|
| |
|
Слаботочка Книги ретает шарообразную или грушевидную форму и переходит во взвешенное состояние. При этом электроды 4 замыкаются. Перемещение жидкого металла в горизонтальном направлении ограничивается воздействием верхней катушки 8, формирующей потенциальную яму. Для размыкания электродов 4 снимается напряжение с катушек 6, 7, в результате чего жидкий металл под воздействием силы тяжести возвращается на дно корпуса. Электрическая ,дуга отключения, образовавшаяся между жидким металлом 2 и электродами 4, гасится дугогасящей жидкостью S. При появлении тока короткого замыкания электромагнитная сила, создаваемая катушкой 8 и направленная согласно с силой тяжести, ускоряет размыкание цепи между электродами 2 я 4 и тем самым повышает быстродействие устройства. Определенным недостатком данного устройства является сложность технологии его изготовления. На ином принципе построено жидкометаллическое коммутационное устройство, показанное на рис. 8.8,6 [8.10]. Оно содержит металлический корпус 1, внутри которого находится изоляционная вставка 2, выполненная из несма-чиваемого жидким металлом материала и отделяющая электроды 3 друг от друга и от корпуса. Внутри цилиндрической полости расположен поршень 4 из дугостойкого металла. На наружной поверхности поршня выполнен кольцевой паз, заполненный жидким металлом 5. Поршень 4 соединен со штоком 6. Над поршнем находится дугогасящий газ 7, который вводится в полость с помощью трубки 8. Работа устройства происходит следующим образом. Для замыкания электродов 3 поршень 4 с помощью штока 6 переводится в крайнее верхнее положение, при котором происходит сжатие дугогасящего газа 7 и срабатывание защелки. В этом положении поршня замыкание электродов осуществляется посредством жидкого металла. Для размыкания электродов необходимо освобождение поршня от защелки, после чего он под давлением сжатого дугогасящего газа с большой скоростью перемещается вниз. После этого электроды размыкаются, возникающая между электродом 3 и дугостойкой частью поршня 4 дуга гасится потоком дугогасящего газа 7. В жидкометаллическом контактном устройстве [8.11] на изоляционном основании / (рис. 8.9) укреплены неподвижные электроды 2 с углублением 3, частично заполненным жидким металлом 4. Сальники 5, 6 разделены изоляционной прокладкой 7 в виде кольца, образующего замкнутую полость. По сальникам 5, 6 скользит выступ 8 подвижного электрода 9. Привод подвижного электрода 9 (на рисунке не показан) обеспечивает возможность вертикального перемещения. Работает устройство следующим образом. Во включенном положении подвижный электрод находится в крайнем положении и его контактные выступы 8 погружены в жидкий металл 4. При отключении привод сначала поднимает электрод 9 на первую ступень, когда выступы 8 извлечены из жидкого металла, но остаются обжатыми сальниками 6. При этом жидкий металл стекает с выступов 8, приходит в устойчивое состояние и цепь размыкается. Затем электрод 9 поднимается на вторую ступень, когда выступы 8 извлечены из сальников 6, оставаясь обжатыми сальниками 5, что обеспечивает надежное размыкание цепи. В современной патентной литературе описывается большое количество отдельных жидкометаллических контактных узлов. Один из таких узлов [8.12] показан на рис. 8.10.  2 4 J Рис. 8.9. Жидкометаллическое контактное устройство Рис. 8.10. Жидкометал-лический контактный узел Узел состоит из подвижного цилиндрического электрода / с изоляционной насадкой 2 н неподвижного электрода 3, впрессованного в изоляционный корпус 4. В корпусе 4 находится жидкий металл 5, защищенный от окружающей среды герметичной перегородкой б из эластичного изоляционного материала. Во включенном положении электрод / находится в объеме жидкого металла 5 и цепь замкнута. При Отключении электрод / перемещается вверх и цепь размыкается. Изоляционная насадка 2 закрывает отверстие в эластичной перегородке, чем обеспечивается сохранение герметичности объема жидкого металла. На рис. 8.11 показан жидкометаллический контактный узел частотного коммутатора [8.13]. Электрод 1 с герметичным резервуаром 3 переменного объема заполнен жидким металлом 5. Электроды 1 и 2 расположены с воздуш-262  ным зазором 4, который охвачен электромагнитной катушкой (на рисунке не показана). Герметичный корпус 6 t заполнен инертной средой. Работа коммутатора осуществля- ется следующим образом. К резервуару 3 переменного объема прикладывается сила, которая перемещает жидкий металл 5 со скоростью, необходимой для струйного замыкания электродов 1 и 2. Электромагнитная катушка во время работы аппарата находится под напряжением. Сила взаимодействия магнит- ного поля и тока в жидкометаллическом токопроводе отклоняет его вниз, чем обеспечивается размыкание цепи. В следующий момент электроды i и 2 замыкаются струей жидкого металла, и процесс отключения повторяется. Жидкий металл стекает в корпус 6. Возникающая при отклю- - чении дуга гасится в инертной среде растяжением. Объем публикаций, посвященных теории и практическому применению жидкометаллических устройств, весь- г ма ограничен. С точки зрения использования жидкометаллических контактов в устройствах защиты силовых преобразователей может представить интерес работа [8.14]. В ней приведен краткий анализ конструкций контактных узлов, рассмотрены вопросы магнитогидродинамической устойчивости, расчета термической стойкости жидкометаллического токопровода и т. п. Рис. 8.11. Жидкометаллический контактный узел частотного коммутатора Заключение Для выполнения аппаратами защиты силовых полупроводниковых устройств своих функций необходимо, чтобы их характеристики не менялись в течение срока службы. Статистические и вероятностные характеристики надежности отдельных аппаратов защиты в настоящее время уже не удовлетворяют в полной мере современным требованиям. Например, для автоматических выключателей серий A37W, ВАБ-42, ВАТ-42 характеристики надежности в технической документации вообще не нормируются. Для автоматических выключателей А3700 лишь гарантируется 5-15. тыс. циклов коммутаций номинального тока и один цикл коммутации аварийного тока, хотя опыт многолетней 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 [86] 87 88 89 90 91 92 |