ДУГОВАЯ КАМЕРА Советский патент 1974 года по МПК H01H33/83 

Изобретение относится к дуговым (дугогасительным) камерам, применяющимся в высоковольтном аннаратостроении, например в шунтирующих аппаратах постоянного тока или выключателях.

Известны дуговые камеры, например газонаполняемые, применяемые в щуптирующих аппаратах постоянного тока, содержащие нормально замкнутые контакты, на которых в процессе коммутации тока возникает дуга, загоняемая затем потоком сжатого газа во внутренние полости контактов. При значительном удлинении дуги в сонлах напряжение па ней резко возрастает, что из-за отсутствия принудительной фиксации ее положения внутри сопел приводит к периодическим закорачиваниям ее на стенки кончактов и резким срыва.м напряжения. Кривая напряжения на дуговой камере при этом крайне нестабильна и посит резковыраженный пилообразный характер. Кроме того, периодические закорачивапия дуги на контактах приводят к их интенсивному обгоранию.

Предлагаемая дуговая камера отличается тем, что каждая пара контактов, между которыми в процессе коммутации возникает дуга, снабжена газонаправляющим устройством (завихрителем), закручивающим поступающий в межконтактный промежуток поток газа

вокруг оси дуги п вдоль стенок сопел коптактов.

Завпхрнтель выполнен в виде полого тела вращения, например цилиндра, концептрически охватывающего межконтактный промежуток с ,1ннпмальным электрпческим зазором по 01 потению к контактам. Сжатый газ во внутреннюю полость контактов подается через ряд сквозных каналов в боковой поверхНОС и газонаправляющего устройства, ориентированных таким образом, что их оси параллельны касательным к окружности сопла полого контакта, по не пересекают его ось. Закручеппый подобным образом, поток газа внутри сопел движется по спирали, способствуя центрированию дуги вдоль оси сопел и препятствуя закорачиванию ее па стенки коптактов.

Газопаправляющее устройство может быть

выполнено из дугостойкого электроизоляционного материала илп из металла. В первом случае устройство следует устаповить между контактами без воздущных зазоров. Во втором случае между металлическим завихрителем и хотя бы одним из контактов должен существовать электрический зазор.

ным вкладышем, перекрывающим воздушный зазор.

Выполнение вкладыша с развитыми торцовыми новерхностями, например с У-образными вырезами, позволяет увеличить разрядное расстояние по его поверхности. Поскольку вкладыш расположен вдали от дугового канала, его можно изготовить из недугостойкого материала.

С целью повышения эффективности газового дутья и упрощения конструкции камеры газонаправляющее устройство предлагается совмещать со входной или критической частью сопла полого контакта, причем газонаправляющее устройство в этом случае наиболее целесообразно разместить непосредственно на одном нз контактов камеры.

Камера с указанным газонаправляющим устройством может примепяться в качестве дуговой камеры шунтирующих аннаратов постоянного тока либо в качестве дугогасительного устройства выключателя переменного или постоянного тока, а также в качестве коммутационного элемента разрядника с дугогашением.

На фиг. 1 изображена дуговая камера импульсного типа для шунтирующих аппаратов постоянного тока; на фиг. 2 - разрез по А- А на фиг. 1; на фиг. 3 - осциллограммы, получепные при испытании опытного образца дуговой камеры (а - при отсутствии завкхритсля, б - нри наличии завихрнтеля). Но 1: 1алы1о контакты 1 и 2 (см. фиг. 1) замкнуты и прижаты один к другому пружиной 3. 6н(1 размощепы соответственно на вводах 4 и 5 внучрк металлического резервуара 6. Подвижный контакт 1 жестко соединен с норшнем 7. Между контактами расположепо газонаправляющее устройство, состоящее из металлического завихрителя 8 и изоляционного вкладыша 9, на торцовых поверхностях которого выполнены (У-образные вырезы. Газопанравляющее устройство размещено непосредственно на неподвижном контакте 2 и нрикреплено к нему винтами 10. Каналы И завихрителя, по которым сжатый газ проходит к контактам, расположены равномерно по окружности параллельно касательным к внутреннему диаметру завихрителя, (см. фиг. 2). Для фиксации опорных точек дуги по оси сопла, а также предотвращепия выброса дуги из камеры предусмотрены контрэлектроды 12 и 13 и глущители 14 и 15. При включенной камере ток протекает от шины 16 через контакт 2, контакт 1, скользящие контакты 17, корпус 18 и щину 19.

При отключении сжатый газ по каналу 20 подается внутрь резервуара 6, разводит контакты и через направляющие каналы 11 завихрителя 8 поступает в пространство между разошедшимися контактами 1 и 2. Образовавшаяся при размыкании контактов дуга загоняется потоком газа в сопла 21 и 22. Центрирование дуги вдоль оси сопел с фиксацией ее

опорных точек на дугостойких контрэлектродах 12 и 13 достигается спиралеобразным движением сжатого газа внутри сопел. Благодаря этому удается, вытянув дугу на боль5 шую длину, значительно повысить и стабилизировать напряжение на дуговой камере и, кроме того, избежать обгорания контактов 1 и 2. Обдув дуги происходит в течение всего времени, пока газ подается в резервуар 6. Когда подача газа прекращается, контакт 1 под действием пружины 3 возвращается во включенное положение.

Па фиг. 3 приведены осциллограммы напряжения на дуговой камере при отсутствии газонаправляющего устройства н при его наличии. Как видно из осциллограмм, напрял :ение на камере с газонаправляющим устройством больше и значительио стабильнее, чем при

0 отсутствии такового. Это нозволяет обойтись меньшим числом носледовательно соединенных камер и тем самым значительно упростить конструкцию и сократить габариты аппарата.

Предмет изобретения

1.Дуговая камера, например щунтирующе0 го аппарата постоянного тока, содержащая

одну или несколько пар контактов по крайней мере с одним полым контактом в каждой наре, на которых при коммутации возпикает дуга, обдуваемая сжачы.м газом, вьиекающи.м

5 из камеры через сопла полых контактов, отличающаяся тем, что, с целью улучшения стабилизации дуги в соплах нолых контактов, резкого повышения нанряжения на дуге н уменьшения обгорания контактов, каждая пара контактов снабжена газонаправляющим устройством, закручивающи.м поступающей в межкоптактпое пространство поток сжатого газа вокруг оси сопел полых контактов.

2.Камера по п. 1, отличающаяся тем, 5 что, с целью повышения эффективности работы газонанравляющего устройства, оно выполнено в виде полого тела вращения, например цилиндра, концентрически охватывающего межконтактное пространство с минимальным

0 электрическим зазором по отношению к контактам, в боковой поверхности которого имеется ряд сквозных каналов, ориентированных так, что их оси параллельны касательным к окружности сопла полого контакта, но не

пересекают его ось.

3.Камера по пп. 1 и 2, о тличающаяся тем, что, с целью уменьшения электрических зазоров между контактами и газонаправляющим устройством, оно выполнено из изоля5. Камера по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью повышения дугостойкости газонаправляющего устройства, оно выполнено комбинированным так, что часть устройства (завихритель), находящаяся в непосредственной близости от оси дугового канала, выполнена металлической, а в периферийной его части зазор между газонаправляющим ycTj ройством и контактом перекрыт изоляционной перегородкой (вкладыщем).

6.Камера по п. 5, отличающаяся тем, что, с целью увеличения разрядного расстояния по поверхности вкладыща, в нем с двух сторон образованы /-образные вырезы.

7.Камера по нп. 1, 2 и 4, отличающаяс я тем, что, с целью упрощения конструкции, газонаправляющее устройство размещено неносредственно на неподвижном контакте камеры.