SU1003776A3 - Вакуумный короткозамыкатель электрических цепей посто нного тока - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к вакуумным выключател м низкого напр жени , которые обычно используютс  в электрическом химико-технологическом оборудовании в качестве короткозамыкатс;лей дл  выборочного шунтировани  отдельного последовательно соединенного электролитического элемента. Множество таких электролитических элементов подсоедин ютс  последовательно к источнику питани  установки посто нного тока, который обеспечивает ток в несколько тыс ч ампер при общем напр жении питани  около 400 В посто нного тока.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  вакуумный короткозамыкатель электрических цепей посто нного тока, содержащий кольцевой корпус из изол ционного материала, к торцам которого прикреплены две гибкие гофрированные диафрагмы с центральными отверсти ми , в которых закреплены цилиндрические контакты с токоподводами t DОднако после включений короткозамыкател  материал контакта дает осадок кольцевого экрана дуги, в результате чего падает сопротивление вдоль

керамического изолирующего корпуса и при определенных услови х не исключена возможность пробо  вакуумного короткозамыкател . Это модет привес-о ти к его повреждению .

Цель изобретени  - повышение надежности работы короткозамыкател  с одновременным повышением его срока службы.

10

Поставленна  цель достигаетс  тем, что вакуумный короткозамыкатель электрических цепей посто нного тока, содержащий кольцевой корпус из изол  5 ционного материала, к торцам которого прикреплены две гибкие гофрированные диафрагмы с центргшьными отверсти ми , в которых закреплены цилиндрические контакты с токоподводами,

20 снабжен экраном, расположенным внутри корпуса между боковыми сторонами цилиндрических контактов и кольцевым корпусом, экран выполнен в виде двух усеченных конусов.разной высоты, расiS положенных концентрически так, что их стороны параллельны между србой и образуют острый угол с продольной осью короткозамыкател , причем внутренний усеченный конус меньшим основанием

30 |соединен с одним из цилиндрических

контактов,  вл ющимс  анодом, а внешний усеченный конус большим основанием соединен с торцом кольцевого корпуса.

Короткозамыкатель может быть снабжен дискообразним кольцевг11м экраном , который расположен внутри корпуса между гофрированной диафрагмой и большим основанием внутреннего усеченного конуса, при этом в отверстии кольцевого экрана расположен цилиндри ческий контакт,  вл ющийс  катодом.

На фиг.1 и 2 изображены варианты выполнени  короткозамыкател , разрез.

Вакуумный Короткозамыкатель содержит кольцевой изолирующий корпус 1,; который изготавливаетс  предпочтительно из керамики. Пара цилиндрических контактов 2 и 3 с токоподводами 4 и

5и пара гибких кольцевых гофрированных диафрагм б и 7 с кольцевым корпусом 1 образуют корпус короткозамыкател . Внутренн  поверхность соответствующей части диафрагмы 6 и 7 припа на твердым припоем к соответствую- щим цилиндрическим контактам 2 и 3, которые проход т мерез диафрагмы. На каждой торцовой поверхности 8 и 9 кольцевого корпуса 1 предусматриваетс  металлизированна  поверхность, а внешн   поверхность частей диафрагмы

6и 7 припаиваетс  твердым припоем

к этим металлизированным поверхност м 8 и 9. Токоподводы 4 и 5 закрепл ютс  на соответствующих концах цилиндрических контактов 2 и 3 дл  обеспечени  электрического соединени  короткозамыкател  с электрическими шинами . Эти шины позвол ют короткоза1«ыкателю шунтировать электролитический элемент, параллельно которому подсоедин етс  Короткозамыкатель.

Экран выполнен в виде двух усеченных конусов -разной высоты. Внутренний конус 10 и внешний конус 11 концентрически расположены внутри выключател .. Внутренний конус 10 имеет ножку опоры 12, котора  подсоединена и поддерживаетс  одним цилиндрическим контактом 3. Конус 10 простираетс  от этой ножки опоры 12 под острым углом по отношению к оси выключател  по направлению к противоположной гибкой диафрагме 6. Угол между ножкой опоры 12 и коническим экраном составл ет Ь0°, так что конический экран располагаетс  под углом 30 относительно оси выключател .

Внешний конус 11 имеет ножку опоры 13, котора  подсоединена к металлизированной поверхности 8 на торцовой поверхности кольцевого изол тора . .Внешний конус 11 располагаетс  параллельно внутреннему конусу 10, но в противоположном направлении к гибкой диафрагме 7.

Параллельно расположенные в пространстве внутренний и внешний конические экраны существенно перекрываютс  по длине и этим обеспечивают S-образный путь между дуговыми контактами и кольцевьлм изолирующим корпусом .

