Вакуумный выключатель Советский патент 1982 года по МПК H01H33/666 

(54) ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ

Изобретение относится к электротехнике, конкретно к вакуумным коммутационным аппаратам.

Известны вакуумные выключатели, содержаигае электромагнитный привод, выполняет основную функцию преобразования эпектрвческой энергии в механическую fl ЗНедостаток таких выключателей связан ю с тем, что их привод требует наличия мопшого источника постоянного тока с малым внутренним сопротивлением.

Наиболее близок к предлагаемс у умный выключатель, содержащий оболочку, Т1Одвижнь1Й и неподвижный контакты, привод, прячем последний может быть электродинамического типа 2 .

Недостаток такого выключателя свя- 20 зан с тем, что их привод требует нали чия высоковольтного конденсатора на напряжение до йесятков киловольт и имеет достаточно сложную конструкцию.

Цель изобретения - упрощение конструкции, уменьшение габаритов и повышение надежности выключателя.

Указанная цель достигается тем, что привод выполнен из однотипных подвижных элементов с термомеханической памятью, диэлектрического основания, направляющих токопроводов, верхней и нижней диэлектрических плит с токоподводами и отверстиями для подвода хладагента, пружины всгаврата и эластичного кожуха, причем подвижные элементы прикреплены одним концом к диэлектрическому основанию и размешены между штатами, плиты соединены между собой пружинами возврата и эластичным кожухом, а верхняя плита кинематически связана с подвижной частью выключателя.

Подвижный элемент привода изготавливается из ленты, имеюшей прямолинейную форму, в холодном состоянии и Uобразную форму в на1-ротом состоянии.

Токоподводы содержат отверстия и стержни, которые являются одновременно направляющими.

Такое выполнение привода обеспечивает полные циклы возвратно-поступательно- 5 и го движения подвижных частей вакуумного выключателя. На чертеже, .приведено предлагаемое устройство и кинематическая схема данного привода. Привод содержит однотипные элементы имеющие диэлектрическое основание 1 с закрепленной на нем одним концом лентой 2 из материала с термомеханической памятью, подпр:ркиненным контактом 3 и направляющими токопроводами 4, Элементы устанавливаются между нижней 5 И верхней 6 диэлектрическими плитами с токоподводампя 7. Плиты соединены между собой пружинами возврата 8 и эластичным кожухом 9, имеют устройства 1О для подвода и отвода хладагента. Верхняя плита кинематически связана с рычагом 11,воздействующим на блок-контакты 12,и через механизм свободного расцепления -13 --с подвижными част51ми вакуумной дугогасш-ельной камеры 14. Электромагнит отключения 15 служит для освобождения механической связи в механизме свободного расцепления 13 после поступления сигнала на отключение а пружина отключения 16, обладающая запасом поте1шиш1ьной энергии, приобретенным при включении привода, предназна чена для от1О1Ючения выключателя. ™ - -- Лента 2 имеет У-образную форму при температуре вьпие интервала температур фазового переходу маргенситного превращения в ее (для титанс-никелйевого сплава + ), а при температуре ниже интервала температур фазового перехода (для тнтано-никелневого сплава + 40 С) лента 2 имеет прямолинейную форму. Ленту 2 изготовляют следующим обра зом. В закрытом штампе под нагрузкой из ленты сплава с термомеханической памятью формуют U -образную форму и, не открывая штампа, подвергшот отжигу с последующим охлаждением в закрытой форме до температуры ниже + 40 С. Затем открывают фсфму и ленту 2 вьшрямляют. Привод работает следующим образом. Лента 2 в холодаем состоянии имеет прямогаанейную форму и контактирует сво бодным концом с подпружиненным контак том 3. При подаче напряжения к токопод

водам 7 через ленту 2 протекает ток и нагревает ее до температуры + 60 С. При этом происходит обратное мартенситное превращение в сплаве титан-никель, прямолинейная форма ленты 2 каждого элемента изменяется на U -образную с большой скоростью. Редукция формы -ленты при мартенситной трансформашга направена на создание усилий перемещения элементов по направляющим токопроводам 4. Через последовательно собранные элементы усилия передаются верхней диэлектрической плите 6 и далее через механизм свободного расцепления 13 подвижным частям вакуумной дугогасительной камеры 14. В конце операции включения подвижная система поворачивает рычаг 11, который производит переключение блок-контактов 12 выключателя, при этом токоподводы 7 обесточиваются и лента 2 начинает охлаждаться. При охлаждении ленты до температуры + форма ее меняется на прямолинейную и пружины 8 возвращают элементы и верхнюю диэлектрическую плиту 6 в исходное положение. Отключение выключателя производится электромагнитом отключения 15, который освобождает механическую связь в механизме свободного расцепления 13, что позволяет взведенной пружине отключения 16 отключать выключатель. Для ускорения охлаждения ленты под кожух подается хладагент, например сжатый воздух Для регулирования разви.,. ваемых усилий, необходимых для включения -выключателя и поджатия контактов, И обеспечения хода подвижных частей про изводят последовательно-параллельную сборку необходимого количества элементов, исходя из свойств материала ленты. Например, для тйтано-никеяиевого сплава напряжение, генерируемое при фазовом переходе под нагрузкой составляет ЗО6О кГс/см , степень пластической деформании при изготовлении детали 8-15% при обеспечении 1ОО%-ного возврата формы, скорость перемещения подвижных частей привода регулируется велич1шой тока, проходящего через пластины с термомеханической памятью, и составляет О,5-О,9 м/с. Особенность данной конструкции привода заключается в том, что он отличается малыми габаригами, .простотой сборки и эксплуатации, высокой механической износостойкостью (для сплава тнтан-никеяь 1О циклов) по сравнению с электро