Система электродов для вакуумного коммутационного прибора Советский патент 1992 года по МПК H01H33/664 

Изобретение относится к электродам для вакуумных коммутационных приборов, в частности контактам вакуумных дугогасительных камер или основных электродов, преимущественно анода, вакуумных управляемых разрядников.

Известны контакты для вакуумных коммутационных приборов, которые при протекании по ним тока дуги создают радиальную составляющую магнитного поля, вызывая перемещение дуги, что позволяет коммутировать токи более 10 кА. Для увеличения износостойг кости контактирующие и дугогасящие части контактов совмещают. Для перемещения-дуги по торцовой поверхности чашеобразного контакта цилиндри- ческая часть последнего косыми прорезями поделена на наклонные зубцы.

Такая система однако не может быть использована для коммутации токов в несколько десятков килоампер, поскольку при перемещении по контакту дуга фиксируется на кромках зубцов, оплавляет их и прибор выводится из строя. ...

Наиболее близкой по технической сущности к предложенной является контактная система, в которой большой .ток отключения может быть получен с помощью системы электродов, в которой совмещенная контйктирующая и дугогасительная части представляют собой кольцо внутренним диаметром, превышающим диаметр токоподвода. Кольцо собирают из частично перекрывающихся ступенчатых дугообразных ,элементов..Благодаря большому взаимному перекрытию дугооЬразных элемен:тов радиальное поле получается- более мощным,, что при одновременном сокраг щении числа радиальных прорезей спог србствуёт.более быстрому перемещению дуги по поверхности к онтактов. :; Однако пр)И достаточно больших . токах возможно оплавление той части поверхности контакта, которая расположёна внутри кольца на геометрической оси.токоподвода. Обычно такому оплавлению подвергается. noeepxHoctb .электрода, играющего роль анода. Длительное горение дуги по.оси сим-; метрии конта ктной системы возможно, поскольку при случайном вознйкновег НИИ дуги в этой зоне на нее (дугу) в силу осевой симметрии контактной системы не действует сдувающее маг,нитное.поле. ,;. .. - .... . . ч : . Цёлыо изобретения является увеличение коммутируемого :сильноточными вакуумными дуговыми приборами тока путем .исключения возможности длитель ного существования дуги в зоне геометрической оси контактной системы. ,. Это достигается тем, что в предло женной системе электродов, каждый из контактов которой содержит токоподводящие стержни, основание, кольцевую контактирующую часть, внутренний диаметр которой больше диаметра т6коподводящего стержня, и металлический. вкладыш, электрическисоединен-пЛ ный с основанием, указанное соедине нйе. вьшолнено смещенным относительно геометрической оси то колод водящего стержня. Это соединение может быть. .выполнено На .бокбвой поверхности . ;:вкладыша и кольцевой контактирующей части и расположено по дуге с углом :5-180°.:. . , .. ;„ , . ;-. г Это соединение может быть выпол.|нено и на торцовой поверхности меж;ду вкладышем и основанием площадью. от 1/1000 до 1/2 площади вкладыша. .: На фиг. 1-3 схематически изображена предложенная система, три проекции; на фиг. и 5 - предложенная сис тема, другой вариант, две проекции; на фиг.6,7 - второй контакт системы. Система содержит контактирующую и дугогасящуга части кольцевой формы (кольцо 1), токоподвод 2, v иaмeтp которого меньше внутреннего диаметра кольца 1, металлический вкладыш 3, токоподводящее основание k и деталь 5 для придания жесткости контакту. Кольцо 1 может быт;ь выполнено в форме витка, как это изображено или, например, набрано из-частично перекрывающихся дугообразных; элементов. .Важно лишь то, что при горении на нем дуги образуется магнитное поле, перемещающее ее в межконтактнрм зазоре. Это достигается тем, что виток электрически соединяется непосредствённо с оснб.ванием лишь одним концом б -(фиг. 1-5). Элемент механического крепления - деталь 5 не должен существенно искажать направление то-Ь ка в кольцо. Достигается это за счет . ;6олее высокого электрического сопротивления детали 5, в сравнении с сопротивлением кольца. Тонкостенный цилиндр (деталь 5) изготовлен из нержавеющей стали, через него пайкой твердым припоем механически соединяют кольцо 1 и основание . Металлический вкладыш 3 размещён в кольце и непосредственно электрически соединен либо с в.нутренней .поверхностью этого кольца (фиг.1-8), либо непосредственно с токоподводящим основанием 4 (фиг.4 ).- .. .-.:; ч . :.;, ...;-. .: В первом случае соединение осуществляется на части перимеНтра вкла- дыша, например изогнутой пластиной 7 через которую с помощью твёрдого припоя осуществляется электрическое. соединение вкладыша с кольцом. Длина-дуги б6. На которой бсущёствляется элeктpи eckoё соединение этих деталей,- должна находиться в пределах 5-180°. Минимальный размер дуги ограничивается достаточностью прочности места пайки, площадь которого должна быть не менее десяти квадратных милг. лиметров. Пластина 7 может быть за.