КОММУТАЦИОННЫЙ АППАРАТ С ВАКУУМНОЙ ДУГОГАСИТЕЛЬНОЙ КАМЕРОЙ Российский патент 2011 года по МПК H01H33/66 

Изобретение относится к коммутационному аппарату с вакуумной дугогасительной камерой, в которой расположен, по меньшей мере, один подвижный контактный элемент, в соответствии с ограничительной частью пункта 1 формулы изобретения.

Как правило, известны вакуумные дугогасительные камеры, имеющие для каждого разъединительного хода (коммутационный промежуток) привод или возможность привода. Для этого в вакуумной дугогасительной камере расположены контактные элементы, один из которых установлен неподвижно, а другой - подвижно на токоподводе. Движение расположенного в вакуумной дугогасительной камере контактного элемента происходит посредством токоподвода и сильфона. Кроме того, в случае требуемой свободы коммутационного устройства от повторного зажигания дуги последовательно включены предпочтительным образом два коммутационных промежутка, здесь две вакуумные дугогасительные камеры.

Известные обычные вакуумные дугогасительные камеры снабжены одним коммутационным промежутком и преимущественно стандартизированы.

Если требуются вакуумные дугогасительные камеры с повышенной диэлектрической прочностью по нагрузочным или силовым схемам, внутри дугогасительной камеры требуются очень большие расстояния, что относится, разумеется, также к расстоянию (разъединительный ход) между контактными элементами.

Если требуется свобода коммутационного устройства от повторного зажигания дуги, то последовательно включаются частично два коммутационных промежутка. Однако обе вакуумные дугогасительные камеры должны приводиться отдельно. Это может осуществляться посредством двух коммутационных аппаратов или посредством одного коммутационного аппарата с рычажной системой (передача).

Если выбираются, например, две вакуумные дугогасительные камеры, то технические затраты на блок велики и связаны с высокими издержками. Другим ограничением является сравнительно большой объем, который в настоящее время необходим для устройства с двойной вакуумной дугогасительной камерой. Если коммутационные устройства необходимы для нагрузочных выключателей или для емкостной коммутации, то требуется надежное выключение (небольшое число повторных зажиганий дуги).

В основе изобретения лежит задача заметного повышения коммутационной мощности и диэлектрической прочности.

Поставленная задача решается в коммутационном аппарате родового вида посредством отличительных признаков пункта 1 формулы изобретения.

Другие предпочтительные варианты приведены в зависимых пунктах формулы.

Сущностью изобретения является конструктивная реализация последовательного контакта таким образом, что внутри одной вакуумной дугогасительной камеры располагаются два последовательно включенных контактных устройства с двумя, в общей сложности, размыкаемыми контактными плоскостями. При этом оба последовательных контакта расположены внутри одной вакуумной дугогасительной камеры. За счет этого заметно повышается коммутационная характеристика, в частности в направлении диэлектрической прочности.

В другом предпочтительном варианте оба контакта приводятся в действие одним общим приводом.

Также предпочтительно, если оба контакта образованы тремя контактными элементами.

В другом предпочтительном варианте один из контактных элементов посредством привода приводится в действие непосредственно с принудительным перемещением, тогда как другой контактный элемент посредством усилия пружины приводится в действие косвенно и, по меньшей мере, в одном направлении срабатывания выполнен движущимся сообща с первым контактным элементом или вслед за ним.

В другом, особенно предпочтительном варианте выполненный движущимся сообща с первым контактным элементом или вслед за ним контактный элемент свободен от потенциала. Тем самым обеспечивается значительное улучшение в отношении надежного гашения дуги.

В другом предпочтительном варианте выполненный движущимся сообща с первым контактным элементом или вслед за ним контактный элемент окружен чашеобразным устройством.

Кроме того, чашеобразное устройство выполнено за одно целое с контактным элементом или, по меньшей мере, прочно соединено с ним.

Особенно предпочтительным является вариант, согласно которому чашеобразное устройство снабжено отверстием, через которое проходит контактный элемент, имеющий активные контактные поверхности на обеих сторонах.

Далее предпочтительно, если для токоподвода применяется материал с меньшей по сравнению с медью теплопроводностью.

При этом, по меньшей мере, один из обоих токоподводов изготовлен из меди.

В одном специальном варианте внутри внешней вакуумной дугогасительной камеры находится еще одна дополнительная внутренняя дугогасительная камера, которая расположена в ней так, что оба возникающих контакта на коммутационном промежутке включены последовательно.

Для контактных элементов предпочтительны различные комбинации материалов. Так, например, по меньшей мере, один из контактных элементов состоит из меднохромового сплава.

Одна специально согласованная между собой комбинация материалов заключается в том, что один из контактов или контактные поверхности одного контакта состоит/состоят из сплава вольфрама с медью или из сплава карбида вольфрама с серебром, причем контактные элементы другого контакта состоят из меднохромового сплава.

Изобретение более подробно описано на примерах его осуществления со ссылкой на чертеж, на котором изображают:

- фиг.1: нагрузочный выключатель в первом варианте;

- фиг.2: нагрузочный выключатель во втором варианте.

Для интеграции двух коммутационных промежутков только в одной вакуумной дугогасительной камере и только одного приводимого снаружи токоподвода внутри нее находится дополнительная подвижная деталь. При выключении происходит ввод движения в вакуумную дугогасительную камеру через токоподвод (коммутационная сторона). Сначала при выключении размыкается одно место контактирования, а после превышения первого разъединительного хода происходит второй разъединительный ход над подвижной деталью в вакуумной дугогасительной камере. Когда полный разъединительный ход достигнут, оба коммутационных промежутка разомкнуты. В этом устройстве коммутационный аппарат и подвижный токоподвод требуют, разумеется, большего контактного хода (сумма обоих разъединительных промежутков).

