Торцовый контакт вакуумного дугогасительного устройства Советский патент 1980 года по МПК H01H33/664 H01H1/02 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вакуумным эле ктрическим аппаратам.

Известны контакты вакуумных дугогасительных устройств, предназначен- 5 ные для коммутации силовых электрических цепей, геометрия и материал которых определяют коммутационную износостойкость и величину тока среза вакуумного электрического аппарата. 10 В частности, в известных конструкциях контактов для снижения тока среза в контактах из тугоплавкого материала выполняют глухие .углубления и заполняют их легкоплавким сплавом с |5 высокой упругостью паров и низкой теплопроводностью/ причем суммарная площадь, приходящаяся на углубления, составляет 3-20% от площади контакта, а глубина углублений более 1 мм .Ij . 20

С помощью таких контактов достиг- , нуты коммутационная износостойкость в 2 млн. циклов включено - отключено и среднее значение тока, среза около 1 А. Достигнутая коммутационная 25 износостойкость является недостаточной, так как она в 5 раз меньше механической.

В указанных конструкциях контак.тов углубления выполнены таким обра- 30

зом, что их боковая поверхность перпендикулярна к плоскости контактирования. При таком выполнении углублений трудно обеспечить поддержание среднего значения тока среза на одном уровне (не более 1 А) и хорошее сцепление легкоплавкого сплава с тугоплавким материалом.

Контакты при коммутации тока изменяют свою массу как за счет эрозии (испарения) легкоплавкого сплава, так и за счет тугоплавкого материала. Это приводит к изменению высоты углублений и, следовательно, к изменению величины тока среза. Кроме того, при коммутации тока часто наблюдается вырывание легкоплавкого сплава из углублений из-за низкой прочности его сцепления с тугоплавким материалом.

Цель изобретения - повышение коммутационной износостойкости и предотвращение увеличения тока среза в процессе эксплуатации.

Поставленная цель достигается тем, что в торцовом контакте из тугоплавкого материала на контактирующей поверхности которого, по крайней мере, одно углубление заполне.но легкоплавким сплавом, боковая поверхность углубления выполнена так что она образует с контактирующей поверхностью угол менее 90° , причем отношение ширины углубления со стороны контактирующей поверхности к ее глубине равно 0,12-3,5, причем отношение площади основания углублеНИН, находящегося в глубине контакта к основанию на контактирующей поверх ности равно 1,1-3,5. При таком выполнении углублений в процессе воздействия дуги ширина угл лений увеличивается, а высота уменьш ется, но при этом коммутационная износостойкость и ток среза остаются практически неизменными. Когда легко плавкий сплав находится на уровне контактирующей поверхности, условия для его испарения благоприятны, несмотря на малую ширину углублений. В процессе эксплуатации легкоплавкий сплав испаряется, его уровень удаляется от контактирующей поверхности и условия для его испарения менее благоприятны и, следовательно, посту пление пара в межкаТйтактный промежуток уменьшается, что ведет к увеличе ВИЮ тока среза, в предложенной конст рукции контактов это предотвращается тем, что по мере испарения тугоплавкого металла и легкоплавкого сплава площадь, приходящаяся на последний, увеличивается. На чертеже изображен вариант выпо нения описываемого контакта. Контакт 1 выполнен из тугоплавкого материала, например молибдена, и имеет высоту Н-.На контактирующей по верхности контакта выполнено несколь ко углублений 2, заполненных легкоплавким сплавом 3 с высокой упругостью паров и низкой теплопроводностью Сечение углублений имеет вид равнобе ренной трапеции с высотой и двумя основаниями, меньшее из которых d расположено на контактирующей поверх ности, а больше D-B глубине контакта Исследованиями, проведенными на контактах описываемой конструкции, установлено, что наивысшая коммутационная износостойкость наблюдается у контактов с углублениями, относительная суммарная площадь которых за ключена в пределах 20-30%, а их глубина не более 2 мм удовлетворительная коммутационная износостойкость (не менее 2 млн. циклов ВО) достигается при относительной площади углуб лений меньше 20%, но не менее 10%, и больше 30%, но не более 50%, а их глубина не более 3,5 мм; как при уменьшении, так и при увеличении ширины углублений за пределы оптимальных размеров и при глубине углублений свыше 2 мм коммутационная износостойкость уменьшается; при уменьшении ширины углублений за оптимальные размеры ток среза увеличивается, а при увеличении ширины углублений уменьшается; варьируя ширину и глубину углублений, можно обеспечить оптимальные условия, при которых достигается наивысшая для данной конструкции контактов стабильная коммутационная износостойкость и неизменная требуемая величина тока среза. Выполнение в контактах углублений с оптимальными размерами, удовлетворяющими условию 0,12 42ci/h 3,5, позволяет обеспечить коммутационную износостойкость свыше 2 млн. циклов ВО, а при наиболее благоприятных условиях 0,7 2с1/Ь4 1 - до 5 млн. циклов ВО, в то время как известные контакты обеспечивают коммутационную износостойкость не более 2 млн. циклов ВО при непрерывном увеличении среза тока. Описываемые контакты обладают более высокой и стабильной коммутационной износостойкостью; практически неизменным уровнем тока среза; улучшенными условиями сцепления легкоплавкого сплава с тугоплавким, что позволяет устранить удаление легкоплавкого сплава из углублений в твердой фазе при размыкании контактов. Формула изобретения Торцовый контакт вакуумного дугогасительного устройства из тугоплавкого материала, на контактирующей поверхности которого имеется, по крайней мере, одно углубление, заполненное легкоплавким сплавом, отличающийся тем, что, с целью повышения коммутационной износостойкости и предотвращения увеличения тока среза в процессе эксплуатации, боковая поверхность углубления выполнена так, что она образует с контактирующей поверхностью угол менее 90°, причем отношение ширины углубления со стороны контактирующей поверхности к ее глубине равно 0,12-3,5, а отношение площади основания углубления, находящегося в глубине контакта, к площади основания на контактирукицей поверхности выбрано в пределах 1,1-3,5. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Акцептованная заявка Японии 45-4571, кл. 59 А 18, 1970.