Вакуумная дугогасительная камера

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

< >949732 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 05.01.81 (21) 3229734/24-07 (51) М. Кл з с присоединением заявки ¹

Н 01 Н .33/66

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.0882. Бюллетень ¹ 29

Дата опубликования описания 070882 (53) УАК 621.316.

524 (088 8) (72) Авторы изобретения

К.К.Намитоков, Д.П.Солопихин и И.Я.Суровцев "

Харьковский институт инженеров коммунально с"грсй1ель 1ва и Всесоюзный научно-исследовательский, проектноконструкторский и технологический институт низковольтного аппаратостроения (71) Заявители (54) ВАКУУМНАЯ ДУГОГАСИТЕЛЬНАЯ КАМЕРА

Изобретение относится к электротехнике, а именно к вакуумным коммутационным аппаратам.

Известны вакуумные дугогасительные камеры (ВДК), содержащие оболочку из металла и диэлектрика, сильфон, систему экранов, подвижный и неподвижный токопроводы с контактами, кото рые способны коммутировать большие и малые токи в цепях с реактивной нагрузкой, для этого применяют контакты, включающие в себя материал с высокой упругостью паров 1).

Наличие в. контактах материала с высокой упругостью паров снижает предельную коммутационную способность

ВДК до 3-5 кА. Применение ограничителей перенапряжения усложняет конструкцию коммутационного аппарата и повышает его стоимость.

Наиболее близкой rio технической сущности и достигаемому результату к данной является ВДК, содержащая ободочку из металла и диэлектрика, оильфон, систему экранов и токопроводы с контактами, на одном из которых выполнен цилиндрический выступ, входящий с гарантированным зазором в соответствующую выемку в другом контакте. При размыкании контактов выступ полностью не выходит из выемки,т.е. между ними всегда существует постоянный зазор. Величина зазора выбирается такой, чтобы возникающее в цепи вследствие среза тока. перенапряжение пробивало его и тем самым ограничивалось. Кроме того, для уменьшения электрической прочности -зазо. ра на цилиндрических поверхностях выступа или выемки делаются острые выступы j21.

В этой ВДК применена сложная и нетехнологичная. контактная система, которая к тому же не обеспечивает высокой надежности ограничения перенапряжений из-за возможного перехода искрового разряда в друговой.

Такой ереход.ничем не ограничен и возникакщий дуговой разряд будет приводить к изменению величины зазора за счет .эрозии обращенных друг к другу поверхностей выступа в выемки.

Кроме того, такая контактная систе- ° ма не может быть использована в низковольтных ВДК, так как в этом случае зазор должен быть очень малым (не превышать десятых долей миллиметра) .

Целью изобретения является повышение надежности работы и срока службы ВДК.

949732

Указанная цель достигается тем, что в известной ВДК контакты выполнены в виде входящих друг в друга стаканов, а гарантированный зазор образуется их боковыми стенками, изготовленными из материала с вы- 5 соким удельным электрическим сопротивлением, например нихрома, при этом на обращенные друг к другу поверхности боковых стенок нанесен слой материала с малой работой выхо- 10 да электронов (не более 6«10 19Дж), например окиси тория.

Кроме того, боковым стенкам может быть придана форма многогранной призмы.

Наличие контактов в виде стаканов,15 изготовление которых может быть осуществлено штамповкой и вытяжкой, позволяет упростить их конструкцию и повысить технологичность изготовления.

Изготовление боковых стенок стаканов из материалов с высоким удельным электросоцротивлением позволяет устранить переход искрового разряда в дуговой, так как при его возникновении ток в цепи значительно ограничен электрическим сопротивлением материала боковых стенок, что о6еспечивает повышение надежности ограничения перенапряжений, так как величина зазора практически не меняется Р0 в течение всего срока службы ВДК.

Нанесение на обращенные друг к дру

ry поверхности боковых стенок стаканов материала с работой выхода электронов не более 6" 1019Дж позво- 33 ляет снизить величину ограничения перенапряжений при одновременном увеличении ширины зазора. Это дает воэможность снизить требования к точности изготовления ВДК и применить40 их в низковольтных вакуумных коммутационных аппаратах.

На чертеже изображен один из возможных вариантов ВДК с предлагаемой контактной системой. 45

ВДК содержит оболочку, включающую диэлектрическую и металлическую части. Диэлектрическая часть оболочки 1, выполненная в форме цилиндра, содержит металлические диски 2, которые вакуумноплотно присоединены к торцам цилиндра. Через отверстие нижнего диска 2 проходит подвижный токопровод 3, вакуумноплотно соединенный с ним сильфоном 4 и направляющей втулкой 5. К подвижному токопроводу 3 прикреплен экран 6. Через отверстие верхнего диска 2 проходит неподвижный токопровод 7. Внутри оболочки ВДК к верхнему диску 2 прикреплен экран 8. На торцах подвижно- 60 го 3 и неподвижного 7 токопроводов укреплены контакты соответственно

9 и 10 в форме стаканов, между стенками которых имеется постоянный зазор. 65

Устройство работает следующим об- разом.

При размыкании контактов между ними возникает вакуумная дуга, которая гаснет при переходе переменного тока через нулевое значение или раньше в зависимости от величины отключенного тока. При отключении токов в несколько ампер дуга может прекратить свое существование даже при амплитудном значении тока, причем время уменьшения его от амплитудного значения до нуля составляет

10 с. В результате такой боль ей скорости изменения тока в электрической цепи, содержащей реактивные нагрузки, возникают значительные коммутационные перенапряжения, величина которых может быть в несколько раз выше электропрочности изоляции электрооборудования. Но так как пробивное напряжение постоянного зазора между поверхностями подвижного и неподвижного контактов не превышает электропрочности изоляции, то комму" тационные перенапряжения будут пробивать этот зазор и тем самым ограничиваться на уровне безопасной величины

При размыкании контактов подвижный токопровод может смещаться при несовпадении оси камеры с осью аппарата.

При этом будет изменяться зазор между боковыми стенками контактов. Для устранения этого явления ВДК снабжен направляющей втулкой, которая не допускает смещения подвижного токопровода выше допустимого значения.

В замкнутом положении контакты соприкасаются основаниями контактов и прижимаются друг к другу усилием, определяемым разностью давлений вне и внутри оболочки ВДК, эффективным сечением и жесткостью сильфона.

Применение предлагаемой ВДК в низковольтных коммутационных аппаратах позволяет существенно повысить их коммутационную износостойкость.

Формула изобретения

1. Вакуумная дугогасительная камера, содержащая оболочку из металла и диэлектрика, сильфон, систему экранов и токопроводы с контактами, на одном иэ которых выполнен цилиндрический выступ, входящий с зазором в соответствующую выемку в другом контакте, отличающаяся тем, что с целью повышения надежности работы и срока службы вакуумной дугогасительной камеры, контакты выполнены в риде входящих друг в друга стаканов, а зазор образуется их боковыми стенками, изготовленными из материала с высоким удельным электричес949 7 32

Составитель И.Торшин

Редактор С.Тараненко Техред M.Tenep Корректор Г.Огар

Заказ 5763/43 Тираж 761 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР .по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 ким сопротивлением, например нихрома, при этом на обращенные друг к другу поверхности боковых стенок нанесен слой материала с малой работой выхода электронов, например окиси тория.

2. Камера по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что боковые стенки контактов выполнены в форме многогранной призмы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 9 1142200, кл. Н 1 N 1965.

2. Патент ФРГ Р 2063120, кл. 21 С 35/09, 1970.