SU892504A1 - High-voltage vacuum change-over switch - Google Patents
High-voltage vacuum change-over switch Download PDFInfo
- Publication number
- SU892504A1 SU892504A1 SU802905896A SU2905896A SU892504A1 SU 892504 A1 SU892504 A1 SU 892504A1 SU 802905896 A SU802905896 A SU 802905896A SU 2905896 A SU2905896 A SU 2905896A SU 892504 A1 SU892504 A1 SU 892504A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- core
- vacuum
- contact
- switch
- sleeve
- Prior art date
Links
Landscapes
- Thermally Actuated Switches (AREA)
Description
Изобретение относится к высоковольтным вакуумным переключателям со встроенной электромагнитной системой управления с поляризующим постоянным магнитом, обеспечива ющим удержание подвижного контакта в двух крайних положениях после снятия напряжения питания с обмоток управления, предназначено для коммутации высоковольтных электрических и радиотехнических цепей и может найти применение в мошной стационарной, передвижной и бортовой электротехнической и радиотехнической аппаратуре, одним из важнейших требований в которой является малое потребление электрической энергии элементами на управление.The invention relates to high-voltage vacuum switches with an integrated electromagnetic control system with a polarizing permanent magnet, which ensures that the movable contact is held in two extreme positions after removing the supply voltage from the control windings, is intended for switching high-voltage electrical and radio circuits, and can be used in stationary stationary, mobile and on-board electrical and radio equipment, one of the most important requirements of which is low consumption of electric energy by the elements for control.
Переключатель в аппаратуре может быть использован для переключения источников питания и нагрузок, для переключения антенных цепей, отводов катушки высокочастотного koh-jq тура, конденсаторов высокочастотных цепей в антенно-согласующих устройствах и т.д.The switch in the equipment can be used to switch power supplies and loads, to switch antenna circuits, high-frequency koh-jq round coil taps, high-frequency circuit capacitors in antenna matching devices, etc.
. Известны вакуумные переключатели и вакуумные реле на переключение с поляризующим постоянным магнитом, используемые для этйх целей* (1].. There are known vacuum switches and vacuum relays for switching with a polarizing permanent magnet, used for this purpose * (1].
Однако в известном вакуумном переключателе поляризующие постоянные магниты закреплены непосредственно на высоковольтных выводах, а обкатка управления расположена на оболочке из стекла, т.е. поляризующий магнитный поток в выключателе замыкается через длинные воздушные” промежутки. Наличие больших воздушных промежутков ведет к значительному магнитному сопротивлению и большим потокам рассеивания энергии магнитного поля, что сильно снижает величину энергии постоянного магнита по удерживанию подвижного контакта в двух крайних положениях, а следовательно, резко снижает устойчивость выключателя к воздействию механических Нагрузок.However, in the known vacuum switch, polarizing permanent magnets are mounted directly on the high voltage terminals, and the control break-in is located on a glass shell, i.e. the polarizing magnetic flux in the switch closes through long air gaps. The presence of large air gaps leads to significant magnetic resistance and large fluxes of energy dissipation of the magnetic field, which greatly reduces the energy of the permanent magnet to keep the movable contact in two extreme positions, and therefore, sharply reduces the resistance of the circuit breaker to mechanical loads.
Известно также вакуумное реле (2).A vacuum relay (2) is also known.
Однако устройство имеет малый срок службы, вследствие ограниченной механической стойкости мембраны, и низкую устойчивость к воздействию механических нагрузок из-за наличия люфтов в передаточных элементах между элект3 ромагнитным приводом и подвижным контактом и упругих сил реакции мембраны, стремящихся вернуть подвижный контакт в нейтральное (среднее) положение.However, the device has a short service life, due to the limited mechanical resistance of the membrane, and low resistance to mechanical stress due to the presence of backlash in the transmission elements between the electromagnetic drive and the movable contact and the elastic reaction forces of the membrane, which tend to return the movable contact to neutral (medium) position.
Наиболее близким к предлагаемому является высоковольтный вакуумный переключатель, содержащий вакуумированную камеру, укрепленные на выводах два неподвижных контакта, расположенный в зазоре между ним л средний подвижный контакт и электромагнитную систеь4у управления подвижным контактом с поляризующими постоянными магнитами и втяжным сердечником, перемещающимся по направляющей втулке, причем сердечник расположен во втулке с зазором..Closest to the proposed one is a high-voltage vacuum switch containing a vacuum chamber, two fixed contacts fixed at the terminals, a middle movable contact located in the gap between it and an electromagnetic moving contact control system 4u with polarizing permanent magnets and a retractable core moving along the guide sleeve, the core being located in the sleeve with a clearance ..
