Высоковольтный вакуумный выключатель Советский патент 1980 года по МПК H01H33/664 

Изобретение относится к высоковольтным вакуумным выключателям, предназначенным для коммутации без нагрузки мощных высоко частотных цепей, и может найти применение в мощной радиотехнической аппаратуре дан переключения антенных цепей, отводов катушки высокочастотного контура, в согласующих устройствах, для включения и выключения высокочастотных контуров и конденсаторов высокочастотных цепей. Известен высоковольтный вакуумный выклю чатель, в котором контактирование при замыкании цепи происходит черед дно цилиндричес ких контактов 1 . Такое выполнение контактной гругшы ведет к очень большому зйаченйю величины межконтактной емкости при разомкнутых контактах, вследствие чего выкл чатель имеет низкую собственную резонансную Частоту. Кроме того, наличие большой емкоети между рг-зомкнутыми контактами приводит к значительным потерям мощности высокой частоты при работе выключателя с разомкнуты ми контактами. Величина межконтактной емкости может быть значительно снижена путем выполнения контактной группы без донной части в месте контактирования, а также выполнения. подвижного контакта с внутренней конусообразной поверхностью, образующая которого совпадает при разомкнутых контактах с нулевой эквипотенциальной линией электрического поля 2. Однако снижение емкости в этом случае путем уменьшения толщины стенки цилиндрических контактов ограничено явлением потери формоустойч1тости контактов при воздействии дeфop шpyк)щиx усилий, возникающих в момент замыкания цепи и имеющих достаточно большую величину. Это ограничивает собатвеннуто резонансную частоту выключателя, а,следовательно, и верхнюю частоту рабочего диапазона частот. Цель изобретения - повышение собственной резонансной частоты и снижение потерь мощности высокой частоты при разомкнутых контактах. Это достигается тем, что в высоковольтном вакуумном выключателе, содержащем цилиндрическую метаплокерамическую оболочку, внутри которой размещены неподвижный и подвижный контакты, токопроводящий и силовой элементы в виде сильфонов, соединяющих подвижный контакт с приводным механизмом, токоподводы к подвижному и неподвижному контактам и экранирующий электрод, по крайней мере один из контактов выполнен с Пазами в месте контактирования, а пазы в контактах расположены перпендикулярно плоскости контактирования.

Выполнение по крайней мере одного из контактов в месте контактирования с пазами снижает межконтактную емкость, так как наличие пазов уменьшает торцовую поверхность контактов, непосредственно влияющую на межконтактную емкость.

Выполнение пазов перпендикулярно шоскости контактирования позволяет получить минимальную межконтактную емкость без снижения формоустойчивости контактов. В случае же выполнения пазов под углом к плоскости контактирования, емкость не может быть получена минимальной из-за пересечения плоскости наклонного паза с провисающими в паз линиями эквипотенциалей электрического поля. Кроме того, выполнение пазов наьслонными резко снижает механическую прочность контактов.

Снижение межконтактной емкости повышает собственную резонансную частоту и, соответственно, верхнюю частоту рабочего диапазона, а также уменьщает потери мощности высокой частоты при работе выключателя с разомкнутыми контактами.

На фиг. 1 изображен предлагаемый выключатель при замкнутом положении контактов; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Вакуумный выключатель содержит герметизированнук) керамическую оболочку 1, вакуумноплотно спаянную с медными переходными кольцами 2. Керамические кольца 3 паяются внутри переходных колец 2 и служат для компенсации разности коэффициентов термического расщирения керамической оболочки 1 и медных переходных колец 2. Переходные кольца 2 с вЬещней стороны скруглены дая уменьшения концентрагщи напряженности электрического поля.

Узел подвижного контакта состоит из медного основания 4, с которым спаяны бронзовый вкладыщ 5 и бронзовая направляющая втулка 6, обеспечивающая осевое перемещение подвижного контакта 7. Контакт 7 вакуумноШ1ОТНО спаян с силовым элементом, выполненным в виде сильфона 8, и сильфоном 9, служащим в качестве токопровода.

К основанию 4 припаяны другие кон1№1 сильфонов 8 и 9 и цилиндрический электрод 10 из немагнитного материала с высокой электропроводностью . Узел неподвижного контакта состоит из

медного неподвижного контакта 11, с которым спаяны бронзовый вкладыш 12 и сварена медная втулка 13, с которой, спаян металлический штенгель 14. Неподвижный контакт выполнен в месте контактирования с пазами, перпендикулярными плоскости контактирования, причем глубина пазов превышает их ширину, что исключает пересечение провисающих в паз эквипотенциальных линий электрического поля с поверхностью основания паза.

Керамическая оболочка, узел неподвижного контакта и втулка со штенгелем паяются в водородных печах.

Окончательная сборка выключателя заканчивается аргонодуговои сваркой переходных

колец 2 с основанием узла подвижного и неподвижного контактов. Затем с неподвижным контактом 4 сваривается переходная втулка 13 со щтенгелем 14.

Для поддержания рабочего давления внутри .выключателя в течение заданного срока службы в выключателе используется нераспыляемьш газопоглотитель 15, который может закреплен как на подвижном, так и на неподвижном контактах.

Из внутреннего объема выключателя через металлический штангель 14 откачивают воздух и газы, выделяющиеся в процессе вакуумнотехнологической обработки. По окончании ее

штангель отпаивается и навинчивается защитный колпачок 16. Контакты выключателя размыкаются при воздействии усилия на хвостовик подвижного контакта 7 вниз по оси выключателя, а замыкание обеспечивается атмосферным давлением.

Формула изобретения

1. Высоковольтный вакуумный выключатель для высоковольтных цепей, содержащий цилиндрическую металлокерамическую оболочку, внутри которой размещены неподвижный и подвижный контакты, токопроводящий и силовой элементы в виде сильфонов, соединяющих подвижный контакт с приводным механизмом, токоподводы к подвижному и неподвиж1{ому контакту и экранирующий электрод, отличающийся тем, что, с целью -повышения собственной резонансной частоты и снижения потерь мощности высокой частоты при разомкнутых контактах, по крайней мере один из контактов выполнен с пазами в месте контактирования.