каналов 5

5, устанавливая с одной их стороны (например, сверху, как на чертеже ) электроизоляционные заглушки 10. Наличие жидкого металла в отключенных каналах не препятствует работе жидкометаллического предохранителя.

Так как процесс отключения может начинаться по сигналу релейной защиты, то это улучшает защиту электро. 35 установок при протекании тока перегрузки. Кроме повышения чувст вит ел ь-. ности, облегчается согласование рабо ты предохранителя с работой других защитных аппаратов. Предохранитель zo может включаться и отключаться по команде оперативного персонала, т.е.

1 может выполнять функции выключателя. формула изобретения

Жидкометаллический предохранитель, содержащий электроизоляционный корпус с контактными колпаками и плавкий элемент, выполненный в виде нес кольких параллельных капиллярных ка . налов, заполненных жидким металлом отличающийся тем, что, с целью повышения чувствительности и упрощения согласования с работой друт

<-их защитных аппаратов, он снабжен электронагревательными элементами, размещенными внутри контактных колпаков,а внутренняя полость одного из контактных колпаков заполнена жидким металлом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

4" 651423, кл. H 01 H 87/00, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке И 2889641/07, кл. Н 01 Н

87/00, 1980 °

ВНИИПИ Заказ 12397/63

Тираж 757 Подписное филиал ППП "Патент", г.ужгород,ул.Проектная,4