RU2188474C2

RU2188474C2 - Power switch

Info

Publication number: RU2188474C2
Application number: RU99105735/09A
Authority: RU
Inventors: Витус ХЕГЛЬ
Original assignee: Электротехнише Верке Фритц Дришер Унд Зене Гмбх
Priority date: 1996-08-26
Filing date: 1997-08-25
Publication date: 2002-08-27
Also published as: DK0920705T4; PT920705E; TR199900436T2; DK0920705T3; HUP9903117A3; WO1998009310A1; EP0920705B1; ES2144880T3; EP0920705B2; CZ58599A3; CZ288889B6; HU222705B1; EP0920705A1; AU4618397A; ATE191990T1; HK1017768A1; RS49698B; GR3033287T3; PL187251B1; DE59701481D1

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: invention is related to power switch meant for kilovolt range and including vacuum arc chute embraced without clearance by collar made of elastomer material of high dielectric strength. Collar in its turn is clamped by halves of body of power switch. Technical result consists in effective prevention of external flash-over between face plates of vacuum arc chute under high voltage in time of change-over. Necessity in employment of liquid and gaseous media becomes superfluous. As result no great expenses for conducting test are required in contrast to traditional power switches and this power switch does not present any danger to environment. EFFECT: raised functional reliability of power switch. 10 cl, 2 dwg

Description

Силовые выключатели в виде силовых разъединителей известны, например, на железнодорожном транспорте. Во включенном положении вакуумная дугогасительная камера вместе с размещенным в корпусе из изоляционного материала переключающим механизмом подключены параллельно главному токопроводу, рассчитанному на полный номинальный ток аппарата. При выключении сначала обесточиваются главные контакты, направляя при этом ток на шунтирующие, последовательно соединенные вакуумную дугогасительную камеру и вспомогательный коммутирующий участок с управляющей вилкой. Как только главные контакты разойдутся на достаточно большое расстояние, вакуумная дугогасительная камера быстро приводится в действие через шарнирный механизм, и образующаяся при выключении дуга внутри дугогасительной камеры полностью гасится без внешнего проявления при первом прохождении тока через нуль. Circuit breakers in the form of power disconnectors are known, for example, in railway transport. In the on position, the vacuum interrupter chamber together with the switching mechanism located in the housing of insulating material are connected in parallel with the main current conductor, designed for the full rated current of the device. When turning off, the main contacts are first de-energized, while directing current to the shunting, series-connected vacuum arcing chamber and auxiliary switching section with the control plug. As soon as the main contacts disperse a sufficiently large distance, the vacuum arcing chamber is quickly actuated through the hinge mechanism, and the arc formed when the arc is turned off inside the arcing chamber is completely extinguished without external manifestation during the first passage of current through zero.

Однако на практике выяснилось, что применяемые вакуумные переключающие лампы или камеры имеют относительно большие размеры и их изготовление связано с большими затратами. Поэтому с некоторых пор стали применяться вакуумные дугогасительные камеры с более низким диапазоном напряжения по сравнению диапазоном напряжения, рассчитанным для выключателя. В результате стало возможно сокращение как размеров, так и стоимость изготовления, при этом такое применение стало возможным, как правило, благодаря активной части вакуумной дугогасительной камеры. However, in practice it turned out that the used vacuum switching lamps or chambers are relatively large and their manufacture is associated with high costs. Therefore, vacuum arcing chambers with a lower voltage range than the voltage range calculated for the circuit breaker have been used for some time. As a result, it became possible to reduce both the size and cost of manufacture, while such an application became possible, as a rule, thanks to the active part of the vacuum interrupter chamber.

При уменьшении типоразмера снижается и расстояние между металлическими торцевыми пластинами корпуса вакуумной дугогасительной камеры. Поэтому одной только наружной изоляции, которая нагружается во время выключения и после него, не достаточно в свободной воздушной атмосфере. With a decrease in size, the distance between the metal end plates of the body of the vacuum interrupter chamber decreases. Therefore, the outer insulation alone, which is loaded during and after shutdown, is not enough in a free air atmosphere.

Для решения этой проблемы вакуумные дугогасительные камеры размещают в среде с повышенной диэлектрической прочностью. В этом случае используют, в числе прочего, изоляционное масло, например минеральное или силиконовое, различные сложные эфиры или изоляционный газ, как, например, фториды серы (SF₆). Названные среды вытесняют воздух из вакуумных дугогасительных камер и, поскольку они обладают высокой диэлектрической прочностью, предупреждается внешнее перекрытие.To solve this problem, vacuum arcing chambers are placed in an environment with increased dielectric strength. In this case, use, among other things, an insulating oil, for example mineral or silicone, various esters or an insulating gas, such as sulfur fluorides (SF ₆ ). These media displace air from the vacuum interrupter chambers and, since they have high dielectric strength, external overlap is prevented.

Однако таким средам присущ недостаток, проявляющийся в том, что они экологически небезопасны. Учитывая, что подобные силовые выключатели стоят многие годы, то полностью не исключаются нарушения герметичности в результате старения компонентов и под действием внешних факторов. Поэтому в некоторых случаях утечка среды в окружающую среду возможна. However, such environments have a disadvantage, which is that they are environmentally unsafe. Considering that such circuit breakers have been installed for many years, leakages due to aging of components and under the influence of external factors cannot be completely ruled out. Therefore, in some cases, leakage of the medium into the environment is possible.

