Дугогасительная камера для электрических выключателей, применяемых в цепях высокочастотного тока Советский патент 1955 года по МПК H01H9/36 

Управление мощными высокочастотными установками для индукционного нагрева металлов требует применения выключающих аппаратов, способных работать при частотах в несколько тысяч или десятков тысяч герц, при токах в 1есколько сот, а иногда и тысяч ампер и при напряжениях от 500 до 2000 вольт. В этих установках важное место занимаютдугогасительные устройства, способные погасить в ограниченном объеме дугу высокой частоты при указанных выше условиях.

Идеальными для гашения всякой дуги переменного тока (в том числе и для высокочастотной дуги) являются такие условия, при которых дуга гаснет при первом же прохождении тока через нуль. Как известно, энергия, выделяюпхаяся в дуге за полпериода, определяется cooTHonieнием:

W, j-I- dгде I - частота, / - ток, U,- напряжение на дуге. Это соотношение определяет минимальное количество энергии, выделяющейся в дуге при заданных условиях. Именно поэтому гаи1ение дуги при первол же прохождении тока через нуль является наивыгоднейшим. Из приведенного соотношения следует, что энергия W,, обратно пропорциональна частоте. Значит, если удастся погасить высокочастотную дугу при первом же прохождении тока через нуль, то выделяющаяся в ней энергия будет меньше, чем в дуге нормальной промьипленной частоты. Так, при частоте10000 гц она в 200 раз меньше, чем при частоте 50 гц.

Гашение высокочастотной дуги при условии, если оно осупхествляется при первом же прохождении тока через нуль, протекает легче, чем гашение дуги технической частоты.

Известно, что электрическая прочность дугового промежутка после прохождения тока через нуль возрастает скачком (почти мгновенно) за время, меньше 0,1 мксек, достигая некоторого значения ,,(около 150 6 эффективного значения для латунных электродов), а затем нарастает медленно. Следовательно, для гашения дуги при первом же прохождении тока через нуль нужно выбрать такое количество п последовательно включенных разрывов цепи, чтобы напряжение tiU,; было больше приложенного к дзтовому промежутку напряжения U. На этом явлении основано действие дугогасительной решетки при переменном токе.

Однако выдувание высокочастотной дуги на решетку представляет большие трудности, так как возбул даемые в пластинах решетки вихревые токи создают препятствие движению электрической дуги.

С целью преодоления указанных препятствий в дугогасительной камере для электрических выключателей, применяемых в цепях высокочастотного тока, выхлопное отверстие, в которое встроена дугогасительная решетка, выполнено в виде шелевидного сопла, суживаюшегося в направлении движения дуги, с тем, чтобы электрическая дута, выдуваемая электродинамическими силами в направлении к решетке, могла временно закрывать собою выход газам из камеры до тех пор, пока давление в камере не возрастет до величины, обеспечиваюшей выдувание дуги на пластины решетки.

На фиг. 1 дугогасительная KaiMepa изображена в поперечном разрезе, на фиг. 2 - дан ее разрез по АА на фиг. 1.

Дугогасительная камера } из дугостойкого материала имеет выхлопное отверстие 2, выполненное в виде ш;елевидного сопла, суживаюшегося в направлении движения дуги. В выхлопное отверстие 2 встроена дугогасительная решетка, состояшая из пластин 3.

Камера / плотно закрыта со всех сторон, за исключением узкого шелевидного отверстия 2. Неподвижный контакт 4 соединен последовательно с дугогасительной катушкой 5, имеюш;ей шихтованный магнитопровод 6. При отходе подвилсного контакта 7 от неподвижного контакта 4 между ними возникает дуга. Магнитное поле, создаваемое катушкой 5, заставляет перемеш;аться эту дугу в направлении дугогасительной решетки и подводит ее к внутреннему краю пластин 3. Однако это поле по указанным выше причинам не может загнать дугу в решетку.

Оказавшись у края пластин, дуга, как пробка, закрывает выход нагретым газа.м из дугогасительной камеры /. Давление внутри камеры, соодаваемое за счет выделившейся в дуге энергии, быстро повышается и вгоняет дугу в решетку. Нопав в решетку, дуга гаснет при первом же прохождении тока через нзль. Так как энергия, выделяюшаяся в дуге, попавшей в решетку, при высокой частоте очень мала, то пластины решетки можно сделать короткими и узкими. Небольшие размеры пластин позволяют снизить действие вихревых токов н тем зменьшить величину сил, преиятствуюших вхождению дуги в решетку.

Предмет изобретения

Дугогасительная камера для электрических выключателей, применяемых в цепях высокочастотного тока, снабженная дугогасительной решеткой, встроенной в выхлопное отверстие камеры, и магнитныл г дутьем, отличаюш;аяся тем, что, с целью преодоления препятствий движению электрической дуги, создаваемых возбуждаемыми в пластинах решетки вихревыми токами, выхлопное отверстие выполнено в виде щелевидного сопла, суживающегося в направлении движения дуги, е тем, чтобы электрическая дуга, выдуваемая электродинамическими силами в направлении к решетке, могла временно закрывать собою выход газам из камеры до тех пор, пока давление в камере не возрастет до величины, обеспечиваюшей выдуваиие дуги на пластины решетки.