Контактное устройство вакуумной дугогасительной камеры
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву р )м. кл.
Н 01 Н 33/бб (22) Заявлено 221278 (21) 2700000/24-07 с присоединением заявки ¹
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано301080. Бюллетень ¹ 40
Дата опубликования описания 31.1080 (53) УДК Ь21. 316. .54(088.8) (72) Авторы изобретения
В. A. Воздвиженский, И. А. Лукацкая и С. М. Селикатова (71 3 3 а я в и тель (54 ) КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО ВАКУУМНОЙ
ДУГОГАСИТЕЛЬНОЙ КАМЕРЫ
Изобретение относится к мощной . коммутационной технике, а конкретнеЕ к вакуумным дугогасительным камерам (аДК).
Во время горения дуги отключения в ВДК участки электродов в местах соприкосновения с плазмой дуги нагреваются и, если к моменту перехода тока через нуль какой-либо участок электрода окажется нагретым свытте определенной температуры, произойдет отказ в гашении дуги. Температура электродов в момент перехода тока через нуль тем больше, чем больше ток дуги, напряжение на дуге, время 15 горения дуги, и снижается при увеличении площади электродов, занятых .дугои.
Поскольку ток дуги и время ее горения заданы внешними условиями, 2Q то снизить нагрев можно лишь уменьшив напряжение на дуге и увеличив площадь ее воздействия на электроды.
Поскольку вначале своего возникновения дуга имеет очень небольшое 25 сечение, то необходимо;заставить ее расшириться за время горения, т. е. при отключении тока промьыленной частоты эа время 5-10 мс. Практически же необходимо, чтобы расширение 3g.произошло за время на порядок мень,шее, приблизительно за 1 мс для того, чтобы успели остыть участки контактов, на которых дуга возникла.
Единственным известным сейчас способом управления дугой в ВДК является воздействие на нее магнитным полем. Необходимую конфигурацию и напряженность магнитного поля получают, применяя дугогасящие системы с токоподводами определенной формы.
Эти дугогасящие системы (1) образуют в области горения дуги магнитное поле, перпендикулярное направлению тока в дуге, что заставляет дугу быстро расширяться и занимать
:большую поверхность электродов, благодаря чему увеличивается отключающая способность. Недостатком таких дугогасящих систем является большое падение напряжения на дуге н интенсивный износ контактных и дугогасящих .поверхностей.
Известна также дугогасящая система с уменьшенной напряженностью поперечного магнитного поля в области, занятой дугой.
Одна из модификаций дугогасящей системы (2) принятой за прототип, представляет собой подвижный и не775774 подвижный токоподводящие стержни с }цисковыми наконечниками на каждом из них. На дисковых наконечниках укреплены стержни, направленные вдоль оси
ВДК. Контактирование подвижного и неподвижного контактов осуществляется между поверхностью дискового наконеч- 5 ника и торцовой поверхностью стержней. При отключении тока дуга вначале возникает между торцами стержней и дисковыми наконечниками, а затем перемещается на поверхности стержней, IQ параллельные оси ВДК, и там гаснет.
Контактная и дугогасящиеся системы ВДК в указанном патенте обладают рядом недостатков, а именно ввиду большого диаметра контактной поверхности мало магнитное поле в области возникновения дуги, а дуга плохо пеперемещается; иэ-эа параллельности дугогасящих стержней с осью ВДК .неполностью устраняется поперечное 20 магнитное поле в области горения дуги н промежутках между стержнями, что приводит к росту напряжения на дуге.
Целью изобретения является увели- g5 чение отклоняющей способности, повышение механической прочности и иэносостойкости контактной системы .вакуумной дугогасительной камеры.
Указанная цель достигается тем, что контактное устройство вакуумной дугогасительной камеры образовано стержнями, укрепленными на поднижном и неподвижном токоподводах и расположенными BOKDvr оси ВдК, причем стержни имеют различную длину, так что стержни каждого токоподвода чередуются между собой по высоте, и длинные стержни одного токоподвода контактируют с короткими стержнями противоположного токоподвода. При этом поверхнос- 40 ти стержней подвижного контакта и
Ф обращенные к ним поверхности неподвижного контакта параллельны радиусу, проходящему в центре между ними, и наклонены к оси контактной системы на угол -45 6 }6 + 45О, а обращенные друг к другу поверхности длинных стержней, принадлежащих противоположным токоподводам, могут иметь контактные выступы в тангенциальном направлении. Кроме того, контактирующие поверхности могут быть наклонены к оси камеры на угол 45 4 4135.
На фиг. 1 изображен общий вид одного иэ вариантов контактной системы; на фиг. 2 — сечение по А-А на фиг. 1. на фиг. 3-6 другие разновидности контактной системы.