Еще одним недостатком таких сред является то, что их необходимо постоянно контролировать. В случае применения изоляционного масла требуется, например, проверять его уровень заполнения, а поскольку в большинстве случаев такие силовые выключатели располагаются на высоких мачтах, то это вызывает соответствующие затраты. Это относится и к изоляционным газам, давление которых необходимо контролировать. Another disadvantage of such environments is that they must be constantly monitored. In the case of the use of insulating oil, it is required, for example, to check its filling level, and since in most cases such circuit breakers are located on high masts, this causes corresponding costs. This also applies to insulating gases, the pressure of which must be controlled.

Известно также, что улучшить наружную изоляцию вакуумных дугогасительных камер можно заливкой, например, эпоксидной смолой. Однако в этом случае в результате процессов старения может образоваться зазор и, следовательно, произойти внешнее перекрытие вакуумной дугогасительной камеры на участке между оболочкой из эпоксидной смолы и наружным корпусом. Такие процессы старения сопровождаются, например, растрескиванием под действием внутренних напряжений, вызываемых усадкой оболочки из литой смолы, охрупчиванием в результате потери пластификаторами своих свойств, примененными при заливке, трещинами в результате отслоения оболочки из смолы от наружного корпуса вакуумной дугогасительной камеры вследствие разницы между коэффициентами теплового расширения при частых сменах тепловой и холодной нагрузок. Поэтому такой риск полностью не устраняется. Еще одним недостатком является то, что при такой заливке вакуумной дугогасительной камеры доступ к ней при демонтаже возможен только в результате разрушения оболочки. It is also known that the external insulation of vacuum interrupter chambers can be improved by pouring, for example, epoxy. However, in this case, as a result of aging processes, a gap may form and, therefore, an external overlap of the vacuum arcing chamber occurs in the area between the epoxy resin sheath and the outer casing. Such aging processes are accompanied, for example, by cracking under the influence of internal stresses caused by shrinkage of the cast resin shell, embrittlement as a result of loss of plasticizer properties used during pouring, and cracks as a result of peeling of the resin shell from the outer casing of the vacuum interrupter chamber due to the difference between the thermal coefficients expansion with frequent changes in heat and cold loads. Therefore, this risk is not completely eliminated. Another disadvantage is that with such a filling of the vacuum arcing chamber, access to it during dismantling is possible only as a result of the destruction of the shell.

Поэтому известные в настоящее время варианты выполнения являются дорогостоящими для универсального применения, например на мачтах ЛЭП ограниченно годными, или часто не используются в связи с возможной опасностью для окружающей среды. Therefore, currently known embodiments are expensive for universal use, for example, on power transmission towers they are of limited use, or are often not used due to a possible environmental hazard.

В заявке Франции 2698481 A1 раскрыт силовой выключатель с вакуумной дугогасительной камерой, при этом между корпусом вакуумной дугогасительной камеры и наружным корпусом расположено электроизоляционное силиконовое тело. Такое силиконовое тело выполнено в виде трубки и содержит либо на внешней поверхности, либо на внутренней упруго деформируемые ребра. Это тело выполнено таким образом, что оно одновременно обеспечивает внутренний контакт с наружной поверхностью корпуса дугогасительной камеры и внутренней поверхностью наружного корпуса. В результате должно достигаться отсутствие зазоров для предупреждения электрического пробоя. Во время сборки дополнительно на участке между корпусом дугогасительной камеры и внутренней поверхностью силиконового тела применяется изоляционный жир, в то время как для обеспечения герметичности ребра на наружной поверхности сжимаются, по меньшей мере, незначительно. French application 2698481 A1 discloses a circuit breaker with a vacuum interrupter chamber, while an electrically insulating silicone body is located between the body of the vacuum arrester chamber and the outer case. Such a silicone body is made in the form of a tube and contains either elastically deformable ribs on the external surface or on the internal. This body is designed in such a way that it simultaneously provides internal contact with the outer surface of the casing of the arc chamber and the inner surface of the outer casing. As a result, no gaps should be achieved to prevent electrical breakdown. During assembly, an additional insulating grease is used in addition to the area between the body of the arcing chamber and the inner surface of the silicone body, while at the same time the ribs on the outer surface are compressed at least slightly.

В заявке ФРГ на полезную модель G 9314754 U1 описана вакуумная переключающая лампа с устойчивым к внутреннему давлению капсюлированием. Капсюлирование такой вакуумной переключающей лампы выполнено внутренним слоем твердого пенопласта и наружной, не растрескивающейся оболочкой. Внутренний слой, состоящий предпочтительно из полиуретанового пенопласта, имеет одинаковую пористость, необходимую согласно данному документу для обеспечения максимальной теплоизоляции с тем, чтобы в случае выхода из строя не поднималась температура, способная вызвать воспламенение газового заполнения. Устойчивая к растрескиванию оболочка выполнена в виде намотанного тела и состоит из нитей или полос, пропитанных твердеющей пластмассой. Оболочка плотно прилегает к пенопластовому слою и имеет такие размеры, что способна воспринимать усилие растрескивания, образующееся при дефекте внутри вакуумной переключающей лампы. Germany's application for utility model G 9314754 U1 describes a vacuum switching lamp with an internal pressure-resistant encapsulation. The encapsulation of such a vacuum switching lamp is made by the inner layer of solid foam and the outer, non-cracking shell. The inner layer, preferably consisting of polyurethane foam, has the same porosity required by this document to ensure maximum thermal insulation so that in case of failure the temperature does not rise that could cause ignition of the gas filling. The crack-resistant casing is made in the form of a wound body and consists of threads or strips impregnated with hardening plastic. The shell adheres tightly to the foam layer and has such dimensions that it is able to absorb the cracking force generated by a defect inside the vacuum switching lamp.