В этом выключателе передача движения подвижному контакту осуществляется при продольном (осевом) перемещении втяжного сердечника, расположенного непосредственно в вакуумном объеме, по цилиндрической направляющей втулке из диамагнитного металла. Такое техническое решение позволяет повысить срок службы по количеству переключений и исключить люфты, так как в данной конструкции отсутствуют передаточные элементы, что повышает надежность его работы при воздействии механических нагрузок [3].In this switch, motion is transferred to the movable contact during longitudinal (axial) movement of the retractor core located directly in the vacuum volume along a cylindrical guide sleeve made of diamagnetic metal. This technical solution allows to increase the service life by the number of switching and to eliminate backlash, as in this design there are no transmission elements, which increases the reliability of its operation when exposed to mechanical loads [3].
Недостатком устройства является то, что изза несоосности расположения направляющей втулки и сердечника, последний плотно прижимается в одну сторону к поверхности направляющей втулки. При движении сердечника в осевом направлении между плотно прижатыми поверхностями втулок и сердечника возникают большие силы трения' скольжения. С учетом того, что эти силы возникают в вакууме, то это является причиной возникновения микросварок и заклинивания сердечника в направляющей втулке, так как магнитомягкий материал сердечника и материал направляющей втулки имеют высокую склонность к холодному диффузионному свариванию в вакууме даже при отсутствии сил трения.The disadvantage of this device is that due to the misalignment of the location of the guide sleeve and the core, the latter is tightly pressed in one direction to the surface of the guide sleeve. When the core moves in the axial direction between the tightly pressed surfaces of the bushings and the core, large sliding friction forces arise. Taking into account the fact that these forces arise in a vacuum, this causes microwelding and jamming of the core in the guide sleeve, since the soft magnetic core material and the guide sleeve material are highly prone to cold diffusion welding in vacuum even in the absence of friction forces.
Наличие значительных сил трения скольжения в вакууме и возникающие при этом в местах трения высокие температуры способствуют еще более высокой активности появления микросварок трущихся поверхностей, что снижает стабильность параметров срабатывания по замыканию и размыканию цепи, а следовательно, и надежности работы.The presence of significant sliding friction forces in a vacuum and the high temperatures that occur in the friction places contribute to an even higher activity of the appearance of microwelding of rubbing surfaces, which reduces the stability of the response parameters for closing and opening the circuit, and, consequently, the reliability of operation.
Цель изобретения - повышение надежности работы путем повышения стабильности параметров срабатывания по замыканию и размыканию цепи.The purpose of the invention is to increase the reliability by increasing the stability of the parameters of the operation by closing and opening the circuit.
Указанная цель достигается тем, что в вы- SS соковольтном вакуумном переключателе в кольцевом-.зазоре, образованном между цилиндрическими поверхностями направляющей втулки и сердечника, установлена свернутая в трубочку по внутреннему диаметру втулки тонкая пластина.This goal is achieved by the fact that in the high-SS vacuum switch in the ring-gap formed between the cylindrical surfaces of the guide sleeve and the core, a thin plate is folded into a tube along the inner diameter of the sleeve.
При этом пластина выполнена из упругого s материала с малой склонностью к диффузионному свариванию в вакууме, например из молибдено-рениевого сплава.In this case, the plate is made of elastic s material with a low tendency to diffusion welding in vacuum, for example, of a molybdenum-rhenium alloy.
Установление в кольцевом зазоре между поверхностями направляющей втулки и сердеч»0 ника свернутой в трубочку по внутреннему диаметру тонкой пластины исключает непосредственный контакт материала втулки и сердечника и снижает тем самым вероятность их сваривания, силы трения скольжения и нагрев U поверхностей сердечника и втулки от трения.The establishment in the annular gap between the surfaces of the guide sleeve and the core »0 of a thin plate rolled into a tube along the inner diameter of the thin plate eliminates direct contact between the material of the sleeve and the core and thereby reduces the likelihood of welding, sliding friction forces and heating U of the core and sleeve surfaces from friction.
