SU1647679A1

SU1647679A1 - Molten-metal switcher

Info

Publication number: SU1647679A1
Application number: SU894681731A
Authority: SU
Inventors: Валерий Валентинович Кирик
Original assignee: Институт Электродинамики Ан Усср
Priority date: 1989-03-13
Filing date: 1989-03-13
Publication date: 1991-05-07

Abstract

Изобретение относилс к электротехнике , к электрическим коммутационным аппаратам с жидкометаллическимм контактами. Целью изобретени вл етс повышение коммутационной способности и надежности . Устройство содержит два электрода, разделенных изол тором и образующим межэлектродный канал, заполн емый жидким металлом, уровень которого может измен тьс в зависимости от внешнего воздействи , К внутренней поверхности верхнего электрода прикреплен основанием вы- сокоомный стержень в форме усеченного конуса, к поверхности усечени которого прикреплен дугогасительный элемент. Коммутаци электрической цепи осуществл етс через высокоомный стержень. Использование изобретени позвол ет избежать ступенчатой коммутации тока в цепи, исключив при этом перенапр жени при коммутации, вследствие чего повышаетс коммутационна способность устройства. Кроме этого, введение в устройство высокоомного стержн позвол ет исключить применение нескольких высокоомных пластин, следовательно , упростить конструкцию и повысить надежность работы. 1 ил.The invention relates to electrical engineering, to electrical switching devices with liquid metal contacts. The aim of the invention is to increase switching capacity and reliability. The device contains two electrodes separated by an insulator and forming an interelectrode channel filled with liquid metal, the level of which can vary depending on external influence. A high-resistance impedance rod in the shape of a truncated cone is attached to the inner surface of the upper electrode. arcing element. The switching circuit is carried out through a high-resistance rod. The use of the invention makes it possible to avoid stepwise switching of the current in the circuit, while excluding overvoltage during the switching, as a result of which the switching capacity of the device is increased. In addition, the introduction of a high-resistance rod into the device makes it possible to eliminate the use of several high-resistance plates, therefore, to simplify the design and increase the reliability of operation. 1 il.

Description

Изобретение относитс к электротехнике , к жидкометаллическим коммутационным аппаратам.The invention relates to electrical engineering, to liquid metal switching devices.

Цель изобретени - повышение коммутационной способности и надежности работы коммутатора.The purpose of the invention is to increase the switching capacity and reliability of the switch.

На чертеже изображен коммутатор в отключенном положении.The drawing shows the switch in the off position.

Коммутатор содержит два твердометал- лических электрода 1 и 2, разделенные изол тором 3 и образующие межэлектродный канал 4, с жидким металлом 5, Верхний электрод 1 снабжен стержнем 6, выполненным мз высокоомного металла в форме усеченного конуса и установленным большим основанием на внутренней поверхностиThe switchboard contains two solid metal electrodes 1 and 2, separated by insulator 3 and forming the interelectrode channel 4, with liquid metal 5, the upper electrode 1 is equipped with a rod 6 made of a high resistance ohm metal in the shape of a truncated cone and an installed large base on the inner surface

электрода 1, а меньшее основание стержни направлено в сторону резервуара 7 переменного объема, заполненного жидким металлом 5, установленного на нижнем электроде 2, на свободном конце стержн 6 установлен дугогасительный элемент 8, выполненный в виде изол тора с внутренней поверхностью переменного сечени и концентрическими углублени ми 9, заполненными жидким металлом 5. Дугогасительный элемент 8 установлен таким образом, что сечение его внутренней поверхности уменьшаетс в направлении верхнего электрода 1. Резервуар 7 переменного объема (силь- фон) снабжен толкателем 10.the electrode 1, and the smaller base of the rods directed towards the tank 7 of variable volume filled with liquid metal 5 mounted on the lower electrode 2, on the free end of the rod 6 there is an arcing element 8 made in the form of an insulator with an internal surface of variable cross section and concentric grooves 9, filled with liquid metal 5. The arcing element 8 is mounted so that the cross section of its inner surface decreases in the direction of the upper electrode 1. The tank 7 of variable volume ma (strong background) is provided with a pusher 10.

Коммутатор работает следующим образом .The switch works as follows.