Оболочка лампы содержит в этом уровне техники твердую вспененную пластмассу, которая при старении способна ухудшить свои свойства. В частности может произойти охрупчивание или отслоение пенопластового слоя от наружного корпуса лампы. Кроме того, разборка такой капсулированной вакуумной переключающей лампы возможна только при условии разрушения оболочки. The lamp shell in this prior art contains hard foam plastic, which, when aging, can degrade its properties. In particular, embrittlement or delamination of the foam layer from the outer lamp housing may occur. In addition, disassembling such an encapsulated vacuum switching lamp is possible only if the shell is destroyed.

В основу изобретения была поэтому положена задача создания силового выключателя, который на протяжении длительного времени оставался бы безконтрольно работоспособным и способным к демонтажу. The invention was therefore based on the task of creating a power switch, which for a long time would remain uncontrollably operable and capable of dismantling.

Эта задача решается согласно изобретению благодаря признакам, приведенным в п.1 формулы изобретения. This problem is solved according to the invention due to the features given in claim 1.

При этом достигается существенное преимущество, заключающееся в том, что благодаря упругим свойствам манжеты по периметру корпуса исключается зазор. Поэтому невозможно внешнее перекрытие на вакуумной дугогасительной камере через такой зазор. At the same time, a significant advantage is achieved, namely, due to the elastic properties of the cuff around the perimeter of the body, a gap is eliminated. Therefore, external overlap on the vacuum interrupter chamber through such a gap is not possible.

Преимуществом является также то, что края обеих торцевых пластин вакуумной дугогасительной камеры охватываются манжетой, в результате чего путь возможного внешнего перекрытия существенно удлиняется. В результате достигается еще большая надежность. An advantage is also that the edges of both end plates of the vacuum interrupter chamber are covered by a cuff, as a result of which the path of a possible external overlap is significantly extended. The result is even greater reliability.

Учитывая, что манжета делает излишним применение жидких или газообразных сред, то силовой выключатель согласно изобретению имеет много других преимуществ. Given that the cuff makes the use of liquid or gaseous media unnecessary, the circuit breaker according to the invention has many other advantages.

Отпадает также необходимость в трудоемких проверках уровня заполнения жидкости или давления. Поэтому силовой выключатель может находиться на протяжении многих лет в эксплуатации без проверки состояния манжеты, выступающей в качестве диэлектрика. There is also no need for laborious checks of the level of fluid filling or pressure. Therefore, the circuit breaker can be in operation for many years without checking the condition of the cuff acting as a dielectric.

Кроме того, исключается вредное воздействие на окружающую среду при утечках сред, благодаря чему силовой выключатель согласно изобретению может применяться без риска в водоохранных зонах. В результате создан силовой выключатель длительной работоспособности с универсальным применением. In addition, harmful environmental impacts due to leakage of media are eliminated, so that the circuit breaker according to the invention can be used without risk in water protection zones. As a result, a long-life circuit breaker with universal application has been created.

Еще одним преимуществом является то, что существенно упрощается монтаж силового выключателя согласно изобретению. Таким образом вариант выполнения с наличием предварительно изготовленной манжеты позволяет производить предварительную сборку устройства, в результате чего исключаются трудозатраты по окончательной установке или заполнению, например, высоко на мачте. Учитывая, что не применяется ни жидкая, ни газовая среда, то сокращаются затраты по транспортировке и установке силового выключателя согласно изобретению. Another advantage is that the installation of a circuit breaker according to the invention is greatly simplified. Thus, the embodiment with the presence of a prefabricated cuff allows for the preliminary assembly of the device, as a result of which labor costs for final installation or filling are excluded, for example, high on the mast. Given that neither liquid nor gas medium is used, the costs of transportation and installation of a circuit breaker according to the invention are reduced.

Силовой выключатель согласно изобретению легко изготавливается и при необходимости может разбираться. Кроме того, возможно свести до незначительных размеров занимаемое пространство и затраты на вакуумную дугогасительную камеру. The circuit breaker according to the invention is easily manufactured and, if necessary, can be disassembled. In addition, it is possible to reduce the space occupied and the costs of the vacuum interrupter chamber to small sizes.

Преимущество заключается также в том, что на внешней стороне манжеты расположен дополнительный нажимной корпус из изоляционного материала, который создает предварительное натяжение по внешнему периметру манжеты на упругом участке. В результате достигается, во-первых, плотное прилегание манжеты к вакуумной дугогасительной камере и, во-вторых, отсутствие зазора по внешнему периметру манжеты, через который могло бы произойти внешнее перекрытие. В результате возможный участок внешнего перекрытия увеличивается на величину, при которой внешнее перекрытие практически невозможно. Благодаря этому возрастают эксплутационная надежность и устойчивость силового выключателя. Кроме того, обеспечивается центрирование и фиксация вакуумной дугогасительной камеры в нажимном корпусе. An advantage also lies in the fact that on the outside of the cuff there is an additional pressure casing made of insulating material, which creates a preliminary tension along the outer perimeter of the cuff in the elastic section. The result is, firstly, a tight fit of the cuff to the vacuum interrupter chamber and, secondly, the absence of a gap around the outer perimeter of the cuff through which external overlap could occur. As a result, the possible area of external overlap increases by the amount at which external overlap is almost impossible. This increases the operational reliability and stability of the circuit breaker. In addition, centering and fixing of the vacuum interrupter chamber in the pressure housing is ensured.

