Вакуумная переключающая лампа



Вакуумная переключающая лампа

 


Владельцы патента RU 2510094:

СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Изобретение касается вакуумной переключающей лампы (1) с корпусом, который имеет два размещенных и выполненных симметрично относительно средней плоскости (S) участка (16, 17) корпуса из изолирующего материала. Каждый из обоих участков (16, 17) корпуса из изолирующего материала включает в себя несколько частей (9, 10, 11, 12, 13, 14) корпуса из изолирующего материала. Часть (9, 12) корпуса из изолирующего материала каждого участка корпуса из изолирующего материала, размещенная наиболее удаленно от средней плоскости (S), имеет длину (L1), которая больше, чем длина (L2, L3) других частей (10, 11, 13, 14) корпуса из изолирующего материала. Технический результат - обеспечение высокой диэлектрической прочности переключающей лампы, имеющей компактную конструкцию. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к вакуумной переключающей лампе с корпусом, который имеет два размещенных и выполненных симметрично относительно средней плоскости участка корпуса из изолирующего материала, причем каждый из обоих участков корпуса из изолирующего материала включает в себя несколько частей корпуса из изолирующего материала.

Подобная вакуумная переключающая лампа известна из DE 10029763В4. Описанная там вакуумная схема содержит корпус, который имеет два размещенных и выполненных симметрично относительно средней плоскости участка корпуса из изолирующего материала. При этом каждый из обоих участков корпуса из изолирующего материала включает в себя несколько частей корпуса из изолирующего материала, в случае DE 10029763В4 две части корпуса из изолирующего материала предусмотрены в форме керамических цилиндров для каждого из обоих участков корпуса из изолирующего материала. При этом длина отдельных частей корпуса из изолирующего материала определяется максимально диэлектрической нагрузкой вакуумной переключающей лампы соответственно расчетному напряжению, на которое рассчитывается вакуумная переключающая лампа, а также в зависимости от внутренней геометрии вакуумной переключающей лампы и емкостных связей с внешними элементами, например, заземленным корпусом силового выключателя, в котором применяется вакуумная переключающая лампа. Длина отдельных частей корпуса из изолирующего материала при этом рассчитывается таким образом, что вакуумная переключающая лампа имеет требуемую электрическую прочность.

Задачей настоящего изобретения является дополнительно усовершенствовать вакуумную переключающую лампу вышеназванного типа, которая при высокой диэлектрической прочности имеет компактную конструкцию.

В соответствии с изобретением это решается в вакуумной переключающей лампе вышеназванного типа тем, что часть корпуса из изолирующего материала каждого участка корпуса из изолирующего материала, размещенная наиболее удаленно от средней плоскости, имеет длину, которая больше, чем длина других частей корпуса из изолирующего материала.

Большая длина частей корпуса из изолирующего материала, размещенных наиболее удаленно от средней плоскости, каждого участка корпуса из изолирующего материала вакуумной переключающей лампы является предпочтительной, потому что распределение потенциалов, устанавливающееся по вакуумной переключающей лампе в осевом направлении, в соответствии с изобретением, распределяется по вакуумной переключающей лампе не линейно, а части корпуса из изолирующего материала, размещенные наиболее удаленно от средней плоскости, испытывают большее напряжение. Это объясняется тем, что разности потенциалов, приходящиеся на часть корпуса из изолирующего материала, постепенно увеличиваются от одного конца вакуумной переключающей лампы до другого конца вакуумной переключающей лампы, так что последняя часть корпуса из изолирующего материала испытывает наибольшую нагрузку. В системах переменного тока, кроме того, полярность приложенных к лампе потенциалов изменяется так, что обе части корпуса из изолирующего материала, размещенные наиболее удаленно от средней плоскости вакуумной переключающей лампы, попеременно испытывают наибольшие нагрузки. Поэтому длина этих частей корпуса из изолирующего материала, размещенных наиболее удаленно от средней плоскости, определяется из требуемой диэлектрической прочности или электрической прочности, которой должна соответствовать вакуумная переключающая лампа. Другие части корпуса из изолирующего материала, которые имеют меньшее удаление от средней плоскости вакуумной переключающей лампы, испытывают меньшую диэлектрическую нагрузку и поэтому могут иметь меньшую длину, так что при подобным образом выполненной вакуумной переключающей лампе обеспечивается возможность компактной конструкции при одновременной высокой диэлектрической прочности вакуумной переключающей лампы. При этом средняя плоскость в смысле заявленного изобретения является плоскостью, проходящей перпендикулярно к продольной оси вакуумной переключающей лампы, относительно которой корпус вакуумной переключающей лампы выполнен по существу симметричным, причем корпус, наряду с частями корпуса из изолирующего материала, содержит металлические части крышки, в форме, известной для вакуумной переключающей лампы, через которые проходят контактные выводы для неподвижного контакта и подвижного контакта вакуумной переключающей лампы внутрь вакуумной переключающей лампы. Части корпуса из изолирующего материала предпочтительным образом выполнены в форме керамических цилиндров.

