SU1094088A1 - Current-limiting circuit breaker - Google Patents

Current-limiting circuit breaker Download PDF

Info

Publication number
SU1094088A1
SU1094088A1 SU833554968A SU3554968A SU1094088A1 SU 1094088 A1 SU1094088 A1 SU 1094088A1 SU 833554968 A SU833554968 A SU 833554968A SU 3554968 A SU3554968 A SU 3554968A SU 1094088 A1 SU1094088 A1 SU 1094088A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
insulating plates
capillary
cylindrical cavities
partitions
current
Prior art date
Application number
SU833554968A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лариса Тихоновна Николаева
Вячеслав Иванович Приходченко
Валерий Валентинович Танаев
Original Assignee
Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.В.В.Куйбышева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.В.В.Куйбышева filed Critical Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.В.В.Куйбышева
Priority to SU833554968A priority Critical patent/SU1094088A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1094088A1 publication Critical patent/SU1094088A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H87/00Protective devices in which a current flowing through a liquid or solid is interrupted by the evaporation of the liquid or by the melting and evaporation of the solid when the current becomes excessive, the circuit continuity being reestablished on cooling

Landscapes

  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

ТОКООГРАНИЧИТЕЛЬ, содержащий корпус, два твердометаллических электрода , изол ционные пластины, в каждой из которых выполнены отверсти  капилл рного сечени , образукнцие капилл рные., причем изол ции «« онные пластины раздел ют мeжэлeктpo ный объем на щшигдрические полости, частично заполненные жидким металлом, а каналы расположены несоосно по отношению к цилиндрическим полост м, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  номинального тока , обеспечива  возможности работы при поворотах вокруг горизонтальной оси на 360° и наклонах на 45-50° относительно вертикальной плоскости, он снабжен перегородками, выполненными из токопровод щего материала, указанные перегородки установлены в цилиндрических полост х параллельно изол ционным пластинам таким образом, что выход т из корпуса наружу, а в изол ционных пластинах выполнены дополнительные отверсти  капилл рного сечени , причем все отверсти  каждой изол ционной пластины расположены симметрично по окружности .TOKER LIMITER, comprising a housing, two solid metal electrodes, insulating plates, each of which has capillary holes, forming capillary., And the insulation "" onion plates divide the interstitial volume into the spherical cavities, partially filled with liquid metal, The channels are located non-axially with respect to the cylindrical cavities, characterized in that, in order to increase the rated current, providing the possibility of operation when turning around a horizontal axis by 360 °. and slopes of 45-50 °. relative to the vertical plane, it is provided with partitions made of a conductive material, said partitions are installed in cylindrical cavities parallel to the insulating plates in such a way that they exit from the housing to the outside, and additional holes of capillary section are made in the insulating plates, all of which Each insulating plate is arranged symmetrically around the circumference.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к токоограничител м многократного действи , и может быть использовано в сильноточных , /цеп х защиты. Известны жидкометаллические токо ограничители, принцип работы которы I основан на испарении жидкого металла , заключенного в капилл рный канал СИ и L21. Недостатками указанных устройств  вл ютс  мала  надежность, ограниченный номинальный ток и работа в фиксированном положении. Известен также токоограничитель который содержит твердометаллические электроды, разделенные изол ционной камерой, выполненной с каналом капилл рного сечени , заполненным жидким металлом. ; Номинальный ток ограничен сечение капилл рного канала. При протекании тока короткого замыкани  вьздел кицеес Джоулево тепло приводит к испарению жидкого металла и созданию в канале высокого давлени . При этом образует с  плазма, обладающа  большим удельным сопротивлением, что приводит к эффекту токоограничени  31. Однако дл . изготовлени  таких токоограничителей необходимы материалы , выдерживающие без разрушени  давлени  пор дка 100-200 атм, кроме того, аппараты такой конструкции нестабильны в работе и недолговечны. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  токоограничитель, содержащий твердометаллические электроды, разделенные изол ционной камерой, снабженной р дом изол ционных перегородок с каналами капилл рного сечени , обра зуинцих мевду собой цилиндрические полости большего, чем капилл рный канал сечени , частично заполненные жидким металлом, при этом указанные полости расположены несоосно с каналом капилл рного сечени , при помощи которого они сообщаютс  между собой С4. Недостаток i известного устройства заключаетс  в том, что градиент тем пературы токоограничител  по длине в номинальном режиме неодинаков. Крайние и средние цилиндрические полости , заполнейные жидким металлом, наход тс  в неодинаковых услови х, так как крайние объемы прилегают к твердометаллическим выводам, изготовленным , как правило, из меди, имеющей большой коэффициент теплопроводности по сравнению с жидким металлом 3,9ИО м.град 1 Вт эвтектики J 0,37610 м.