SU866601A1

SU866601A1 - High-voltage vacuum switch

Info

Publication number: SU866601A1
Application number: SU802875391A
Authority: SU
Inventors: Владимир Семенович Бочкарев
Original assignee: Предприятие П/Я А-3816
Priority date: 1980-01-28
Filing date: 1980-01-28
Publication date: 1981-09-23

Description

Изобретение относитс к высоковольтным вакуумным выключател м, предназначенным дл коммутации элек рических и радиотехнических целей. Данный вакуумный выключатель может найти применение в мощной стационар ной, передвижной и бортовой электро к радиотехнической аппаратуре дл подключени источников питани и нагрузок, переключени антенных цепей , отводов катушки высокочастотно го контура, конденсаторов высо.ковбльтных высокочастотных цепей в ан тенно-согласукадих устройствах и т.д Известны высоковольтные вакуумные выключатели, используемые дл этих целей, содержащие расположенные в вакуумированной камере неподвижные контакты, укрепленные на вводах, и средний подвижный контакт выполненный в виде L-образной контактной пластины, механически жестко св занной с помощью изол тора с корем электромагнита tilОднако в этих выключател х L-образнес контактна пластина не обеспечивает надежной работы при воздей ствии вибрационных и ударных нагруз как при замкнутом, так и при разомк том положении контактор, если ускор ние механических нагрузок направлено перпендикул рно продольной оси вы- , ключател и плоскости контактировани . Дл повышени надежности работы в услови х воздействи вибрационных и ударных нагрузок при разомкнутом положении контактов в этом вакуумном выключателе подвижный упругий контакт L-образной формы снабжен дополнительной упругой токопровод щей пластиной, расположенной параллельно L-образной контактной пластине со стороны неподвижных контактов, один конец которой укреплен на изол торе , а другой изогнут в форме крючка и, котора одновременно вл етс ограничителем подвижного контакта и проводником тока между неподвижными контактами при Зс1мкнутом их положении. Введение дополнительной пластины позволило повысить надежность работы выключател с разомкнутыми контактами , так как это дало возможность исключить замыкание его контактов при возникновении пробоев вследствии того, что дополнительна упруга пластика прстиводействует изгибу Lобразной пластины от действи сильных электрических полей, возникающих в момент пробо .The invention relates to high-voltage vacuum switches designed for switching electrical and radio engineering purposes. This vacuum switch can be used in high-power stationary, mobile and on-board electrical equipment for radio equipment for connecting power sources and loads, switching antenna circuits, taps of the high-frequency coil, capacitors of high-frequency high-frequency circuits in antenna-matching devices, etc. e High-voltage vacuum circuit breakers used for these purposes, containing fixed contacts located in an evacuated chamber, and an average of them are known. Vision contact made in the form of an L-shaped contact plate mechanically rigidly connected with an insulator to the electromagnet core. However, in these switches, the L-design contact plate does not provide reliable operation under the influence of vibration and shock loads with both closed and opening the contactor if the acceleration of mechanical loads is directed perpendicular to the longitudinal axis of the switch, key and the contact plane. To increase the reliability of the vibration and shock loads when the contacts are open, the movable elastic contact of the L-shaped form is equipped with an additional elastic conductive plate located parallel to the L-shaped contact plate from the fixed contacts, one end of which is reinforced on the insulator, and the other is crooked in the shape of a hook, and which is simultaneously the limiter of the moving contact and the current conductor between the fixed contacts in case of their closed position. The introduction of an additional plate made it possible to increase the reliability of the switch with open contacts, since this made it possible to eliminate the closure of its contacts in the event of breakdowns due to the fact that the additional elastic plastic acts on the bending of the L-shaped plate from the action of strong electric fields arising at the moment of breakdown.

Однако введение дополнительной упругой пластины не повысило надежность работы выключател с замкнутыми контактами при воздействии вибрационных и ударных нагрузок, если ускорение направлено перпендикул рно продольной оси выключател и совпадает с силой реакции контактной пластины.However, the introduction of an additional elastic plate did not improve the reliability of the switch with closed contacts when subjected to vibration and shock loads, if the acceleration is directed perpendicular to the longitudinal axis of the switch and coincides with the reaction force of the contact plate.