В предпочтительной форме осуществления изобретения дополнительные части корпуса из изолирующего материала с уменьшающимся удалением от средней плоскости имеют уменьшающуюся длину. Подобное уменьшение длины дополнительных частей корпуса из изолирующего материала приводит простым способом к дополнительно компактной конструкции вакуумной переключающей лампы при высокой диэлектрической прочности, потому что диэлектрические нагрузки с уменьшающимся расстоянием до средней плоскости вакуумной переключающей лампы становятся меньше, так что требования к длине частей корпуса из изолирующего материала также снижаются.

В особенно предпочтительной форме осуществления изобретения, длины дополнительных частей корпуса из изолирующего материала вычисляются из длины наиболее удаленно расположенных частей корпуса из изолирующего материала согласно соотношению:

L ( x ) p ( x ) L N

при p ( x ) ( 2 x 1 ) 2 N 1 )

где N - общее число частей корпуса из изолирующего материала вакуумной переключающей лампы,

и

x = N , N 1... N 2 + 1

Подобное определение длины дополнительных частей корпуса из изолирующего материала посредством вычисления из длины наиболее удаленно расположенных частей корпуса из изолирующего материала получено из множества экспериментов и опытов как наилучшее определение длины дополнительных частей корпуса из изолирующего материала в зависимости от длины наиболее удаленно расположенных частей корпуса из изолирующего материала, с помощью которого наилучшим образом выполняются требования к диэлектрической прочности и компактности вакуумной переключающей лампы.

В другом осуществлении изобретения между частями корпуса из изолирующего материала закреплены экраны от пара и/или элементы управления полем. Посредством подобных экранов от пара и элементов управления полем, которые закреплены между частями корпуса из изолирующего материала и расположены внутри вакуумной переключающей лампы, простым способом гарантируется экранирование частей корпуса из изолирующего материала от напыления парами металла, возникающими вследствие процесса переключения.

В другом предпочтительном выполнении изобретения между участками корпуса из изолирующего материала предусмотрена металлическая часть корпуса. Подобная металлическая часть корпуса также является предпочтительной для повышения электрической прочности вакуумной переключающей лампы.

Изобретение далее поясняется более подробно на основании примера выполнения со ссылками на чертеж, где показано схематичное поперечное сечение соответствующей изобретению вакуумной переключающей лампы.

