Силовой электрический выключатель Советский патент 1980 года по МПК H01H29/00 

1

Изобретение относится к электротехнике, а более конкретно к области электроаппаратостроения, и может быть использовано в конструкциях различных силовых выключателей. .

Известны электрические выключатели (в Дсшьнейшем выключатели), содержащие коммутирующие контакты, на которых при отключении возникает электрическая дуга, которая затем затягивается и гасится в специальной дугогасительной решетке. Дугогасителная решетка состоит из ряда параллелно расположенных одна относительно другой медных пластин и снабжена магнитной системой, которая создает радиальное магнитное поле на ее пластинах и вращает дугу при отключении между пластинами до ее полного погасания. Для затягивания дуги в дугогасительную решетку известные выключатели содержат специальные дополнительные катушкн, через которал проходит полный ток аппарата и которые создают сильное магнитное поле, воздействующее на дугу отключения 1 .

Недостатком известного выключателя является кемкутирующая мощность.

Известен вЕ лючатель, содержащий для затягивания дуги в дугогасительную решетку удвоенное количество,дополнительных катушек для двойного магнитного дутья (21 .

Известен также выключатель, содержащий подвижный и неподвижный контакты и дугогасительную изоляционную камеру, в которой установлены система радиального магнитного дутья и дугогасительная решетка, выполнен ная в виде насаженных на металлический стержень Металлических дисков, которые разделяют внутренний объем камеры на отдельные полости (3.

Недостаток- известных выключателей состоит в .том, что для затягивания дуги в дугогас ительную решетку необходи(ии: сильное внешнее магнитное поле, создаваемое дополнительными катушками с сердечниками, твердометаллическая контактная система, промежуточные рога и другие элементы выключателя. Все вышеперечисленные элементы значительно увеличивают размеры выключателя, создают дополнительные потери, увеличивают индуктивное сопротивление цепи, а также снижают надежность работы при больших токах отключения в результат

перенасыщения ферромагнитных сердечнир;ов катуияк и усложняют обслуживание.

Кроме этого, поскольку дуга при входе в дугогасительную оешетку разбивается на ряд коротких дуг практически одновременно, то резко возрастает сопротивление цепи и возникают опасные перенапряжения при отключении.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков выключателей ,

Поставленная цель достигается тем что в силовом электрическом выключателе, содержащем подвижный и неподвижный контакты и дугогасительную изоляционную камеру, в которой установлены система радиального магнитного дутья и дугогасительная решетка выполненная в виде насаженньзх на металлический стержень металлических дисков, которые разделяют внутренний объемкамеры на отдельные полости, дугогасительная камера снабжена установленными соосно токовводами, между которыми закреплен указанный металлический стержень, выполненный изоляционным по поверхности, при этом насажеь;ные на стержень металлические диски использованы .дополнительно качестве неподвижных кситактоБ, а и качестве подвижного контакта использован дополнительно введенный жидкий металл, помещенный в нижнюю часть дугогасительной камеры, которая выполнена герметичной

Кроме того указанный металлический стержень установлен под углом к поверхности жидкого металла, а выключатель снабжен резервуарами переменного объема, например, силь-фонами, каж.дый из которых сообщается с одной полостей дугогаситеЛьной камерь;.

..са дутье обеспечивается постонккыми магнитами, которыми снабжены лиски дугогасительной решетки.

Таким образом, выключатель не нуждается в дополнительном сильном магнитном поле для затягивания дуги в дугогасительную решетку, поскольку дуга при отключении возникает непосрецстзенно между пластинами решетки (дисками) и, следовательно, отпадает необходимость в дополнительных катушках с сердечниками, в промежуточных рогах и других элементах. Кроме ТОГО;, стержень с дисками расгюложен наклонно к поверхности подвижного контакта из жидкого металла под угломо, в результате чего ряд коротких дуг, возникающих между пластинами из дисков, при отключении возникает не одновременно, а последовательно во времени, друг за другом,, плаЕно увеличивая сопротивление

с1лектрической цепи до полного ее рарыва ,

Регулируя угол наклона сХ, скорос вытекания жидкого металла и количество дугогасителькых пластин реше возможно в широких пределах изменять характеристики отключения, с целью оптимизации параметров выключателя.

