SU922911A1

SU922911A1 - Current limiter

Info

Publication number: SU922911A1
Application number: SU802920383A
Authority: SU
Inventors: Aleksandr V Veretenkov; Larisa T Nikolaeva; Oleg Ya Novikov; Vyacheslav I Prikhodchenko; Valerij V Tanaev; Gennadij V Ufaev
Original assignee: Kb Polt Inst Kujbysheva
Priority date: 1980-05-05
Filing date: 1980-05-05
Publication date: 1982-04-23

Description

Изобретение относится к технике' коммутирования электрических цепей постоянного тока, а именно к жидкометаллическим токоограничителям.The invention relates to the technique of 'switching electric DC circuits, namely to liquid metal current-limiting devices.

Известны жидкометаллические токоограничители, принцип работы которых ⁵основан на испарении жидкого металла, заключенного в капиллярный канал [1] и Г2].Liquid metal current-limiting devices are known, the principle of operation of which ^{5 is} based on the evaporation of a liquid metal enclosed in a capillary channel [1] and G2].

Недостатками указанных устройствThe disadvantages of these devices

10ten

являются малая надежность и ограниченный ресурс работы.are low reliability and limited service life.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является токоограничитеиь, который содержит твердометаллические электроды, разделенные изоляционной камерой, выполненной с каналом капиллярного сечения, заполненным жидким металлом. Капиллярный канал способен нести ' _мноминальную токовую нагрузку.The closest in technical essence to the present invention is current limiting, which contains solid metal electrodes, separated by an insulating chamber, made with a capillary channel filled with liquid metal. The capillary channel can carry _'m nominal current load.

При протекании тока короткого замыкания, выделяющееся джоулево тепло приводит к испарению жидкого ме2During the flow of short circuit current, the Joule heat generated leads to the evaporation of liquid metal.

талла и созданию в канале высокого давления порядка 100-200 атм. При этом образуется плазма, обладающая большим удельным сопротивлением, что и приводит к эффекту токоогрзничения [3}.tall and the creation of a high pressure channel of the order of 100-200 atm. In this case, a plasma is formed, which has a high specific resistance, which leads to the effect of current resistance [3].

Недостаток известного устройства высокое давление,что приводит к необходимости создания такой конструкции токоограничителя, чтобы она смогла выдерживать столь сильное давление. Канал, ло условиям термической стойкости, выполняется из керамик на основе окиси алюминия, а корпус - из металла. Керамика не может выдерживать такого высокого давления, поэтому пространство между корпусом и керамикой заполняется веществом, которое увеличивает свой объем при затвердевании и создает начальное сжимающее давление на керамику. Это позволяет частично разгрузить керамику и передать все давление на металлический корпус.A disadvantage of the known device is high pressure, which leads to the need to create such a design of the current limiter so that it can withstand such a strong pressure. The channel, to the conditions of thermal stability, is made of ceramics based on aluminum oxide, and the body is made of metal. Ceramics cannot withstand such high pressure, therefore the space between the casing and ceramics is filled with a substance that increases its volume during solidification and creates an initial compressive pressure on the ceramics. This allows you to partially relieve ceramics and transfer all pressure to the metal case.

3 9229113 922911

Кроме того, для селективной работы защиты время протекания тока короткого замыкания должно быть достаточно большим, что ведет к еще большему нарастанию давления в канале за счет испарения уже непосредственно его стенок, вследствие чего изменяется сечение канала, что приводит к нестабильной работе аппарата и выходу его из строя.In addition, for the selective protection operation, the time of short circuit current flow should be sufficiently large, which leads to an even greater increase in pressure in the channel due to evaporation of its walls directly, as a result of which the channel section changes, which leads to unstable operation of the device and its output from building.

Цель изобретения - повышение надежности и долговечности.The purpose of the invention is to increase reliability and durability.

Указанная цель достигается тем, что в токоограничителе, содержащем твердометаллические электроды, разделенные 'изоляционной камерой, выполненной с каналом капиллярного сечения, заполненным жидким металлом, изоляционная камера снабжена рядом изоляционных перегородок, образующих цилиндрические полости большего, чем капиллярный канал сечения, частично заполненные жидким металлом, при этом указанные полости расположены несоосно с каналом капиллярного сечения, при помощи которого они сообщаются между собой.This goal is achieved by the fact that in the current limiter containing solid metal electrodes separated by an insulating chamber made with a capillary channel filled with liquid metal, the insulating chamber is provided with a series of insulating partitions that form cylindrical cavities larger than the capillary channel of the section partially filled with liquid metal, however, these cavities are located non-axially with the capillary channel, through which they communicate with each other.

На чертеже схематически представлено конструктивное выполнение токоограничителя.The drawing shows schematically the constructive implementation of the current limit.

Токоограничитель состоит из двух твердометаллических электродов 1 и 2, впрессованных в изоляционные шайбы 3, которые совместно с перегородками 4 и шайбами 5 образуют герметичную камеру, содержащую ряд полостей, соединенных капиллярным каналом. Жидкий металл ;6 полностью заполняет капиллярный канал и частично камеры большего сечения, оставляя свободный от жидкого металла объем 7. Все элементы камеры стянуты обоймой 8.The current limiter consists of two solid metal electrodes 1 and 2, pressed into insulating washers 3, which together with partitions 4 and washers 5 form a sealed chamber containing a series of cavities connected by a capillary channel. Liquid metal; 6 completely fills the capillary channel and partially the chamber of a larger cross-section, leaving the volume 7 free from liquid metal. All elements of the chamber are tightened by a clip 8.

Токоограничитель работает следующим образом.Current limiter works as follows.

При увеличении тока до величины тока среза токоограничителя жидкий металл в капиллярных каналах испаряется, пары металла проходят через объем жидкого металла, находящегося в полостях большого сечения, охлаждаются и конденсируются. Возникающие при этом дуги отключения в капиллярных каналах имеют опорные пятна на жидком металле, находящемся в полостях большего сечения. Изоляционные поверхности полостей и каналов соприкасаются с жидким металлом, яв4When the current increases to the value of the cut-off current of the current limiter, the liquid metal in the capillary channels evaporates, the metal vapors pass through the volume of the liquid metal in the cavities of a large cross section, are cooled and condensed. The arcing trips arising in this case in capillary channels have supporting spots on the liquid metal located in the cavities of a larger section. The insulating surfaces of the cavities and channels are in contact with the liquid metal, jav4

ляясь хорошим теплоносителем, интенсивно отводят поток тепловой энер гни, что уменьшает эрозию каналов, а следовательно, увеличивает ресурс ра 5 боты аппарата и позволяет достичь более стабильной величины тока среза. Возникающие дуги в капиллярных каналах гасятся за счет превышения суммы приэлектродных напряжений дуг Ю напряжения источника.Being a good heat carrier, they intensively divert the flow of heat energy, which reduces the erosion of the channels, and consequently, increases the life of the device and allows to achieve a more stable value of the cutoff current. The arcs arising in the capillary channels are extinguished due to the excess of the sum of the near-electrode voltages of the arcs Yu of the source voltage.

В предлагаемой конструкции увеличивается время токоограничения, что позволяет использовать существенную коммутационную аппаратуру для 15 отключения цепи. Кроме.того, наличие свободных объемов не занятых жидким металлом в полостях большего сечения позволяет значительно снизить уровень давления в межэлектродных ка20 налах токоограничителя, что повышает надежность его работы и позволяет использовать для их изготовления обычные электротехнические изоляционные материалы, например, кордиерит, 25 асбоцемент, текстолит и т.д.In the proposed design, the current limiting time is increased, which allows the use of essential switching equipment for disconnecting the circuit. In addition, the presence of free volumes not occupied by liquid metal in the cavities of a larger cross section can significantly reduce the level of pressure in the interelectrode current line of the current limiter, which increases the reliability of its work and allows using conventional electrical insulating materials, such as cordierite, 25 asbestos cement, textolite etc.

Для того, чтобы не увеличивать габариты устройства полости камеры ’ и капиллярный канал расположены несоосно.In order not to increase the dimensions of the device, the cavity of the chamber ’and the capillary channel are non-coaxial.

Claims

Claim

Current limiter comprising a solid alloy ₃₅ dometallicheskie electrodes separated by an insulating chamber formed with the channel of the capillary section, filled with liquid metal, on t l and sistent in that, to improve the reliability and durability of the insulating chamber is provided adjacent insulating walls forming the cylindrical cavity larger than the capillary a section channel partially filled with a liquid metal, wherein the cavities are located non-coaxially with the capillary section channel, by means of which they communicate between fight.