液态金属限流器制造技术

本发明专利技术涉及电气开关领域，提供一种液态金属限流器，壳体内部形成有第一腔室，第一腔室内部容纳有液态金属，电极包括第一电极和第二电极，第一电极和第二电极均自壳体伸入第一腔室内部，绝缘隔板设置在第一腔室内并将第一腔室划分成多个第一子腔室，绝缘隔板上形成有通流孔，相邻第一子腔室之间通过通流孔连通，第一电极和第二电极接入正常电路中时，在第一电极和第二电极之间形成电流，且绝缘隔板对电流形成阻隔效果。该液态金属限流器在电路发生短路故障时，可迅速由低阻抗状态转入高阻抗，限制短路故障电流，其反应速度快，在故障电流到达第一个峰值前可有效限制短路电流，对电路当中的电气设备进行充分的保护，防止产生安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
液态金属限流器
本专利技术涉及电气开关领域，尤其涉及一种液态金属限流器。
技术介绍
随着我国电网负荷密度的增大和总体容量的增长，大容量机组的不断投入运行以及各大区电网的互联，电力系统短路电流水平日益增高，许多地区电网的短路电流水平，已经达到甚至超过电力规程所限定的最大允许值。电力系统短路故障对电气设备本身和系统的正常运行具有很大的危害性，具体表现在：短路电流的动、热稳定效应会损坏电气设备；短路故障发生时电网中电压会降低，导致电气设备无法正常工作；系统发生短路相当于改变了电网结构，引起系统中功率分布的变化，破坏并列运行的发电机系统的稳定，严重时造成大面积停电；不对称接地短路故障会引发对通信系统的电磁干扰，威胁电网通信设备甚至系统维护人员的安全。当前，限制系统短路故障电流的基本措施主要有：提升电网电压等级，下一级电网分层分区运行、采用合理的电源接入方式、变电站内采用母线分段运行方式、加装变压器中性点小电抗、采用高阻抗变压器和发电机、采用串联电抗器、采用直流背靠背技术、提高断路器的遮断容量、装设故障限流器。采用前几种技术措施能在某种程度上解决电网短路电流的抑制问题，但均建立在需要改变电网结构的基础上，因而对电网运行的灵活性与经济性造成不同程度的消极影响。装设故障限流器无需改变电网结构，亦能限制电网的短路容量，极大地减轻断路器等各种高压电气设备的动、热稳定负担，提高其动作可靠性和使用寿命，同时显著降低对电网中各种电气设备(如变压器、断路器、互感器等)以及电网结构的设计容量要求，大大节省投资。但是，现有技术的故障限流器，其反应速度较慢，进而对电网当中的各种电气设备造成安全隐患。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。本专利技术的其中一个目的是：提供一种液态金属限流器，解决现有技术中存在的故障限流器反应速度慢容易对电气设备造成安全隐患的问题。为了实现该目的，本专利技术提供了一种液态金属限流器，包括壳体、电极以及绝缘隔板，所述壳体内部形成有第一腔室，所述第一腔室内部容纳有液态金属，所述电极包括第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极均自所述壳体伸入所述第一腔室内部，所述绝缘隔板设置在所述第一腔室内并将所述第一腔室划分成多个第一子腔室，所述绝缘隔板上形成有通流孔，相邻所述第一子腔室之间通过所述通流孔连通，所述第一电极、第二电极和绝缘隔板满足：所述第一电极和第二电极接入正常电路中时，在所述第一电极和第二电极之间形成电流，且所述绝缘隔板对所述电流形成阻隔效果。本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术的液态金属限流器内，由于电流密度沿轴向分布不均匀，导致通流孔内部截面的磁通量密度和洛伦兹力均大于隔层部分，当液态金属限流器接入的电路发生故障或异常时，液态金属限流器通过的电流增大，使通流孔内电磁力急剧增大，并驱动其中液态金属的收缩，同时，焦耳热也使通流孔内的液态金属快速汽化，使通流孔内产生电弧，形成高阻状态，达到限流目的。该种液态金属限流器，在电路发生短路故障时，可以迅速由低阻抗状态转入高阻抗，限制短路故障电流，其反应速度快，在故障电流到达第一个峰值前可以有效限制短路电流，进而对电路当中的电气设备进行充分的保护，防止产生安全隐患。根据本专利技术的其中一个实施例，在所述壳体内还设置有转换组件，所述转换组件包括转轴以及固定在所述转轴上的多个转换单元，所述转轴的两端安装至所述壳体上，且所述绝缘隔板上形成有与所述转轴周向匹配的开口；所述转换单元内部形成有容纳槽；当所述第一子腔室中液态金属的压力小于设定值时，所述转换单元密封所述第一子腔室，并使得所述容纳槽和所述第一子腔室互相独立；当所述第一子腔室中液态金属的压力大于设定值时，所述转轴带动所述转换单元转动，并使得所述容纳槽和所述第一子腔室导通。根据本专利技术的其中一个实施例，在所述壳体内还形成有第二腔室，所述转换组件设置在所述第一腔室和第二腔室之间并将所述第一腔室和第二腔室分隔开；所述容纳槽通过所述转换单元上的卸压管道连通所述第二腔室。根据本专利技术的其中一个实施例，所述第一子腔室中设置有压力传感器，用于测量第一子腔室中液态金属的压力值，并发送给控制器，当所述压力值高于设定值时，所述控制器控制所述转轴转动，并使得所述容纳槽和所述第一子腔室连通；当所述压力值不高于设定值时，所述控制器控制所述转轴转动，并使得所述容纳槽和所述第一子腔室互相隔离。