Вакуумный выключатель тока


 


Владельцы патента RU 2567115:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" (RU)

Изобретение относится к силовой коммутационной аппаратуре и предназначено для использования в вакуумных выключателях и контакторах постоянного и переменного тока. Вакуумный выключатель тока содержит дугогасительную камеру с аксиальными подвижным и неподвижным электродами, снабженными кольцевыми контактами. Электроды прикреплены к корпусу камеры, причем подвижный электрод прикреплен при помощи токоввода и металлической гофры. Внутри дугогасительной камеры, на уровне расположения контактов, закреплен цилиндрический экран. Снаружи, к корпусу дугогасительной камеры, со стороны неподвижного электрода, на уровне расположения промежутка между контактами, прикреплен при помощи диэлектрического кольца постоянный магнит. Этот магнит выполнен в форме радиально намагниченного кольца, формируя между контактами поперечно-радиальное оси поле. Технический результат: увеличение напряженности магнитного поля между кольцевыми контактами, улучшение коммутационных характеристик. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к силовой коммутационной аппаратуре и предназначено для использования в вакуумных выключателях и контакторах постоянного и переменного тока.

Известен вакуумный выключатель тока [RU 2230385 С2, МПК 7 Н01Н 33/664, опубл. 2004.06.10], содержащий дугогасительную камеру с аксиальными подвижным и неподвижным электродами с торцевыми контактами, закрепленными на корпусе камеры, и магнитную систему, формирующую между контактами поперечное оси поле. Магнитная система, выполненная в виде постоянного магнита, расположена по оси со стороны одного из контактов и выполнена формирующей поперечно-радиальное поле. Магнит выполнен в виде кольца, часть корпуса, соприкасающаяся с магнитом, выполнена из ферромагнитного материала.

Недостатком этого вакуумного выключателя является конструкция центральной части корпуса камеры, расположенной внутри неподвижного электрода с кольцевым контактом. Эта часть корпуса электрически связана с неподвижным контактом, а магнитное поле вблизи нее перпендикулярно к ней, так как является аксиальным по своей природе. Дуга, возникающая между контактами при их размыкании, выталкивается из рабочего зазора и может устойчиво гореть между центральной частью подвижного электрода и центральной частью корпуса, расположенной внутри неподвижного контакта, так как электрическое и магнитное поля параллельны у оси. Таким образом, ухудшаются коммутационные характеристики выключателя: снижается величина коммутирующего тока и увеличивается время прерывания дуги.

Наиболее близким, принятым за прототип, является вакуумный выключатель тока [RU 2400855 С1, МПК Н01Н 33/664 (2006.01), опубл. 2010.09.27], содержащий дугогасительную камеру с аксиальными подвижным и неподвижным электродами, снабженными кольцевыми контактами. Электроды прикреплены к корпусу камеры, причем подвижный электрод прикреплен при помощи токоввода и гофры. Соосно кольцевым контактам со стороны неподвижного электрода расположена магнитная система, содержащая постоянный магнит, и формирующая между контактами поперечно-радиальное оси поле. В неподвижном кольцевом контакте со стороны его крепления к электроду выполнены радиальные, равномерно расположенные по окружности пазы, в которых расположены П-образные постоянные магниты, изолированные от неподвижного электрода и неподвижного кольцевого контакта. Контактирующая поверхность кольцевых контактов по оси электродов расположена на уровне плоскости полюсов магнитов.

Недостатком данного вакуумного выключателя является низкая напряженность магнитного поля в промежутке между контактами.

Задачей изобретения является: увеличение напряженности магнитного поля в межконтактном промежутке, уменьшение электроэрозионного износа контактов и улучшение коммутирующих характеристик.

Поставленная задача решена за счет того, что вакуумный выключатель тока, также как в прототипе, содержит дугогасительную камеру с аксиальными подвижным и неподвижным электродами, снабженными кольцевыми контактами, электроды прикреплены к корпусу камеры, причем подвижный электрод прикреплен при помощи токоввода и металлической гофры, постоянный магнит, формирующий между контактами поперечно-радиальное оси поле.

Согласно изобретению внутри дугогасительной камеры, на уровне расположения контактов закреплен цилиндрический экран. Снаружи к корпусу дугогасительной камеры, со стороны неподвижного электрода, на уровне расположения промежутка между контактами, прикреплен при помощи диэлектрического кольца постоянный магнит в форме радиально намагниченного кольца.

Предлагаемое размещение постоянного магнита в форме радиально намагниченного кольца снаружи камеры на уровне расположения промежутка между контактами позволяет увеличить напряженность магнитного поля между кольцевыми контактами. Результатом этого является улучшение коммутационных характеристик: продлевается срок службы выключателя и уменьшается время прерывания дуги, а следовательно, уменьшается электроэрозионный износ контактов.

На фиг. 1 схематично изображен вакуумный выключатель.

Вакуумный выключатель тока содержит корпус 1, разделенный высоковольтным изолятором 2, образуя при этом дугогасительную камеру с аксиальными подвижным 3 и неподвижным 4 электродами. Подвижный электрод 3 прикреплен к верхней части корпуса 1 при помощи токоввода 5 и металлической гофры 6, которая отделяет вакуумную среду камеры от окружающей среды. Неподвижный электрод 4 прикреплен тоководом 7 к нижней части корпуса 1 дугогасительной камеры. Электроды 3 и 4 снабжены кольцевыми контактами 8 и 9. Электроды 3 и 4 могут быть изготовлены из высокопроводящего материала, например из меди. Кольцевые контакты 8 и 9 могут быть выполнены из немагнитного материала, например из молибдена. Внутри корпуса 1 дугогасительной камеры, на уровне расположения контактов 8 и 9, закреплен цилиндрический экран 10, выполненный из меди. Снаружи, к корпусу 1 дугогасительной камеры, со стороны неподвижного электрода 4, на уровне расположения промежутка между контактами 8 и 9, прикреплен при помощи диэлектрического кольца 11 постоянный магнит 12 в форме кольца, который радиально намагничен. Магнит 12 может быть изготовлен на основе самарий-кобальта.