град что позвол ет использовать их дл  сброса тепла, вьщел емого в токоограничителе . При отвод тепла из средних полостей в медь затруднен, так как они соприкасаютс  между собой через изол ционные перегородки, имеющие узкие каналы, заполненные жидким металлом. Это приводит к большому нагреву шщкого металла в центральных цилиндрических полост х, что ограничивает номинальный ток. Другим недостатком известного токоограничител   вл етс  работа в горизонтальном положении, что ограничивает область применени . Цель изобретени  - повьшгение номинального тока при тех же габаритах конструкции за счет улучшени  отвода тепла по всей длине токоограничител  токопровод щими перегородками и уменьшени  сопротивлени  токопровода аппарата , а также возможности работы его при поворотах вокруг Горизонтальной оси на 360 и наклонах на 45-50 относительно вертикальной плоскости. Указанна  цель достигаетс  тем, что токоограничитель, содержащий корпус, два твердометаллических электрода , изсйт ционные пластины, в каждой из которых выполнены отверсти  капилл рного сечени , образующие капилл рные каналы, причем изол ционные пластины раздел ют межэлектродный объем на цилиндрические полости, частично заполненные жидким металлом , а каналы расположены несоосно по отношению к цилиндрическим полост м , снабжен перегородками, выполйенными из токопровод щего материала , указанные перегородки установлены в цилиндрических полост х  аралпельно изол ционным пластинам таким образом, что выход т из корпуса наружу, а ,в изол ционных пластинах выполнены дополнительные отверсти  капилл рного сечени , причем все отверс и  каждой изол ционной пластины расположены симметрично по окружности. При поворотах аппарата на 360 вокруг горизонтальной оси в жидкий металл будут погружатьс  дополнитель ные каналы капилл рного сечени , расположенные симметрично по окружнрсти , без изменени  их числа,поэтом конструкци  остаетс  работоспособной независимо от угла поворота вокруг горизонтальной оси, угол поворота относительно вертикальной плоскости допускаетс  до 45-50®за счет наличи  токопровод щих перегородок в цилиндрических объемах, которые делают их не сообщакшщьшс  ме ду собой по всей длине токоограничител . - На фиг. 1 показан токоограничитель , общий вид, на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1. Токоограничитель содержит твердометаллические электроды 1 и 2, изол ционные керамические пластины 3, в которых выполнены симметрично по окружности отверсти  4 капилл рного сечени , медные перегородки 5, по .верхности которых выход т наружу токоограничител , в окружающую среду Элементы 1, 2, 3 и 5 разделены друг от друга изол ционными Цласти|Нами 6, образу  цри этом цилиндрические полости. 7. Вс  конструкци  токоограничител  скреплена изолированной шпилькой 8. Цилиндрические полости 7 частично заполнены жидким металлом 9 рабочие, отверсти  4 капилл рного сечени  дл  данного положени  токоограничител  также запоп иены.жидКИМ металлом. , . Токоограничитель работает следующим образом. При замкнутой цепи жидкий метали 9 заполн ет отверсти  4 капилл рного сечени  и цилиндрические полости 7. При увеличении тока свыйе допустимого происходит взрыв жидкого металла 9 в рабочих отверсти х 4 кашшл риог сечени , резко-возрастает давление, под действием которого пары жидкого металла будут выбрасьшатьс  в цилинд рические полости 7 и, проход  через объем жидкого металла, наход щегос  в них, охлаждаютс  и концентрируютс . Лучшему охлаждению способствуют медные перегородки 5, отвод щие тепло наружу и В1фавнивающие температуру по длине токоограничител . Возникающие при этом дуги отклонени  в капилл рных каналах имеют опорные п тна на жидком металле, наход щемс  в полост х 7 большего сечени . Керамические Поверхности отверстий 4 капилл рного сечени  при этом охлаждаютс  за счет интенсивного оТвода потока тепловой энергии электродуги жидким металлом в полост х 7 и медными перегородками 5. Токоограничитель может работать при повороте вокруг горизонтальной ОСИ на ЗЬО, так как при этом количество отверстий 4 капилл рного се-i чени , погруженных в жидкий металл 9, остаетс  неизменным и при . клонах относительно вертикальной плоскости на угол 45-50 так как медные перегородки создают несоор- . щающиес  по длине полости жидкого металла. . Таким образом преимущества предлагаемого токоограничител  заключаютс  в повышении номинального тока без увеличени  габаритов конструкции и в возможности работы при поворотах вокруг ; горизонтальной оси на 360 и при наклонах относительно вертикальной плоскости до 45-50 что расшир ет область его применени . Токоограничители такой конструкции могут примен тьс  в мооршх судовых электроэнергетических системах (ЭЭС),The invention relates to electrical engineering, in particular, to multiple current limit switches, and can be used in high-current, / protection circuits. Liquid metal current limiters are known, the principle of operation of which I is based on the evaporation of a liquid metal enclosed in a capillary channel of SI and L21. The disadvantages of these devices are low reliability, limited rated current and operation in a fixed position. Also known is a current limiter which contains solid metal electrodes separated by an insulating chamber made with a capillary channel filled with liquid metal. ; The rated current is limited to the cross section of the capillary channel. When a short-circuit current flows in the section of the Joulecew heat, the liquid metal evaporates and a high pressure is created in the channel. In this case, a plasma with a large resistivity forms, which leads to a current-limiting effect 31. However, for long. the manufacture of such current limiters requires materials that can withstand without destruction of pressure on the order