Контактное устройство, изображенное на фиг. 1 и 2, содержит неподвижный 1 и подвижный 2 токоподводы, ф(} заканчивающиеся контактодержателями
3, На контактодержателях 3 расположены контактирующие стержни 4-7, которые имеют различную длину, причем длинные стержни 4 поднижного контакта g5 контактируют с короткими стержнями 7 неподвижного контакта, а длин«ые стержни б неподвижного контакта контактируют с короткими стержнями 5 подвижного контакта. Короткие и длинные стержни 4и5 подвижного контакта чередуются между собой, так Контактирующие поверхности 10 стержней наклонены к оси ВДК на угол В 45 -135 Стержни 4,5,6,7 могут крепиться как к контактодержателям 3, так и непосредственно к токоподводам 1и2. Для увеличения сечения стержней и их площади среднее сечение А-A контактной системы имеет бОльший диаметр, чем в области контактирования. Контактная система работает следующим образом. В замкнутом положении ток протекает от неподвижного токоподвода 1 через контактодержатель 3 по стержням би7 в стержни 4и5 и далее в контактодержатель 3 и токоподвод 2 подвижного контакта. Благодаря тому, что стержней много, после незначительной приработки контактов и достаточном контактном нажатии контактирования осуществляется между каждой парой контактов, вследствие чего уменьшается переходное сопротивление. Малое сопротивление на всем пути прохождения тока достигается за счет изготовления стержней иэ материала с высокой электропроводностью, например из меди. Благодаря этим усовершенствованиям ВДК такой конструкции мож".ò применяться при больших номинальных токах и обладать высокой устойчивостью к сквозным такам короткого замыкания. После размыкания контактов между контактирующими поверхностями 10 стержней зажигаются дуги, причем магнитное поле от токоподводов направлено перпендикулярно к току в дуге, что вызывает быстрый уход дуг с контактирующих поверхностей 10 и в результате их малый нагрев и износ. Интересно, что в данной контактной системе магнитное поле от контактодержателя 3 направлено навстречу магнитному полю от токоподводов 1и2 и стержней 5,4,6,7, причем соотношение этих полей меняется в зависимости от соотношения длин длинных и коротких стержней. Таким образом, выбирая соотношение длин коротких стержней, можно регулировать напранление и интенсивность перемещения дуги с контактирующих поверхностей 10. 775774 25 Так как н области зажигания дуги на контактирующих поверхностях 10 действует поперечное к току дуги магнитное поле, дуга нечнет смещаться на поверхности 8и9 длинных стержней 4иб, где она горит в продольном . магнитном поле. Поскольку величина отключаемого тока увеличивается с увеличением площади дугогасящих поверхностей, поверхности 8и9 длинных стержней 4иб могут иметь наклон к оси ВДК. В этом случае при тех же габаритах контактной системы унеличиваются поверхности 8и9. Наибольшая приемлемая величина угла наклона поверхностей 8 9 к оси контактной системы заключена в пределах 0. а à <45 . С той же целью контактная система может иметь расширение в экваториальной плоскости A-А по отношению к ее диаметру по широте контактирующих поверхностей 10. На фиг. 3 принедена разновидность контактного устройства, в которой длинные и короткие контактные стержни 4,5,6,7 крепятся не к контактодержателю 3, а непосредственно к токоподводам 1и2. Это может упростить и удешевить контактную систему. На фиг. 4 приведено контактное устройство, в которой для уменьшения скручивающих усилий, действующих на контактную систему при протекании больших токов, угол наклона Х поверхностей 8и9 длинных стержней 4иб меняется по высоте контактной системы. Изменение угла наклона поверхностей 8и9 к оси контактной системы может происходить в пределах. 45о Д + 45о Дальнейшее увеличение или уменьшение угла наклона нецелесообразно, так как контактная система потеряет механическую прочность. На фиг. 5 приведено контактное устройство, н котором для уменьшения скручивающих усилий угол наклона одной поверхности длинных стержней 4иб равен +, а угол наклона другой поверхностй того же стержня равен -d На фиг. 6 приведено контактное .устройство, в котором для увеличения числа точек. контактирования и более равномерного распределения их по высоте контактной системы, поверхности 8и9 длинных стержней 4иб имеют выступы 11и12. Контактные поверхности 10 всех приведенных модификаций контактного устройства могут иметь наклон к оси ВДК на угол P = 45-135, что увеличивает контактирующую поверхность и снижает износ контактов, а также улучшает механическую устойчивость контактной системы при включении и протекании больших сквозных токов короткого замыкания. Если же контактные поверхности 10 наклонить к оси ВДК на угол менее 45 или более 135О то .это приведет к необходимости черезмерного увеличения хода подвижного контакта и габаритов ВДК. Формула изобретения 1 ° Контактное устройство вакуумной дугогасительной камеры, содержащее укрепленные на поднижном и неподвижном токоподводах стержни, расположенные вокруг оси дугогасительной камеры, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения отключающей способности, понышения износостойкости и механической прочности, указанные стержни выполнены различной длины, причем стержни каждого токоподвода чередуются между собой по высоте, и длинные стержни одного токоподвода контактируют с короткими стержнями противоположного токоподвода. 2. Устройство по п. 1, о т л и1ч а ю щ е е сятем,,что обращенные друг к другу поверхности длинных :стержней, принадлежащих противоположным токоподводам, параллельны прямой, перпендикулярной оси контактной системы и проведенной через срединную плоскость между указанными поверхностями, и наклонены к оси системы на угол -45о4 d. < + 45О 3. Устройство по п. и. 1и2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что обращенные друг к другу поверхности длинных стержней, принадлежащих противоположным токоподводам, имеют контактные выступы н тангенциальном направлении. 4. Устройство по п.п. 1,2и3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что контактирующие поверхности наклонены к оси камеры на угол 45 — Р - 135 . Источники информации, принятые во ннимание при экспертизе 1. Патент США 9 3462572, кл. 200-144, 1972. 2. Патент США М 3814880, кл. 200-144 В, 1974. 775774 Рог. C Рие. Х Составитель В. Oonosa Редактор В. Левятов Техредц.Ковалева ХорректорГ. Решетник Заказ 7775 64 Таран 844 Подпнсное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 енлнел ппп патент", г. Унгород, ул. проентнаа,4
