Вакуумный выключатель

 

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 16.III.1966 (Л" 1063293/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 07Х.1968. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 19Х11.1968

Комитет по делам изабретеиий и открытир при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Н. Н. Плащенко, В. С. Потокин, В. И. Раховский, А. Г. Сверчков и А. Д. Гриб

Всесоюзный электротехнический институт им. В. И. Ленина

Заявитель

ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛК)ЧАТЕЛЬ

Известны вакуумные выключатели, вакууМированная камера которых представляет собой изолированный баллон, закрытый с торцов металлическими крышками, внутри которого расположены контактная система, выполненная в виде соленоидов со встречным направлением витков, с укрепленными в них ферромагнитными сердечниками, на концы которых надеты конусообразные разрезанные на лепестки наконечники, и экранная система из изолированных друг от друга вакуумными промежутками металлических экранов, два из которых гальванически соединены с соответствующими торцовыми металлическими крышками, а другие изолированы как от экранов, так и от контактов, причем один из изолированных экранов входит внутрь другого с небольшим зазором между стенками.

Подобные выключатели не обеспечивают отключения больших токов и обладают малой электрической прочностью.

Предлагаемая конструкция вакуумного выключателя обладает повышенной отключающей способностью, может отключать большие предельные токи и выдерживает большие напряжения в статическом режиме, В описываемом выключателе изолированные экраны выполнены в виде чаш, обращенных своим дном к неизолированным экранам из ферромагнитного материала, например никеля, и укреплены на ребристых изоляторах, например керамических, монтированныХ Иа неизолированных экранах или стойках. С целью повышения электрической прочности, 5 указанные изоляторы утоплены в экраны, расстояние между которыми выбрано из условия исключения пробоя по длинным путям.

Такое крепление и взаимное расположение экранов наиболее предпочтительно, так как

10 при сближении поверхностей, имеющих разные потенциалы, уменьшает в вакууме вероятность пробоя по длинным путям. Для приближения изолированных экранов к неизолированным, на каждом из экранов выполнены от15 верстия, расположенные по окружности одного радиуса. Число отверстий равно числу изоляторов.

На чертеже схематически изображен описываемый вакуумный выключатель.

20 Выключатель имеет два медных токоввода, обладающих разными потенциалами при разомкнутых контактах. Один из токовводов i— неподвижен, а другой — 2 может совершать возвратно-поступательное движение без на25 рушения герметичности, благодаря наличию сильфонного уплотнения 8. Токовводы изолированы друг от друга с помощью герметичного корпуса 4 из стекла или керамики, вакуумноплотно соединены с фланцами б и б, на

ЗО которых чкреплены кольцевые металлические

21748l

На каждом из фланцев токовводов жестко укреплены металлические экраны 10 и 11. способствующие более равномерному распределению электрического поля в вауумном промежутке между фланцами. Зазор между стенками экранов и корпуса не должен превышать нескольких миллиметров для предотвращения от пробоев по длинным путям. На экране 11 укреплены три ребристых изолятора

12 из специальной керамики, способной выдерживать высокие напряжения без газоотделения. На трех изоляторах 12 жестко укреплен изолированный металлический экран И, охватывающий межконтактный промежуток.

Между экраном и стенками колбы оставлен небольшой зазор. Внутрь экрана 18 с небольшим зазором между стенками входит другой изолированный металлический экран 14, ук репленный на трех изоляторах 15. Оба изолированных экрана в совокупности охватывают весь межконтактный промежуток и закрыва- 4 ют внутреннюю поверхность стенок корпуса от металлизации продуктами эрозии контактов. Оба изолированных экрана выполнены из ферромагнитного металла, например никеля. 4

Для обеспечения высокой степени соосности контактов относительно друг друга применено центрирующее устройство 16; расположенное внутри сильфона и жестко соединенное с фланцем подвижного контакта. Чтобы защитить место спая металла со стеклом, снаружи на вакуумный выключатель с обеих концов надеты специальные защитные крышки 17.

Для крепления выключа геля в аппаратуре предусмотрен фланец 18 с отверстиями под болты.

