Контактная система Советский патент 1984 года по МПК H01H33/664 

1C

«

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к низковольтным вакуумным электрическим аппаратам.

Известны контактные системы, в которых для перемещения дуги по контактной поверхности при размыкании контактов используется магнитное поле, создаваемое, в частности, токоподводами, вьтолненными в виде спиралей, закрученных в противоположные стороны l .

Время горения дуги в такой контактной системе относительно велико, что приводит к повышенной электрической эрозии контактных поверхностей.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является контактная система, содержащая стержневые подвижный и неподвижный контакты со взаимно перпендикулярными осями, расположенными в магнитном поле, параллельном оси неподвижного контакта 2.

Электрический контакт в этой контактной системе ограничен большой областью, в которой при размыкании контактов возникает дуга Ограниченная область возникновения дуги способствуетПовышенному износ контактов и соответственно снижению срока службы аппарата.

Кроме того, опорная точка электрической дуги, перемещающаяся под действием магнитного поля,дойдя до края подвижного контакта, может не перейти на электрически соединенный с ней цилиндр. При этом происходит задержка дуги в одно.й точке поверхности подвижного контакта, что резко увеличивает его износ.

Кроме того, гашение дуги за счет ее растягивания происходит при относительно большом токе, что приводит к коммутационным перенапряжениям, а однократный разрыв цепи не обеспечивает надежного отключения тока.

Цель-изобретения - увеличение срока службы и снижение коммутационных перенапряжений.

Поставленная цель достигается тем, что в контактной системе, преимущественно для вакуумных электрических аппаратов, содержащей стержневые подвижный и неподвижный контакты со взаимно перпендикулярными осями, расположенные в магнит217142

ном поле, параллельном оси неподвижного контакта, между подвижным и неподвижным контактами расположен дополнительно введенньй охватывающий - неподвижный контакт подпружиненный промежуточньй цилиндрический контакт

Наличие промежуточного цилиндрического контакта увеличивает площадь контактирования, создает условия Q для плавного перемещения электрической дуги по окружности, обеспечивает двойной разрыв цепи. Это увеличивает срок службы и снижает коммутационные перенапряжения.

На фиг.1 приведена предлагаемая контактная система на фиг.2 - возможный вариант размещения контактной системы в оболочке вакуумной дугогасительной камеры на фиг. 3 - раз2Q рез А-А на фиг.2 иллюстрация относи- .тельного направления магнитного (Н) и электрического (Е) полей внутри .промежуточного контакта (стрелки, указывающие направления полей,постав5 лены условно. Направление каждого из полей может быть и обратным показанному на фиг.З).

Контактная система содержит подвижный контакт 1 с контактной накладкой 2, промежуточный контакт 3 с внешней накладкой 2, промежуточцый контакт 3 с внешней контактной накладкой 4, неподвижный контакт 5, основание 6 промежуточного контакта, расположенное в направляющей втулке

7, и возвратную пружину 8 промежуточного контакта. Контактная система размещена в корпусе 9, с которым подвижный контакт 1 соединен сильфоном 10. Катушка 11 созда0 ет магнитное поле Н, направленное параллельно оси неподвижного контакта 5.

Контактная система работает следующим образом.

В процессе включения (замыкания цепи) подвижньй контакт 1 перемещается вниз, его контактная накладка 2 прижимается к контактной накладке 4 промежуточного контакта 3, ос0 нование 6 которого входит глубже

во втулку 7, в результате чего внутренняя поверхность промежуточного контакта 3 прижимается к неподвижному контакту 5 вдоль всей длины

5 контакта 3 и цепь оказывается

замкнутой. При этом ток протекает по цепи, минуя возвратную пружину 8. При отключении подвижный контакт

1 перемещается вверх, пружина 8 перемещает вслед за ним промежуточньй контакт 3. В образовавшемся между неподвижным контактом 5 и промежуточным контактом 3 в зазоре возникает электрическая дуга. Под действием магнитного поля Н, создаваемого катушкой 11 (на фиг.2 она изображена состоящей из двух секций) и направленного параллельно оси неподвижного контакта 5, опорные точки дуги свободно перемещаются по окружностям внутренней поверхности промежуточного контакта 3 и внешней поверхности неподвижного контакта 5 до момента перехода тока через нуль, сопровождающегося гашением дуги. Сильфон 10 обеспечивает возможность перемещения подвижного контакта 1 без нарушения герметичности .корпуса 9.

Приведенный на фиг.2 вариант размещения контактов в камере не ис слючает других конструктивных решений. В частности, возможен вариант вакуумирования только внутренней полости промежуточного контакта с применением, например, сильфонов, работающих на сдвиг. .Магнитное поле в зазоре между неподвижным и промежуточным контактами может быть усилено введением цилиндрических ферромагнитных сердечников, охватьшающих неподвижный контакт за пределами промежуточного контакта.

Введение промежуточного контакта 3, позволяющего постепенно увеличивать зазор по окружности в про12171А4

цессе расхолдения неподвижного и промежуточного контактов, не только способствует плавному перемещению опорных точек дуги, но и обеспечи5 вает постепенное уменьшение тока за счет возрастающего частичного выведения частиц плазмы из зоны разрядки путем направления траектории их движения магнитным полем с возвращением на электрод, из которого они эмитированы.

Процесс движения частиц в скрещен- ных электрическом и магнитном полях обеспечивает также частичную передачу энергии, накопленной в индуктивности коммутируемой цепи, частицами плазмы, т.е. идет на заряд гидромагнитной емкости (система ведет себя аналогично конденсатору), а часть энергии рассеивается на поверхности контактов.

Поскольку не все частицы плазмы обладают скоростями, обеспечивающими искривление их траектории до возвращения на электрод, может иметь место небольшой остаточный ток, отключение которого осуществляется вторым разрывом цепи на участке между промежуточным и подвижным контактами. Наличие второго контактного промежутка в сочетании со скрещенными магнитным и электрическим полями

отключение не только передопускаетно и постоянного тока. мещенного.

Предлагаемую контактную систему целесообразно использовать в вакуумных электрических аппаратах с высокими требованиями к износостойкости и коммутационным перенатфяхенням.

КОНТАКТНАЯ СИСТЕМА, преимуществейно для вакуумных электрических аппаратов, содержащая стержневые подвижный и неподвижный контакты со взаимно перпендикул}фными осями, расположенные в магнитном поле, параллельном оси неподвижного контакта, отличающаяся тем, что, с целью увеличения срока службы и снижения коммутационных перенапряжений, подвижным и неподвижным контактами расположен дополнительно введенный охватывающий неподвижный контакт,подпружиненный промежуточный цилиндрический контакт. 9