Погружной электрический коммутационный аппарат Советский патент 1984 года по МПК H01H33/22 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в погружных электрических коммутационных аппаратах для ускорения гашения электрической дуги. Известны коммутационные контактны электрические аппараты, содержащие магнитную систему гашения электрической дуги, возникающей при размыкании силовых коммутируюищх контактов Ci .. Однако известные электрические аппараты непригодны для работы в агрессивных жидких средах и при давлении выше атмосферного. Наиболее близким к изобретению яв ляется погружной электрический комму тационный аппарат, содержащий заполненный жидким диэлектриком герметичный корпус, в котором расположены тяговый электромагнит, контактная система, дугогасительная камера и ду гогасительная катушка 23. Однако электрическая дуга, возни кающая при размыкании рабочих контак тов, при движении в жидком диэлектр ке под действием магнитного дутья преодолевает большое аэродинамическое сопротивление обусловленное вязкостью жидкого диэлектрика. Это приводит к снижению скорости схода электрической дуги с рабочих контактов, увеличению времени горени и ухудшению условий гашения электри ческой дуги. Тем самым увеличиваетс электрический износ контактов, умен шается срок службы аппарата и снижа ется коммутационная способность элек трического аппарата. Цель изобретения - повышение надежности за счет облегчения условий гашения электрической дуги. Поставленная цель достигается тем, что в погружном коммутационном электрическом аппарате, содержащем заполненный жидким диэлектриком герметичный корпус, в котором расположены тяговый электромагнит, контактная система, дугогасительная камера и дугогасительная катушка, дугогасительная камера заполнена диэлектрической ферромагнитной жидкостью. На фиг.1 схематично изображено устройство погружного электрического коммутационного аппарата на фиг разрез А-А на фиг.1. В герметичном корпусе 1, заполнен ном жидким диэлектриком 2, например керосином, расположена система магнитлого дугогашения. Система магнитного дугогашения включает в себя дугогасительную камеру 3, в которой помещены неподвижный контакт 4 и подвижный контакт 5, и дугогасительную катушку 6. Дугогасительная катушка 6 с ферромагнитным сердечником 7 последовательно соединена с неподвижным контактом 4. К торцовым поверхностям ферромагнитного сердечника 7 крепятся две ферромагнитные пластины, 8 и 9, которые охватывают снаружи дугогасительную камеру 3 (фиг.2). Пространство дугогасительной камеры 3, которое охватывается ферромагнитными пластинами 8 и 9, образует зону горения электрической дуги 10 между контактами 4 и 5 и зону магнитного дутья на электрическую дугу 10. Эта зона заполнена ферромагнитной диэлектрической жидкостью 11. Поскольку дугогасительная камера 3 негерметичная, возможно некоторое перемешивание диэлектрической ферромагнитной жидкости 11 с жидКИМ диэлектриком, заполняющим герметичный корпус 1. Но при замыкании главных контактов 4 и 5 под действием магнитного поля, возбуждаемого дугогасительной катушкой 6, ферромагнитная жидкость, располагаясь по магнитному полю потока Ф, заполнит пространство между ферромагнитными пластинами 8 и 9, являющееся зоной магнитного дутья на электрическую дугу 10. Ток нагрузки 3 , протекающий через витки дугогасительной катушки 6, соединенной последовательно с контактамп 4 и 5, возбуждает основной магнитный поток Ф системы магнитного дутья, который проходит по ферромагнитному сердечнику 7, феррромагнитным пластинам 8 и 9 и по диэлектрической ферромагнитной жидкости 11, сосредоточенной в зоне горения электрической дуги 10 между ферромагнитными пластинами 8 и 9. Диэлектрическая ферромагнитная жидкость 11, выполняя функцию магнитопровода, усиливает магнитную индукцию магнитного поля Ф. между ферромагнитными пластинами 8 и 9 в зоне горения электрической дуги. При размыкании контактов 4 и 5 возникает электрическая дуга 10. Протекающий по электрической дуге ток 3 создает собственное магнитное споле дуги, магнитный поток Ф . которого замыкается вокруг канала электричес3109кой дуги 10 (аналогично проводнику с током). Взаимодействие тока D электрической дуги 10 с основным магнитным . F, перемещающее электрическую дугу 10по контактам 4 и 5 в дугогасительиую камеру 3. При движении электрическая дуга 10 растягивается. Магнитное поле ФА электрической дуги 10 взаимодействует с основным магнитным полем Ф таким образом, что перед электрической дугой в направлении движения дуги результирующее магнитное поле ослабляется ( как магнитное поле дуги Ф направпено встречно основному магнитному полю Ф|), а за электрической дугой реэультирукнцее магнитное поле усиливается магнитное поле дуги Фд направлено согласно основному магнитному полю Ф). Вязкость ферромагнитной жидкости определяется величиной индукции магнитного поля. В результате вязкость ферромагнитной жидкости 11, сосредоточенной перед электрической дугой 10 (в направлении движения), будет значительно меньше вязкости ферромагнитной жидкос ти 11, сосредоточенной за электрической дугой 10. Из-за разности вязкоетей областей ферромагнитной жидкости 11будет создаваться дополнительное механическое усилие Рдоп электрическую дугу 10, которое направлено согласно с механическим усилием F, созданным взаимодействием основного магнитного поля Ф тока 3 злектри-ческой дуги. Результирующее механическое усилие преодолевая аэродинамическое усилие, увеличивает скорость перемещения электрической дуги по контактам 4 и 5. Тем самым уменьшается электрический износ контактов, улучшаются условия успешного гашения электрической дуги. Диэлектрическая ферромагнитная жидкость, сосредоточенная в зоне горения электрической дуги и магнитного дутья, увеличивает механическое усилие, воздействукщее на электрическую цугу, способствует успешному преодолению аэродинамического сопротивления жидкости, увеличивает скорость перемещения электрической дуги по контактам, уменьшает время горения электрической дуги. Создаются благоприятные условия успешного гашения электрической дуги при работе элек рического аппарата в диэлектрической жидкости, В результате уменьшается электрический износ контактов, увеличивается срок службы и повышается коммутационная способность электрического аппарата. Изобретение найдет широкое применение в энергетических установках при работе в жидких агрессивных средах при давлениях, значительно превышающих атмосферное, т.е. в устройствах бурового оборудования и в устройствах при исследовании и освоении больших глубин Мирового океана.

ПОГРУЖНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОММУТАЦИОННЫЙ АППАРАТ, содержащий заполненный жидким диэлектриком герметичный корпус, в котором расположены тяговый электромагнит, контактная система, дугогасительная камера и дугогасительная катушка, о т л и ч а rani и и с я тем, что, с целью повьш1ения надежности за счет облегчения условий гашения электрической дуги, дугогасительнач камера заполнена диэлектрической ферромагнитной жидкостью. (Л