Контактная система создает суммарное магнитное поле, взаимодействующее с магнитным полем дуги с помощью встречно закрученных спиралей и «лепестков», расположенных строго друг против друга. В результате дуга ускоренно перемещается с центральной контактирующей площадки к краям наконечников, Ускоренное направленное движение дуги сокращает время задержки ее на одном локаль1. Вакуумный выключатель, содержащий вакуумированную камеру, состоящую из изоляционного баллона, закрытого с торцов металлическими крышками, внутри которой расположены контактная система, выполненная в виде соленоидов со встречным направлением витков, с укрепленными в них ферромагнитными сердечниками, на концах которых укреплены конусообразные разрезанные на лепестки наконечники, и экранная система, состоящая из изолированных друг от друга вакуумными промежутками металлических экранов, два из которых гальванически соединены с соответствующими торцовыми крышками, а другие изолированы как от экранов, так и от

65 контактов, причем один из изолированных

3 переходы 7, например изготовленные из ковара. Переходы 7 вакуумноплотно соединены с изоляционным корпусом 4. Место соединения изолятора с металлом может явиться инициирующим центром при возникновении вакуумного пробоя в выключателях, поэтому переходы 7, соединяющие фланцы токовводов с корпусом, изогнуты внутрь вакуумного промежутка вдоль стенок корпуса. Таким образом переходы сами защищают место своего соединения с изолятором. Эта конструкция существенно улучшает условия центрирования фланцев относительно корпуса и увеличивает степень соосности токовводов. На каждом из токовводов укреплены встречно закрученные спирали 8, соединенные с контактными наконечниками 9, образующие в совокупности контактную систему.

4 ном участке контакта. Вследствие этого нагретые участки контактов значительно сокращаются, а главное, они нагреваются дугой до меньших температур. Поэтому в межконтактный промежуток попадает меньшее количество раскаленного металлического пара, который создает среду, поддерживающую горение дуги. Пары беспрерывно с большой скоростью уходят из межконтактного промежутка и конщ денсируются на холодных поверхностях экранной системы. Следовательно, облегчаются условия при уменьшении скорости поступления паров для погасания дуги.

Экранная система защищает внутреннюю поверхность стенок корпуса выключателя от осаждения на них паров, возникающих при горении дуги, и образования на стенках металлической проводящей пленки. Кроме того, экраны, расположенные близко к стенкам баллона, препятствуют развитию пробоя по длинным путям с одного фланца на другой. Два экрана прочно соединены с фланцами токовводов, а два других изолировань1 от фланцев с помощью ребристых керамических изоляторов. Развивать поверхность у изоляторов необходимо для того, чтобы оставить участки не запыленными парами во время работы выключателя. Расстояние между стенками изолированных экранов, входящих друг в друга, несколько миллиметров.

Благодаря тому что все экраны изолированы друг от друга вакуумными промежутками, все пространство внутри корпуса разбито на три промежутка и напряжение, приложенное к токовводам при разомкнутых контактах, распределяется по этим промежуткам. Таким образом, удается повысить общее напряжение, выдерживаемое выключателем. Контактная система, примененная в описываемом выключателе, создает магнитное поле. Для того, чтобы уменьшить магнитное сопротивление внешней среды, экраны, непосредственно охватывающие межконтактный промежуток, необходимо изготавливать из ферромагнитного материала, например никеля.

Предмет изобретения

217481

73

71

77

Составитель Й. Карасева

Редактор Е. Кречетова Техред P. М, Новикова Корректоры: О. Б. Тюрина и С. А. Башлыкова

Заказ 1970/19 Тираж 530 Подписное

ЦИИИПИ Комитета по дслах1 изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр, Сапунова, 2 экранов входит внутрь другого с небольшим зазором между стенками, отличающийся тем, что, с целью повышения отключающей способности, изолированные экраны выполнены в виде чаш, обращенных своим дном к неизолированным экранам, из ферромагнитного материала, напримср никеля, и укреплены на ребристых изоляторах, например керамических, закрепленных на неизолированных экранах илн стойках.

2, Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения электрической прочности, указанные изоляторы утоплены в экраны, расстояние между которыми выбирается из условия исключения пробоя по длинным путям