of 100–200 atm. Moreover, devices of this design are unstable in operation and short-lived. The closest in technical essence to the present invention is a current limiter containing solid metal electrodes separated by an insulating chamber equipped with a series of insulating partitions with capillary channels forming cylindrical cavities larger than a capillary section channel partially filled with liquid metal , wherein said cavities are located non-axially with a capillary channel with which they communicate with each other C4. A disadvantage i of the known device is that the gradient of the temperature of the current limiter over the length in the nominal mode is not the same. Extreme and middle cylindrical cavities filled with liquid metal are in unequal conditions, since extreme volumes adjoin solid metal leads made, as a rule, of copper having a high thermal conductivity coefficient compared to liquid metal 3.9 m-1 ha. In the eutectic of J 0.37610 m. Grad, which allows their use for the discharge of heat contained in the current limiter. When heat is removed from the middle cavities to copper, it is difficult, since they are in contact with each other through insulating walls that have narrow channels filled with liquid metal. This leads to a large heating of the metal in the central cylindrical cavities, which limits the rated current. Another disadvantage of the known current-limiting device is operation in a horizontal position, which limits the field of application. The purpose of the invention is to increase the rated current with the same dimensions of the structure by improving heat removal along the entire length of the current limiter by conductive partitions and reducing the resistance of the device’s conductor, as well as its ability to rotate around the Horizontal axis 360 degrees and 45-50 relative to the vertical plane. . This goal is achieved by having a current limiter comprising a housing, two solid metal electrodes, insulating plates, each of which has capillary openings forming capillary channels, the insulating plates dividing the interelectrode volume into cylindrical cavities partially filled with liquid metal , and the channels are located non-axially with respect to the cylindrical cavities, equipped with partitions made of conductive material, said partitions are installed in the cylinder iCal cavities aralpelno insulating plates so that the exit from the enclosure to the outside, and, in the insulating plates made additional openings capillary section, all Hole and each insulation plates are arranged symmetrically along the circumference. When the device rotates 360 around the horizontal axis, additional capillary channels located symmetrically around the circle will be immersed in the liquid metal, without changing their number, so the structure remains operational regardless of the angle of rotation around the horizontal axis, the angle of rotation relative to the vertical plane is allowed to 45 -50® due to the presence of conductive partitions in cylindrical volumes, which make them unrelated to each other along the entire length of the current limiter. - In FIG. 1 shows a current limiter, a general view; FIG. 2 shows section A-A in FIG. 1. The current limiter contains solid metal electrodes 1 and 2, insulating ceramic plates 3, in which capillary holes 4 are made symmetrically around the circumference, copper partitions 5, the surfaces of which go outside the current limiter, to the environment Elements 1, 2, 3 and 5 are separated from each other by insulating clusters | by us 6, forming cylindrical cavities. 7. The entire structure of the current limiter is fastened with an insulated hairpin 8. The cylindrical cavities 7 are partially filled with liquid metal 9 working, the holes 4 of the capillary section for this position of the current limiter are also zapisenyeni.zhidki metal. , Current limiter works as follows. With a closed circuit, the liquid metal 9 fills the holes 4 of the capillary section and the cylindrical cavities 7. As the current increases, the liquid metal 9 explodes in the working openings 4 of the cross section cough, the pressure dramatically increasing under the action of which the liquid metal vapors into the cylindrical cavities 7 and, the passage through the volume of liquid metal in them, is cooled and concentrated. Copper partitions 5, which transfer heat to the outside and keep the temperature along the current limiter, contribute to better cooling. The arcs arising in this case in the capillary channels have supporting spots on the liquid metal, which are located in the cavities 7 of a larger section. In this case, the ceramic surfaces of the capillary holes 4 are cooled due to the intensive removal of the thermal energy flux by the liquid metal in cavity 7 and copper partitions 5. The current limiter can work when rotating around the horizontal AXIS on the OUT, since the number of holes 4 is capillary The -i part immersed in the liquid metal 9 remains unchanged and at. clones relative to the vertical plane at an angle of 45-50 as the copper partitions create nesor. extending along the length of the cavity of the liquid metal. . Thus, the advantages of the proposed current limiter are to increase the rated current without increasing the overall dimensions of the structure and to be able to work when turning around; horizontal axis at 360 and with inclinations relative to the vertical plane up to 45-50, which expands its scope. Current limiters of this design can be used in marine electric power systems (EPS),