Предпочтительные варианты выполнения изобретения охарактеризованы признаками, приведенными в зависимых пунктах формулы изобретения. Preferred embodiments of the invention are characterized by the features given in the dependent claims.

В результате того, что размеры манжеты выбраны с таким расчетом, чтобы манжетой создавалось предварительное напряжение вакуумной дугогасительной камеры, то надежно исключается образование зазора между манжетой и корпусом вакуумной дугогасительной камеры. В результате возможно компенсировать относительно большие допуски размеров вакуумной дугогасительной камеры. За счет этого возрастает надежность силового выключателя. As a result of the fact that the cuff dimensions are selected so that the cuff creates a preliminary voltage of the vacuum interrupter chamber, the formation of a gap between the cuff and the body of the vacuum interrupter chamber is reliably eliminated. As a result, it is possible to compensate for the relatively large dimensional tolerances of the vacuum interrupter chamber. Due to this, the reliability of the circuit breaker increases.

Если манжета содержит, по меньшей мере, один уплотнительный валик, расположенный в направлении оси нажимного корпуса, то этим достигается уплотнение нажимного корпуса по отношению к внешним факторам. Благодаря этому надежно предупреждается попадание внутрь нажимного корпуса, например, грязи и, в частности, воды. Таким образом эффективно исключается выход из строя силового выключателя. Кроме того, выполнение за одно целое манжеты с уплотнительным валиком упрощает сборку устройства. Если уплотнительный валик имеет, кроме того, утолщение, которое может сминаться в монтажном зазоре нажимного корпуса, то это дополнительно повышает надежность данного уплотнения на нажимном корпусе. If the cuff contains at least one sealing roller located in the direction of the axis of the pressure housing, this is achieved by sealing the pressure housing with respect to external factors. Thanks to this, ingress of, for example, dirt and, in particular, water into the pressure housing is reliably prevented. Thus, the failure of the circuit breaker is effectively eliminated. In addition, complete cuffs with a sealing roller simplify assembly of the device. If the sealing roller also has a thickening that may crease in the mounting gap of the pressure housing, this further increases the reliability of this seal on the pressure housing.

В результате того, что по всему внешнему периметру манжеты расположены в основном параллельно торцевым пластинам выступающие козырьки, то дополнительно снижается риск наружного перекрытия. As a result of the fact that protruding visors are located mainly parallel to the end plates along the entire outer circumference of the cuff, the risk of external overlap is further reduced.

Еще одно преимущество состоит в том, что манжета содержит, по меньшей мере, одну выемку для ее заполнения материалом манжеты, вытесненным под действием нагрузки давления. При этом достигается превосходное прилегание манжеты к поверхности вакуумной дугогасительной камеры по ее периметру без повреждения манжеты образующимися при давлении силами. В результате дополнительно повышается надежность силового выключателя. A further advantage is that the cuff comprises at least one recess for filling it with cuff material displaced by the pressure load. In this case, an excellent fit of the cuff to the surface of the vacuum interrupter chamber along its perimeter is achieved without damaging the cuff by forces generated by pressure. As a result, the reliability of the circuit breaker is further enhanced.

Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, одна выемка была выполнена в виде замкнутой кольцевой канавки по внутреннему периметру манжеты. В результате будет достигаться равномерное распределение давления по всему периметру вакуумной дугогасительной камеры. Preferably, at least one recess was made in the form of a closed annular groove along the inner perimeter of the cuff. As a result, a uniform pressure distribution around the entire perimeter of the vacuum interrupter chamber will be achieved.

В том случае, когда манжета снабжена, по меньшей мере, на одной торцевой стороне в зоне, по меньшей мере, одной торцевой пластины, по меньшей мере, одним карманом, то в собранном состоянии возможно регулировать длину вакуумной дугогасительной камеры без повреждения материала манжеты, так как он может вытесняться, по меньшей мере, в один карман. В результате возрастает надежность манжеты, а следовательно, и эксплутационная надежность силового выключателя. In the case where the cuff is provided on at least one end side in the area of at least one end plate with at least one pocket, it is possible to adjust the length of the vacuum arcing chamber in the assembled state without damaging the cuff material, so how can it be pushed out in at least one pocket. As a result, the reliability of the cuff increases, and hence the operational reliability of the circuit breaker.

Если кроме того, по меньшей мере, один карман выполнен кольцевым, то достигается равномерное распределение нагрузки давления по торцевой стороне манжеты. If, in addition, at least one pocket is made circular, then a uniform distribution of the pressure load is achieved along the end side of the cuff.

Манжета согласно изобретению состоит предпочтительно из этилен-пропилен-терполимера или силиконового каучука, которые обладают хорошими упругими свойствами и не сжимаются. Такие материалы позволяют обеспечить надежную герметизацию по поверхности раздела на участке между вакуумной дугогасительной камерой и манжетой или между манжетой и нажимным корпусом силового выключателя. В результате надежно предупреждается внешнее перекрытие. The cuff according to the invention preferably consists of ethylene propylene terpolymer or silicone rubber, which have good elastic properties and are not compressible. Such materials make it possible to ensure reliable sealing along the interface in the area between the vacuum interrupter chamber and the cuff or between the cuff and the pressure housing of the circuit breaker. As a result, external overlap is reliably prevented.

