SU423192A1 - Вакуумная дугогасительная камера - Google Patents

Description

1

Вакуумные дугогасительные камеры, использующие розеточную контактную систему дл  увеличени  длительного пропускаемого тока, известны. Наибольшее распространение имеют вакуумные дугогасительные камеры с нормально замкнутыми контактами.

Цель изобретени  - повысить надежность дугогасительной камеры.

Дл  этого часть стержн  подвижного контакта пропущена сквозь розеточную часть неподвижного контакта, а диаметр контактирующего наконечника больще или равен диаметру отверсти , образованного ламел ми неподвижного контакта; с целью увеличени  быстродействи  контактирующий наконечник выполнен в виде цилиндра, переход щего в нижней части в усеченный конус; с целью уменьшени  перенапр жений контактирующий наконечник в своей нижней части снабжен насадкой , изготовленной из материала, снижающего уровень токов среза. Материал насадки может быть изготовлен на основе тугоплавкого металла , папример вольфрама, с малыми добавками металлов с плохой теплопроводностью и низкой упругостью пара, например цинка; с целью увеличени  отключающей способности верхн   часть контактирующего наконечника снабжена -насадкой, изготовленной из материала , обладающего гетерирующими свойствами , материал может быть изготовлен на основе тугоплавкого металла, например молибдена , с добавками металлов, обладающих высокой сорбционной способностью, например тори .

На фиг. 1 представлена вакуумна  дугогасительна  камера с контактами, наход щимис  в нормально разомкнутом положении, осевой разрез. Стрелка А показывает направление движени  подвижного контакта дл  замыкани  цепи под воздействием привода; на фиг. 2 представлен розеточный контакт с ламел ми , скольз щими по конусному держателю , осевой разрез. Перемещение ламелей ограничено пазами, в которых ламели скольз т,

слегка прижима сь к держателю; на фиг. 3 - ненодвижный контакт в положении, соответствующем замкнутому. Розеточна  часть образована ламел ми, скольз щими в пазах держател . Ленты гибких токопроводов расположены вертикально с двух сторон от пружин, сжимающих ламели; на фиг. 4 - розеточный контакт в разомкнутом положении с ламел ми , укрепленными на шарнира.х, которые дают возможность совершать ламел м как вращательное , так и возвратно-поступательное движение; на фиг. 5 представлена контактна  система в последний момент перед размыканием с ламел ми, закренленными на шарнирах в разрезе; на фиг. 6 - контактна  система в