Дл включени устройства необходимо приложить усилие к толкателю 10 снизу вверх. При перемещении толкател 10 сжимаетс смльфон 7 и происходит подъем уровн жидкого металла 5 в межэлектродном канале 4 до уровн металла в верхней полости 9 дугогасительного элементе 5, жидкий металл в которой соприкасаетс с высокоомным стержнем 6. Цепь замыкаетс через стержень 6. В цепи протекает ток, величина которого зависит от сопротивлени стержн . Дальнейший подъем уровн жидкого металла в межэлектродном канале 4 приводит к тому, что металл, скольз по поверхности стержн 6, приводит к уменьшению сопротивлени рабочего участка стержн за счет сокращени рассто ни между уровнем жидкого металла м поверхностью верхнего электрода 1, Скорость изменени сопротивлени между электродами 1 и 2 пр мо пропорциональна скорости измене- км длины рабочего участка стержн 6 и обратно пропорциональна радиусу кольца зысокоомного стержн на уровне жидкого металла. При подъеме уровн жидкого металла до выступов электрода 1 цепь замыкаетс . Коммутатор включен.To turn on the device, it is necessary to apply a force to the pusher 10 from bottom to top. When moving the pusher 10, the smlfon 7 is compressed and the level of the liquid metal 5 in the interelectrode channel 4 rises to the level of the metal in the upper cavity 9 of the arcing element 5, the liquid metal in contact with the high resistance rod 6. The circuit is closed through the rod 6. A current flows in the circuit the value of which depends on the resistance of the rod. A further increase in the level of the liquid metal in the interelectrode channel 4 causes the metal, slipping on the surface of the rod 6, to reduce the resistance of the working section of the rod by reducing the distance between the level of the liquid metal and the surface of the upper electrode 1, the rate of change of resistance between the electrodes 1 and 2 is directly proportional to the rate of change – km of the working section of the rod 6 and is inversely proportional to the radius of the high-resistance rod ring at the level of the liquid metal. When the level of the liquid metal rises to the protrusions of the electrode 1, the circuit closes. Switch is on.

Дл отключени устройства толкатель 10 сильфона 7 перемещаетс вниз. Уровень металла в межэлектродном канале понижаетс , и электроды 1 и 2 замыкаютс через стержень 6. Снижение уровн металла вниз к электроду 2 приводит к плавкому увеличению сопротивлени между электродами 1 и 2, следовательно, к уменьшению тока до величины, при котором мощность дуги минимальна или дуга не возникает совсем.To disconnect the device, the pusher 10 of the bellows 7 is moved down. The metal level in the interelectrode channel decreases, and the electrodes 1 and 2 are closed through the rod 6. A decrease in the metal level down to the electrode 2 leads to a fusion increase in resistance between the electrodes 1 and 2, therefore, to a decrease in current to which the arc power is minimal or arc does not occur at all.

Снижение уровн металла в межэлектродном канале 4 ниже уровн металла в верхней полости 9 диэлектрического элемента 8 приводит к разрыву цепи. Если приA decrease in the level of the metal in the interelectrode channel 4 below the level of the metal in the upper cavity 9 of the dielectric element 8 leads to the breaking of the circuit. If at

этом возникает дуга, то она гаситс при помощи разбиени ее на участки концентрическими кольцевыми полост ми 9, После снижени уровн металла в межэлектродном канале ниже последней полости 9 коммутатор надежно отключаетс .this causes an arc, then it is quenched by dividing it into sections with concentric annular cavities 9. After the metal level in the interelectrode channel drops below the last cavity 9, the switch is reliably turned off.

Claims

The invention formula: Liquid metal switch containing two solid metal electrodes separated by an insulator and forming together with it a metal electrode channel, a variable volume reservoir with liquid metal and an arcing element made in the form of an insulator with an internal surface of variable cross section.

with concentric cavities filled with liquid metal, the inner surface section being reduced in the direction of one of the solid metal electrodes, characterized in that

in order to increase switching capacity and reliability, the upper solid metal electrode is equipped with a rod made of high-resistance metal, in the form of a truncated cone, installed

the large base on the upper solid metal electrode, and the smaller base of the rod is directed toward the tank of variable volume, the arc-suppressing element is installed at the free end

rod so that the cross section of the inner surface of the arcing element is reduced in the direction of the upper solid metal electrode.

888

b 4