В результате того, что силовой выключатель выполнен в виде силового разъединителя, у которого при последовательном включении к вакуумной дугогасительной камере располагается видимый разрыв, то можно визуально контролировать на значительном расстоянии замкнутость силового выключателя. As a result of the fact that the circuit breaker is made in the form of a power disconnector, which, when connected to the vacuum interrupter chamber in series, has a visible gap, it is possible to visually monitor the close circuit breaker at a considerable distance.

Если параллельно вакуумной дугогасительной камере или параллельно последовательно включенным вакуумной дугогасительной камере и видимому разрыву после включения силового выключателя подключить токопровод для тока длительной нагрузки, то вакуумная лампа разгружается при замкнутом состоянии силового выключателя (силового разъединителя). Это имеет то преимущество, что на вакуумную дугогасительную камеру высокое напряжение подается только во время переключений. При этом может подаваться ток длительной нагрузки, превышающий номинальный ток дугогасительной камеры или последовательного соединения вакуумной дугогасительной камеры с видимым разрывом. Срок службы силового выключателя возрастает при этом существенно. If you connect a current conductor for a continuous load current parallel to the vacuum arcing chamber or parallel to the vacuum arrester chamber connected in series and to a visible break after turning on the power switch, then the vacuum lamp is unloaded when the power switch (power disconnector) is closed. This has the advantage that high voltage is only supplied to the vacuum interrupter chamber during switching operations. In this case, a continuous load current exceeding the rated current of the arcing chamber or the series connection of the vacuum arcing chamber with a visible gap can be supplied. The service life of the circuit breaker increases significantly.

Ниже изобретение поясняется более подробно на примере его осуществления со ссылками на фигуры чертежа. При этом изображено:
на фиг.1 - силовой выключатель согласно изобретению в разрезе, причем на левой стороне по главной оси выполнен разрез по плоскости разъединения нажимного корпуса на правой стороне от главной оси - разрез в другой плоскости, проходящей через половину нажимного корпуса.Below the invention is explained in more detail on the example of its implementation with reference to the figures of the drawing. This shows:
figure 1 is a power switch according to the invention in a section, and on the left side along the main axis, a section is made along the separation plane of the pressure housing on the right side of the main axis - a section in another plane passing through half of the pressure housing.

на фиг. 2 - упрощенное изображение в разрезе по линии А-А на фиг.1. in FIG. 2 is a simplified sectional view taken along line AA in FIG.

Согласно изображению на фигурах силовой выключатель 1 содержит нажимной корпус из двух половин 11 и 12, состоящих из изоляционного материала и выполненных в основном зеркально отображенными. В половинах 11 и 12 корпуса расположены в числе прочего вакуумная дугогасительная камера 2 и переключающий механизм 3. Порядок размещения и работа вакуумной дугогасительной камеры 2 и переключающего механизма 3 соответствуют известным принципам, в связи с чем здесь не приводится их подробное объяснение. Существенно, что вакуумная дугогасительная камера 2 содержит внутри рабочие контакты, которые замыкаются или размыкаются переключающим механизмом 3. Для этой цели переключающий механизм 3 снабжен экцентриковым исполнительным элементом 31, воздействующим на подвижный контакт 21 вакуумной дугогасительной камеры 2. According to the image in the figures, the power switch 1 comprises a pressure housing of two halves 11 and 12, consisting of insulating material and made mainly mirror-image. The vacuum interrupter chamber 2 and the switching mechanism 3 are located in the halves 11 and 12 of the housing. The arrangement and operation of the vacuum interrupter chamber 2 and the switching mechanism 3 correspond to well-known principles, and therefore their detailed explanation is not given here. It is essential that the vacuum interrupter chamber 2 contains inside the working contacts, which are closed or opened by the switching mechanism 3. For this purpose, the switching mechanism 3 is equipped with an eccentric actuating element 31, acting on the movable contact 21 of the vacuum arcing chamber 2.

Вакуумная дугогасительная камера 2 содержит кроме подвижного контакта 21 неподвижный контакт 22, расположенный напротив подвижного контакта 21. Кроме того, вакуумная дугогасительная камера 2 имеет корпус 23, снабженный торцевыми металлическими пластинами 24, 25, закрывающими цилиндрическую среднюю часть 26 корпуса. Средняя часть 26 корпуса выполнена из электроизоляционного материала. Внутри вакуумной дугогасительной камеры 2 создан глубокий вакуум, обеспечивающий при выключении надежное подавление электродуги, а в выключенном состоянии - надежное поддержание постоянного напряжения. The vacuum arcing chamber 2 contains, in addition to the movable contact 21, a fixed contact 22 located opposite the movable contact 21. In addition, the vacuum arcing chamber 2 has a housing 23 provided with end metal plates 24, 25 covering the cylindrical middle part 26 of the housing. The middle part 26 of the housing is made of electrical insulating material. A deep vacuum is created inside the vacuum interrupter chamber 2, which ensures reliable suppression of the electric arc when turned off, and when off, it provides reliable constant voltage control.

