HU180227B - Contact device for low-voltage vacuum controllers - Google Patents

Description

A találmány tárgya érintkező elrendezés kisfeszültségű vákuum motorvédő kapcsolók részére, amelyeknek névleges áramuk kb. 6J0 amperig terjed. Ezen mágnes kapcsolókkal szemben az 1gen hosszú élettartam a követelmény. Ezen mágnes kapcsolókat főképpen motorok vagy hasonló fogyasztók céljára alkalmazzák.

A vákuum-teljes Ítmény kapcsolókkal szemben, amelyeknek egy nagyságrenddel kisebb villamos és mechanikus élettartamkövetelményük van, azonban egy nagyságrenddel nagyobb áramoknak, például zárlati áramoknak vannak kitéve, a kisfeszültségű vákuumos mágnes kapcsolóknál az a követelmehy, hogy az érintkezők cseréje nélkül, és karbantartás igénye nélkül az érintkezők 1gen nagy élettartamuak legyenek.

A kisfeszültségű vákuumos mágnes kapcsolók ezt a nagy élettartamot különösen a vákuum-villamos iv specifikus tulajdonságainak kihasználásával biztosítják, /A típus/ a párhuzamos katódtalppontok, kisajtolt anód talppont és az anód szűkülése nélküli kialakítás folytán.

Ennek következtében a katódon igen kismérvű anyagleégés és az ánódon pedig anyagmegtakaritás jön létre, amely az érintkezőelemek élettartamát kedvezően befolyásolja. Az A tlpusu vákuum-villamos iv specifikus tartományát az áram nagysága mellett elsősorban az érintkezők anyagának oélszerü megválasztása, a maximális kamra belső nyomásának kihasználása éa az érintkezők geomatriai méreteinek oélszerü megválasztása befolyásolja.¹

Az ismert kutatási eredmények alapján tudott, hogy a ka-* tódon, illetőleg az A tlpusu specifikus vákuum-villamos Ívnél

-1180227 a p:ul.u₍^.ű3 kab ódtalppontokon a leógési folyamat állandó nyomás ért·;.: i lett csökken♦ /Lásd: LL-PS 108 407/ Nagyobb életb .*'· olna a villamos ív tartama slai.;, ;.y. 1 íj;.OjjGL LO.bi, i .-/-πίνηι lévő nyomás értékét növelni.

E cíiu^:. asoiiVian a ki s őszülte·^{! i!}atumos máj·,neskapcsolóknál alkalmai',ott; vó..rcsaaJ.s.!·:u urintkezök nera alkalmasak.

í’ovuümi aaetiponή, hogy cólazerü volna az érintkezőanyagok gőzének keletkezését az éli útközök közötti résben teljes egészében meggátolni, azaz legalább egy nemveszélyes mértékre csökkenteni, hogy ezáltal az elgőzölgött érintkező anyagot további kajicsolások céljára visszanyerjék, és hogy ezáltal a vákuunkaDcsoló kapszulát fémgőzöknek a szigetelőszakaszban való lecsapódása ellen védjék. Vizsgálatok azt mutatták, hogy' a kátédon gőzzé vált ér Int kenőanyag a tárcsaalaku érintkezőknél az érintkezők közötti résben kb. 50 %-os arányban gőzölög el, az ernyőre, illetőleg a kapcsolókamra más belső felületeire kondenzálódik és igy ez az elgőzölgött érintkezőanyag további kapcsolások céljára elvész, azaz fel^őzölgése folytán a szigetelőszakaszt áthidalja. Nagyfeszültsé^ü-vakuumteljesÍtménykapcsolók céljaira már ismeretesek olyan érintkézőelemek, amelyeknek alakja a üárcsaalaku érintkezők alakjától eltér. Ezen érintkezők általában olyan vákuumkapcsolókamrában nyernek alkalmazást, amelyekben 5 kA. áramnál nagyobb zárlati áramok lépnek fel /B tipusu vákuumivek/, ahol az A tipusu vákuum-villamos ív már nem jön létre. A B tipusu villamos iveknél, azaz a nagynyomású villamos iveknél alkalmazott egyedi anódok és katódtalppontok a katód szerelvénynek eltérő kialakítását és méretezését igénylik. Ezeknél az áramoknál és a vákuumivek alakjánál fogva feltétlen szükséges a kidomborított anód és katód talpontoknak, illetőleg a kidomborodó ivoszlop alkalmazását meggátolni, hogy ilymódon az iv gyors terjedését elősegítsék, ezzel gyors lekapcsolást biztosítsanak, es az érintkezők anyagának nagy leégését meggátolják, mert ellenkező esetben a lekapcsolás nera következik be, az iv vlsszagyujt, minek következtében nagy fémgőzölgés következne be.