При использовании двух отдельных вакуумных дугогасительных камер на каждой из них требуется прикладывать необходимое контактное усилие, т.е. требуется двойное контактное прижимное усилие. В случае интегрированных коммутационных промежутков оба включены последовательно, и коммутационный аппарат должен прикладывать стандартное контактное давление - усилие для вакуумной дугогасительной камеры.

Устройство, в котором средняя контактная зона образована чашеобразным устройством или окружена им для того, чтобы поддерживать его свободным от потенциала, обладает огромными преимуществами, как в отношении гашения дуги, так и в отношении достигаемой этим диэлектрической прочности.

На фиг.1 изображен нагрузочный выключатель - вакуумная дугогасительная камера 3 с двумя интегрированными коммутационными промежутками между контактными элементами 7-8 и 8-9. Одна сторона вакуумной дугогасительной камеры снабжена подвижным токоподводом 2. Посредством сильфона 1 токоподвод 2 и контактный элемент 7 могут двигаться внутри вакуумной дугогасительной камеры. Изоляция между ее деталями 4 и 10 (сторона неподвижного контакта) реализована изолятором 6. При выключении сначала движется токоподвод 2 вместе с подвижно расположенной в вакуумной дугогасительной камере деталью 8. Деталь 8 посредством краевого бортика на изоляторе 6 соединена с пружинящей деталью 5. Натяжение обеспечивает контактный ход 8-9. После достижения предварительно установленного контактного хода коммутационного промежутка 8-9 размыкается коммутационный промежуток 7-8, и размыкается второй контактный промежуток. Ограничение хода детали 8 может осуществляться за счет упомянутого или дополнительного краевого бортика (не показан).

На фиг.2 аналогичный нагрузочный выключатель изображен с небольшими изменениями по сравнению с фиг.1. На фиг.2 также представлен нагрузочный выключатель - вакуумная дугогасительная камера 3 с двумя интегрированными коммутационными промежутками между контактными элементами 7-8 и 8-9. Одна сторона вакуумной дугогасительной камеры снабжена подвижным токоподводом 2. Посредством сильфона 1 токоподвод 2 и контактный элемент 7 могут двигаться внутри вакуумной дугогасительной камеры. Изоляция между ее деталями 4 и 10 (сторона неподвижного контакта, состоящая из крышки и держателя неподвижного контакта) реализована изолятором 6. При выключении сначала движется токоподвод 2 вместе с подвижно расположенной в вакуумной дугогасительной камере деталью 8. Деталь 8 посредством краевого бортика на изоляторе 6 соединена с пружинящей деталью 5. Натяжение обеспечивает контактный ход 8-9. После достижения предварительно установленного контактного хода коммутационного промежутка 8-9 размыкается коммутационный промежуток 7-8, и размыкается второй контактный промежуток.

Изобретение относится к коммутационному аппарату с вакуумной дугогасительной камерой, в которой расположен, по меньшей мере, один подвижный контактный элемент, внутри вакуумной дугогасительной камеры расположены два последовательно включенных контактных устройства с двумя размыкаемыми контактными плоскостями, движущийся сообща с первым контактным элементом контактный элемент окружен чашеобразным устройством, которое выполнено за одно целое с контактным элементом или прочно соединено с ним или снабжено отверстием, через которое проходит контактный элемент, имеющий активные контактные поверхности на обеих сторонах. Оба контакта выполнены с возможностью приведения в действие одним общим приводом. Техническим результатом является повышение коммутационной мощности и диэлектрической прочности. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Коммутационный аппарат с вакуумной дугогасительной камерой, в которой расположен, по меньшей мере, один подвижный контактный элемент, причем внутри вакуумной дугогасительной камеры расположены два последовательно включенных контактных устройств с двумя, в общей сложности, размыкаемыми контактными плоскостями, отличающийся тем, что выполненный движущимся сообща с первым контактным элементом или вслед за ним контактный элемент окружен чашеобразным устройством, которое выполнено за одно целое с контактным элементом или, по меньшей мере, прочно соединено с ним или снабжено отверстием, через которое проходит контактный элемент, имеющий активные контактные поверхности на обеих сторонах.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что оба контакта выполнены с возможностью приведения в действие одним общим приводом.

3. Аппарат по п.2, отличающийся тем, что оба контакта образованы тремя контактными элементами.

4. Аппарат по п.3, отличающийся тем, что один из контактных элементов выполнен с возможностью приведения в действие посредством привода непосредственно с принудительным перемещением, тогда как другой контактный элемент выполнен с возможностью приведения в действие посредством усилия пружины косвенно и, по меньшей мере, в одном направлении срабатывания выполнен движущимся сообща с первым контактным элементом или вслед за ним.

5. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что выполненный движущимся сообща с первым контактным элементом или вслед за ним контактный элемент свободен от потенциала.

6. Аппарат по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что для токоподвода применяется материал, имеющий меньшую по сравнению с медью теплопроводность.

7. Аппарат по п.6, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из обоих токоподводов изготовлен из меди.

8. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что внутри внешней вакуумной дугогасительной камеры находится еще одна дополнительная внутренняя дугогасительная камера, расположенная в ней так, что оба возникающих контакта на коммутационном промежутке включены последовательно.

9. Аппарат по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что, по меньшей мере, один из контактных элементов состоит из медно-хромового сплава.

10. Аппарат по любому из пп.1-5, 7 и 8, отличающийся тем, что один из контактов или контактные поверхности одного контакта состоит/состоят из сплава вольфрама с медью или из сплава карбида вольфрама с серебром, причем контактные элементы другого контакта состоят из медно-хромового сплава.