Вакуумный выключатель

 

Союз Сплетение

Социалистических

Республии

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл. 21с, 35/09

Заявлено 31.11ll,1965 (№ 949528/24-7) с присоединением заявки №

МПК H 02с

УДК 621.316.542,064.26. ,02?.3 (088.8) Приоритет

Опубликовано 08.Х11.1967. Бюллетень № 1

Дата опубликования описания 20.II.1968

Комитет по делам иаооретений и аткрытий при Спеете Министров

СССР

Авторы изобретения

В, С. Потокин и В. И. Раховский

Заявитель

Всесоюзный электротехнический институт им. В. И. Ленина.

ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Вакуумные выключатели, использующие для гашения дуги магнитное поле отключаемого тока, в дугогасительной камере которых размещены металлические экраны и контакты, известны Обычно используют торцовые контакты, которые характеризуются малой величиной длительно пропускаемого тока. Применять в вакуумных выключателях контакты розеточного типа с пружинами, поджимающими ламели, невозможно, так как при высокотемпературном вакуумном отжиге пружины теряют свои упругие свойства.

Предложен вакуумный выключатель, в котором с целью повышения величины длительно пропускаемого тока и его отключающей способности, неподвижный контакт выполнен в виде сдвоенной розетки с подпружиненными ламелями, например, трапецеидального сечения, дугогасящие концы которых направлены внутрь собственного спирального токоподвода.

Конец дугогасительного наконечника подвижного контакта, выполненный из дугостойкого материала, в виде цилиндрической оболочки со сферическим дном, охватывающей рабочий конец токоведущего стержня, в месте

его сопряжения с указанным стержнем, выполнен в виде усеченного конуса таким образом, что электрическое сопротивление его возрастает от конца к его сферическому дну. Ламели неподвижного контакта выполнены из материала, обладающего высокой теплопроводностью и малым удельным сопротивлением, например меди, а поверхности отогнутых частей ламелей облицованы дугостойким мате5 риалом, например вольфрамом.

Поверхности отогнутых частей ламелей, на которых возникает дуга при коммутации могут иметь угол наклона, равный углу накло10 на конусной поверхности дугогасящего наконечника подвижного ко и акта, а поверхности отогнутых частей ламелей противоположной стороны — угол наклона, выбранный из условия наилучшего истечения паров из межкон15 тактного промежутка и облицованы дугостойким материалом, например, вольфрамом или металлокерамической композицией íà его основе, сопротивление которого повышается от центра ламели к ее периферийной части.

20 С целью упрощения конструкции, токоподвод неподвижного контакта является одновременно частью корпуса выключателя и выполнен в виде цилиндрического стакана, переходящего в катушку, вакуумно-плотно соединен25 иу,о с свинчивающ гмся внешним цилиндром из ферромагнитного материала. Внутри спирального токоподвода в дугогасительной камере может быть расположен металлический экран, изготовленный из паромагнитного мате30 риала.

206663

На фиг. 1 изображен описываемый выключатель с контактами в замкнутом поло?кении;

Н3 фиг. 2 — К01IITакты H IKл1очател?1 в момеH l перед Iix размыканисм; на фиг. 3 — то ?ке, разомкнуroc положение контакl ов перед погасанием дуги.

Вакуумная дугогасительная камера представляет собой отпаяннь;и стеклянно-металлический сосуд, предварительно откаченный через медный штенгель 1. 1(он 1 актная систем 11 розеточного типа состоит из двух контактов.

Подвижной контакт 2 имеет возможность совершать возвратно-поступательное движение, сохраняя при этом герметичность камеры, благодаря сильфонному. уплотнс1шю.:3«OHCчник 8 подвижного контакта, который входит в

co II p H K o c H 0l3 cH I I c c JI B i#i P. I H i ll H 4 р 03 QT 0 ÷í о и I aCTH НЕПОДВИЖНОГО КОНТВКТВ, МО?КЕТ ИМЕТЬ НЕсколько специальных форм, различающ;1хся как по конфигурации, так и по материалам для их Bhllio.IHOHHÿ. fIoBcpxHocTb 5 наконечника, которая при замыкании первой входит в соприкосновение, а при размыкании последней выходит из соприкосновения с облицовкой б ламелей, обязательно дол?кна быть изготовлена из дугостойкого материала. Если часть наконечника выполнена из тугоплавкого материала, то остальные части его должны быть изготовлены из материала, обладающего автоэлектронной эмиссией, позволяющего обеспечить достаточно быстрое перемещение дуги по электроду.