На чертеже показана вакуумная переключающая лампа 1 с неподвижным контактом 2 и болтом 3 клеммы неподвижного контакта, а также подвижным контактом 4 и болтом 5 клеммы подвижного контакта. Болт 3 клеммы неподвижного контакта при этом вакуумплотно выводится через первую металлическую часть 6 крышки вакуумной переключающей лампы, болт 5 клеммы подвижного контакта через вторую металлическую часть 7 крышки с помощью сильфона 8 подвижным образом вакуумплотно выводится из вакуумной переключающей лампы, так что система контактов выполнена из неподвижного контакта 2 и подвижного контакта 4 для переключения тока, проводимого через болты 3 и 5 клемм неподвижного контакта и подвижного контакта, например, силового выключателя, в котором движение привода наглядно не показанного на чертеже приводного блока может вводиться в болт 5 клеммы подвижного контакта для замыкания или отпирания системы контактов из неподвижного контакта 2 и подвижного контакта 4. Вакуумная переключающая лампа 1 имеет, кроме того, части корпуса в форме частей 9, 10, 11 и 12, 13 и 14 корпуса из изолирующего материала, которые выполнены в форме керамических цилиндров, причем между частями 11 и 14 корпуса из изолирующего материала в примере выполнения предусмотрена металлическая часть 15 корпуса, которая размещена в области системы контактов из неподвижного контакта 2 и подвижного контакта 4. Корпус вакуумной переключающей лампы 1 относительно средней плоскости S выполнен и расположен по существу симметрично, причем части 9, 10 и 11 корпуса из изолирующего материала образуют первый участок 16 корпуса из изолирующего материала, а части 12, 13 и 14 корпуса из изолирующего материала образуют второй участок 17 корпуса из изолирующего материала, так что, иными словами, участки 16 и 17 корпуса из изолирующего материала выполнены и расположены симметрично относительно средней плоскости S. При этом «симметрично» в смысле примера выполнения означает, что части 9 и 12 корпуса из изолирующего материала имеют одинаковую длину L1, части 10 и 13 корпуса из изолирующего материала имеют одинаковую длину L2, и части 11 и 14 корпуса из изолирующего материала имеют одинаковую длину L3, и участки 16 и 17 корпуса из изолирующего материала имеют одинаковое расстояние от средней плоскости S. При этом между двумя смежными частями корпуса из изолирующего материала, а также на граничных участках между частями корпуса из изолирующего материала и первыми и вторыми металлическими участками 6 и 7 крышки размещены и вакуумплотно закреплены предусмотренные внутри вакуумной переключающей лампы 1 экраны от пара и/или элементы 18-25 управления полем. Экраны от пара и/или элементы 18-25 управления полем служат для экранирования частей корпуса из изолирующего материала от напыления парами металла, возникающими вследствие процесса переключения из-за обгорания контактов.

Представленная в примере выполнения вакуумная переключающая лампа в системе переменного тока испытывает установление потенциала в осевом направлении, причем распределение потенциала возрастает от одного конца лампы к другому концу, так что последняя керамика нагружена наиболее сильно. В зависимости от полярности, в случае вакуумной переключающей лампы 1, это части 9 или 12 корпуса из изолирующего материала, которые имеют, следовательно, максимальную длину L1, так как они являются расположенными наиболее удаленно от средней плоскости частями корпуса из изолирующего материала каждого участка корпуса из изолирующего материала. Поэтому длина L1 определяется из требований к диэлектрической прочности вакуумной переключающей лампы, а также расчетному напряжению, а также внешних условий, например, емкостных связей с заземленным корпусом вмещающего силового выключателя. Длина L2 или L3 частей 10 и 13 или 11 и 14 корпуса из изолирующего материала определяется из длины L1 частей 9 и 12 корпуса из изолирующего материала согласно формуле:

L(x)≥p(x)·LN,

причем N - число керамических элементов, в случае примера выполнения 6, и причем р(х) является коэффициентом масштабирования, который определяется из условия:

р(x)≅(2x-1)/(2N-1), причем х может принимать значения N, N-1, …N/2+1

так что в примере выполнения, представленном на чертеже для N=6, по причинам симметрии, х принимает значения 6, 5 и 4, и длины частей 9 и 12, а также 10 и 13, или 11 и 14 корпуса из изолирующего материала, тоже по причинам симметрии относительно средней плоскости S, равны, причем коэффициент масштабирования равен

р(6)=1=р(1) и р(5)=р(2)=9/11 и р(4)=р(3)=5/11

На основе приведенных выше формул получается, таким образом, для длины L2=0,81*L1 и для длины L2=0,45*L1.