Ismeretesekké váltak olyan érintkezőelrenáezések /például a DT-B3 1 195 026; SO-PS 19 659 számú szabadalmak szerinti megoldások/, amelyeknél a villamos ivet a keletkezés helyétől, azaz az érintkezés helyétől mágneses tér befolyása alatt kónlkus alakban kifelé forduló hengerekből egy zárt hengerbe vezetik, majd rotációs mozgásba hozzák.

Hasonló célú elrendezést ismertet az US-PS 3 356 818 szármu szabadalom szerinti megoldás, amelynél a villamos ivet különösen az érintkezők helyétől a találmány leírásában közelebbről nem részletezett eszközökkel fuvatják tovább, majd először hengeres majd kúpos alakú falak között vezetve egymásba nyúló érintkezőelemek között ég.

Hasonló elrendezést Ismertet a DE-PS 96 801 számú,szabadalom is, amelynek célja i^en nagy áramok kikapcsolása és,amelynél különböző intézkedéseket tesznek, hogy a keletkező B tipusu villamos iv egymásba koaxiálisán futó edényszexü elektródák . között égjen.

Az Ismert szerkezetek továbbfejlesztésére szolgál a DE— IS 117 190 számú szabadalom, amely szerint a villamos ivet az úgynevezett névleges áramtartományból, amely az edényalaku érintkező alsó részét alkotja, az edényalaku érintkezők között leégés! térbe fuvatják.

-2180227

A fönt említett elrendezések azonban a találmány szerinti hasznos megoldás szempontjából nem adnak útmutatást, minthogy ezek az elrendezések igen nagy rövidzárlat! áramok kapcsolására szolgálnak, aholls a villamos ivet különböző eszközök utján az érintkezők közötti résből kell kifuvatni. Az érintkező anyagának gőze a kamrában nagyszámú kapcsolások biztosítása céljából igen hátrányosan hat. A kisfeszültségű vákuumos motorvédő kapcsolók áramtartama szempontjából pedig a fent vázolt elrendezések rendkívül költségesek, és nem biztosítják a szükséges élettartamot.

Célkitűzésünk a kapcsoló érintkezők élettartamának növelése, amely élettartam a vákuumos motorvédő kapcsolók egyik fontos paramétere.

A kapcsolók érintkezőit olymódon kívánjuk kialakítani, hogy az érintkezők közötti résből kilépő fémgőzök nagymértékben csökkenjenek, és hogy az elgőzölt érintkező anyag ismételten az érintkezőelemeken rakódjon fel.

A találmány szerint fenti célkitűzésűnket olymódon oldjuk meg, hogy mindkét érintkezőelemet önmagában Ismert módon egymásba nyúló edényalakban képezzük ki. Ezen edényalakok homlokoldalait az érintkezőanyagbol alkotjuk, mig a hengeres falak olyan anyagból készülnek* amely a villamos iv szempontjából a tulajdonképpeni érintkezoanyaghoz képest előnytelenebb paraméterekkel, például nagyobb ivfeszültség paraméterrel rendelkezik. Az érintkezőket úgy alakítjuk ki, hogy az érintkezők két hengeres fala közötti különbség azonos vagy kisebb, mint a maximális érlntkezőnyilás nagysága.

A találmányi gondolathoz tartozik* hogy a belső kapcsolóérintkező felső pereme a külső érintkező peremén túl le van hajlitva, és a külső érintkező hengeres fala az érintkezők közötti résben az anyag felrakódás céljára kidomborított résszel rendelkezik.

A találmány egy lehetséges kiviteli alakja úgy van kiképezve, hogy a belső érintkezőtárcsa alakú és a hengeres fal a tárcsaalaku érintkezőt edényszerüen fogja körül.

Célszerű továbbá, ha az érintkezők hengeres falai az érintkezőanyagból keletkezett gőz kondenzációjára alkalmas anyagból van kialakítva.

