ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ Советский патент 1968 года по МПК H01H33/662 

Вакуумные выключатели, использующие для гашения дуги магнитное поле отключаемого тока, в дугогасительной камере которых размещены металлические экраны и контакты, известны. Обычно используют торцовые контакты, которые характеризуются малой величиной длительно пропускаемого тока. Применять в вакуумных выключателях контакты розеточного типа с пружинами, поджимающими ламели, невозможно, так как при высокотемпературном вакуумном отжиге пружины теряют свои упругие свойства.

Предложен вакуумный выключатель, в котором с целью повышения величины длительно пропускаемого тока и его отключающей способности, неподвижный контакт выполнен в виде сдвоенной розетки с подпружиненными ламелями, например, трапецеидального сечения, дугогасящие концы которых направлены внутрь собственного спирального токоподвода.

Конец дугогасительного наконечника подвижного контакта, выполненный из дугостойкого материала, в виде цилиндрической оболочки со сферическим дном, охватывающей рабочий конец токоведущего стержня, в месте его сопряжения с указанным стержнем, выполнен в виде усеченного конуса таким образом, что электрическое сопротивление его возрастает от конца к его сферическому дну. Ламели неподвижного контакта выполнены из

материала, обладающего высокой теплопроводностью и малым удельным сопротивлением, например меди, а поверхности отогнутых частей ламелей облицованы дугостойким материалом, например вольфрамом.

Поверхности отогнутых частей ламелей, на которых возникает дуга при коммутации могут иметь угол наклона, равный углу наклона конусной поверхности дугогасящего наконечника подвижного контакта, а поверхности отогнутых частей ламелей противоположной стороны - угол наклона, выбранный из условия наилучшего истечения паров из межконтактного промежутка и облицоваиы дугостойким материалом, например, вольфрамом или металлокерамической комиозицией на его основе, сопротивление которого повышается от центра ламели к ее периферийной части.

С целью упрощения конструкции, токоподвод неподвижного контакта является одновременно частью корпуса выключателя и выполнен в виде цилиндрического стакана, переходящего в катушку, вакуумно-плотно соединенную с свинчивающимся внешним цилгп-вдром из ферромагнитного материала. Внутри спирального токоподвода в дугогасптельной камере может быть расположен металлический экран, изготовленный из паромагнитного матеНа фиг. 1 изображен описываемый выключатель с контактами в замкнутом положении; на фиг. 2 - коптакты выключателя в момент перед их размыканием; иа фиг. 3 - то же, разомкнутое положение контактов перед погасанием дуги.

Вакуумная дугогасительная камера представляет собой отпаянный стсклянно-люталлический сосуд, предварительно откаченный через медный штенгель 1. Контактная система розеточного типа состоит из двух коитактов. Подвижной контакт 2 имеет возможность совершать возвратно-поступательное движение, сохраняя при этом герметичность камеры, благодаря сильфонному уплотнению. Наконечник 3 подвижного контакта, который входит в соприкосновение с ламелями 4 розеточной части неподвижного контакта, может иметь несколько специальных форм, различающихся как по конфигурации, так и по материалам для их выполнения. Поверхность 5 наконечника, которая при замыкании первой входит в соприкосновение, а при размыкании последней выходит из соприкосновения с облицовкой 6 ламелей, обязательно должна быть изготовлена из дугостойкого материала. Если часть наконечника выполнена из тугоилавкого материала, то остальные части его должны быть изготовлены из материала, обладающего автоэлектронной эмиссией, позволяющего обеспечить достаточно быстрое перемещение дуги по электроду.

Неподвижный контакт состоит из двух частей. Одна часть - соленоид, вырезанный в виде спирали 7 из медного стакана 8, в прорези которой ввинчен и вакуумно-плотно запаян пилиндр 9 из магнитомягкого материала. Соленоид создает осевое магнитное поле внутри камеры, вращающее дугу по электродам, цилиндр уменьшает магнитное сопротивленне среды. Медный стакан и цилиндр составляют часть корпуса выключателя. Собственно контактная часть неподвижного контакта состоит из ламелей специальной формы, внутрь которых входит подвижной контакт. Контактирование в замкнутом состоянии осуществляется по материалу с высокой электропроводностью, между частями контактов 2 и 4. Необходимый прижим ламелей к подвижному стержню создается с помощью сильфонов 10, наполненных газом до определенного давления. Ламели с помощью шарниров И сочленены с медным поясом корпуса камеры. Передача тока от корпуса к ламелям оеуществляется гибкой связью 12.