Испар ющийс  материал контакта распыл етс  наружу от дуги между контактами , когда они размыкаютс  и, как изображено на фиг.1, отклон ютс  при потчощи внутреннего конуса 10 экрана в направлении гибкой диафрагмы 6. Материал контакта, который не конденсируетс  на диафрагме 6, имеет теденцию к конденсации на конических экранах и будет отклон тьс  от противоположной диафрагмы 7 прежде чем сможет достигнуть внутренней поверхности кольцевого изол тора дл  конД1енсации на нем.

Внутренний и внешний конусы 10 и 11 экрана представл ют собой преимущественно металлические элементы, которые имеют характеристику теплового расширени , согласующуюс  с соединением пайки ножки опоры 13 к металлизированному концу поверхности кольцевого изол тора. Из металлов особенные преимущества дл  изготовлени  эк рана имеют железо-никелевые с высоко коцентрацией. никел  (42-46%).

В разомкнутом положении рассто ние между концами поверхности образо вани  дуги цилиндрических контактов составл ет около 0,32 см. Промежуток между провод щими част ми выключател , которые подсоедин ютс  к противО положным сторонам выключател , превышает 0,32 см и составл ет обычно 0,47 см. Таким образом, конические экраны параллельны, но смещены в сторону на это рассто ние. Концы соответствующих конических экранов также подобным образом смещаютс  от противоположных частей диафрагм 6 и 7 на тот же самый размер. Эти промежутки обеспечивают исключение пути образовани  дуги через выключатель. I

Представленна  на фиг.2 конструкци  выключател  в основном та же, чт на фиг.1, с добавлением дискообразного кольцевого экрана 14. Кольцевой экран 14 подсоедин етс  и поддерживаетс  цилиндрическим контактом 2, который противоположен контакту 3, из которого простираетс  внутренний конус.10 экрана. Экран 14  вл етс  защитным дл  диафрагмы 6, от которой он смещен на небольшое рассто ние. Испар ющийс  материал контакта, направленный при помощи внутреннего конуса 10 экрана, будет сталкиватьс  с экра:ном 14 раньше, чем с гибкой диафрагмой 6, и конденсироватьс  на экране 14. Дл  обычного компактного короткозамыкател  с короткой осевой длиной внутренний конический экран будет укорачиватьс  дл  того, чтобы освободить место и промежуток дл 

экрана 14. Коническа  форма перокрыБающихс  частей, которые формируют дуговой экран, делает эти части конструктивно жесткими, что обеспечивает поддержание правильного положени  и расположени  в пространстве при высокотемпературных производственных процессах.

Внутренний конус 10 экрана соедин ют с цилиндрическим контактом,  вл ющимс  анодом. Распьш емый контактный материал распыл етс  в основном с контакта с наиболее положительным потенциалом, т.е. с анода выключател  в результате электронной бомбардировки этого контакта.

Подсоединенный внутренний конус экрана должен находитьс  в непосредственной близости 6т источника, распыл ющего материал, в качестве поверхности конденсации.

Дл  новых короткоэаьвлкателей сопротивление изолирующего корпуса составл ет пор дка 1 МОм. Дл  короткозамыкателей с кольцевым экраном дуги после 50 переключений сопротивление .кольцевого изол тора может составл т |от нескольких сотен до нескольких тыс ч Ом.

Предлагаемый короткозамыкатель будет работать несколько сот раз при очень больших токах, и сопротивление кольцевого изол тора будет поддерживатьс  около 1 МОм. Пробо  не произойдет даже при напр жении 400 В, приложенному к короткозамыкателю.

Claims (2)

1. Формула изобретени  ; 1. Вакуумный короткозамыкатель . электрических цепей посто нного тока,40

   содержащий кольцевой корпус из изол ционного материала, к торцам которюго прикреплены две гибкие гофрированные диафрагмы с центральными отверсти ми , в которых закреплены цилиндрические контакты с токоподводами , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности функционировани  короткозамыкател  с одновременным повышением его срока

   0 службы, он снабжен экраном, расположенным внутри корпуса между боковыми сторонами цилиндрических контактов и кольцевым корпусом, экран выпч.лнен в виде двух усеченных конусов разной

   5 высоты, расположенных концентрически так, что их стороны параллельны межг ду собой и образуют острый угол с продольной осью короткозамыкател , причем внутренний усеченный конус меньшим основанием соединен с одним

   0 из цилиндрических контактов,  вл югщимс  анодом, а внешний усеченный конус большим основанием соединен с торцом кольцевого корпуса.

   5
2. 2. Короткозамыкатель по п.1, о тличающийс  тем, что он снабжен дискообразным кольцевым экраиом , который расположен внутри корпуса между гофрированной диафрагмой

   0 и большим основанием внутреннего усеченного конуса, при этом в Ьтверстии кольцевого экрана расположен цилиндрический контакт,  вл ющийс  ка .тодом.

   5

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент СССР по за вке 2480908/07, кл. Н 01 Н 33/66, 1977,

   6