Наиболее близкой к предлагаемой вл етс конструкци вакуумного выключател , в которой электромагнитна система управлени выполнена кла .панного типа с двум кор ми и сердечником одного полюса, причем кор с захрепленными на них подвижными контактами, расположены с одинаковым рабочим промежутком относительно полюса сердечника по обе стороны от неподвижных контактов и выполнены в форме полукруглых пластин с радиусом равным внешнему радиусу корпуса электромагнита , причем оси вращени корей пapaллeльE ы плоскост м контактировани 2 .The closest to the present invention is the design of a vacuum switch, in which an electromagnetic control system is made of a clapboard type with two cores and a core of one pole, with the core with movable contacts held on them, with the same working interval relative to the core pole on both sides of fixed contacts and made in the form of semicircular plates with a radius equal to the outer radius of the body of the electromagnet, and the axis of rotation of Korea is parallel to the contact planes 2

Такое техническое решение позволило , кроме повышени надежности работы при воздействии механических нагрузок, снизить переходное контактное сопротивлеЕ- ие, повысить электрои теплопроводность между неподвижным контактами и токопропускнуга способкость без увеличени габаритов и расхода мощности на управление.This technical solution allowed, in addition to increasing the reliability of operation under the influence of mechanical loads, to reduce the transitional contact resistance, to increase the electrical conductivity between the fixed contacts and the current transmission capacity without increasing the size and power consumption of the control.

Недостаток этого выключател состоит в 7ГОМ, что из-за всего имеющегос отклонени плоскостей неподвижных контактов и подвижного контакта от общей прилегающей плоскости, а также отклонени от параллельности осей вращени кор и плоскости контактировани , з нем имеет место разность в величинах межконтактного зазора между каждой частью L -образной контактной пластины и соответствующими им неподвижными выводамиконтактами . Это ведет к тому, что ирк подаче напр жени питани на обмотку электромагнита часть -образной контактной пластины с меньшим зазором Зс1мыкаетс на соответствующий ей вывод-контакт, в то врем как меходу второй частью L-образной контактной пластины и соответствующим ей выводом в р де случае в остаетс нескомпенсиррванный прогибом первой части L-образной контактной пластины зазор.The disadvantage of this switch is 7GOM, which, due to all the deviations of the planes of the fixed contacts and the movable contact from the common adjacent plane, as well as deviations from the parallelism of the axes of rotation of the core and the plane of contact, there is a difference in the values of the contact gap between each part L -shaped contact plate and the corresponding fixed pin contacts. This leads to the fact that the irk supply voltage to the winding of the electromagnet part-shaped contact plate with a smaller gap 3s1 is connected to the corresponding pin-contact, while the second part of the L-shaped contact plate and the corresponding pin in the case There remains an uncompensated gap in the deflection of the first part of the L-shaped contact plate.

Следствием этого вл етс нестабильное замыкание цепи между неподвижными выводами-контактами подвижной L-образной контактной пластиной при подаче напр жени питани на обмотку управлени . Веро тность нестабильного замыкани цепи еще более увеличиваетс при повышенной температуре OKpii-жающей среды, когда мош-ность обмотки управлени значительно снижаетс из-за увеличени ее сопротивлени и она оказываетс недостаточной дл замыкани цепи обоим1г1 част ми L-образной контактной пластины даже в тех образцах выключателей , которые при нормальной температуре окружающей среды имели стабильное замыкание цепи. В конечном итоге это ведет к снижению надежности работы и процента выхода годны выключателей.The consequence of this is an unstable short circuit between the fixed pins of the movable L-shaped contact plate when the supply voltage is applied to the control winding. The likelihood of an unstable circuit is further increased when the temperature of an OKpii medium is increased, when the control winding is significantly reduced due to an increase in its resistance and it is insufficient to close the circuit with both parts of an L-shaped contact plate even in those switch samples , which at normal ambient temperatures had a stable circuit circuit. Ultimately, this leads to a decrease in the reliability of operation and the percentage of output of the switches.

Цель изобретени - повышение стабильности замыкани цепи, надежности работь и процента выхода годных выключателей.The purpose of the invention is to improve the stability of the circuit, the reliability of operation and the percentage of usable switches.

Указанна цель достигаетс т§м, что в данном высоковольтном вакуумном выключателе подвижные L-образные контактные пластины выполнены св занными между собой плоской токопровод щей пластиной, имеющей в средней части прогиб колоколообразной ,-образной или полусинусоидальной формы.This goal is achieved that in this high-voltage vacuum breaker movable L-shaped contact plates are made of interconnected flat conductor plate, which in the middle part has a deflection of a bell-shaped, or semi-sinusoidal shape.

Кроме того, пластина выполнена упругой и покрыта слоем высокопровод щего металла.In addition, the plate is made of elastic and covered with a layer of highly conductive metal.