Claims (1)

ТОКООГРАНИЧИТЕЛЬ, содержащий корпус, два твердометаллических электрода, изоляционные пластины, в |каждой из которых выполнены отверстия капиллярного сечения, образующие капиллярные.каналы, причем изоляционные пластины разделяют межэлектрод,*· ный объем на цилиндрические полости, частично заполненные жидким металлом, а каналы расположены несоосно по отношению к цилиндрическим полостям, отличающийся тем, что, с целью увеличения номинального тока, обеспечивая возможности работы при поворотах вокруг горизонтальной оси на 360° и наклонах на 45-5С° относительно вертикальной плоскости, он снабжен перегородками, выполненными из токопроводящего материала, указанные перегородки установлены в цилиндрических полостях параллельно изоляционным пластинам таким рбразом, что выходят из корпуса наружу, а в изоляционных пластинах выполнены дополнительные отверстия капиллярного сечения, причем все отверстия каждой изоляционной пластины расположены симметрично по окружности.CURRENT LIMITER, comprising a housing, two solid-metal electrodes, insulating plates, each of which has holes of a capillary section forming capillary channels, moreover, the insulating plates divide the interelectrode * volume into cylindrical cavities partially filled with liquid metal, and the channels are not aligned in relation to cylindrical cavities, characterized in that, in order to increase the rated current, providing the possibility of work when turning around the horizontal axis by 360 ° and tilting 45-5C ° relative to the vertical plane, it is equipped with partitions made of conductive material, these partitions are installed in cylindrical cavities parallel to the insulating plates so that they exit the housing, and in the insulating plates there are additional openings of capillary section, with all openings of each insulating plates are arranged symmetrically around the circumference.
SU833554968A 1983-02-18 1983-02-18 Current-limiting circuit breaker SU1094088A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833554968A SU1094088A1 (en) 1983-02-18 1983-02-18 Current-limiting circuit breaker

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833554968A SU1094088A1 (en) 1983-02-18 1983-02-18 Current-limiting circuit breaker

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1094088A1 true SU1094088A1 (en) 1984-05-23