Для предупреждения поверхностного перекрытия между торцевыми пластинами 24 и 25 вакуумной дугогасительной камеры 2 во время приложения напряжения расположена вокруг вакуумной дугогасительной камеры 2 манжета 4 из этилен-пропилен-терполимера. Манжета 4 выполнена таким образом, что она охватывает края обеих торцевых пластин 24, 25 вакуумной дугогасительной камеры 2. Кроме того, размеры манжеты 4 выбраны так, чтобы можно было компенсировать отклонения допусков вакуумной дугогасительной камеры 2 и чтобы манжета 4 прилегала к поверхности вакуумной дугогасительной камеры 2 по ее периметру с предварительным натяжением. В результате исключается сквозной зазор между торцевыми пластинами 24 и 25. To prevent surface overlap between the end plates 24 and 25 of the vacuum interrupter chamber 2 during the application of voltage, a cuff 4 of ethylene propylene terpolymer is located around the vacuum interrupter chamber 2. The cuff 4 is designed so that it covers the edges of both end plates 24, 25 of the vacuum interrupter chamber 2. In addition, the dimensions of the cuff 4 are selected so that deviations of the tolerances of the vacuum interrupter chamber 2 can be compensated and so that the cuff 4 abuts the surface of the vacuum interrupter chamber 2 along its perimeter with pre-tensioning. As a result, a through gap between the end plates 24 and 25 is eliminated.

Манжета 4 снова охватывается и предварительно натягивается половинами 11 и 12 корпуса силового выключателя 1. В результате предварительного натяжения между манжетой 4 и собранными вместе половинами 11, 12 корпуса исключается зазор, при котором могло бы произойти внешнее перекрытие при напряжении между торцевыми пластинами 24, 25 вакуумной дугогасительной камеры 2. The cuff 4 is again covered and pre-tensioned by the halves 11 and 12 of the housing of the circuit breaker 1. As a result of the preliminary tension between the cuff 4 and the halves 11, 12 assembled together, a gap is excluded, which could cause an external overlap with a voltage between the end plates 24, 25 of the vacuum interrupter chamber 2.

Согласно фиг.1 манжета 4 содержит кольцевые козырьки 41, которые заходят в соответствующие выемки в половинах 11 и 12 корпуса. Козырьки 41 используются известным образом для удлинения пути (пути стекания электричества) вдоль поверхности. According to figure 1, the cuff 4 contains annular visors 41, which go into the corresponding recesses in the halves 11 and 12 of the housing. Visors 41 are used in a known manner to extend the path (the path of runoff of electricity) along the surface.

Кроме того, манжета 4 содержит четыре выемки 42, которые выполнены на внутренней поверхности по периметру и имеют кольцевую форму. При смыкании половин 11 и 12 корпуса на манжету 4 начинает воздействовать давление, и, поскольку последние состоят из эластомерного материала, являющегося упругим, но преимущественно не сжимающимся, то благодаря выемкам 42 материал манжеты 4 затекает в имеющиеся пустоты. Таким образом предупреждается повреждение манжеты 4 и обеспечивается надежное уплотнение по границе раздела между манжетой 4 и вакуумной дугогасительной камерой 2. In addition, the cuff 4 contains four recesses 42, which are made on the inner surface around the perimeter and have an annular shape. When the halves 11 and 12 of the casing are closed, the cuff 4 begins to exert pressure, and, since the latter consist of an elastomeric material that is elastic, but not predominantly compressible, thanks to the recesses 42, the material of the cuff 4 flows into the existing voids. This prevents damage to the cuff 4 and ensures reliable sealing along the interface between the cuff 4 and the vacuum interrupter chamber 2.

На конце манжеты 4, охватывающем торцевую пластину 25 в зоне неподвижного контакта 22, выполнен кольцевой карман 43. Поскольку вакуумная дугогасительная камера 2 имеет относительно большие допуски по длине, то в некоторых случаях возникает необходимость в регулировке длины или в позиционировании вакуумной дугогасительной камеры 2 силового выключателя 1. Для обеспечения необходимой для этого деформации манжеты 4 на указанном участке торцевой пластины служит кольцевой карман 43 в виде камеры, компенсирующий объем вытесненного материала. At the end of the cuff 4, covering the end plate 25 in the area of the fixed contact 22, an annular pocket 43 is made. Since the vacuum arcing chamber 2 has relatively large tolerances in length, in some cases it becomes necessary to adjust the length or position the vacuum arcing chamber 2 of the circuit breaker 1. To ensure the necessary for this deformation of the cuff 4 on the specified section of the end plate serves as an annular pocket 43 in the form of a chamber, compensating for the volume of the displaced material.

Согласно фиг.2 манжета 4 имеет также уплотнительный валик 44 с утолщением 45. Последние располагаются соответственно по обоим соединительным швам половин 11 и 12 корпуса силового выключателя 1 и служат для уплотнения по отношению к внешним факторам. Утолщение 45 расположено в соответственно выполненных углублениях или канавках на поверхностях посадки половин 11, 12 корпуса и при смыкании половин 11, 12 корпуса сминаются. Уплотнительный валик 44 с утолщением 45 имеет длину, которая в основном соответствует общей длине манжеты 4. Однако на всем участке сборочных швов половин 11 и 12 корпуса он может быть выполнен за одно целое с манжетой 4 в виде кольцевого шнура для уплотнения нажимного корпуса. According to figure 2, the cuff 4 also has a sealing roller 44 with a thickening 45. The latter are located respectively on both connecting seams of the halves 11 and 12 of the housing of the circuit breaker 1 and are used to seal with respect to external factors. The bulge 45 is located in the correspondingly made recesses or grooves on the landing surfaces of the halves 11, 12 of the body and when the halves of the body 11, 12 are closed are crushed. The sealing roller 44 with a thickening 45 has a length that basically corresponds to the total length of the sleeve 4. However, over the entire section of the assembly seams of the housing halves 11 and 12, it can be made integrally with the sleeve 4 in the form of an annular cord for sealing the pressure housing.