Выполнение расположенных по обе стороны от неподвижных выводов-контактов , подвижных L-образных контактов св занными между собой токопровод щей пластиной позвол ет снизить веро тность незамыканн цепи при подаче напр жени питани га обмотку управлени , так как в этом случае при незамыкакии частей L-образных контактных пластин, расположенных друг относительно друга по диагонали замыкание цепи будет обеспечено через контактирующие части ( по второй диагонали) и соедин ющую их токопровсд щую пластину.The implementation of movable L-shaped contacts interconnected by a conductive plate located on both sides of the fixed output contacts makes it possible to reduce the likelihood of an open circuit when the supply voltage is applied to the control winding, since in this case the parts of the L-shaped contact plates located diagonally relative to each other; short circuit will be provided through the contacting parts (along the second diagonal) and connecting the current conducting plate.

Наличие в средней части токопровод щей пластины прогиба колоколообразной (в сечении),5 -образный или полусинусоидальной формы позвол ет обеспечить большое количество операций включение-отключение без ее разрушени .The presence in the middle part of the conductive plate of the deflection of a bell-shaped (in cross section), 5-shaped or half-sinusoidal form allows to provide a large number of on-off operations without destroying it.

Выполнение пластины с покрытием слоем высокопровод ще о металла позвол ет снизить потери и повысить токопропускную способность выключател .Making the plate with a layer of high conductive metal coating allows to reduce losses and increase the current-carrying capacity of the switch.

Выполнение пластины упругой позвол ет обеспечить ее устойчивость при воздействии механических нагрузок и требуемую механическую циклопрочность . The implementation of the elastic plate makes it possible to ensure its stability under the action of mechanical loads and the required mechanical cycle strength.

В совокупности это позвол ет повысить надежность работы и процент выхода годных.Taken together, this makes it possible to increase the reliability of work and the percentage of yield.

На фиг. 1 изображен общий вид вакуумного выключател при ра омкнутом положении.контактов; на фиг. 2 сечение А-А на фиг, 1,FIG. 1 shows a general view of a vacuum switch with the open position of contacts; in fig. 2 section A-A in FIG. 1,

ного баллона, узла элежтромагнита и узла катушки управлени .ballast, an sleetromagnet assembly and a control coil assembly.

Комбинированный мет ллостекл нный балпон состоит из цилиндрической стекл нной оболочки 1, вакуумноплотно спа нной с молибденовыми неподвижными выводами - контактами 2 и коварным переходным кольцом 3.The combined metallic glass balcon consists of a cylindrical glass envelope 1, vacuum-sealed with molybdenum fixed leads - contacts 2 and a cunning transition ring 3.

Узел электромагнита состоит из диамагнитного цилиндра 4, вакуумноплотно спа нного с сердечником 5 из магнитом гкого металла. В кольце б закреплены оси 7, на которых вращаютс два кор 8 полукруглой формы из магнитом гкого материала, жестко св занные через изол торы 9 с контактными пластинами 10 и дополнительными пластинами 11. Разомкнутое положение контактных пластин 10 обеспечиваетс пружиной 12 возврата одетой одним концом на сердечник 5, а другим концом упирающейс в кор 8. Контактные пластины 10 электрически соединены между собой токопровод щей пластиной 13, имеющей прогиб в средней части. Дл обеспечени требуемого зазора между неподвижными контактами 2 и контактными пластинами 10, на торце кольца кор 8 диаметрально противоположно выполнены уступы. Узел катушки управлени включает в себ корпус электромагнита 14 из магнитом гкого металла, цилиндр 15, -каркас 16 и обмотку 17 управлени .The electromagnet assembly consists of a diamagnetic cylinder 4, vacuum-sealed with the core 5 of a soft metal magnet. Axes 7 are fixed in the ring b, on which two cores 8 of semicircular shape of magnetically soft material rotate, rigidly connected through insulators 9 to contact plates 10 and additional plates 11. Open position of contact plates 10 is provided by a return spring 12 with one end fixed to the core 5, and with the other end abutting against the core 8. The contact plates 10 are electrically interconnected by a conductive plate 13 having a deflection in the middle part. To provide the required clearance between the fixed contacts 2 and the contact plates 10, ledges are diametrically opposed at the ring end face of the core 8. The control coil assembly includes a magnet of a soft metal magnet 14, a cylinder 15, a frame 16, and a control winding 17.

Принцип работы выключател заключаетс в следующем.The principle of operation of the switch is as follows.

