Устройство вакуумной распределительной камеры Советский патент 1982 года по МПК H01H33/66 

(54) УСТРОЙСТВО ВАКУУМНОЙ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ КАМЕРЫ

1

Изобретение относится к устройствам вакуумной распределительной камеры для переключения постоянного тока главным образом низкого напряжения.

Специфические свойства электрической дуги в вакууме используются в контакторах переменного тока с вакуумными распределительными камерами. Вакуумные распределительные камеры особенно пригодны для такой цели из-за того, что после гашения электрической дуги при каждом последующем естественном переходе через нулевое значение переменного тока в них восстанавливается высокая электрическая прочность. Однако из-за низкого постоянного напряжения электрической дуги они одни не в состоянии обеспечивать отключение цепей постоянного тока.

Известно (DL-PS 119 096), что процесс разрядки конденсатора может быть начат с помощью коммутационных элементов (тиристор или дополнительный вакуумный коммутационный участок), управляющие сигналы которых формируются в процессе размыкания в вакуумной распределительной камере. Обеспечение начала разряда конденсатора и формирование управляющих

сигналов связано с большой затратой конструктивов, существенно увеличивающей габариты прибора и его стоимость. При применении тиристоров в качестве коммутационного элемента, кроме того, не обеспечивается разделения потенциалов.

Цель изобретения - экономия конструктивов.

В основу изобретения положена задача

10 указать для гащения электрической дуги постоянного тока устройство, в котором дуга в вакууме непосредственно вызывает разряд конденсатора и, тем самым, искусственный переход через нулевое значение тока. Согласно изобретению эта задача реша5 ется тем, что с гасящим конденсатором соединен управляющий электрод, который расположен в непосредственной близости от межконтактного промежутка пространства или же от электрической дуги, возникающей