Перечень ссылочных позиций

1 вакуумная переключающая лампа

2 неподвижный контакт

3 болт клеммы неподвижного контакта

4 подвижный контакт

5 болт клеммы подвижного контакта

6 первая металлическая часть крышки

7 вторая металлическая часть крышки

8 сильфон

9-14 части корпуса из изолирующего материала/керамические цилиндры

15 металлическая часть корпуса

16 первый участок корпуса из изолирующего материала

17 второй участок корпуса из изолирующего материала

18-25 экраны от пара или элементы управления полем

L1 длина частей 9 и 12 корпуса из изолирующего материала

L2 длина частей 10 и 13 корпуса из изолирующего материала

L3 длина частей 11 и 14 корпуса из изолирующего материала

S средняя плоскость/ось симметрии

1. Вакуумная переключающая лампа (1) с корпусом, который имеет два размещенных и выполненных симметрично относительно средней плоскости (S) участка (16, 17) корпуса из изолирующего материала, причем каждый из обоих участков (16, 17) корпуса из изолирующего материала включает в себя несколько частей (9, 10, 11, 12, 13, 14) корпуса из изолирующего материала,
отличающаяся тем, что
часть (9, 12) корпуса из изолирующего материала, размещенная наиболее удаленно от средней плоскости (S), каждого участка (16, 17) корпуса из изолирующего материала имеет длину (L1), которая больше, чем длина (L2, L3) других частей (10, 11, 13, 14) корпуса из изолирующего материала.

2. Вакуумная переключающая лампа (1) по п.1,
отличающаяся тем, что
другие части (10, 11, 13, 14) корпуса из изолирующего материала с уменьшающимся удалением от средней плоскости (S) имеют уменьшающуюся длину (L2, L3).

3. Вакуумная переключающая лампа (1) по п.1 или 2,
отличающаяся тем, что
длины других частей (10, 11, 13, 14) корпуса из изолирующего материала вычисляются из длины наиболее удаленно размещенных частей (9, 12) корпуса из изолирующего материала согласно соотношению:
L(x)≥p(x)·LN
при p ( x ) ( 2 x 1 ) 2 N 1 ) ,
где N - общее число частей корпуса из изолирующего материала вакуумной переключающей лампы,
и x = N , N 1 N 2 + 1.

4. Вакуумная переключающая лампа (1) по п.3,
отличающаяся тем, что
между частями (9, 10, 11, 12, 13, 14) корпуса из изолирующего материала закреплены экраны (18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25) от пара и/или элементы (18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25) управления полем.

5. Вакуумная переключающая лампа (1) по п.3,
отличающаяся тем, что
между участками (16, 17) корпуса из изолирующего материала предусмотрена металлическая часть (15) корпуса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу изготовления контактной части средневольтного переключающего устройства с вакуумной камерой прерывания и к самой контактной части.

Изобретение относится к способу для закрепления элемента (экрана) к части (корпусу) электрического устройства, такого как вакуумный выключатель. .

Изобретение относится к области электротехники и касается конструкции вакуумных выключателей. .

Изобретение относится к вакуумной камере выключателя с изолирующей керамической стенкой, внутри которой в вакууме расположены движущиеся контактные элементы, которые окружены экраном, расположенным между контактным элементом и стенкой вакуумной камеры.

Изобретение относится к высоковольтной коммутационной аппаратуре, в частности к вакуумным управляемым разрядникам и вакуумным дугогасительным камерам, используемым в выключателях.

Изобретение относится к вакуумной дугогасительной камере с литой полюсной деталью для применения в областях низких, средних и высоких напряжений, а также к способу ее изготовления.

Изобретение относится к конструкции вакуумных выключателей, преимущественно наружной установки. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к низковольтным электрическим аппаратам, предназначенным для коммутации силовых электрических цепей переменного тока.