根据本专利技术的其中一个实施例，所述转换单元上形成有不对称受力面，当所述第一子腔室中液态金属的压力值高于设定值，所述不对称受力面受到液态金属的压力作用并推动所述转轴转动，并使得所述容纳槽和所述第一子腔室连通；所述转轴通过扭簧连接所述壳体，当所述第一子腔室中液态金属的压力值不高于设定值时，所述转轴在所述扭簧带动下转动，并使得所述容纳槽和所述第一子腔室互相隔离。根据本专利技术的其中一个实施例，所述转换单元上形成有工作缺槽，所述工作缺槽处形成有所述不对称受力面。根据本专利技术的其中一个实施例，所述转换单元上形成有工作凸起，所述工作凸起处形成有所述不对称受力面。根据本专利技术的其中一个实施例，所述转换单元或者所述转轴上形成有第一限位件，所述壳体上形成有第二限位件；所述第一限位件和所述第二限位件形成配合时，所述容纳槽和所述第一子腔室导通。根据本专利技术的其中一个实施例，在所述壳体内还形成有第二腔室，所述第二腔室和所述第一腔室之间设置有第一单向阀，当所述液态金属压力超过设定值时，所述第一单向阀沿着所述第一腔室向所述第二腔室的方向上导通。根据本专利技术的其中一个实施例，所述绝缘隔板的数量为多块。根据本专利技术的其中一个实施例，相邻所述绝缘隔板上的所述通流孔彼此错开。根据本专利技术的其中一个实施例，所述壳体上开设有所述液态金属的灌装口。根据本专利技术的其中一个实施例，所述第二腔室为真空腔室，或者所述第二腔室当中容纳有惰性气体。所述壳体上设置有第二单向阀，所述第二腔室通过所述第二单向阀连通外界。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是实施例一的液态金属限流器的立体结构示意图；图2是实施例一的液态金属限流器的剖视结构示意图；图3是实施例一的某一视角下转换组件的立体结构示意图；图4是实施例一的另一视角下转换组件的立体结构示意图；图5是实施例一的又一视角下转换组件的立体结构示意图；图6是实施例一的转换组件的安装示意图；图7是实施例一的转换组件的剖视结构示意图；图8是实施例一中显示有限位槽的转换组件的剖视结构示意图；图9是实施例一中绝缘隔板在壳体中的安装结构示意图；图10是实施例一中液态金属限流器的初始状态示意图；图中：1、电极；101、第一电极；102、第二电极；2、前端盖；3、第二单向阀；4、外壳；5、内壳；6、限位凸起；7、转换单元；8、卸压管道；9、后端盖；10、扭簧；11、轴承；12、容纳槽；13、工作缺槽；14、液态金属；15、底座；16、绝缘隔板；17、通流孔；18、灌装口；19、转轴；20、限位槽；21、开口。具体实施方式为了能够更清楚地理解本专利技术的上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液态金属限流器，其特征在于，包括壳体、电极以及绝缘隔板，所述壳体内部形成有第一腔室，所述第一腔室内部容纳有液态金属，所述电极包括第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极均自所述壳体伸入所述第一腔室内部，所述绝缘隔板设置在所述第一腔室内并将所述第一腔室划分成多个第一子腔室，所述绝缘隔板上形成有通流孔，相邻所述第一子腔室之间通过所述通流孔连通，所述第一电极、第二电极和绝缘隔板满足：所述第一电极和第二电极接入正常电路中时，在所述第一电极和第二电极之间形成电流，且所述绝缘隔板对所述电流形成阻隔效果。

【技术特征摘要】
1.一种液态金属限流器，其特征在于，包括壳体、电极以及绝缘隔板，所述壳体内部形成有第一腔室，所述第一腔室内部容纳有液态金属，所述电极包括第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极均自所述壳体伸入所述第一腔室内部，所述绝缘隔板设置在所述第一腔室内并将所述第一腔室划分成多个第一子腔室，所述绝缘隔板上形成有通流孔，相邻所述第一子腔室之间通过所述通流孔连通，所述第一电极、第二电极和绝缘隔板满足：所述第一电极和第二电极接入正常电路中时，在所述第一电极和第二电极之间形成电流，且所述绝缘隔板对所述电流形成阻隔效果。2.根据权利要求1所述的液态金属限流器，其特征在于，在所述壳体内还设置有转换组件，所述转换组件包括转轴以及固定在所述转轴上的多个转换单元，所述转轴的两端安装至所述壳体上，且所述绝缘隔板上形成有与所述转轴周向匹配的开口；所述转换单元内部形成有容纳槽；当所述第一子腔室中液态金属的压力小于设定值时，所述转换单元密封所述第一子腔室，并使得所述容纳槽和所述第一子腔室互相独立；当所述第一子腔室中液态金属的压力大于设定值时，所述转轴带动所述转换单元转动，并使得所述容纳槽和所述第一子腔室导通。3.根据权利要求2所述的液态金属限流器，其特征在于，在所述壳体内还形成有第二腔室，所述转换组件设置在所述第一腔室和第二腔室之间并将所述第一腔室和第二腔室分隔开；所述容纳槽通过所述转换单元上的卸压管道连通所述第二腔室。4.根据权利要求2所述的液态金属限流器，其特征在于，所述第一子腔室中设置有压力传感器，用于测量第一子腔室中液态金属的压力值，并发送给控制器，当所述压力值高于设定值时，所述控制器控制所述转轴转动，并使得所述容纳槽和所述第一子腔室连通；当所述压力值不高于设定值时，所述控制器控制所述转轴转动，并使得所述容纳槽和所述第一子腔室互相隔离。5.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李正荣，董鑫，鄢顺才，盛磊，刘静，
申请(专利权)人：云南靖创液态金属热控技术研发有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53