замкнутом состо нии с ламел ми закрепленными на шарнирах в разрезе. Стрелка В показывает направление автоматического перемещени  подвижного контакта нри размыкании цепи под вли нием разницы давлений. Предлагаема  вакуумна  дугогасительна  камера состоит из герметичного корпуса, составленного из изол ционного цилиндра 1, который через коваровый переход 2 вакуумноплотно соединен с металлическим фланцем 3. Через коваровый переход 4 цилиндр вакуумплотно соединен с ненодвижным контактом, который  вл етс  частью корпуса. Ненодвнжный контакт образован ферромагнитным цилиндром 5, вакуумнонлотно сна нным с медным токоподводом б, переход щим в спираль 7. При протекании тока но виткам спирали 7 внутри корпуса создаетс  аксиальное магнитное поле. Дл  предотвращени  деформации спирали предусмотрены стальные скобки 8, равномерно расположенные вдоль витков. Тордева  поверхность токонодвода 6 образована медным диском 9, в который вна ны армированные изол торы 10. На изол торах 10 укреплен металлический экран И, предотБращ1ающий возмол ность пробо  по длинным пут м при разомкнуты.х контактах. Кроме металлического экрана с изол торами внутри спирального токопровода расположена розеточна  часть неподвижного контакта, изображенна  в большем масштабе на фиг. 2 и 3. Спираль токоподвода 7 переходит в держатель 12, но которому скольз т сегменты-ламели 13, образующие розеточную часть неподвижного контакта. Перемещение ламелей ограничивают винты 14, которые слегка прижимают ламели 13 к держателю 12, или пазы в держателе (на фиг. 2 и 3). Дл  обеспечени  надежной передачи тока от спирали 7 к ламел м 13 служат гибкие токонодводы 15, набранные из тонких лент. Каждый из токоподводов 15 одним своим концом сна н с одной из ламелей 13, а другим надежно нрижат с помощью винта 16 и шайбы 17 к спирали 7 и нрина н к ней. Кажда  из ламелей 13 пружиной 18 прижимаетс  в замкнутом состо нии к контактному наконечнику 19 подвижного стержн  20. Пружина вынолнена из матернала, не тер ющего своих упругих свойств при температурах 800°С, например вольфрама, или специального сплава и закренлена с помощью винта 21. Рабоча  поверхность розеточной части неподвижного контакта в собранном виде состоит из нескольких тел вращени , плавно переход щих друг в друга: цилиндра 22 и двух усеченных конусов 23 и 24 с разными углами наклона образующих к оси. Ламели 13 и их цилиндрические части 22 вынолнены из материала , устойчивого к свариванию с высокими коэффициентами тепло- и электропроводности, с малым переходным сопротивлением, например меди с добавками висмута, а поверхности усеченных конусов 23 и 24 облицованы тонким слоем дугостойкого материала, так как поверхность 23 принимает участие в нроцессе дугообразовани  при размыкании контактов, а новерхность 24 в дугогашении. Контактный наконечник 19, укрепленный на нодвижном стержне 20, имеет несколько рабочих поверхностей: коническую 25, цилиндрическую 26 и стаканообразпую 27. Цилиндрическа  часть 26 наконечника 19 выполнена из материала, устойчивого к свариванию с высокими коэффитщентами электро- и теплопроводности, хорошей снимаемости, с малым переходным сопротивлением , нанример серебра с добавками сурьмы, а коническа  и стаканообразна  облицованы тонким слоем дугостойкого материала , так как коническа  повехность принимает участие в дугообразовании, а стаканообразна  - в дугогашении. Цилиндрические поверхности 26 наконечника 19 и 22 ламелей 13 в замкнутом состо нии прижимаютс  друг к другу с помощью пружин 18 и участвуют в процессе пропускани  тока. Ца ферромагнитном цилин.дре 5 укренлен металлический экран 28, закрывающий острые углы розеточной части и места спа  стекла с коваровым переходом 4 от пробоев. Цодвижный стержень 20 имеет возможность совершать возвратно-поступательное движение без нарушени  герметичности благодар  наличию сильфона 29, который защищен от расправленных капель металла, образующихс  при отключении тока, металлическим экраном 30. Дл  предотвращени  пробо  по длинHfc iM пут м и защиты места спа  со стеклом коварового перехода 2 служит металлический экран 31, укрепленный на фланце 3. Разрезанное пружин щее стальное кольцо 32 надето на канавку в нодвижном стержне и преп тствует раст жению сильфона и слишком глубокому проникновению подвижпого контакта под действием разности давлений внутрь камеры . Вакуумна  дугогасительна  камера присоедин етс  к откачному носту через металлический штенгель 33, вакуумноплотно закрепленный во фланце 3. Дл  кренлени  вакуумного выключател  в аппаратуре служит фланец 34. Ца фкг. 4-6 изображена розеточна  часть неподвижного контакта с ламел ми 13, закрепленными шарнирно. Ца фиг. 4 и 6 ла.мели занимают положение, в котором они наход тс  при замкнутых контактах, на фиг. 5 при разомкнутых. Витки спирали 7 соедин ютс  в данном случае с кольцом 35, имеющим приливы 36 по числу ламелей. В каждом из приливов 36 имеетс  отверстие и прорезь над ним. Ца прилив 36 надеваютс  ушки 37 ламели , которые выполнены с овальным отверстием . После совмещени  отверстий в приливе 36 и ушках 37 в отверстие вставл етс  щтифт 38. Вокруг штифта ламель 13 может совершать как вращательное, так и возвратно-поступательное движение, ограниченное овальным отверстием 39. Размах вращательного движени  ограничен стержнем 40, который задает направление перемещени  ламелей 13, так как он шарнирно соединен с ламелью через штифт 41. Ограничителем хода служит специальный винт 42. Необходима  сила, прижимающа  ламели 13 к контактному наконечнику 19, создаетс  пружиной 18. Токоподводы 15 выполнены гибкими из тонких лент. Острые углы розеточной части контакта закрывают металлический экран 28.

При пропускании тока контакты вакуумной и дугогасительной камеры замкнуты, как показано на фиг. 6. Дл  замыкани  контактов привод переметает подвижный стержень 20 по стрелке А, показанной на фиг. 1, сильфон 29 сжимаетс , и контактный наконечник 19 приходит в соприкосновение с ламел ми 13. Первыми соприкасаютс  конусные поверхности 23 ламелей 13 и конусна  поверхность 25 контактного наконечника 19. Под вли нием силы, передаваемой приводом, ламели 13 начинают раздвигатьс , сжима  пружины 18. Отверстие в розеточном контакте увеличиваетс , и контактный наконечник 19 входит внутрь розеточного контакта: контакты замкнуты. При этом поверхность 22 цилиндрической части ламелей пружиной 18 прижимаетс  к поверхности 26 цилиндрической части контактного наконечника. Как известно, через розеточный контакт можно длительно пропускать ток значительно больший, чем через торцовый. Кроме того, площадь соприкосновени  увеличиваетс , так как контактирующие поверхности как контактного наконечника 19, так и ламелей выполнены из м гкого, легко сминающегос  матег-чала с высоки--: .с ффицнентами тепло- и электропровод гости, с низким переходным сопротивлепием.

