ВАКУУМНАЯ ДУГОГАСИТЕЛЬНАЯ КАМЕРА Советский патент 1973 года по МПК H01H33/664 

1

Известны вакуумные дугогаси-тельные камеры, в металлическом корпусе .которых расположены ,ненодвиж«ый ко,нта;кт и подвижный контакт, электрически связанный с корпусом. Од|На«о. их отключающая способность ограничена, как имеется большая вероятность повторных пробоев между металлическими частями камер, находящимися под различными потенциалами. В процессе горения и гашения вакуумной дуги на размыжающихся .контактах «внутри оболо.чек камер создаются области повышенного да1вления металлигаеских паров и газов, в которых могут развиваться, пробои в условиях, соответствующих переходу с левой ветви к|ри,вой Пашена к ее минимуму.

Как известно, ори. этих условиях пробои легче раз.БИ1ваются ло длинным путя1м, значительно превосходящим по величине расстожния между контактами в отключенном положении, вследствие увеличения вероятности ионизации электронным ударом.

Указанные вакуумные дугогасительные камеры имеют обычно такую геометрию, при которой полностью .не устраняются длинные силовые линии электрического поля. Относительно малая поверхность дугогасящих электродов также приводит к ограничению их отключа.ющей способности и срока службы. Это, в первую очередь, относится к подвижному контакту, размеры которого вынужденно ограничиваются мощностью приводного механизма.

Большинство известных вакуумных дугогасительных камер имеют экраны, усложняющие конструкцию и вызывающие нежелательные эффекты. Так, переход опорных пятен дуги на экраны при увеличении отключаемых токов приводит к выходу камеры из строя. Имеются камеры, в которых дуга перебрасывается на экраны, но в этих случаях конструкция экранов еще более усложняется.

Цель изобретения - увеличение отключаемого, тока и уменьшение эрозии конта1ктов. Для этого предлагается полностью ликвидировать длинные пути, отказаться от экранов и значительно увеличить поверхность электродов за счет того, что рабочей частью неПОДВИЖ1НО.ГО ко.нтакта становится вся поверхность электрода (торцовая, боковая и тыльная), а .металлический корпус ка.меры, потенциально связанный с подвижным контактом, является вторым электродом.

Внутреннюю поверхность металлического корпуса предложенной вакуумной дугогасительной камеры, являющегося одним из электродов, выполняют таким образом, чтобы она повторяла наружную поверхность неподвижного контакта, была концентрична с ним, и между ними оставался равномерный дугоГасящий зазор. Во всех точках величина зазора не должна отличаться более, чем на 50-100%. Подвижный контакт, электрически связаиный с корпусов камеры, предлагается вводить через отверстие в корпусе с зазором между ними, нам:ного меньшим его нротяженности. Ход подвижного контакта выбирается равным или несколько меньше зазора между неподвижным контактом и корпусом.

Для увеличения скорости спада плотности пара и газа в межэлектродном пространстве и соответственно скорости деионизации неподвижный контакт и корпус камеры могут быть выполнены полыми, с двойными стенками и пористыми рабочими поверхностями. Поры или отверстия в рабочих стенках должны иметь диаметр, значительно меньший толш;и1ны стенок, чтобы через них не мог проникнуть разряд. В этом случае металлические пары и газы, образующиеся в процессе отключения, будут распространяться от места горения дуги не только вдоль межэлектродного зазора, но и в других направлениях - сквОЗЬ стенки. Контакты и корпус камеры могут быть выполнены преимущественно из металла, атомный вес которого не превосходит атомный вес алюминия с целью ускорения деионизации межэлектродйого зазора. Контактирующие поверх1ности неподвижного и .подвижного контактов могут быть изготовлены из материала, не имеющего тугоплавких составляющих, например из меди или алюминия с целью предотвращения образования на них центров термоэлектронной эмиссии. Для уменьщения явлений среза тока, возникающих в особенности при отключение малых TOKOiB, в материал контактирующих поверхностей следует вводить легколетучие добавки, такие как сурьма, кадмий, висмут и другие. С целью облегчения выдувания дуги- от места контакта на дугогасящие поверхности контактирование может осуществляться по кольцевой поверхности, чем создается первоначальный изгиб линий тока и на дугу начинают действовать электродинамические усилия собственного поля тока. В этом случае под1виж,ный контакт может бь1ть сделан достаточно малым и легким, что облегчает конструирование и изготовление бустродейств,ующего привода для камеры.

На фиг. 1 изображен один из возможных вариантов предлагаемой дугогасительной камеры; на фиг. 2 - другой вариант с полыми неподвижным контактом и корпусов.

В :металлическом сварном корпусе 1 расположены подвижный 2 и неподвижный 3 контакты. Подвижный контакт 2 перемещается в отверстии 4 корпуса 1 камеры и через си льфон 5 связан с корпусом. Кроме того, корпус и токоподвод 6 подвижного контакта 2 связаны друг с другом гибквм токопроводом 7, рассчитанным на полный отключаемый ток. Расстояние между неподвилсвым контактом и корпусом равно меж1контактн0му промежутку в отключенном положении.

В верхней части камеры находятся герметично припаянный к корнусу изолятор 8 и изоляционная втулка 9. Изолятор 8 может быть выполнен из стекла иаи керамики и рассчитан на рабочее напряжение камеры. К изолятору 8 в верхней части через фланец W герметично припаивается токоввод 11 неподвижного контакта 3. Назначение втулки 9- перекрыть длинные пути во вводе и не дать

возможности пробою развиваться вдоль них. За счет создания длинных узких зазоров между втулкой 9 и корпусом 1 с одной стороны и токовводом 11 неподвижного контакта с другой исключается воздействие на изоляцию плазмы дуги и развитие пробоев с возможных центров автоэлектронной эмиссии в местах касания металла и диэлектрика.

Корпус / камеры и ненодвижный контакт 3 кроме своего основного назначения - гасить дугу при переходе тока через ноль, - выполняют функции экранов. Пары, выброшенные в промежуток во время горения дуги, полностью , конденсируются на контактах и корпусе.

Следует отметить, что форма неподвижного контакта может быть любой (например, сферической, эллипсоидальной и пр.) с одним условием: образующие разрядный промежуток внутренняя поверхность 12 корпуса

камеры и наружная поверхность 13 неподВИ.ЖНОГО контакта подобны по конфигурации. В месте контактирования форма неподвижного контакта может отступать от сферической, эллипсоидальной и пр.

Корпус 1 камеры и неподвиж1ный контакт 3 изготавливаются из алюминия или металла с атомным весом не более, чем у алюминия.

В качестве материалов подвижного контакта и контактирующей поверхности неподвижного контакта могут быть использованы, например, медь или алюминий с добавками сурьмы, кадмия или висмута. Контактирование может осуществляться по кольцевой поверхности 14 для создания изгиба линий тока.

Изображенная на фиг. 2 вакуумная дугогасительная камера отличается от приведенной на фиг. 1 тем, что неподвижный контакт 3 выполнен полым, а корпус 1 камеры делается с двойными стенками. Дугогасящие поверхности 12 и 13 выполнены пористыми, сетчатыми, или с отверстиями 15. Таким образом, нейтральные частицы пара и газов и заряженные частицы, образующиеся в процессе горения дуги1, имеют возможность разлетаться не только вдоль разрядного зазора, но и через отверстия 15 внутрь полостей 16 и 17. Это способствует быстрому уменьшению плотности пара и заряженных частиц и увеличению скорости роста электрической прочности межконтактного промежутка камеры.

Предмет изобретения

1. Вакуумная дугогасительная камера, в

металлическом корпусе которой расположены

неподвижный контакт и подвижный контакт.

элекгрически связаиный с корпусом, отличающаяся тем, что, с целью повышения отключаемого тока и срока службы камеры, корпус со всех сторон охватывает леподвиж.ный контакт, и зазор между ними одинаков иа всем их протяжении, причем площадь поверхности неподвижного контакта значительно, по крайней мере на два .порядка, больше площади поверхности подвижного контакта.

2.Камера по п. 1, отличающаяся т&м, что, расстояние между корпусом камеры и неподвижным контактом на всем их протяжении равно расстоянию между неподвижным и подвижным контактами в отключенном положении.

3.Камера по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью быстрого уменьщения плотности пара и концентрации заряженных частиц

вследствие диффузии, неподвижный контакт и стенки корпуса камеры выполнены полыми, а разрядные поверхности имеют отверстия, соединяющие их с полостями, причем диаметр отверстий меньще толщины разрядных стенок неподвижного контакта и камеры.

4.Камера но пп. 1-3, отличающаяся тем, что корпус и неподвижный контакт выполнены из металла с атомным весом, не превосходящим атомный вес алюминия.

5.Камера но пп. 1-4, отличающаяся тем, что контактирующие поверх1ности неподвижного и подвижного контактов выполнены из меди или алюминия с добавками, легколетучих металлов, например сурьмы.

6.Камера по пп. 1-5, отличающаяся тем, что, контактирующая поверхность по.д.вижною конта.кта выполнена в виде кольца.

У///А ////// I У///Л Y//////////y/// V////A V////A ////.

J t..--nyi яКШ

15та 13Жк 1 I k4.N KN;- :

////1/////////А/ /////Л 16 13 15

Фиг. 2