После подачи сигнала на размыкание иодвиж:ной контакт приходит в движение и скользит цилиндрической частью своего медного стержня но поверхности ламелей. В тот момент, когда Б процессе размыкания цилиндрические части стержня и ламелей кончаются, последние под действием сильфонов, стремящихся к расширению, приходят в движение и сближаются. Движение ламелей ограничено упором 13 медного пояса. Контактирование в

первый момент при замыкании и в последний .момент при размыкании осуществляется по облицованным тугоплавкими насадками поверхпостям ламелей (облицовка 6) и поверхности 5 ПОДВИЖНОГО стерл ия. При размыкании именно на этих поверхностях образуется расплавленный мостик, носле разрущения которого возникает дуга.

Под влиянием сил Ампера, возникающих в любой петле тока, и аксиального магнитного ноля соленоида дуга спирально перемещается вверх по наконечнику стержня и ламелям к их окончаниям, где продолжает совершать круговое движение, благодаря чему процесс дугогаи ения ускоряется. С целью ограничения величины отключаемого тока облицовка 14 ламелей изготовляется из материала, удельное сопротивление которого увеличивается по длине

облицовки от центра ламеля к ее окончанию. Для предохранения от пробоя по длинному пути ири разомкнутых контактах с поверхности подвижного контакта на корпус камеры предусмотрен металлический экран 15, прикрепленный к корпусу камеры с помощью трех изоляторов 16 и, следовательно, электрически не связанный ни с одним из контактов. Экран изготовляют из парамагнитного материала, например, меди или тантала, так как он не

должен препятствовать проникновению в межконтактный промежуток аксиального маг нитного поля, созданного соленоидом. Аксиальное магнитное поле, воздействуя на столб дуги, заставляет ее совершать круговое движение по контактам.

Для предохранения сильфона и фиксаци jHTaKTa 2 в вертикальном положении служит металлический экран 17, который одновремен но закрывает изнутри место нижнего спая ковара со стеклом. От наружного пробоя спаи ковара со стеклом защищены металлическими экранами 18.

Пред мет изобретения

1. Вакуумный выключатель, использующий для гашения дуги магнитное поле отключаемого тока, содержащий вакуумную дугогасительную камеру, в которой размещены металлические экраны и контакты, приче.м дугогасительный накопечник подвижного контакта выполнеп ,в виде цилиндричеекой оболочки со сферическим дном, охватывающей рабочий конец

токоведущего стержня и выполненной из дугостойкого материала, например вольфрама, отличающийся тем, что, с целью повышения величины длительно пропускаемого тока и отключающей способности, неподвижный контакт выполнен в виде сдвоенной розетки с подпружиненными ламелями, например, трапецеидальиого сечения, дугогасящие концы которых направлены внутрь собственного токоподвода и конец дугогасительного наконечниго конуса таким образом, что электрическое сопротивление его возрастает от конца к его сферическому дну.

2. Выключатель ло пп. 1 и 2, отличающийся тем, что новерхности отогнутых частей ламелей, на которых возникает дуга при коммутации, имеют угол наклона, равный углу наклона конусной поверхности дутогасящего наконечника подвижного контакта, а поверхности отогнутых частей ламелей противоиоложной стороны имеют угол наклона, выбранный из условия наилучшего истечения паров из межконтактного промежутка и облицованы дугостойким материалом, например вольфрамом или металлокерамической колшозицией на его

основе, сопротивление которого иовышается от центра ламели к ее периферийной части.

3.Выключатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью уирощения конструкции,

токоподвод неподвижного контакта является одновременно частью корпуса выключателя и выполнен в виде цилиндрического стакана переходящего в катушку, вакуумно-плотно соединенную с навинчивающимся внешним цилиндром из ферромагнитного материала.

4.Вакуумный выключатель но пи. 1, 2 и 3, отличающийся тем, что внутри указанного токоподвода в дугогасительной камере расположен металлический экран, изготовленный из

парамагнитного материала.

fG