Контактна система выключател состоит из двух неподвижных и двух подвижных контактов, размещенных с определенным зазором относительно друг друга внутри вакуумированной оболочки. Замыкание и размыкание цепи между неподвижными контактами 2 подвижными контактными пластинами 10 обеспечиваетс благодар применению в конструкции электромагнитной системы управлени . При отсутствии напр жени питани на обмотке 17 управлени , пружина 12 отжимает кор электромагнита 8 от сердечника 5, при этом подвижные контакты 10 размыкают цепь между неподвижными контактами 2, При подаче напр жени питани на обмотку 17 управлени , под . действием созданного ею магнитного потока, кор электромагнита 8 прит гиваютс к сердечнику 5 и кольцу 6 и сжимают пружину 12 возврата.The contact system of the switch consists of two fixed and two movable contacts placed with a certain gap relative to each other inside the vacuumized shell. The closing and opening of the circuit between the fixed contacts 2 of the movable contact plates 10 is ensured by the use of an electromagnetic control system in the design. In the absence of supply voltage on the control winding 17, the spring 12 pushes the electromagnet 8 core from the core 5, while the movable contacts 10 open the circuit between the stationary contacts 2, When the supply voltage is applied to the control winding 17, under. by the action of the magnetic flux created by it, the core of the electromagnet 8 is attracted to the core 5 and the ring 6 and compresses the return spring 12.

При этом контактные пластины 10, жестко св занные с кор ми 8 через изол торы 9, замыкают неподвижные контакты 2 несколько раньше, чем кор 8 прит нутс к сердечнику 5 и кольцу б, чем и обеспечиваетс необходимое контактное давление приIn this case, the contact plates 10, which are rigidly connected to the bark 8 through insulators 9, close the fixed contacts 2 somewhat earlier than the core 8 is attracted to the core 5 and the ring b, and this provides the necessary contact pressure at

полностью прит нутых кор х. Если с неподвижными контактами 2 контактируют все части подвижных контак-тов пластин 10, ток идет сначала по первому выводу - контакту 2, а затем разветвл етс на контактные пластины 10 и токопровод щую пластину 13 и далее идет по второму выводу. Если на неподвижные контакты 2 замкнуты только диагонально расположенныеfully tightened box x. If all parts of the movable contacts of the plates 10 are in contact with the fixed contacts 2, the current first flows through the first terminal - contact 2, and then branches into the contact plates 10 and the conductive plate 13 and then goes along the second terminal. If the fixed contacts 2 closed only diagonally located

части контактных пластин, ток идетparts of contact plates, current goes

по первому выврду неподвижному контакту 2, затем через контактирующую часть одной контактной пластины 10, через токопровод гттую пластину 13 и далее через контактирующую частьon the first vyvrdu fixed contact 2, then through the contacting part of one contact plate 10, through the conductor of the grounding plate 13 and then through the contacting part

второй контактной пластины 10 и второй вывод - неподвижный контакт 2.the second contact plate 10 and the second output is a fixed contact 2.

Вакуумный выключатель может быть выполнен как в металлостекл нном, так и в металлокерамическом исполнеНИИ . Прогиб токопровод щей пластины может быть выполнен в иной форме, не снижающей её прочностных и токопровод цих свойств.The vacuum breaker can be made both in metal-glass and metal-ceramic versions. The deflection of the conductive plate can be made in a different form, without reducing its strength and conductive properties.

Выполнение подвижных контактовPerforming moving contacts

св занными собой токопровод щей пластиной позвол ет повысить стабильность замыкани цепи, надежность работы и процент выхода годных, снизить нагрев и увеличить величину пропускаемого тока без увеличени connected with a conductive plate allows to increase the stability of the circuit circuit, reliability of operation and the percentage of usable output, reduce heating and increase the amount of current to be passed without increasing

габаритов выключател .dimensions of the switch.

Claims

1. A high-voltage vacuum circuit breaker containing fixed contacts located in an evacuated shell, two radial electro-magnetic valve-type control system and two middle moving contacts fixed through insulators on each of the bark and located on both sides of the fixed contacts, differing

topics That, in order to increase the stability of the reliability chain, these middle moving contacts are made by interconnected flat conductor plate, which is made in the middle part with a deflection of a bell-shaped, fl-shaped or semi-sinusoidal shape.

2. The switch according to claim 1, about tl and which is due to the fact that the plate is made elastic and covered with a layer of highly conducting metal.

Sources of information taken into account in the examination

1. USSR author's certificate No. 305517, cl. H 01 N ZZ / bb, 1965.

2. USSR author's certificate No. 693453, cl. H 01 N ZZ / bb, 1975.

1