ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ Советский патент 1968 года по МПК H01H33/664 

Предлагаемый высоковольтный вакуумный выключатель предназначен для коммутации без нагрузки токов высокой частоты.

Известны высоковольтные вакуумные выключатели, содержащие расположенные в дугогасительной камере контакты из магнитного материала, соединенные с вводами и являющиеся одновременно сердечниками внещней магнитной системы управления. В этих выключателях контакты выполнены в виде полых цилиндров .с основаниями, неремещаются один относительно другого по оси выключателя, а токосъем на выводах осуществлен с помощью пружин, имеющих небольшое поле:речное сечение и больщую длину. При этом вследствие скин-зффекта высокочастотный ток проходит по поверхностному слою, а не по всему сечению проводника, и рабочее сечение проводника определяется глубиной проникновения высокочастотного тока в проводник и его нериметром.

5 раб ,

где Spas -рабочее сечение проводника на высокой частоте, Р - периметр проводника, б - глубина проникновения высокочастотного тока в проводник.

проводник величина .рабочего сечения пружинного токосъема будет очень мала в сравнении с рабочим сечением ввода и контакта, что ограничивает величину тока, пропускаемого через выключатель. Вследствие малого рабочего сечения значительной длины пружинный токосъем оказывает больщое сопротивление высокочастотному току, что вызывает значительные потери энергии на нагр.ев выключателя. Используемая в данном выключателе пружинная подвеска контактов сложна и не виброустойчива.

Предложенный выключатель позволяет повысить величину пропускаемого тока, уменьщить нагрев и улучшить механические характеристики. Его особенность заключается в том, что контакты жестко укреплены на вводах выключателя и являются неподвижными. В качестве подвилшых контактов применены

два подпружиненных полуцилиндра из магнитного материала. Полуцилиндры перемещаются навстречу один другому по направляющему стержню перпендикулярно оси выключателя под действием поля внещней магнитной системы и охватывают неподвижные контакты при замыкании. Для повыщения электрической прочности направляющий стержень закреплен в цилиндре, размещенном внутри дугогасительной камеры и выполненном из лочкой камеры коэффициент термического расширения. На чертеже представлен предлагаемый вакуумный выключатель в разрезе. Вакуумный выключатель состоит из стеклянной цилиндрической колбы 1, переходных стеклянных изоляторов 2 с впаянными в них вводами 3, на концах которых неподвижно закреплены (пайкой, сваркой и т. д.) контакты 4 из магнитного материала, покрытые для уменьшения электрических потерь на высокой частоте слоем меди или серебра. Подвижные дополнительные контакты 5 выполнены в виде полуцилиндров из магнитного материала и также покрытые слоем меди или серебра, спаяны с втулками 6 и перемеш аются по направляющему стержню 7 и шнонке 8, вставленной в стержень 7, которая обеспечивает перемешение контактов в строго определенном направлении. Разомкнутое положение контактов выключателя обеспечивается пружиной 9, вставленной между дополнительными контактами 5. Направляющий стержень 7 закреплен в арматурном цилиндре 10, выполненном из материала, имеющего примерно равный коэффициент термического расширения со стеклом, например из ковара, предварительно покрытого медью. Арматурный цилиндр закреплен непосредственно в стеклянной колбе 1. Из внутреннего объема выключателя через штенгель 11 откачивают воздух и газы, выделяющиеся в процессе вакуумной обработки. Цепь между .неподвил ным-и контактами 4 замыкается дополнительными контактами 5 при их перемещении навстречу один другому по направляющему стержню 7 перпендикулярно оси выключателя до момента замыкнния их с неподвижными контактами 4 под воздействием магнитного поля, создаваемого неподвилсными контактами 4 и соленоидом 12 при его возбуждении. Применение в предлагаемом вакуумном выключателе двух контактов из магнитного материала, жестко закрепленных на вводах выключателя, и дополнительных подвижных коммутирующих контактов из магнитного материала в виде полуцилиндров, перемещающихся по направляющему стержню, замыкающих цепь мел{ду неподвилсными контактами для прохождения высокочастотного тока, позволило отказаться от использования токосъемных пружин, уменьшить потери, снизить нагрев выключателя и обеспечить пропускание значительно большего тока высокой частоты через выключатель без увеличения его габаритов и повысить надежность контактирования. Вынолпенпе дополнительных контактов s виДе полуцилиндров, внутренний диаметр которых равен внешнему диаметру неподвижных контактов и охватывающих последние при замыкании цепи, позволяет получить токопровод с практически неизменным рабочим сечением по всей его длине между вводами. Использование арматурного цилиндра позволяет получить двойной разрыв между неподвижными контактами без увеличения габаритов выключателя, что обеспечивает электрическую прочность при меньшедМ межконтактном зазоре, вследствие сокращения рабочего хода и, следовательно, увеличения количества операций включение - отключение. Кроме того, двойной разрыв между контактами позволяет в два раза уменьшить межконтактную емкость за счет ооразования двух последовательно соединенных емкостей (первый неподвижный контакт - дополнительный контакт, дополнительный контакт - второй неподвижный контакт;, что значительно уменьшает потери мощности на высокой частоте через выключатель яри разомкнутых контактах. Ь СВЯЗИ с тем, что в недлагае.мо1М вакуумном выключателе отсутствует сложная подвеска контактов, а контакты жестко закреплены на вводах, он имеет более высокие механические характеристики (нанрихмер, более виброустойчив}.I Описываемый вакуумный выключатель может найти нри.менение в радиотехнической аппаратуре для переключения антенных цепей, отводов катушки высокочастотного контура, включения и выключения высокочастотных контуров, конденсаторов высокочастотных цепей и т. д. Предмет изобретения 1.Высоковольтный вакуумный выключатель, преимущественно для коммутации токов высокой частоты, содержащий расположенные в дугогасительной камере контакты из магнитного материала, соединенные с вводами и служащие одновременно сердечниками внешней магнитной системы управления, отличающийся тем, что, с целью повышения величины пропускаемого тока, уменьшения нагрева и улучшения его механических характеристик, указанные контакты жестко укреплены на вводах выключателя и служат неподвижными контактами, а в качестве подвижных контакгов применены два подпружиненных полуцилиндра из магнитного материала, перемещающихся навстречу один другому по направляющему стержню перпендикулярно оси выключателя под действием поля внешней магнитной системы и охватывающих неподвижные контакты в замкнутом положении. 2.Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения.,электрической прочности, направляющий стержень закреплен в цилиндре, размещенном внутри дугогасительной камеры и выполненном из материала, имеющего примерно равный с материалом оболочки дугогасительной камеры коэффициент термического расширения.