Контактная система вакуумного выключателя Советский патент 1979 года по МПК H01H33/664 H01H1/02 

Изобретение относится к вакуумным выключателям высокого напряжения, предназначенный для коммутации мощных высокочастотных цепей без нагруз ки . Известно применение в контактах вакуумных выключателей металлокерамических композиций на основе тугоплавкого металла с добавлением никеля 1. Однако ввиду малого содержания ни келя от (0,2 до 20 вес.%) такие контакты имеют большую твердость и поэтому ке обладают способностью к плас тической деформации. В связи с этим действительная плошадь их контактирования мала, а переходное сопротивление велико. Это в совокупности с меньшей электро- и теплопроводностью в сравнении с медью ведет к значител ным потерям мощности высокой частоты а следовательно, к большому нагреву контактов, особенно при пропускании больших токов высокой частоты, и тем самым к снижению надежности в работе выключателя. Наиболее близким по технической сушности и достигаемому результату к предлагаемому является вакуумный выключатель, у которого подвижный контакт выполнен из бронзы, а неподвижный из меди {2. Такая контактная пара позволяет за счет пластической деформации контакта из мягкого металла увеличить действительную плошадь контактирования в процессе механической приработки контактов. Результатом этого является снижение переходного контактного сопротивления, а следовательно,уменьшение потерь мощности высокой частоты на нагрев элементов выключателя. Это в совокупности с высокой электрои теплопроводностью меди позволяет получить минимальную температуру нагрева выключателя. Однако в процессе работы при замыкании и размыкании цепи контактов имеет место механический перенос более мягкого металла (меди) с неподвижного контакта на:поверхность подвижного контакта из бронзы, в результате чего на контактирующей поверхности подвижного контакта образуется слой меди, перенесенной с неподвижного контакта. Как известно, в высоком вакууме ряд металлов, к которым в первую очередь относится медь, имеют высокую склонность к холодному диффузионному

свариванию соприкасающихся поверхностей, находящихся даже под небольшим давлением.

Из-за всегда имеющейся несоосности контактов контактирование может происходить только в одной точке,поэтому на нее будет оказывать воздействие полное контактное нажатие. Это увеличивает вероятность холодного диффузионного сваривания замкнутых контактов вакуумного выключателя даже без пропускания через них тока высокой частоты. В случае пропускания тока высокой частоты или повышения температуры окружающей среды этот процесс протекает более интенсивно. Сваривание контактов значительно увеличивает тяговое усилие, необходимое для размыкания контактов и, как следствие, значительно увеличивает мощность приводного механизма, или ведет к полной потере работоспособности, что в совокупности снижает надежность в работе выключателя.

Цель изобретения - снижение вероятности диффузионного сваривания контактов и уменьшение сопротивления прохождению тока высокой частоты.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемой контактной системе вакуумного выключателя, один контакт которой выполнен из меди, а другой из бронзы, контакты в месте контактирования снабжены молибдено-никелевым покрытием, содержащим 25 40 вес.% молибдена и 60-75 вес.% никеля.

Наличие молибдено-никелевого покрытия устраняет непосредственное контактирование медного и бронзового контактов при замыкании и размыкании цепи Это исключает механический перенос меди с неподвижного контакта на подвижный, а следовательно, исключается вероятность их диффузионного сваривания по меди. Выполнение покрытия в соотношении 25-40 вес.% молибдена и 60-75 вес.% никеля позволяет обеспечить высокую сопротивляемость

к диффузионному свариванию, за счет указанного процентного количества молибдена, и практически такую же прирабатьшаемость контактов из меди за счет указанного процентного количества никеля, как это имеет место при отсутствии покрытия. Вследствие малой толщины покрытия (3-6 мкм) оно не вызывает изменения теплопередачи между контактами, поэтому тепловой режим их работы не изменяется. Величина покрытия составляет 3-6 мкм, так как увеличение толщины приводит к его отслаиванию при воздействии механических нагрузок, а при меньшей толщине имеет вероятность разрыва покрытия и оголения исходного материала контактов.

Устранение непосредственного контакта меди с бронзой исключает диффузионное сваривание контактов, что позволяет на 30-40% снизить мощность приводных механизмов, расходуемый ранее на преодоление сил сцепления контактов от диффузионного сваривания.

Формула изобретения

Контактная система вакуумного выключателя, один контакт которой выполнен из меди, а другой из бронзы, отличающаяс я тем, что, с целью снижения вероятности диффузионного сваривания контактов и уменьшения сопротивления прохождению тока высокой частоты, контакты в месте контактирования снабжены молибдено-никелевым покрытием, содержащим 25-40 вес,% молибдена и 60- 75 вес.% никеля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Великобритании № 1079013, кл. Н 1 N, опублик. 1967

2.Авторское свидетельство СССР № 295152, кл. Н 01 Н 33/66, 1968 (прототип).