Контактное устройство высоковольтного коммутационного аппарата Советский патент 1976 года по МПК H01H33/04 H01H1/00 

feimo конструкции и ..удорожанию йигшрата. Кроме того, применение сёриесных катушек в качестве токопроводов контактов приводят к значительному умельшению полезного сечения токопроводов контактов и ухудшению теплового режиме работы контактов, что ограничивает возможн1х;ть их применения для -аппаратов на большие коминальньзе токи. К тому же при этом система крепления контактов на многовитковом токопроводе практически обпадвёт малой жесткостью в результате чего надежность работы всего коммутирующего устройства снижается. Цель изобретения - упростить конструкцию контактного устройства и улучшить тепловые характеристики контакта Для достижения этой цели в известном контактном устройстве, содержащем пару контактов с контактирукщими элеме} тами, из которых по крайней мере один имеет токопровод и катушку магн 1тного дутья, токопррвод выполнен в виде червяка, витки которого являются витками катушки. Для усиления магнитного поля червячный токопровод может иметь два или более заходов, образуя соответственно такое же количество параллельно подключенных катушек. Червячный токопровод может быть расп ложен в зоне улучшенного теплообмена с 1окружающей средой. Витки червячного токопровода в Сечении могут иметь прямоугольную форму, На фиг. 1 изображено контактное устройство в разрезе: на фиг. 2 электрическая схема замещения контактного устро ства. Контактное устройство выполнено из дщух контактов. Контакт 1 содержит контактирующий эломент 2 и токопровод 3 с катушками 4 и 5. Токопровод 3 выполнен в виде двухзаходного червяка, витки которого являются витками катушек 4 и 5. Соответственно витки катушек 4 и 5 чере дуются между собой. Аналогичным образом выполнен контакт 6. содержащий ко актирующий элемент 7 и токопровод 8 с катушками 9 и 1О. Под-соединение к кон акЧ-ам осуществляется т коподводами 11 и 12. При включенном положении контактов ток от токоподвода 12 протекает по токо- проводу 8, по контактирующему элементу контактирующему элементу 2, токопроводу 3 и затем по токоподводу Ц. Направлени протекания тока указано стрелками на токоподводах 11 и 12. При этом часть тока протекает по катушкам 4, 5, 9 и 10. Нап равление тока в катушках указано на витках в кружочках. Крестиком обозначено на jдавление тока за плоскость чертежа, точkaMH - наоборот. Результирующее магнитное поле катушек обозначено соответственно линиями 13, 14. 15 и 16. При размыканий контактов между ними возникает дуга, которая под действием радиального магнитного поля приводится во вращательное движение по торцовым поверх {Ностям контактируюш.ях элементов 2 и 7. ЕСЛИ контакты полые (как показано на фиг. ;2)р то дуга 17 под действиеь Ьугогасящей реды (например, сжатого воздуха) загоняется внутрь контактов 1 к 6, где под дейст зием аксиального магнитного поля радиально направленные участки 18 и 19 Дуги приводятся во вращательное движение по поверхностям внутренних полостей контактов. Движение дуги по поверхнсстям контактов уменьшает их обгар и повышает коммутационную способность аппарата. Доля тока, протекающего через катушки 4, 5, 9 и 10 определяется главным образо.м соотношением сопротивления прямолинейных участков токопроводом 3 и 8, на которых расположены катушки, к сопротивлением самих катушек. Упрощенная электрическая схема замещения контактов показана на фиг. 2, где 1 сопротивления прямолинейных участков токопроводов 3 и 8, а R . R, 8. - соответствен4 Э 9 10 но сопротивления катушек 4, 5, 9 и 10. На постоянном токе это активные сопротивления соответствующих проводников. На переменном токе следует принимать полные сопротивления проводников (активные и индуктивные). В действительности из-за поверхностного эффекта доля протекающего через катушки тока будет несколько выше. Для увеличения сечения и боковой поверхности витков последние имеют в сечении прямоугольную форму. Выбирая соответству ющее соотношение межру сопротчвлениями - . R , R и сопротивлениями катушек R... о 5 9 можно получить желаемую Характеристику магнитного поля контактното устройства. Для подобных, контактов целесообразно уменьшение числа витков на заданной длине токопроводов 3 и 8, так как при этом соответственнй во столько же раз умень- . шается суммарная длина витков катушек, а значит и их сопротивление, что соответственно приводит к увеличению тока через них. При уменьшении числа витков катушек увеличивается шаг навивки, и для усиления магнитного поля на данной длине токопровода можно располагать не одну, а две или более катушек, что как раз и достигается выполнением токопровода в виде многоза1содного червяка. Увеличение числа заходов червкка соответственно во столько же раз увеличивает количество параллельно сое диненных катушек, что примерно во столько же раз усиливает суммарное магнитное поле контакта. При этом следует иметь в виду, что в соврем енных мощных энергосистемах высокого напряжения токи короткого зан;мыкания составляют десятки и сотни ты;сяч ампер и, если в катушки будет ответвляться только небольи ая часть общего тока, то это составит уже сотни и тысячи ампер, что cnocofeo создать доволь но мощное магнитное поле, воздействующее на дугу с момента размыкания :контактов. Другим важным свойством контактов 1 и 6 является их высокая теплоотводящая способяость. Для создания достаточно эффективного магнитного дутья сопротивление катушек должно быть небольшим. Это достигается за счет сравнительно большого сечения витков катушек. Однако поскольку длина катушек (по виткам) значительно больше длины токопровода, доля протекающего по им тока, а также плотность тока будет небольшой и соответственно в них будет выделяться мало тепла. Вместе с тем, учитывая хороший тепловой контакт контактирующих элементов с токо- проводами и сильно развитую наружную . поверхность последних, участки токопроводов с катушками по отношению к контакти рующим элементам 2 и 7 будут играть роль своеобразных радиаторов охлаждения. Для обеспечения наиболее эффективного охлаждения участки токопроводов с катущками целесообразно размещать в зоне улуч шенного теплообмена с окружаюшей средой При этом- для улучшетсия естественно конвективного теплообмена располагать эти участки следует горизо}1тально, поскольку в этом случае охлаждаюшая среда, например воздух, может более свободно прохойить между витками катушек. 03 Наличие червячного токопровода у кон такта значительно упрощает конструкцию, рсвобождая от необходимости Йриме«ет1ия Ьериесных или шунтирующих KaTyiUeK. Од ювременно улучшаются тепловые характв|ристикн контактного устройства. Катушки |обтекаются только частью общего тока, протекающего через контакты, и потому в термическом отношении находятся в благоприятаом режиме. Облегчается задача создания контактного устройства на большие номинальные токи и. большие токи отключения. Ток через катушку и величина магнитлого поля контактного устройства с червячным токопроводом может варьироваться в широком диапазоне в зависимости от параметров- витков. Создаются условия, при которых и катушка магнитного дутья и радиатор охлаждения расположены-в непосредственной близости к зоне контактирования, что говышает характеристики .коад тактного устройства. Формула изобретения «/ 1.Контактное устройство высоковольтного коммутационного аппарата, содержащее пару кситактов с контактирующими элементами, ОД1Ш из которых, по крайней мере, снабжен токопроводом и катушкой магнитного дутья, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и улучшения тепловых характеристик, указанный токопровод выполнен в виде червяка, витки которого являются витками указанной катушки магнитного дутья. 2.Контактное устройство по п. 1, о тличоющееся тем, что, с целью силения магнитного поля, червяк токопровода выполнен двухходовым и более.. 3.Контактное устройство по пп 1 и 2 отличающееся тем, что витки ервячного токопровода выполнены прямогольного сечения

n г /I

/

J

1B1H7l9g

/f tf.f

fg

V

-0

fut.2