Family

ID=21050507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833554968A SU1094088A1 (en) 1983-02-18 1983-02-18 Current-limiting circuit breaker

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1094088A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19859095A1 (en) * 1998-12-21 2000-07-27 Moeller Gmbh Liquid metal-containing self-recovering current limiter has structured internal electrode faces for increased surface area wetted by liquid metal
DE19853577C1 (en) * 1998-11-20 2000-09-07 Moeller Gmbh Self-recovering current limiting device with liquid metal
DE19916325A1 (en) * 1999-04-12 2000-10-19 Moeller Gmbh Liquid metal-containing self-recovering current limiter has an increased electrode to partition wall spacing or modified partition wall connection channels for electrode burn-off prevention
US6525642B1 (en) 1999-03-29 2003-02-25 Moeller Gmbh Self-regenerating liquid metal current limiter
US6600405B1 (en) 1999-04-12 2003-07-29 Moeller Gmbh Self-regenerating current limter with liquid metal
DE10360103A1 (en) * 2003-12-20 2005-07-21 Moeller Gmbh Arrangement and method of mounting a current limiting device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент FR № 2083647, кл. Н 01 Н 87/00, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 579663, кл. Н 01 Н 87/00, 1975. 3.Патент JP 43-32858, кл. 58 3 О, 1968. 4.Автор,ское свидетельство СССР № 922911, кл. Н 01 Н 87/00, 1982. *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19853577C1 (en) * 1998-11-20 2000-09-07 Moeller Gmbh Self-recovering current limiting device with liquid metal
US6788516B1 (en) * 1998-11-20 2004-09-07 Moeller Gmbh Self-recovering current-limiting device with liquid metal
DE19859095A1 (en) * 1998-12-21 2000-07-27 Moeller Gmbh Liquid metal-containing self-recovering current limiter has structured internal electrode faces for increased surface area wetted by liquid metal
US6525642B1 (en) 1999-03-29 2003-02-25 Moeller Gmbh Self-regenerating liquid metal current limiter
DE19916325A1 (en) * 1999-04-12 2000-10-19 Moeller Gmbh Liquid metal-containing self-recovering current limiter has an increased electrode to partition wall spacing or modified partition wall connection channels for electrode burn-off prevention
US6600405B1 (en) 1999-04-12 2003-07-29 Moeller Gmbh Self-regenerating current limter with liquid metal
DE19916325B4 (en) * 1999-04-12 2007-05-16 Moeller Gmbh Self-recovering current-limiting device with liquid metal
DE10360103A1 (en) * 2003-12-20 2005-07-21 Moeller Gmbh Arrangement and method of mounting a current limiting device
DE10360103B4 (en) * 2003-12-20 2006-03-02 Moeller Gmbh Arrangement and method of mounting a current limiting device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU922911A1 (en) Current limiter
SU1094088A1 (en) Current-limiting circuit breaker
WO1996028846A1 (en) Heat sink
JP5887356B2 (en) Power resistor
US3489207A (en) Vapor-cooled electronics enclosures
US4417224A (en) Time delay fuse
CN105723489A (en) Commutating switch with blocking semiconductor
US4358631A (en) Heat dissipating electrical bushing
US3397331A (en) Electrode structure for a magnetohydrodynamic device
US3818409A (en) Electric circuit breaking fuse
SU1076981A1 (en) Current-limiting circuit breaker
US4654199A (en) High-power ozonizer
CA1068774A (en) Electric circuit protector comprising parallel-connected liquid-metal current-limiting devices
SE440837B (en) CURRENT LIMIT
US3179773A (en) High speed current interrupting electric fuses
JPS63205015A (en) Arc chamber especially for low voltage breaker
US2561464A (en) Time lag fuse
JP2002540580A (en) Self-regenerating current limiter with liquid metal
US3389359A (en) Change of state current limiter devices with stacked segment construction
US3671911A (en) System of fluid cooled fuses
SU1026214A1 (en) Protective arrester
SU1543473A1 (en) Current-limiting device for automatic switches
SU983800A1 (en) Device for disconnection of high currents
SU864377A1 (en) Fuse
SU1372404A1 (en) Disconnector