УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ ДУГИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЯХ Советский патент 1947 года по МПК H01H33/10 

Для гашения дуги в воздушных выключателях применяются так называемые деионные решетки, при наличии которых дуга может быть направлена в камеру, в которой она помощью изолированных друг от друга металлических пластин разрезается на ряд последовательных коротких дуг и приводится в быстрое движение по этим пластинам. Быстрое движение дуги по пластинам, представляющее весьма существенный момент для правильной работы подобных дугогасящих устройств, необходимо для того, чтобы избежать оплавления пластин и затруднить термическую эмиссию электронов.

Известны конструкции деионных решеток в виде U-образных пластин с изоляционными прокладками.

Предметом данного изобретения является подобное дугогасящее устройство, состоящее из располагаемой над местом размыкания контактов деионной решетки, составленной из ряда U-образных металлических пластин, изолированных друг от друга и разделяющих вольтову дугу на ряд коротких дуг. Сущность изобретения состоит в том, что, с целью затруднения слияния поверх решетки отдельных дуг в общую дугу, одна из сторон U-образных пластин выполняется большей длины, чем другая. При этом в U-образных пластинах можно делать продольные разрезы для фиксирования положения дуг и выполнять их из материала высокого сопротивления с целью уменьшения силы тока в дугах по мере продвижения их по пластинам.

На фиг. 1 показан выключатель, снабженный предлагаемым устройством, на фиг. 2 и 3 - положение вольтовых дуг при двух различных моментах процесса размыкания, на фиг. 4 - возможная форма выполнения пластины деионной решетки (две проекции) и на фиг. 5 - возможный вариант выполнения деионной решетки с U-образными пластинами.

В предлагаемом дугогасящем устройстве металлические пластины 1…1 (фиг. 1), делящие дугу 2…2, выполнены U-образной формы с одним укороченным коленом. На фиг. 2 эти пластины с горящими между ними дугами показаны в более крупном масштабе. Одиночные стрелки показывают направление тока в дугах и в пластинах в один из моментов размыкания. Благодаря U-образной форме пластин дуги и нижние обтекаемые током части пластин образуют контур, в котором дуги оказываются под действием значительных электродинамических сил, которые вынуждают их перемещаться вверх по пластинам. На фиг. 2 эти действующие на дуги электродинамические усилия показаны тройными стрелками. Движение дуг вдоль пластин совершается при этом вне зависимости от наличия постороннего магнитного дутья, создаваемого в обычных конструкциях дугогасительных камер особой катушкой или железными скобами, окружающими камеру и усиливающими собственное магнитное поле внутри контура дуги. Независимость этих электродинамических сил от внешнего магнитного поля позволяет применять с большой степенью надежности стальные пластины. В обычных же конструкциях деионных камер применение плоских стальных пластин затруднено тем, что не может быть создано магнитное поле достаточной для движения дуги силы, так как сами стальные пластины шунтируют магнитный поток. Это приводит к относительно медленному движению дуги по пластинам, сильному их оплавлению и даже соединению между собою вследствие образования капель расплавленного металла. При применении пластин U-образной формы скорость движения дуги по пластинам, независимо от наличия внешнего поля, значительно увеличивается, и эти отрицательные явления устраняются.

Если бы колена U-образных пластин имели одинаковую длину, то могло бы возникнуть явление, когда вольтовы дуги под действием интенсивного электродинамического выдувания, достигнув верхних краев пластин и не успев за это время погаснуть, слились бы над камерой в одну общую дугу, как это, примерно, показано на фиг. 1 пунктиром. Во избежание этого необходимо, чтобы скорость движения дуги по пластинам к концу периода гашения уменьшалась, что и достигается неравной длиной колен U-образных пластин. В этом случае, как только дуги покинут короткие концы пластин, электродинамическое выдувание сильно уменьшится. Длинные концы пластин, на которые перейдут дуги, будут теперь действовать подобно пластинам обычных деионных камер, не создавая какого-либо эффекта выдувания дуги (фиг. 3).

Дополнительным способом борьбы с явлением перекрытия камеры поверху могут служить изоляционные перегородки 3 (фиг. 5), вставленные внутрь U-образных металлических пластин и возвышающиеся над ними на достаточную высоту. Выполнение этих перегородок из таких материалов, как фибра и т.п., которые при соприкосновении с дугой дают продукты разложения, способствующие гашению дуги, позволяет надежно закончить процесс ее гашения и избежать при этом перекрытия.

С целью более точного направления дуги вдоль пластин, последние могут быть выполнены с одним (или более) продольным разрезом, подобно тому как показано на фиг. 4.

Помимо увеличения скорости движения дуг, U-образная форма пластин позволяет использовать их в качестве сопротивления, уменьшающего ток в дугах по мере продвижения их по пластинам, что также является фактором, способствующим их гашению. Наиболее полно эффект сопротивления пластин может быть использован в низковольтных выключателях при выполнении пластин из материалов высокого сопротивления.

1. Устройство для гашения дуги в электрических выключателях, состоящее из располагаемой над местом размыкания контактов деионной решетки, составленной из ряда U-образных металлических пластин, изолированных друг от друга и разделяющих вольтову дугу на ряд коротких дуг, отличающееся тем, что у U-образных пластин одна из сторон имеет большую длину с целью затруднения сливания поверх решетки отдельных дуг в общую дугу.

2. В устройстве по п. 1 выполнение U-образных пластин с продольными разрезами для фиксирования положения дуг.

3. В устройстве по п. 1 выполнение U-образных металлических пластин из материала высокого сопротивления для уменьшения силы тока в дугах по мере продвижения их по отдельным пластинам.