A találmányt egy példaként! kiviteli alak kapcsán ismertetjük részletesebben. A rajzon az

1. ábra a találmány szerinti érintkezők szerkezetét szemlélteti metszetben, vázlatosan, a

2. ábra a belső érintkező lehajlitását szemlélteti, és a

3-4. ábrák a külső érintkező kiképzését szemléltetik vázlatosan. Egy vákuuiyházban elrendezett 1 és 2 elektródákon az álló érintkező és a mozgó 4 érintkező van rögzítve. A 3 és 4 érintkezők edényalakúak és hengeres 5,6 falaikkal egymásba nyúlnak. Az edényalaku 3,4 érintkezők homlokoldalai, érintkezőanyagból, például Cu vagy pedig No, Co-ből készülnek, míg az 5,6 falak egy olcsóbb éa a vákuum-iv szempontjából előnytelen paraméterekkel rendelkező anyagból, például Fe, Fe-NI-ből készülnek. Előnyös, ha a hengeres 5,6 falak az érintkező anyagának gőze szempontjából jó kondenzáló tulajdonságú anyagból készülnek. A hengeres 5,6 falak legegyszerűbb kiviteli alak szempontjából az érintkezők tárcsaalaku homlokoldalain lévő kihajlitások utján vannak iögzltve, és olyan kis 7 távolságban vannak, amely

-3180227 a maximális érlntkezőnylláasal azonos méretű, vagy annál kisebb, előnyösen 1-3 mm nagyságú.

A 8 érintkezőiésbol való anyagkllépés további csökkentése olymódon érhető el. ha a belső érintkező 6 falának felső pereme kifelé, a külső érintkező 5 falán kívül van kihajlltva /lásd 2. ábra/, illetőleg a külső 3 érintkező 5 fala a 8 érint— kezőrés tartományában 9 kldomboritással rendelkezik /lásd 3. ábra/. Az alsó 4 érintkező ugyancsak kialakítható tárcaaalakuan is és fala a tárcsaalaku 3 érintkezőt edényszerüen fogja körül és eközben a 10 rést alkotja. Az edényszerü 5 fal az esetben a 2 elektródához van rögzítve /lásd 4. ábra/.

A találmány szerinti érintkezőéitendezés hasonló önmagában ismert szerkezetekhez képest, amelyek más alkalmazási célokra és eltérő ivkarakterisztikak céljára van kialakítva az alábbi előnyöket biztosítja:

- a párhuzamos katódtalppontok, és ezzel együtt az ivrészek a szűk 8 érintkezőrésben maradnak meg és a létrejövő érintkezőrésben lévő nagyobb nyomás folytán a kisülés alatt kisebb beégés jön létre, lényegesen kisebb érintkező anyaggőz lép ki a 8 érintkezőrésből, és ez a mindenkori anód 3, 4 érintkezőkön csapódik le, és ezáltal ez a lecsapódott fémgőz további kapcsolások céljából hasznosítható;

- az érintkező anyaggőz nagyobbá vált kondenzációs felületek következtében a kondenzáció gyorsan megy végbe, minek következtében a kapcsolási szakasz ismételt kapcsolási készsége /ismételt szilárdsági állapota/ javul.

A találmány jelentősen növeli a kapcsoló érintkezőinek ' élettartamát, és ezzel a vákuum-kapcsoló kapszula teljes élettartama a találmány szerinti megoldással kis költségráfordítás utján jelentősen növelhető.

Szabadalmi igénypontok

Claims (5)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Érlntkezőelrendezés kisfeszültségű vákuum mágneskapcsolók részére, amelynek mindkét érintkezője egymásba nyúló edényalakban van kiképezve, azzal jellemezve, hogy ezen edényalakú érintkezők /3, 4/ homlokoldalai a tulajdonképpeni érintkezőanyagból vannak kialakítva, míg hengeres falai /5, 6/ olyan anyagból állnak, amely az érintkező anyagához képest a vákuumív szempontjából kedvezőtlenebb paraméterekkel rendelkezik, például nagyobb villamos ivfeszültség paraméterrel rendelkezik:

   és hogy az érintkezők /3, 4/ két hengeres fala közötti távolság /7/ a maximális érlntkezőnyilással azonos vagy kisebb méretű.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti érintkezőelrendezés kiviteli alakja, azzal jellemezvei hogy a belső érintkező falának /6/ pereme kifelé van hajlítva. , ·-
3. 3· Az 1. igénypont szerinti érintkezőelrendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a külső érintkező /3/ hengeres fala /5/ az érintkezőrés /8/ környezetében kldomboritáasal /9/ rendelkezik.
4. 4. Az 1. igénypont szerinti érintkezőelrendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a belső érintkező /4/ tárcsaalaku, es ho/jy azt hengeres fal /6/ edényszerüen fogja körül.
5. 5. Aa 1. igénypont a sor inti ér int késő elrendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy az érintkezők /?, 4/ hengeres falai /5, 6/ a fémgőz kondenzációját elősegítő anyagból vannak kialakítva.

   1 db rajz

   F.k.: Hlmer Zoltán

   Orazágoe Találmányi Hivatal

   70-OTH-83.177