Вакуумная дугогасительная камера Советский патент 1982 года по МПК H01H33/664 

(54) ВАКУУМНАЯ ДУГОГАСИТЕЛЬНАЯ КАМЕРА

Изобретение относится к электротехнике, а именно к вакуумным коммутационным аппаратам.

Известны вакуумные дугогасительные камеры (ВДК), содержащие оболочку из металла и диэлектрика, сильфон, систему экранов, подвижный и неподвижный токопроводы с контактами, кото рые способны коммутировать большие и малые токи в цепях с реактивной нагрузкой, для этого применяют контакты, включающие в себя материал с высокой упругостью паров 1,1,

Наличие в. контактах материала с высокой упругостью паров снижает предельную коммутационную способность ВДК до 3-5 кА. Применение ограничителей перенапряжения усложняет конструкцию коммутационного аппарата и повышает его стоимость.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к данной является ВДК, содержащая ободочку из металла и диэлектрика, оильфон, систему экранов и токопро- воды с контактами, на одном из которых выполнен цилиндрический выступ, входящий с гарантированным зазором в соответствующую выемку в друге контакте. При размикании контактов

выступ полностью не выходит из выемки, т.е. между ними всегда сутцествует постоянный зазор. Величина зазора iвыбирается такой, чтобы возникающее в цепи вследствие среза тока, перенапряжение пробивало его и самым ограничивалось. Кроме того, для уменьшения электрической прочности-зазоУра на цилиндрических поверхностях

10 выступа или выемки делаются острые выступы 2.

В этой ВДК применена сложная и нетехнологичная контактная система, которая:к тому же не обеспечивает

15 высокой надежности ограничения перенапряжений из-за возможного перехода искрового разряда в друговой. Такой переход ничем не ограничен и возник;ающий дуговой разряд будет при20водить к изменению величины зазора за счет -эрозии обращенных друг к другу поверхностей выступа в выемки. Кроме того, такая контактная систе- . ма не мэжет быть использована в низ25ковольтных БДК, так как в этом случае зазор должен быть очень малым (не превышать десятых долей миллиметра) Целью изобретения является noBHiueние надежности работы и срока служ30бы ВДК. . Указанная цель достигается тем, что в известной ВДК контакты выполнены в виде входящих друг в друга стаканов, а гарантированный зазор образуется их боковыми стенками, изготовленнами из материала с высоким удельным электрическим сопротивлением, например нихрома, при этом на обращенные друг к другу поверхности боковых стенок нанесен слой материала с малой работой выхо да электронов (не более б .Цж), например окиси тория. Кроме того, боковым стенкам може быть придана форма многогранной призмы Наличие контактов в виде стакано изготовление которых может быть осуществлено штамповкой и вытяжкой, позволяет упростить их конструкцию и повысить техноло1:ичность изготовления . Изготовление боковых стенок стаканов из материалов с высоким удель ным электросопротивлением позволяет устранить переход искрового разряда в дуговой, так как при его возникновении ток в цепи значительно огра ничен электрическим сопротивлением материала боковых стенок, что обеспечивает повышение надежности ограничения перенапряженийр так как вел чина зазора практически не меняется в течение всего срока службы ВДК. Нанесение на обращенные друг к д ГУ поверхности боковых стенок стака нов материала с работой выхода электронов не более б-1СГ Дж позволяет снизить величину ограничения перенапряжений при одновременном увеличении шириньг зазора. Это дает возможность снизить требования к точности изготовления ВДК и примени их в низковольтных вакуумных коммутационных аппаратах. На чертеже изображен один из возможных вариантов ВДК с предлага емой контактной системой. ВДК содержит оболочку, включающую диэлектрическую и металлическую части. Диэлектрическая часть оболоч ки 1, выполненная в форме цилиндра. содержит металлические диски 2, кот рые вакуумноплотно присоединены к торцам цилиндра. Через отверстие нижнего диска 2 проходит подвижный токопровод 3, вакуумноплотно соединенный с ним сильфоном 4 и направляющей , втулкой 5. К подвижному токо проводу 3 прикреплен экран б. Череэ отверстие верхнего диска 2 йроходит неподвижный токопровод 7. Внутри оболочки ВДК к верхнему диску 2 при креплен экран 8. На торцах подвижно го 3 и неподвижного 7 токопроводов укреплены контакты соответственно 9 и 10 в форме стаканов, между стенками которых имеется постоянный зазор. Устройство работает следующим об-J разом. При размыкании контактов между ними возникает вакуумная дуга, которая гаснет при переходе переменного тока через нулевое значение или раньше в зависимости от величины отключенного тока. При отключении токов в несколько ампер дуга может прекратить свое существование даже при амплитудном значении тока, причем время уменьшения его от амплитудного значения до нуля составляет . В результате такой боль шй скорости изменения тока в электрической цепи, содержащей реактивные нагрузки, возникают значительные коммутационные перенапряжения, величина которых может быть в несколько раз выше электропрочности изоляции электрооборудования. Но так как пробивное напряжение постоянного зазора между поверхностями подвижного и неподвижного контактов не превышает электропрочности изоляции, то комму- тационные перенапряжения будут пробивать этот зазор и тем самым ограничиваться на уровне безопасной величины. При размыкании контактов подвижный токопровод может смещаться при несовпадении оси камеры с осью аппарата. При этом будет изменяться зазор между боковыми стенками контактов. Для устранения этого явления ВДК снабжен направляющей втулкой, которая не допускает смещения подвижного токопровода выше допустимого значения. В замкнутом положении контакты соприкасаются основаниями контактов и прижимаются друг к другу усилием, определяемым разностью давлений вне и внутри оболочки ВДК, эффективным сечением и жесткостью сильфона. Применение предлагаемой ВДК в низковольтных коммутационных аппаратах позволяет существенно (повысить их коммутационную износостойкость. Формула изобретения It Вакуумная дугогасительная камера, содержащая оболочку из металла и диэлектрика, сильфон, систему экранов и токопровода с контактами, на одном из которых выполнен цилиндрический выступ, входящий с зазором в соответствующую выемку в другом контакте/ отличающаяся тем, что с целью повышения надежности работы и срока службы вакуумной дугогасительной камеры, контакты выполнены в ркде входящих друг в друга стаканов, а зазор образуется их боковыми стенк€1ми, изготовленными из материЕша с высоким удельным электричесКИМ сопротивлением, например нихрома, при этом на обращенные друг к другу поверхности боковых стенок нанесен слой материала с малой работой выхода электронов, например окиси тория.

контактов выполнены в форме многогранной призмы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

i(j°,,,LL

.