Высоковольтный вакуумный выключатель

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

22ПОЗ

Союз Саветскик

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства Мв

Кл. 21с, 35/09

Заявлено 22.1V.1967 (лм 1152293/24-7) с присоединением заявки Хе

Приоритет

Опубликовано 01 V11.1968. Бюллетень Ме 21

Дата опубликования описания 10.X.1968

МПК H 02c

Комитет оо делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

ply 621.316.542.064. .26.027.3 (088.8) Автор изобретения

В. т",. Бочкарев

Заявитель

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ВАКУУМНЬ1Й ВЫКЛК)ЧАТЕЛЬ

Предлагаемый высоковольтный вакуумный выключатель предназначен для коммутации без нагрузки токов высокой частоты.

Известны высоковольтные ваку у.мные выключатели, содержащие расположенные в дугогасительной камере контакты из магнитного материала, соединенные с вводами и являющиеся одновременно сердечниками внешней магнитной системь, управления. В этих выключателях контакты выполнены в виде полых цилиндров с основаниями, перемещаются один относительно другого по оси выключате. ля, а токосъем на выводах осуществлен с помощью пружин, имеющих небольшое поле,речное сечение и большую длину. При этом вследствие скин-эффек,а высокочастотный ток проходит по поверхностному слою, а не по всему сечению проводника, .и рабочее сечение проводника определяется глубиной проникно« вения высокочастотного тока в проводник и его периметром. раб где S>,q — рабочее сечение проводника на высокой частоте, Р— периметр проводника, б — глубина проникновения высокочастотного тока в проводник.

Вследствие малой величины периметра пружинного токосъема и малой величины глубины проникновения высокочастотного тока в проводник величина рабочего сечения пружинного токосъема будет очень мала B сравнении с рабочим сечением ввода и контакта, что ограничивает величину тока, пропускаемого через выключатель. Вследствие малого рабочего сечения значительной длины пружинный токосьем оказывает большое сопротивление высокочастотному току, что вызывает значительные потери энергии на нагрев выклю10 чателя. Используемая в данном выключателе пружинная подвеска контактов сложна и не виброустойчива.

Предложенный выключатель позволяет повысить величину пропускаемого тока, умень15 шить нагрев и улучшить механические характеристики. Его особенность заключается в том, что контакты жестко у креплены на Вводах выключателя и являются неподвижными.

B качестве подвих ных контактов применены

20 два подпружиненных полуцилиндра из магнитного материала, Полуцилиндры перемещаются навстречу один другому по направляющему стержню перпендикулярно оси выключателя под действием поля внешней магнит25 ной системы и охватывают неподвижные контакты при замыкании. Для повышения электрической прочности направляющий стержень закреплен в цилиндре, размегценном внутри дугогасительной камеры и выполненном из

30 материала, имеющего примерно равный с оба221103

60 лочкой камеры коэффициент термического расширения.

На чертеже представлен предлагаемый вакуумный выключатель в разрезе.

Вакуумный выключатель состоит из стеклянной цилиндрической колбы 1, переходных стеклянных изоляторов 2 с впаянными в них вводами 8, на концах которых неподвижно закреплены (пайкой, сваркой и т. д.) контакты

4 из магнитного материала, покрытые для уменьшения электрических потерь на высокой частоте слоем меди или серебра. Подвижные дополнительные контакты 5 выполнены в виде полуцилиндров из магнитного материала и также покрытые слоем меди или серебра, спаяны с втулками б и перемещаются по í",правляющему стержню 7 и шпонке 8, вставленной в стержень 7, которая обеспечивает перемещение контактов в строго определенном направлении. Разомкнутое положение контактов выключателя обеспечивается пружиной 9, вставленной между дополнительными контактами 5. Направляющий стержень

7 закреплен в арматурном цилиндре 10, выполненном из материала, имеющего примерно равный коэффициент термического,расширения со стеклом, например из ковара, предварительно покрытого медью. Лрматурный цилиндр закреплен непосредственно в стеклянной колбе 1.

Из внутреннего объема выключателя через штенгель 11 откачивают воздух и газы, выделяющиеся в процессе вакуумной обработки.

Цепь между неподвижными контактами 4 замыкается дополнительными контактами 5 при их перемещении навстречу один другому по направляющему стержню 7 перпендикулярно оси выключателя до момента замыкнния их с неподвижными контактами 4 под воздействием магнитного поля, создаваемого неподвижными контактами 4 и соленоидом 12 при его возбуждении.

Применение в предлагаемом вакуумном выключателе двух контактов из магнитного материала, жестко закрепленных на вводах выключателя, и дополнительных подвижных коммутирующих контактов из магнитного материала в виде полуцилиндров, перемещающихся по направляющему стержню, замыкающих цепь между неподвижными контактами для прохождения высокочастотного тока, позволило отказаться от использования токосъемных пружин, уменьшить потери, снизить нагрев выключателя и обеспечить пропускание зна чительно большего тока высокой частоты через выключатель без увеличения его габари тов и повысить надежность контактирования. Выполнение дополнительных контактов в ви.

1 е полуцилиндров, внутренний диаметр которых равен внешнему диаметру неподвижных контактов и охватывающих последние при замыкании цепи, позволяет получить токопро5

30 вод с практически неизменным рабочим сечением по всей его длине между вводами.

Использование ap ua TypnoI.O цилиндра позволяет получить двойцои разрыв между неподвижными KGIIтактами оез увеличения габаритов выключателя, I To обеспечивает электрическуюю прочность при меньшем межконтактном зазоре, вследствие сокращения рабочего хода пружины и, следовательно, увеличения количества операции включение — отключение. Кроме того, двойной разрыв между контактами позволяет в два раза уменьшить межконгактную емкость за счет ооразования двух последовательно соединенных емкостей (перBblII неподвижный контакт — pono IHHTcльный контакт, дополнительный контакт — второй неподвижный контакт), что значительно уменьшает потери мощности на высокой частоте через выключатель при разомкнутых контактах.

l5 связи с тем, что в педлагаемом вакуумном выкл очателе отсутствует сложная подвеска контактов, а контакты жестко закреплены на вводах, он имеет более высокие механические характеристики (например, более виброустойчив).

Описываемый вакуумный выключатель может нанти применение в радиотехнической аппаратуре для переключения антенных цепей, отводов кат шки высокочастотного контура, включения и выключения высокочастотных контуров, конденсаторов высокочастотных цепей и т. д.

Предмет изобретения

1. Высоковольтный вакуумный выключатель, преимущественно для коммутации токов высокои частоты, содержащий расположенные в дугогасительной камере контакты из магнитного материала, соединенные с вводами и служащие одновременно сердечниками внешней магнитной системы управления, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения величины пропускаемого тока, уменьшения нагрева и улучшения его механических характеристик, указанные контакты жестко укреплены на вводах выключателя и служат неподвижными контактами, а в качестве подвижных контакгов применены два подпружиненных полуцилиндра из магнитного материала, перемещающихся навстречу один другому по направляющему стержню перпендикулярно оси выключателя под действием поля внешней магнитной системы и охватывающих неподвижные контакты в замкнутом положении.

2. Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения. электрической прочности, направляющий стержень закреплен в цилиндре, размещенном внутри дугогасительной камеры и выполненном из материала, имеющего примерно равный с материалом оболочки дугогасительной камеры коэффиUIIcHT термического расширения.

221103

Составитель H. Карасева

Техред Л. Я. Левина Корректор A. П. Васильева

Редактор П. Шлайи

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 28477!3 Тираж 530 Подписное

ЦЛР1ИПИ Комитета o делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова. д. 4