Если во время работы произойдет размыкание силового выключателя 1, то переключающий механизм 3 разблокирует предварительно подпружиненные контакты 21 и 22, в результате чего последние разомкнут рабочие контакты внутри вакуумной дугогасительной камеры 2. Вследствие подведенного высокого напряжения, которое в отдельном случае может составлять, например, 45 кВ, устройство пытается обнаружить путь для возможного электрического разряда в виде электродуги. Внутри вакуумной дугогасительной камеры 2 этого не происходит благодаря вакууму. If, during operation, the circuit breaker 1 opens, the switching mechanism 3 unlocks the pre-spring-loaded contacts 21 and 22, as a result of which the latter open the working contacts inside the vacuum arcing chamber 2. Due to the applied high voltage, which may, for example, be 45 kV, the device is trying to detect the path for a possible electric discharge in the form of an electric arc. Inside the vacuum interrupter chamber 2 this does not happen due to the vacuum.

Поскольку манжета 4 под действием предварительного напряжения прилегает к корпусу 23 вакуумной дугогасительной камеры 2 и благодаря предварительному напряжению равномерно соединена с нажимным корпусом силового выключателя 1, то отсутствует зазар, через который могло бы произойти внешнее перекрытие. Такое перекрытие через материал манжеты 4 также невозможно из-за большой диэлектрической прочности этого материала. Поэтому внешнего перекрытия не происходит. Since the cuff 4 under the action of prestressing is adjacent to the housing 23 of the vacuum arcing chamber 2 and due to the prestressing is evenly connected to the pressure housing of the power switch 1, there is no gap through which external overlap could occur. Such overlapping through the material of the cuff 4 is also impossible due to the high dielectric strength of this material. Therefore, external overlap does not occur.

В примере на применение силовой включатель используется в виде силового разъединителя и вместе с видимым разрывом располагается последовательно. Главный токопровод, рассчитанный на длительную эксплуатацию, подключен параллельно к вакуумной дугогасителной камере и к вспомогательному переключающемуся участку, последовательно подключенному к вакуумной дугогасительной камере, чем обеспечивается разгрузка вакуумной лампы во включенном состоятельном состоянии силового разъединителя. Для выключения силового разъединителя сначала известным образом размыкают главный контакт, в результате чего напряжение полностью подается в вакуумную дугогасительную камеру 2. Затем разъединяют контакты 21 и 22 вакуумной дугогасительной камеры 2, при этом соединение полностью прерывается и не сопровождается образованием электродуги в силовом выключателе 1. In the application example, the power switch is used in the form of a power disconnector and, together with the visible gap, is arranged in series. The main conductor, designed for long-term operation, is connected in parallel to a vacuum arcing chamber and to an auxiliary switching section connected in series to a vacuum arcing chamber, which ensures unloading of the vacuum lamp in the switched-on state of the power disconnector. To turn off the power disconnector, the main contact is first opened in a known manner, as a result of which the voltage is completely supplied to the vacuum arcing chamber 2. Then the contacts 21 and 22 of the vacuum arcing chamber 2 are disconnected, while the connection is completely interrupted and is not accompanied by the formation of an electric arc in the power switch 1.

Наряду с раскрытым здесь примером осуществления изобретение допускает другие варианты исполнения. In addition to the embodiment disclosed herein, the invention is capable of other embodiments.

Размеры и форма манжеты 4 могут варьироваться в зависимости от конструкции и типа вакуумной дугогасительной камеры 2. В любом случае существенным является, чтобы манжета 4 прилегала к вакуумной дугогасительной камере 2 без образования зазора. The size and shape of the cuff 4 may vary depending on the design and type of the vacuum interrupter chamber 2. In any case, it is essential that the cuff 4 rests on the vacuum interrupter chamber 2 without creating a gap.

Манжету 4 не обязательно снабжать козырьками 41, она может иметь наружную поверхность по периметру иной формы или гладкой, если это допускается безопасностью силового выключателя 1, например, при низких приложенных напряжениях. The cuff 4 does not have to be equipped with visors 41, it can have an outer surface around the perimeter of a different shape or smooth, if this is allowed by the safety of the circuit breaker 1, for example, at low applied voltages.

Выемки 42 манжеты 4 имеют в приведенном примере полукруглые поперечные сечения и выполнены в четырех местах вокруг вакуумной дугогасительной камеры 2. Форма и количество кольцевых выемок 42 могут быть разными. Кроме того, возможно выполнение выемок 42 вместо приведенного варианта исполнения, при котором они имеют кольцевую форму и располагаются на внутренней поверхности по периметру манжеты 4. The recesses 42 of the cuff 4 have, in the example, semicircular cross sections and are made in four places around the vacuum arcing chamber 2. The shape and number of annular recesses 42 can be different. In addition, it is possible to make recesses 42 instead of the above embodiment, in which they have an annular shape and are located on the inner surface around the perimeter of the cuff 4.