20 между контактными элементами, и тем, что гасящий контур замыкается из-за ионизации промежутка между управляющим электродом и контактным элементом, вызываемой дугой в вакуумной распределительной камере. Ирч гтпм 15)кпс7й1;ляется целесоооразi i-Mi Ilaciio... у1иакляющий злекгрод. Hio/i pCPde rie « нцснтричпо в пути тока непоягижио/му контакту. Кроме того, це./ .:aj6;ii:3itG чюбы У тра8/ яюш.ий электрод iCHHO бы.;; кл-.-полнен в виде патруб f; ч,1я (Лкачийас мя аоздуха. В другом вари; нтс исполпе.кия у.правляющий электрод люжет быть выполнен в виде беспотенциаль)()го экрана, концентрически охватывающего контактные элементы. По мере необходимостл такой беспотенциальный экран может быть через изолирующий промежуток прикреплен к неподвижному контактному элементу. Кроме того, иногда целесообразно выполнять экран так, чтобы его нижняя ,;:()Bii;ia электрически соединялась с конifihTfioiM эле.ментом, а верхняя половина (j6p.;i..овала управляющий электрод. Помимо этого, управляющий электрод может быть расположен в виде беспотенциально14) кольца вокруг неподвижного контакта. Если этот контакт имеет горощкообразную конструкцию, то целесообразно снабдить его отверстиями, обращенными к выполненному виде беспотенциального кольца управляющему электроду На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2-7примеры исполнения соответствующего изоб.петению устройства. Нм :):г. 1 представлено соответствующее изобретению устрвйство, в котором к потребителю 1 последовательно подключена вакуумная распределительная камера 5. Управляющий электрод 4 соединен с гасящим конденсатором 3 и добавочным сопротивлением 2, последовательная цепь которых подключена параллельно потребителю 1. После включения вакуумной распределительной камеры 5 гасящий конденсатор 3 известны.м образом заряжается через добавочное сопротивление 2. После размыкания контактных элементов вакуумной распределительной камеры 5 во время процесса отключения между контактными элементами 8 и 9 возникает электрическая дуга, под воздействием которой ионизируется межконтактный промежуток, в который выступает или на краю которого находится управляющий электрод 4. Из-за этого становится токопроводящйм соединительный участок между управляющим электродом 4 и контактным элементом 8, а гасящий конденсатор разряжается через электрическую дугу в вакуу.ме. Ток разряда гасящего конденcirropa 3 противоположен отключаемому току, из--за чего достигается принудительный переход через нулевое значение тока и, тем самым., -ашение электрической дуги в ваку мной распределительной камере. Ин фигурах 2-7 показаны примеры расположения и исполнения управляющего электрода 4, который должен быть обязательно расположен на краю межконтактного промежутка или же выступать в него. Соответственно фиг. 2 управляющий, электрод концентрично расположен изолировано, не нарущая герметичности в центре стационарного пути тока 6 вакуумной распределительной камеры 5, а его острие не.много отодвинуто назад напротив поверхности контактного элемента 6. При этом целесообразно, чтобы управляющий электрод 4 был полым и одновременно служил бы патрубком для откачивания воздуха. Соответственно фиг. 3 охватывающий контактные элементы 8 и 9 беспотенциальный экран 7 служит в качестве управляющего элемента 4. В устройстве, показанном на фиг. 4, каждый из контактных элементов 8 и 9 окружен одной половиной экрана, причем половина 10 экрана электрически соединена с контактным элементом 8, а половина 11 экрана образует управляющий электрод. Из-за ионизации в щели 12 между половинами 10 и 11 экрана начинается разряд конденсатора через электрическую дугу. На фиг. 5 кольцевой управляющий-электрод 4 выполнен со щелью 12, обращенной к неподвижному контакту 8 вакуумной распределительной камеры. Соответственно фиг. 6 применяется горшкообразный контактный элемент 13 с отверстиями 14, обращенными к кольцеобразному управляющему электроду. Эти отверстия 14 служат для ионизации кольцевой щели 12. Еще одно исполнение показано на фиг. 7 В данном случае выполненный в виде экрана управляющий электрод 4 через изолирующее кольцо 15 жестко соединен с контактным элементом или же с линией 6 подвода тока к этому элементу. Преимущества предлагаемого устройства состоят в простоте конструкции, в применении модифицированных вакуумных распределительных камер, в произвольности полярности подключения вакуумных распределительных камер и в экономии переключающих элементов и органов управления, которые дополнительно требуются для обеспечения начала процесса разряда гасящего конденсатора. Формула изобретения 1. Устройство вакуумной распределительной камеры для переключения постоянного тока главным образом низкого напряжения используемой в качестве главного коммутационного участка, в которой после размыкания данного участка через разряд конденсатора накладывается противоположный отключаемо.му току токовый импульс и тем самым принудительно достигается искусственный переход через нулевое значение тока в вакуумной распределительной камере, отличающееся тем, что с гасящим конденсатором 3 соединен управляющий электрод 4, причем этот управляющий электрод расположен в непосредственной близости от межконтактного промежутка. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что управляющий электрод 4 расположен изолировано концентрично в токоподводящей линии 6 к неподвижному контакту 8. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что управляющий электрод 4 выполнен в виде беспотенциального Экрана 7, концентрично охватывающего контактные элементы 8 и 9. 4.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что управляющий электрод одновременно выполнен и в виде откачивающего патрубка. 5.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что экран состоит из одной нижней половины 10 и одной верхней половины 11, причем нижняя половина 11 электрически соединена с контактным элементом 8, а верхняя половина 11 образует управляющий электрод 4. 6.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что управляющий электрод 4 расположен в виде беспотенциального кольца вокруг контактного элемента 8. 7.Устройство по пп. 1 и б, отличающееся тем, что горшкообразный контактный элемент 13 снабжен отверстиями 14, обращенными к выполненному в виде беспотенциального кольца управляющему электроду 4. 8. Устройство по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что беспотенциальный экран 7, который через изолирующий промежуток 15 прикреплен к контактному элементу 8 образует управляющий электрод 4. Признано изобретением по результатам экспертизы, осуществленной Ведомством по изобретательству Германской Демократической Республики.

/

5

ff

ч

Фг/г.

Фг/г.

-//

У.

8 -fff

22

YAV

А

/

Фиг А

//

8 /

ф1/г. фг/гJ ф1/г. 7