При отключении подвижный стержень 20 под вли нием разнигты давлении приходит в движение, и контактный наконечник 19 перемещаетс  по стрелке В (фиг. 5) внутрь розеточного контакта, при этом поверхность 26 скользит по поверхности 22. Цилиндрические поверхности 22 и 26 плавно переход т в соответствующие конусные поверхности 23 и 25. При перемещении контактного наконечника 19 относительно розеточного контакта цилиндрические поверхности 26 и 22 выход т из соприкосновени , и ламели 13 пОхД действие1 г пружин 18 ностепенно смещаютс  к центру. ПРИ этом конусные поверхности 23 ламелей 13 вступают в соприкосновение с конусной поверхностью 25 контактного наконечннка 19. При дальнейшем перемещении конусные поверхности 23 и 25, последними выход  из соприкосновени , при отключении тока участвуют в образовании расплавленного металлического мостика. Дл  того, чтобы мостики имели ограниченные размеры, поверхности 23 и 25 должны быть облинованы тугоплавким материалом , нанример вольфрамом, или металлокерамической композицией па его основе. Под вли нием тепла, выдел ющегос  в мостике при прохождении тока, мостик испар етс , и в его парах загораетс  дуга. При отключении иалых токов пара выдел етс  недостаточно, это приводит к форсированному погасанию дуги до прохода тока через нуль, т. и. «срезу

тока, в результате чего возникают перенапр жени . Чтобы не допустить обреза тока, в металлокерамическую облнцовку поверхпостей 23 и 25 ввод тс  легколетучне добавки в количестве 0,1 + 10 вес. %, например цинк, олово, или их смесь.

Возникша  в парах металла дуга начинает перемещатьс  вверх по ламел м и наконечнику под вли нием магнитного пол  петли тока

и попадает на концы ламелей и верхнюю часть контактного наконечника, при этом ее опорные п тна перемещаютс  по поверхност м 24 и 27. Так как в опорных п тнах развиваетс  высока  температура, то нз контактов выдел етс 

растворенный в них газ. Чтобы поглотить этот газ и .; с .лым увеличить отключающую способность , п ;гтостойкую облицовку поверхностей 24 ц 27 ввод тс  небольшие добавки (0,1 -f 10 вес. %) металлов, адсорбирующих

газ при повышешых температурах, например тори  ил;- тпта-;;- ;ix смссн. За основу дугостойкой облицовки выбран молибден, обладаюгП 1 бо;:ес высокими гстернрующнми свойствами по сравнению с вольфрамом.

При обтекании током витков снпрали 7 внутри вакуумного выключател  создаетс  аксиальное .магнитное поле. Так как дуга в нашей контактной системе, в нервом приближении , расположена горизонтально, то благодар  взаимодействию магнитного пол  дуги с аксиальным магнитным нолем спирали, дуга совершает круговое движение вокруг оси подвижного стержн . Таким образом, под вли нием двух магиитпых полей (петли тока и спирали ) дуга перемеш,аетс  по ламел м и контактному наконечнику но спирали вверх, где, продолжа  перемещатьс  по кругу, при переходе тока через нуль, гаснет.

Пред м е т и з о б р е т е н и  

40

Claims (6)

1.Вакуумна  дугогасительна  камера, содержаша  корпус, внутри которого размещены подвин :ный контакт, состо щий из стержн  и контактирующего наконечника, и неподвижный контакт, состо щий нз спирального токопровода ц розеточной части, образованной из нескольких ло мелей, вывернутых дугогасительными концами внутрь спирального токопровода ,  вл ющегос  частью корпуса, и изолировакпый экран, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, по крайней мере, часть стержн  подвижного контакта пропущена сквозь розеточную часть неподвижного контакта, а диаметр контактирующего

наконечника больше или равен диаметру отверсти , образованного ламел ми неподвижного контакта.

2.Камера но и. 1, о т л и ч а ю щ а   с   тем, что, с целью увеличени  быстродействи , контактирующий наконечник выполнен в виде цилиндра , переход щего в нижней части в усеченный конус.

3.Камера по пп. 1 и 2, отличающа с  тем, что, с целью уменьщени  перенапр жеНИИ , контактирующий наконечник в своей нижней части снабжен насадкой, изготовленной из материала, снижающего уровень токов среза.

4.Камера по пп. 1-3, отличающа с  тем, что насадка нижней части контактирующего наконечника изготовлени  из материала на основе тугоплавкого металла, например вольфрама, с малыми добавками металлов с плохой теплопроводностью и низкой упругостью пара, например цинка.

5.Камера по пп. 1-4, отличающа с  тем, что, с целью увеличени  отключающей способности, верхн   часть контактирующего наконечника снабжена насадкой, изготовленной из материала, обладающего гетерирующими свойствами.

6. Камера по п. 1-5, отличающа с  тем, что насадка верхней части контактирующего наконечника изготовлена из материала на основе тугоплавкого металла, например молибдена , с добавками металлов, обладающих высокой сорбционной способностью, например тори .

| J

/5 2

38

J7

2

J9

/

2 22

i9

27

26

28

21

Фиг 6