Неподвижный контакт состоит из двух частей. Одна часть — соленоид, вырезанный в виде спирали 7 из медного стакана 8, в прорези которой ввинчен и вакуумно-плотно запаян цилиндр 9 из магнитомягкого материала. Соленоид создает осевое магнитное поле внутри камеры, вращающее дугу по электродам, цилиндр уменьшает магнитное сопротивление среды. Медный стакан и цилиндр составляют часть корпуса выключателя. Сооственно контактная часть неподвижного контакта состоит из ламелей специальной формы, внутрь которых входит подвижной контакт. 1(онтактироьание в замкнутом состоянии осуществляется по материалу с высокой электропроводностью,, 10?кду частями конт31 ron 2 и 4. Необходимый прижим ламелей к подвижному стержню создается с помощью сильфонов 10, наполненных газом до определенного давления. Ламели с помощью шарниров 11 сочленены с медным камеры. Передача корпуса к ламелям осуществляется гибкой связью 12.

После подачи сигнала на размыкание подвижной контакт приходит в движение и скользит цилиндрической частью своего медного стержня по поверхности ламелей. В тот момент, когда в процессе размыкания цилиндрические части стержня и ламелей кончаются, последние под действием сильфонов, стремящихся к расширению, приходят в движение и сближаются. Движение ламелей ограничено упором 18 медного пояса. 1(онтактирование в первый момент при замыкании и в последний момент при размыкании осуществляется по облицованным тугоплавкими насадками поверхностям ламслсй (облицовка б) и поверхности 5 подвижного стержня. При размыкании именно на этих .поверхностях образуется расплавленный мостик, после разрушения которого возникает дуга.

Под влиянием сил Ампера, возникающих в любой петле тока, и аксиального магнитного поля соленоида дуга спирально перемещается вверх по наконечнику стержня и ламелям к их окончаниям, где продолжает совершать кругоНос priH?KclIIIe, благодаря ilel»y Hpouecc iIyroraщения ускоряется. С целью ограничения величины отключаемого тока облицовка 14 ламелси изготовляется из материала, удельное сопротивление которого увеличивается по длине облицовки от центра ламеля к ее окончанию.

Для предохранения от пробоя по длинному

20 пути при разомкнутых контактах с поверхнос1и подвижного контакта на корпус камеры предусмотрен металлический экран 15, прикрепленный к корпусу камеры с помощью трех изоляторов 1б и, следовательно, электрически не связанный ни с одним из контактов. Зкран изготовляют из парамагнитного материала, например, меди или тантала, так как он не должен пpепятclвoвать проникновению в

30 ме?кконтактный промежуток аксиального маг. нитного поля, созданного соленоидом. Лксиальное магнитное поле, воздействуя на столб дуги, заставляет ее совершать круговое дви

40 жение по контактам.

Для предохранения сильфона и фиксации энтакта 2 в вертикальном положении служит металлический экран 17, который одновремен но закрывает изнутри место нижнего сная ковaðà со стеклом. От наружного пробоя спаи ковара со стеклом защищены металлическими экранами 18.

45 Предмет изобретения

1. Вакуумный выключатель, использующий для гашения дуги магнитное поле отключаемого тока, содержащий вакуумную дугогасительнуlo камеру, в которой размещены металлические экраны и контакты, причем дугогасительный наконечник подвижного контакта выполнен в виде цилиндрической оболочки со сферическим дном, охватывающей рабочий конец токоведущего стержня и выполненной из дугостойкого материала, например вольфрама, стлича1ощийся тем, что, с целью повышения величины длительно пропускаемого тока и отключающей способности, неподви?кный кон0 такт выполнен в виде сдвоенной розетки с подпружиненными ламелями, например, трапецеидального сечения, дугогасящие концы которых направлены внутрь собственного токоподвода и конец дугогасительного наконечни65 . ка в месте его сопряжения со стержнем подви?кного контакта вь1полнен в виде усеченно206663

ro конуса таким образом, что электрическое сопротивление его возрастает от конца к его сферическому дну.

2. Выключатель,по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что поверхности отогнутых частей ламелей, на которых возникает дуга при коммута. пии, имеют угол наклона, равный углу наклона конусной поверхности дугогасящего наконечника подвижного контакта, а поверхности отогнутых частей ламелей противоположной стороны имеют угол наклона, выбранный из условия наилучшего истечения паров из межконтактного промежутка и облицованы дугостойким матсриалом, например вольфрамом или металлокерамической композицией на его основе, сопротивление которого повышается от центра ламели к ее периферийной части.

3. Выключатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, Б токоподвод неподвижного контакта является одновременно частью корпуса выключателя и выполнен в виде цилиндрического стакана переходящего в катушку, вакуумно-плотно соединенную с навинчивающимся внешним ци10 линдром из ферромагнитного материала.

4. Вакуумный выключатель по пп. 1, 2 и 3, отличающийся тем, что внутри указанного токоподвода в дугогасительной камере расположен металлический экран, изготовленный из

15 парамагнитного материала.

206663

@2 7 %8.8

Составитель Н. Карасева

Редактор Е. Л. Кречетова Техред Л. Я. Бриккер Корректоры: Т. С. Кувшинова и Н. В. Черняк

Заказ 4690/17 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2