Вакуумный выключатель тока работает следующим образом.

При замкнутых кольцевых контактах 8, 9 через подвижный 3 и неподвижный 4 электроды протекает электрический ток от токоввода 5. Магнит 12 формирует в плоскости соединения подвижного кольцевого контакта 8 и неподвижного кольцевого контакта 9 радиальное относительно их оси магнитное поле. При размыкании кольцевых контактов 8 и 9 между ними загорается электрическая дуга, при этом металлическая гофра 6 сжимается и обеспечивается герметичность дугогасительной камеры. Механические усилия на дугу, возникающие при взаимодействии электрического тока дуги и поперечного магнитного поля, перемещают ее по контактирующей поверхности кольцевых контактов 8 и 9. Под действием центробежной силы дуга перемещается по радиусу и выталкивается из промежутка между этими контактами. Таким образом, дуга локально не перегревает контактирующую поверхность кольцевых контактов 8 и 9, что обеспечивает их равномерный и минимальный износ. Двигаясь, дуга быстро остывает и гаснет.

Вакуумный выключатель тока, содержащий дугогасительную камеру с аксиальными подвижным и неподвижным электродами, снабженными кольцевыми контактами, электроды прикреплены к корпусу камеры, причем подвижный электрод прикреплен при помощи токоввода и металлической гофры, постоянный магнит, формирующий между контактами поперечно-радиальное оси поле, отличающийся тем, что внутри дугогасительной камеры, на уровне расположения контактов, закреплен цилиндрический экран, а снаружи к корпусу дугогасительной камеры, со стороны неподвижного электрода, на уровне расположения промежутка между контактами, прикреплен при помощи диэлектрического кольца постоянный магнит в форме радиально намагниченного кольца.



 

Похожие патенты:

Изобретение касается контактной системы вакуумного выключателя, в межконтактном объеме которой используют жидкометаллическое рабочее тело. В геометрических центрах подвижного и неподвижного контактов выполнены глухие цилиндрические отверстия, а в отверстие подвижного контакта и на его контактирующую поверхность помещено жидкометаллическое рабочее тело.

Контакт для вакуумного прерывателя содержит: множество вырезов, проходящих к внешней периферийной поверхности от множества положений, соответственно, отнесенных от центра контактной поверхности; лепесток, сформированный между парой смежных вырезов так, чтобы минимизировать механическую хрупкость части, имеющей малую ширину в лепестке, вызывая вращательное движение дуги.

Изобретение относится к вакуумному прерывателю в вакуумном выключателе для выполнения операции по гашению дуги. Согласно изобретению предусматривается притягивающий элемент, изготовленный из ферромагнитного материала, для образования пространства между неподвижным электродом и подвижным электродом для притягивания радиального магнитного поля, сгенерированного в радиальном направлении между неподвижным электродом и подвижным электродом посредством притягивающего элемента.
Способ тренировки ведут путем подачи высокого напряжения постоянного тока на полный межконтактный зазор ступенями, начиная с 0,3…0,5 номинального рабочего напряжения.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к технологии изготовления контактов вакуумных дугогасительных камер. Порошковую смесь и заготовку из материала с высокой электропроводностью помещают в вакуумную камеру, где порошковую смесь наносят в виде покрытия на заготовку методом электронно-лучевой наплавки в вакууме.

Изобретение относится к высоковольтным вакуумным выключателям, в которых используется электромагнитная система управления нейтрального типа. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к силовой коммутационной аппаратуре, и предназначено для использования в вакуумных выключателях и контакторах постоянного и переменного тока.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к вакуумным выключателям и применяется в вакуумных дугогасительных камерах высокого напряжения. .

Изобретение относится к силовым вакуумным выключателям постоянного и переменного тока. .

Изобретение относится к электротехнике, а именно к контактным устройствам вакуумных дугогасительных камер, которые используются в сильноточных вакуумных выключателях.

Контакт для высоковольтной вакуумной дугогасительной камеры содержит проводящую соединительную деталь, кольцевой внешний контакт и внутренний контакт, расположенный внутри кольца внешнего контакта и не контактирующий с внешним контактом, а также содержит проводящую соединительную деталь. Внутренний контакт и внешний контакт соосны, причем контактная поверхность внутреннего контакта находится в той же плоскости, что и контактная поверхность внешнего контакта. Внешний контакт прикреплен к проводящей соединительной детали. Средство осевого магнитного поля закрыто снаружи проводящей соединительной детали для генерирования осевого магнитного поля. Средство осевого магнитного поля жестко соединено с проводящей соединительной деталью. Внутренний контакт прикреплен к проводящей соединительной детали, при этом средство кольцевого магнитного поля закрыто снаружи проводящей соединительной детали для генерирования кольцевого магнитного поля. Технический результат - быстрое затухание электрической дуги в высоковольтных условиях, что снижает нагрев вакуумной дугогасительной камеры. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх