Самовосстанавливающийся ограничитель тока

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<1983789

Союз Соеетскик

Социаиистическнк

Республик

{6т) Дополнительное к авт. сеид-ву—

{22) Заявлено 020431 {2 ) 3268350/24-07 с присоединением заявки Нов

{23) ПриоритетОпубликоваио 231282. Бюллетень М 47 (И) М. Ng.з

Н 01 Н 29/30

Государственный комитеТ

СССР но делам изобретений н открытий (Щ УДК621 ° 316.

° 524 (088. 8) Дата опубликования описания 231282 (72) Автор изобретения

О.В. Вейтцель " (71) Заявитель

° (5 4 ) САМОВОССТАНАВЛИВМОЩИЙСЯ

ОГРАНИЧИТЕЛЬ ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно — к аппа- . ратостроению и может быть использовано в комплекте с низковольтным автоматическим выключателем для отключения очень больших токов короткого замыкания (в дальнейшем КЗ), когда предельная коммутационная способность выключателя недостаточна. щ

Известны самовосстанавливающиеся токоограничительные устройства, основанные на воздействии П-образного вертикального электродинамического токового контура на перемычку из жидкого металла, расположенную в прочном изоляционном кбрпусе, содержащем дугогасительную камеру, s результате чего происходит выброс жидкого металла в дугогасительную камеру и ограничение тока защищаемой цепи (1 3.

Недостатком данного устройства яв- . ляется мало эффективный и громоздкий

П-образный вертикальный электродинамический токовый контур, значительно увеличиважций габариты устройства.

Наиболее .близким по технической сущности к изобретению является са-,: мовосстанавливаищийся ограничитель тока, содержащий герметичную изоляционную камеру .с дугогасительным устройством и токовым контуром, состоящим из двух взаимно параллельных электродинамически взаимодействующих участков, разделенных изоляционными прокладками, причем верхний участок заполнен жидким металлом, а нижний является сплошным твердотельным электродом 32 3.

Недостатком известного ограничителя тока является недостаточно высокая эффективность указанного контура, что снижает и ограничивает его чувствительность при работе.

Целью изобретения является повышение технико-экономических показателей устройства за счет увеличения, эффективности электродинамического токового контура и чувствительности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в самовосстанавливающемся ограничителе тока токовый контур снабжен .вторым плоским витком, у которого верхний участок, заполненный жидким металлом, является общим, а концы нижних спЛошных твердотель-. ных участков разнесены в,противоположные стороны, причем расстояние между осями участков составляет

983789

1,1 — 1,2 расстояния по осям участков в вертикальном направлении.

Переьычка из жидкого металла размещена в герметичной изоляционной камере с дугогасительным устройством, заполненной инертным газом. . 5

При прохождении номинального тока защищаемой цепи через токовый контур устройства электродинамические силы, цействующие на переьычку из жидкого металла, незначительны и уравновеаены собственным весом жидкого металла перемычки.

При возникновении тока КЗ в защищаемой цепи, электродинамические силы резко увеличиваются от десятков ,цо сотен раз и выбрасывают жидкий металл перемычки вверх, в дугогасительную камеру, и на ее дугогасительных рогах возбуждается электрическая дуга, ограничивающая ток защищаемой цепи.

После отключения тока КЗ автоматическим выключателем жидкий металл под действием собственного веса возвращается в исходное положение.

На фиг. 1 приведена конструкция сдмовосстанавливающегося ограничителя тока, продольное сечение; на фиг. 2 — то же, поперечное сечение; на фиг. 3 — изображена электродинамическая система устройства. 30

Самовосстанавливающийся ограничитель тока (фиг. 1 — 3) содержит твердометаллические электроды 1 и 2, геремыкаемые жидкометаллической переьычкой 3 (например, сплавом калия 35 и натрия или др. ), и дугогасительное устройство 4 с дугогасительными рогами 5, расположенные в герметически закрытой изоляционной камере б, заполненной инертным газом (например, 40 азотом или др ° ).

Конструкция дугогасительного устройства может быть различной, например, с деионной решеткой, с узкой щелью и др .

В отличие от известного решения электродинамический контур образован двумя твердометаллическими элементами 1 и 2 (выполненными например, в виде медных шин )и перемычкой жидкого металла 3. Твердометаллические электроды 1 и 2 жестко установлены в прочном изоляционном основании 7 (к примеру, опрессованы в пластмассе ), причем нижняя часть электродинамического контура образована сплош- 55 ными твердометаллическими электродами, а в верхней части указанного контура, между концами электродов 1 и 2, в межэлектродном промежутке, содержится жидкометаллическая переьычка 3, с Щ зажимами 8 и 9 на противоположных внешних концах.

Длина твердометаллических электродов 1 и 2, расстояние Н и h между рими в изоляционном основании 7, ве- 65 причина перемычки из жидкого металла

3 и др. параметры определяются требованиями величин токоограничения и могут изменяться в требуемых пределах.

Выбирается Н = (1,1 - 1,2)h.

С целью увеличения прочности изоляционная камера б заключена в защитный кожух 10 и может иметь в верхней части отверстие для установки предохранительного клапана (не показан).

При прохождении номинального тока в защищаемой цепи по токовому контуру 8-1-3-2-9, электродинамическое воздействие нижней части токового контура аЬ на Ь на верхнюю часть контура сd (><идкометаллическую перемычку 3) незначительно и уравновешено весом жидкого металла перемычки.

Вся система находитс) в состоянии устойчивого равновесия.

При возникновении тока КЗ в защищаемой цепи электродинамическое воздействие F нижней части токового контура аЬ йс Ь на перемычку cd из жидкого металла 3 резко возрастает (в десятки раз ), равновесие нарушается и жидкометаллическая перемычка

3 мгновенно выбрасывается вверх, в дугогасительное устройство 4. Поскольку на жидкий металл в дугогасительном устройстве 4 продолжают действовать электродинамические силы токового контура, то он не может вернуться в исходное положение до полного отключения или значительногоограничения тока КЗ.

Возникшая между электродами 1 и 2 электрическая дуга растягивается на дугогасительных рогах 5 и приобретает в дугогасительном устройстве 4 значительное сопротивление, ограни чивая ток К3, а автоматический выключатель в это время отключает защищаемую цепь.

После отключения тока КЗ автоматическим выключателем, жидкий металл перемычки 3 под действием собственного веса возвращается в межэлектродное пространство, восстанавливая электродинамический контур.

Время, в течение которого между электродами 1 и 2 отсутствует жидкий металл перемычки 3, всегда будет больше, чем полное время срабатывания автоматического выключателя, поскольку до полного отключения защищаемой цепи на жидкий металл переьычки 3 будут действовать электродинамические силы F>+ нижней части токового контура аЬ и a Ь,направленные противоположно силе тяжести жидкого металла.

Поэтому заьыкание цепи между электродами 1 и 2 за период отключения тока

КЗ автоматическим выключателем произойти не Может, т.е. автоматический выключатель всегда будет отключать

983789 защищаемую цепь при ограниченном значении тока К3.

Преимущества изобретения по сравнению с известным устройством состоят в том, что на жидкометаллическую перемычку, образующую участок cd, 5 действует не одна, а две части токового контура aS u a g расположенные на расстоянии Н 1,1 — 1,2h оптимальный случай, что приводит к возрастанию электродинамических усилий, действующих на перемычку 3 вм 1,7—

1,8 раза. Это позволяет увеличить чувствительность устройства к току КЗ в тех же размерах или значительно уменьшить размеры. самого устройства.

Предлагаемое устройство весьма простое по кострукции и технологии изготовления, работает автоматически и автономно, имеет небольшие габариты и массу, обладает высокой на-дежностью и дает как при .изготовлении, так н при эксплуатации, значительный экономический эффект от его внедрения.

Устройство может быть широко использовано в электрических цепях с очень большими токами КЗ, при недостаточной предельной коммутационной способности используемых выключателей.

Формула изобретения 30

Самовосстанавливающийся ограничитель тока, содержаний герметичную изоляционную камеру с дугогасительным устройством и токовым контуром, состоящий из двух взаимно параллельных электродинамических. взаимодействующих участков, разделенных изоляционными прокладками, причем верхний участок заполнен жидким металлом,.а нижний является сплошным твердотельным электродом, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения технико-экономических показателей устpoAcf âà за счет. увеличения эффективности электродинамического токового контура и чувствительностн работы устройства, токовый .контур снабжен вторым плоским витком, у которого верхний участок, заполненный жидким металлом, является общим, а концы нижних сплошных твердотельных участков разнесены в противоположные стороны, причем расстояние между осями участков составляет 1 1 — 1,2 рассто яния по осям участков в вертикальном направлении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2723991/24-07, кл. Н 01 Н 29/30, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2836718/24-07, кл. Н 01 Н 29/30, 1979.

983789

®uzZ

Составитель F3. Торшин

Редактор Лг. Шандор Техред О.Неце Корректор Н. Буряк

Заказ 9937/63 Тираж 761 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4