Вакуумный выключатель

 

Вакуумный выключатель предназначен для коммутации электрических цепей переменного тока. Выключатель содержит вакуумную дугогасительную камеру, на подвижном контакте которой жестко закреплена токоведущая шина. Другая токоведущая шина жестко закреплена на корпусе выключателя и неподвижна. Шины соединены между собой гибким тоководом, который состоит из двух расположенных между концами шин пластин U-образной формы, свободный прогиб которых обращен к оси камеры. Шины выполнены в виде плоских параллельных пластин, причем подвижная шина выполнена прямоугольной, а неподвижная - Т-образной формы, перекладина которой параллельна подвижной шине, а перпендикулярная часть является токоподводом. Техническим результатом является простота изготовления шин без ухудшения поджатия контактов. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к созданию вакуумных выключателей, предназначенных для коммутации электрических цепей переменного тока.

Известен вакуумный выключатель [1], содержащий вакуумную дугогасительную камеру, на подвижном контакте которой снаружи камеры установлены токоведущие шины, образующие параллельные витки, соединенные между собой гибким токопроводом. Одна из шин жестко укреплена на подвижном контактном стержне, другая неподвижна и укреплена на раме выключателя. Недостатком такого устройства является то, что токоведущие шины выполнены несимметричными относительно оси камеры, и при прохождении больших токов на камеру действует вредный изгибающий момент. Кроме того, устройство достаточно сложно реализуется технологически.

Наиболее близким к предлагаемому является вакуумный выключатель [2], содержащий вакуумную дугогасительную камеру, подвижный контакт которой соединен с контактным выводом двумя изогнутыми шинами, содержащими части, расположенные в одной плоскости по разные стороны относительно оси камеры симметрично друг другу. Одна из шин жестко укреплена на подвижном контакте, другая неподвижна. Шины соединены между собой гибким тоководом. Недостатком известного устройства является сложность его изготовления.

Задача изобретения - упрощение вакуумного выключателя.

Поставленная задача решается тем, что в вакуумном выключателе, содержащем вакуумную дугогасительную камеру, подвижный контакт которой соединен с контактным выводом двумя шинами, содержащими части, расположенные в одной плоскости по разные стороны относительно оси дугогасительной камеры, шины соединены между собой гибким тоководом, одна из них жестко укреплена на подвижном контакте, другая неподвижна, шины выполнены в виде параллельных пластин, причем подвижная шина выполнена прямоугольной, неподвижная шина закреплена на корпусе и выполнена T-образной формы, перекладина которой параллельна подвижной шине, а перпендикулярная часть является токоподводом, гибкий токовод выполнен в виде двух расположенных между концами шин пластин U-образной формы, свободный прогиб которых обращен к оси камеры.

Упрощение устройства достигается за счет того, что токоведущие шины выполнены в виде параллельных пластин, которые просты в изготовлении. При этом не ухудшается поджатие контактов выключателя благодаря тому, что гибкий токовод выполнен в виде двух пластин U-образной формы, которые принимают участие в создании силы отталкивания между шинами.

На фиг. 1 представлен общий вид выключателя в аксонометрии; на фиг. 2 показано распределение токов в шинах.

Вакуумный выключатель содержит вакуумную дугогасительную камеру 1, на подвижном контакте 2 которой жестко закреплена токоведущая шина 3. Другая токоведущая шина 4 неподвижна, жестко закреплена на корпусе 5 выключателя. Подвижная шина и неподвижная шина соединены между собой гибким тоководом 6, который состоит из двух расположенных между концами шин пластин U-образной формы, свободный прогиб которых обращен к оси камеры. Шины выполнены в виде параллельных пластин, причем подвижная шина выполнена прямоугольной, а неподвижная - T-образной формы, перекладина которой параллельна подвижной шине, а перпендикулярная часть является токопроводом. Вакуумная дугогасительная камера закреплена на изолированной раме 7.

Работа предлагаемого устройства основана на эффекте электродинамического отталкивания проводников с встречно направленными токами. При прохождении тока по токоведущим шинам (путь тока показан стрелками на фиг.2) проводники 3 и 4, 4 и 6а, 6а и 6б, 6б и 3 отталкиваются друг от друга, т.к. в них направлены встречно. Возникающая сила отталкивания поджимает подвижный контакт выключателя к неподвижному (на чертеже не показан). Необходимо отметить, что проводники 4 и 6б, 6а и 3 притягиваются друг к другу, т.к. протекающие в них токи направлены в одну сторону, однако из-за значительно большого расстояния между ними сила притягивания гораздо меньше силы отталкивания.

Таким образом, в предлагаемом устройстве гибкие тоководы участвуют в создании полезной силы поджатия выключателя так же, как и жесткие шины, причем они не теряют форму, указанную на чертеже, т.к. зажаты в данном положении электромагнитными силами между жесткими шинами. Аналогией может служить механическая пружина, у которой при сжатии работает каждый виток, создавая силу, препятствующую сжатию. В предлагаемом устройстве гибкие тоководы совмещают функции токопровода к подвижному контакту выключателя и шины, создающей полезное усилие.

Устройство практически не оказывает влияния на работу выключателя при прохождении чрез него токов. Однако при коротком замыкании в защищаемой сети возникает кратковременный ударный ток короткого замыкания, который затем переходит в установившийся ток короткого замыкания. Выключатель не может отключить ударный ток, который в сотни раз больше номинального, он отключает установившийся ток короткого замыкания, превышающий номинальный примерно в 20 раз. При прохождении ударного тока K3 возникают электродинамические силы, отбрасывающие контакты выключателя друг от друга. В предлагаемом выключателе между шинами возникает сила отталкивания, которая компенсирует силу отброса контактов, поджимая их во время прохождения ударного тока.

Устройство поджатия контактов не нашли широкого применения в серийных выключателях именно из-за их сложности и нетехнологичности. Предлагаемое устройство гораздо проще существующих при сохранении их положительных свойств. Его использование позволит уменьшить мощность привода вакуумного выключателя на 30-50%, что существенно удешевит создаваемые аппараты.

Формула изобретения

Вакуумный выключатель, содержащий вакуумную дугогасительную камеру, подвижный контакт которой соединен с контактным выводом двумя шинами, содержащими части, расположенные в одной плоскости по разные стороны относительно оси дугогасительной камеры, шины соединены между собой гибким тоководом, одна из них жестко укреплена на подвижном контакте, другая неподвижна, отличающийся тем, что шины выполнены в виде параллельных пластин, причем подвижная шина выполнена в виде прямоугольной пластины, неподвижная шина закреплена на корпусе и выполнена Т-образной формы, перекладина которой параллельна подвижной шине, а перпендикулярная часть является токоподводом, гибкий токовод выполнен в виде двух расположенных между концами шин пластин U-образной формы, свободный прогиб которых обращен к оси камеры.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2