На фиг.1 предлагаемый выключател разрез по центральной продольной ос на фиг, 2 - сечение А-А Лиг. 1 поперек центральной продольной оси.

Предлагаемый выключатель -содержи дугогасительную решетку, состоящую из медных дисков 1, между которыми для создания радиального магнитного поля (Ф) , установлены магниты 2, Расположение полюсов магнитов 2 и направление магнитных силовых линий поля Ф в рабочих полостях 3 указаны стрелками. Пластины 1, через центральные отверстия, насажены на стальной сердечник 4, изолированный по поверхности со всех сторон, и установлены, на некотором расстоянии одна к другой для образования рабочи полостей 3 в изоляционном корпусе 5 дугогасительной камеры из несмачиваемого материала, КОТОРЫЙ имеет снаружи стальной кохсух б. Стальной сердечник 4 и стальной кожух б являются магнитопроводом магнитов 2, Тс крайним пластинам 1 жестко присоединены токовводы 7. Пластины 1 (диски);, образуюише дугогасительную решетку, совместно с изоляционным корпусом 5 и кожухом б стянуты при помощи крепежных шпилек 8 между изоляционных,стенок 9, в результате чего образуются замкнутые объе..ш рабочих по,г)остей .3.

В нижней части корпуса 5, в каждой рабочей полости 3, между дисками-пластинами 1 дугогасительной решетки содержатся радиально расположенные каналы 10, подводящие жидкий металл 11, которые сходятся в общий желоб 12 для подвода жидкого металла и выполнены из изоляционного несмачиваемого материала. В верхней части корпуса выполнены каналы 13, связывающие объемы рабочих полостей 3 с объемами элементов переменной емкости, к примеру, сильфонов 14.

Рабочие полости могут быть, к примеру, заполнены воздухом, инертным газом, дугогасяшей жидкостью и другой средой.

Центральная продольная ось в-в выключателя расположена под углом к уровню поверхности г-г жидкого металла для получения эффекта последовательного зажигания дуг.

Работает выключатель следующим, образом.

Во включенном положении выключа теля, между пластина; 1и, в рабочих полостях 3, содержится жидкий металл 11, несущий функцию подвижного контакта и замыкающий Б этом положении электрическую цепь между токовводами 7 через элементы: 7-1-1-11-1-1-11-1-1-11-1-1-11- 1-1-.7 При отключении-, с убыванием жидкого металла 11 в крайней рабочей полости 3, в которой, в связи с наклоном центральной продольной оси в-в , содержится наименьшее количество жидкого металла 11, возникает первая дуга между дисками пластинами 1, .которая вращается в полости 3, под действием радиального магнитного поля (Ф). Вторая дуга возникает в следующей соседней полости 3 и также вращается между дисками-пластинами 1 только в направ лении, обратном первой полости, до возникновения дуги в последней рабоч полости 3, Таким образом, возникает ряд последовательных коротких дуг, которые вращаются между дискамипластинами 1, под действием-радиаль ного магнитного поля (Ф) до полного погасания и размыкания цепи. Измене ние объема в рабочих полостях при включении и отключении выключателя компенсируется сильфонами 14. Формула изобретения Силовой электрический выключател содержащий подвижный и неподвижные контакты и дугогасительную изоляционную камеру, в которой установлены система радиального магнитного дутья и дугогасительная решетка, выполненная в виде насаженных на металлический стержень металлических дисков, которые разделяют внутренний объем камеры на отдельные полости, отличающийся тем, что, с целью повышения коммутируемой мощности, дугогасктельная камера снабжена установленными соосно токовводами, между которыми закреплен указанный металлический стержень, снабженный изоляционным покрытием по поверхности, при этом насаженные на стержень металлические диски использованы дополнительно в качестве неподвижных контактов, а в качестве подвижного контакта использован дополнительно введенный жидкий металл, который помещен в нижнюю часть дугогасительной камеры, которая выполнена герметичной. Источники информации, принятые во внимание, при экспертизе 1.Залесский A.M., Масляные выключатели. Л., Энергия, 1932, с.92, рис.103. 2.Авторское свидетельство СССР № 210910, кл.Н 01 Н 29/00, 1970. 2. Новиков Ю.Н., Теория и расчет электрических аппаратов, М., Энергия, 1970, сЛб8, рис.3-23.

8 3

Фиг.1

13