Карман 43 манжеты 4 может быть предусмотрен также на обеих торцевых поверхностях. Кроме того, форма и количество карманов 43 могут варьироваться аналогично выемкам 42. A pocket 43 of the cuff 4 may also be provided on both end surfaces. In addition, the shape and number of pockets 43 may vary similarly to the recesses 42.

Манжета 4 может использоваться любым способом в сочетании с вакуумной дугогасительной камерой 2, это относится и к другим коммутирующим элементам в качестве силовых разъединителей. Так, например, возможно применение в мощных выключателях и пр. The cuff 4 can be used in any way in combination with a vacuum interrupter chamber 2, this applies to other switching elements as power disconnectors. So, for example, it is possible to use in powerful circuit breakers, etc.

Нажимной корпус также может состоять из более чем двух половин, при этом количество уплотнительных валиков 44 соответствует количеству монтажных швов. The pressure housing can also consist of more than two halves, with the number of sealing rollers 44 corresponding to the number of mounting joints.

Кроме того, наряду с вакуумной дугогасительной камерой 2 может применяться контактная система для тока длительной нагрузки или главного тока, которая позволяет при использовании определенной вакуумной дугогасительной камеры 2 применять силовой выключатель 1 для разных номинальных токов и токов длительной нагрузки. In addition, along with a vacuum arcing chamber 2, a contact system for continuous current or main current can be used, which allows using a certain circuit arcing chamber 2 to use a power switch 1 for different rated currents and continuous loads.

Таким образом, благодаря изобретению создан силовой выключатель, пригодный для напряжения в киловаттном диапазоне и содержащий вакуумную дугогасительную камеру, плотно охватываемую манжетой 4 из эластомерного материала с большой диэлектрической прочностью. В свою очередь манжета 4 зажимается посредством половин 11, 12 корпуса силового выключателя 1. Таким образом эффективно предупреждается внешнее перекрытие при высоком напряжении между торцевыми пластинами 24, 25 вакуумной дугогасительной камеры 2 во время переключения, при этом отпадает необходимость в применении жидких или газовых сред. В результате, не требуются в противоположность традиционным силовым выключателям большие затраты на проведение контроля, а силовой выключатель не представляет опасности для окружающей среды. Thus, thanks to the invention, a power switch suitable for voltage in the kilowatt range and containing a vacuum arcing chamber tightly enclosed by a cuff 4 of elastomeric material with high dielectric strength is created. In turn, the cuff 4 is clamped by means of the halves 11, 12 of the power switch 1. This effectively prevents external overlap at high voltage between the end plates 24, 25 of the vacuum interrupter chamber 2 during switching, and there is no need to use liquid or gas media. As a result, unlike traditional circuit breakers, large control costs are not required, and the circuit breaker is not harmful to the environment.

Claims

1. A power switch for voltages above 1 kV, containing a vacuum arcing chamber (2), the contacts (21,22) of which are closed and opened using a switching mechanism (3), while the vacuum arcing chamber (2) contains a housing (23), enclosing working contacts located in a vacuum, with metal end plates (24, 25) and a cylindrical middle part (26) of an insulating material coated with a layer of a dielectric material, and on the outside of the layer of dielectric material motrena is an additional shell of insulating material that compresses the layer of dielectric material along the outer perimeter, while the layer of dielectric material is formed by a cuff (4) made of elastomeric material with high dielectric strength, which is pressed against the housing (23) without gaps by the pressure housing (11, 12) as a shell, characterized in that the cuff (4) covers the edges of both end plates (24, 25), while the dimensions of the cuff (4) are selected so that it is adjacent to the vacuum arcing chamber (2 ) along its perimeter with pre-tensioning, and the pressure housing (11,12) consists of at least two halves with mounting seams in the axial direction of the pressure housing (11, 12).

2. The power switch according to claim 1, characterized in that the cuff (4) contains at least one axial roller (44) located in the axial direction of the pressure housing (11, 12) in its mounting seam.

3. The power switch according to claim 2, characterized in that the sealing roller (44) contains a bulge (45), crumpled in the mounting seam of the pressure housing (11,12).

4. A power switch according to any one of claims 1 to 3, characterized in that, on the outer circumference of the cuff (4), predominantly parallel to the end plates (24, 25) of the vacuum arcing chamber (2) are annularly protruding visors (41).

5. A power switch according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the sleeve (4) contains at least one recess (42) for accommodating the material displaced by the compressive load of the pressure housing (11, 12).

6. The power switch according to claim 5, characterized in that at least one recess (42) is made in the form of a closed annular groove.

7. Power switch according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the cuff (4) is made with at least one pocket (43) located in the area of the end plate (25) and / or end plate (24) .

8. The power switch according to claim 7, characterized in that at least one pocket (43) is made in the form of an annular groove.

9. A power switch according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the sleeve (4) is made of silicone rubber or ethylene propylene terpolymer.

10. The power switch according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it is made in the form of a power disconnector, in which a visible gap is arranged in series with the vacuum arcing chamber.

11. The circuit breaker according to any one of claims 1 to 10, characterized in that in parallel with the vacuum interrupter chamber or in parallel with the serial connection of the vacuum interrupter chamber with a visible gap, a current conductor for the continuous current is connected in the on state of the circuit breaker.