менена соответствующим выступом на одной из деталей дугогасящей части кольца 1 или вкладыша.3. С точки . :зрения создания максимальной асимметрии электрического соединения вкладыша с витком лучше, если длина дуги возможно меньше. Описанный прием . . соединения вкладыша с кольцом целе- . сообразно применять, когда кольцо представляют собой виток. BO втором случае (фиг..5) вкла- дыш 3 электрически соединен непосред ственно с токоподводящим основанием частью своей TopuoBovl поверхности. Сделать это можно, например, путем пайки твердым припоем через пластину 8 ,(фиг.). Пластина О может быть заменена соответствующим выступом на одной из соединяемых деталей. Для лучшей работы вкладыша по такому спо собу электрического соединения с остальной частью контакта пластина 8 должна быть размещена у края вкладыша и должна иметь небольшую площадь. Минимальный размер площади электрического контакта, как и в первом слу чае обусловлен жесткостью соединения и должен быть-не менее 10 мм. Максимальный размер должен быть не более половины площади торца вкладыша, пос кольку в противном случае уменьшает. ся магнитное.поле, сдувающее дугу с вкладыша. Такое соединение вкладыша с остальной частью контакта целесо-, образно применять в случае, когда кольцо 1 образуется перекрывающимися ступенчатыми дугообразными элементами или имеет множество косых прорезей По обоим способам электричесьсого соединения вкладыша с остальной частью контакта это соединение должно быть расположено в максимальной степени . эксцентрично относительно геометри. ческой оси токоподвода 2. Лишь при этом условии вкладыш обеспечивает наиболее эффективное выдувание дуги из центральной части контактной системы. Вкладыш может иметь одну или несколько прорезей 9, что способствует усилению магнитного поля возле ; него.. . Для механического крепления вклады ша могут также использоваться элементы, подобные детали 5, выполненные из материалов с высоким, по сравнению с медью, электрическим сопротивление ем, например из нержавеющей стали. Второй контакт дугогасительной камеры может быть выполнен как зер- кальное отражение первого. Вопможмо применение контакта простейшей тарельчатой формы, не создающего магнитного поля для вращения дуги, В этом случае перемещение дуги происходит за счет воздействия магнитного поля первого контакта. Но лучше всего, когда в качестве второго контакта используется электрод, показанный на фиг.6 и 7. -Кольцевая часть этого контакта не содержит каких-либо прорезей для создания магнитного поля, вращающего дугу. 8 кольце 10 размещен вкладыш 3, являющийся зеркальным отражением вкладыша 3 первого контакта. Работает пара контактов следующим образом.. . Когда контакты находятся в замкнутом состоянии, они контактируют по торцовым поверхностям кольца 1 .и кольца 10. При размыкании контактов, начинается энергичное Перемещение дуг ги в межконтактном промежутке, пос- кольку дуга с момента ее возникнове., ния находится а зоне мощного радиалы ного магнитного поля. Если дуга, в силу тех или иных причин, оказ,ь1вается на поверхности любого из вн фышей ;}, около ниХ образуется магнитное поле, которое в силу асимметрии : электрического брединения вкладышей сдувает дугу с них. Дуга вновь возвращается на.кольцёвыё части контактов. Этим обеспечивается непрерывность перемещения дуги по всей рабочей поверхнос ти обоих контактов, что поз- . воляет увеличить отключаемые токи. . В управляемых вакуумных paзpядниr::J ках в качестве электрода должен быть, выполнен анод. Причем кольцевая часть.его должна создавать магнитное поле для вращения дуги. Использование для анода электрода, показанного на фиг.б,7, не допускается. Катодный электрод разрядника может иметь любу конструкцию и должен быть оборудован поджигающим устройством. т

3

W/: ////

тшмтт

6-5

1.СИСТЕМА ЭЛЕКТРОДОВ ДЛЯ '• .ВАКУУМНОГО КОММУТАЦИОННОГО ПРИБОРА, например, дугогасительной камеры, '•'[ содержащая токоподводящие стержни, и по крайней мере один контакт, имеющий токоподводящее основание, кольцевую ; контактирующую часть, внутренний дйа-; метр которой больше диаметра токопод- водящего стержняi и размещенный внут»ри кольцевой контактирующей части .металлический вкладыш, электрически соединенный с основанием, о т л и- ч а ю щ а я с.-я тем, что, с целью,.- ' увеличения коммутируемого тока, указанное электричес1<ое1 соединение вы- . . полнено смещенным относительно геометрической оси токоподводящего стержня. : 2. Система по п.1, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что электрическое соединение выполнено на боковой поверхности вкладыша кольцевой контактирующей части и'расположено по дуге с'углом 5-180°.3. Система по п.1, отличаю-' щ а я с я тем, что электрическое ' соединение выполнено на торцовой поверхности между вкладышем и основанием площадью от 1/1000 до 1/2 плот щади торца вкладыша. . .fS.. (Л

ш

ш