Вакуумный выключатель содержит вакуумную камеру (2) с коммутирующим контактом, имеющим неподвижную контактную деталь, которая находится в электрическом контакте с контактным зажимом (11) неподвижного контакта, а также подвижную контактную деталь и приводной блок (7). С приводным блоком (7) и подвижной контактной деталью соединена переключательная механика (4). Соединительные средства в положении контакта электрически соединяют контактный зажим (13) подвижного контакта с подвижной контактной деталью. Соединительные средства имеют зажимной контакт (16, 17), который имеет соединенный с электропроводящим участком переключательной механики (4) вводную зажимную контактную деталь (16) и соединенную неподвижно с вакуумной камерой (2) и электрически с контактным зажимом (13) ответную зажимную контактную деталь (17), расположенные так, что вводная зажимная контактная деталь (16) вследствие приводного движения зажимается с электрической проводимостью с ответной зажимной контактной деталью (17). Технический результат - создание компактного выключателя, который при высоких скоростях включения обеспечивает надежный путь прохождения тока с высокой нагрузочной способностью по току между контактными зажимами вакуумного выключателя. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для прерывания в системах распределения питания. Электрический разъединитель включает в себя тело, ограничивающее проем, проделанный сквозь него, первый электрический контакт, расположенный у первого конца проема, второй электрический контакт, расположенный с возможностью перемещения у второго конца проема, причем конфигурация упомянутого второго контакта обеспечивает оперативное перемещение через проем для электрического соединения с первым контактом или отсоединения от него, и, по меньшей мере, два вогнутых управляющих электрическим полем экрана, прикрепленных к телу у соответствующих концов проема и вокруг него так, что экраны пролегают поперек проема, а открытые концы каждого экрана направлены друг к другу. 5 н. и 22 з.п. ф-лы, 25 ил.

Автоматический выключатель для использования в цепях среднего и высокого напряжения содержит по меньшей мере один корпус (1) полюсной части, в котором размещена вакуумная вставка (2), внутри которой расположена пара соответствующих соосных электрических контактов (3, 4). Неподвижный электрический контакт (3) электрически соединен с верхней клеммой (5) корпуса (1) полюсной части, а подвижный по оси электрический контакт (4) электрически соединен с нижней клеммой (6) корпуса (1) полюсной части и приводится в действие изолированной тягой (7), которая проходит сквозь защитную пластину (8), расположенную на нижнем отверстии корпуса (1) полюсной части. Защитная пластина (8) выполнена из жесткого литого пластикового изоляционного материала, причем по периметру защитной пластины (8) отлито по меньшей мере одно уплотнительное кольцо (9, 9а, 9b), выполненное из эластичного материала. Технический результат - создание выключателя с простым и эффективным средством защиты от электрических пробоев между нижней электрической клеммой и краями корпуса полюсной части. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к вакуумному выключателю (300), залитому в изолирующий материал (301), включающий в себя первый основной слой (100), содержащий первый подслой (101), второй подслой (102) и третий подслой (103). Второй подслой (102) расположен между первым подслоем (101) и третьим подслоем (103). Первый подслой (101), второй подслой (102) и третий подслой (103) содержат волокна, при этом первый подслой (101) содержит группу первых волокон (110), расположенных параллельно друг другу. Технический результат - повышение внешней диэлектрической прочности вакуумного выключателя, обладающего необходимой механической защитой от внешних воздействий. 3.н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ изготовления полюсной части (1) автоматического выключателя, содержащей внешний трубчатый изолятор (7), изготовленный из сплошного синтетического материала, внутри которого находится, опираясь на него, вставка (8) вакуумного прерывателя для электрической коммутации средневольтной цепи, предусматривает нанесение слоя (12) из адгезивного материала на по меньшей мере боковую область (11) вставки (8) прерывателя. Вставку (8) прерывателя с покрытием заделывают путем заливки сплошного синтетического материала для формирования единого слоя окружающего внешнего трубчатого изолятора. Толщина промежуточного слоя (12), нанесенного между вставкой (8) и окружающим трубчатым изолятором (7), составляет от 0,5 до 5 мм. При этом промежуточный слой (12) одновременно выполняет функцию механической компенсации и адгезивную функцию. Технический результат - обеспечение прочного сцепления между вставкой вакуумного прерывателя и окружающим её изоляционным материалом без использования дополнительного клеящего вещества. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх