Контактный узел для коммутационных аппаратов Советский патент 1977 года по МПК H01H1/50 H01H1/56 H01H33/664 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, например, в устройствах для регулирования напряжения трансформаторов под нагрузкой (РПН), либо Б других отключающих аппаратах, содержащих вакуумные дугогасительные камеры (ВДК). Известно, что для увеличения Зстойчивости ВДК к токам короткого замыкания и уменьщения переходного сопротивления их контактов подвиукные контакты ВДК в контакторах устройств РПН, помимо естественного поджатия от гидростатического давления в баке трансформатора и жесткости сильфона, поджимают дополнительно с силой 5-30 кг. Известны конструкции (1, 2), где такое поджатие создается пружинами сжатия, действующими непосредственно на подвижный контакт ВДК. Наиболее близкой к технической сущности является конструкция (3), которая состоит из вакуумной дугогасительной камеры с подвижным и неподвижным контакторами и исполнительного механизма. В этой конструкции дополнительное нажатие на подвижный контакт ВДК осуществляется винтовой пружиной сжатия через специальную жесткую токосъемную пластину, опирающуюся одним концом на подвижный контакт, а другим - на общий с ВДК корпус контактора. Общим недостатком перечисленных выще конструкций является вибрация контактов ВДК при замыкании, так как специальных конструктивных мер к гащению колебаний контактов в этих конструкциях не принято, а винтовая пружина сжатия не является гасителем колебаний и сама склонна к вибрации. Вибрация контактов иод током - явление вредное, так как приводит к дополнительному износу контактных поверхностей вследствие образования коротких электрических дуг, что сокращает общий срок службы ВДК, а следовательно, и контактора. Целью изобретения является повыщение надежности и упрощение конструкции контактного узла. Это достигается тем, что предлагаемый узел снабжен рессорой, набранной из упругих токопроводящих пластин, расположенных со стороны подвижного контакта камеры, и упрзтих пластин из материала с высоким коэффициентом трения, причем рессора установлена так, что ее подвижный конец упирается в подвижный контакт вакуумной дугогасительной камеры, а неподвижный конец электрически изолирован от камеры.

На чертеже показано описываемое устройство, состоящее из вакуумной дугогасительной камеры 1, содерлсащей неподвижный контакт 2, подвижный контакт 3, сильфоп 4, нанравляющий фланен кренления 5 с гайкой 6, изоляционной панели 7, нажимной гайки 8, навернутой на стержень подвижного контакта, рычага 9 и тягп 10, механизма контактора и рессоры И, закрепленной на основании 12 и содержащей унругие токопроводящие пластины 13 н унругие пластины 14 из материала, обладающего высоким коэффициентом трения.

Контактный узел работает следующим образом. Размыкание контактов 2 и 3 ВДК 1 осуществляется исполнительным механизмом контактора через тягу 10, рычаг 9, нажимную гайку 8. При этом нреодолеваются гидростатическое давление среды на снльфон, унрутость снльфона и рессоры, трение рессоры. Причем силы трения листов рессоры И при размыканни контактов не оказывают существенного влияния на скорость размыкания, так как иснолннтельный механизм контактора обладает большим запасом энергии и большой массой. Прн замыкании подвижный контакт ВДК движется иод действием сил гидростатического давления на сильфон, унругости сильфона 4 и рессоры И. В этом случае сила трения между пластинами рессоры 11 значительно влияет на скорость замыкания контактов. Колебания системы подвижный контакт 3-сильфон 4-рессора 11- нажимная гайка 8 затухают быстрее и имеют меньщую амплитуду благодаря трению в рессоре по сравнению с колебаниями той же системы с винтовой пружиной. При этом энергия, затрачиваемая на преодоление трения пластин рессоры И, нереходпт в тепло. Чем больше коэффициент трения у материалов между смежными листами и чем больше количество листов рессоры И, тем эффективнее процесс гашения вибрации контактов. Уменьшение количества отскоков подвил-сного контакта 3 ВДК от неподвижного 2 и их амплитуды (в 2-3 раза, как показывает опыт) ведет к уменьшению времени существования дуги между контактами при замыкании и, как следствие, к уменьшению мостиковой эрозии, что новышает износостойкость ВДК п срок службы всего контактора между ревизиями и общий срок .

В описываемой конструкции существенно таклсе и то, что весь ток нагрузки и особенно сквозного короткого замыкания, который при шунтировании камеры замыкателя.ми достигать нескольких килоампер, протекает только через контакты вакуумной дугогасительной камеры и токопроводящую рессору И в основание 12, не ответвляясь через металлический сильфон 4 в боковую поверхность стержня подвил ного конакта в крепящий и направляющий фланец 5, так как

они в отличие от прототипа электрически изолированы нанелью 7 от основания 12 рессоры 11. Если по конструктивным соображениям нанель 7 долл-сна быть выполнена из металла, то достаточно изолировать от нее

основание 12 и фланец 5 с гайкой 6 от самой панели 7 с помощью, например, изолирующей втулки и шайбы. Эти конструктивные меры повышают надел ность контактного узла и переключаюшего устройства в целом, так как

исключает возмол ность разрушения сильфона от нротекания через него больших токов, что может нарушить герметичность камеры и нривести к аварии трансформатора, а также исключает приваривание стержня нодвижного

контакта к крепящему фланцу, что также может вызвать аварию из-за поломки механизма быстродействующего привода.

Формула изобретения

Коитактный узел для коммутационных аппаратов, например, устройств для регулирования напрял ення трансформаторов под нагрузкой, содержащий вакуумную дугогасительную камеру с подвижными и неподвижнымп контактами и исполнительный механизм, отличающийся тем, что, с целью повышения надел ности и упрощения конструкции, он снабЛСен рессорой, набранной из упругих токоцроводящих пластин, расположенных со стороны цодвил ного контакта камеры, и упругих пластин из материала с высоким коэффнциснтом трения, причем рессора установлена так, что ее подвижный конец упирается в подвилсный контакт вакуумной

дугогасительной камеры, а неподвил ный конец электрически изолирован от камеры.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент ФРГ № 1805378, кл. 21 d, 53/03, 1970.

2.Патент ГДР № 97975, кл. 21с, 35/09, 1972.

3.Авторское свидетельство № 201525, кл. 21d2, 53/03, 1962 (прототип).