Выполнение пластины из упругого материала позволяет самоустанавливаться сердечнику в месте наибольшей концентрации силовых линий магнитного поля, что снижает потоки рассеивания и, как следствие, расход мощности на управление.The implementation of the plate from an elastic material allows the core to self-install in the place of the highest concentration of magnetic field lines, which reduces the dispersion fluxes and, as a consequence, the power consumption for control.
Выполнение пластины из материала с малой склонностью к диффузионному свариванию в вакууме, например из молибдено-рениевого 2$ сплава, позволяет снизить вероятность микросваривания поверхностей сердечника и направляющей втулки, что повышает стабильность .срабатывания и надежность работы.The implementation of the plate from a material with a low tendency to diffusion welding in vacuum, for example, from a molybdenum-rhenium alloy of $ 2, reduces the likelihood of micro-welding of the surfaces of the core and the guide sleeve, which increases the stability of operation and reliability.
На фиг. 1 изображен вакуумный переключа30 тель, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б нафиг. 1.In FIG. 1 shows a vacuum switch, general view; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 - section BB for. 1.
Вакуумный переключатель состоит из металлокерамической оболочки и электромагнитной системы управления поляризованного типа с 35 втяжным сердечником, расположенным в вакууме.The vacuum switch consists of a ceramic-metal shell and an electromagnetic control system of a polarized type with a 35 retractable core located in a vacuum.
Металлокерамическая оболочка переключателя состоит из трех одинаковых соосно расположенных керамических цилиндров 1—3 . Меж40 ду керамическими цилиндрами расположены медные тонкостенные выводы 4 и 5 неподвижных и вывод 6 подвижного контактов, вакуумно-плотно припаянные к торцовым поверхностям керамических цилиндров. Выводы 4 4S и 5 неподвижных контактов выполнены за одно целое с неподвижными контактами для уменьшения сопротивления токопрохождению и снижения тем самым нагрева. Цилиндрические части неподвижных контактов составляют 50 1/4 диаметра цилиндра, направлены навстречу друг другу и установлены между собой с зазором, зависящим от величины рабочего напряжения. Выполнение неподвижных контактов равными 1/4 диаметра цилиндра позволяет снизить межконтактную емкость практически без ухудшения условий для токопрохождения, так как ток растекается на вывод, подчиняясь параболической кривой, с вершиной пара болы в точке непосредственного контактирования подвижного и неподвижного контактов.The ceramic-metal shell of the switch consists of three identical coaxially located ceramic cylinders 1-3. Between 40 ceramic cylinders are thin-walled copper terminals 4 and 5 of fixed and terminal 6 of the movable contacts, vacuum-tightly soldered to the end surfaces of the ceramic cylinders. The conclusions 4 4S and 5 fixed contacts are made in one piece with the fixed contacts to reduce the resistance to current transmission and thereby reduce heating. The cylindrical parts of the fixed contacts are 50 1/4 of the diameter of the cylinder, directed towards each other and installed between them with a gap that depends on the magnitude of the operating voltage. Making fixed contacts equal to 1/4 of the cylinder diameter allows reducing the contact capacitance with virtually no worsening of the conditions for current flow, since the current flows to the output, obeying a parabolic curve, with the top of the steam at the point of direct contact between the movable and fixed contacts.
В зазоре между неподвижными контактами (выводами) 4 и 5 расположен подвижный контакт 7, выполненный в виде набора пластин S из молибдена для обеспечения пропускания требуемых величин тока высокой частоты и высокой циклической износостойкости. Пластины подвижного контакта 7 электрически и механически прочно скреплены с выводом 6 под- 10 вижного контакта, например, с помощью пайки. К выводу 4 неподвижного контакта и к торцу керамического цилиндра 3 вакуумноплотно припаяны переходные кольца 8 и 9 из меди. Для снижения термических напряжений 15 в зоне спая, пайка колец производится с использованием компенсационных колец 10 и 11 из молибдена или ковара. Переходное кольцо 8 вакуумно-плотно сварено с заглушкой 12, вакуумно-плотно спаянной с трубкой штенге- го ля 13, служащего для откачки газа из объема переключателя при проведении вакуумно-термической обработки. Переходное кольцо 9 вакуумно-плотно сваривается с медным цилиндром 14 корпуса электромагнита. Ϊ5In the gap between the fixed contacts (pins) 4 and 5, a movable contact 7 is arranged in the form of a set of molybdenum plates S to ensure the transmission of the required high frequency currents and high cyclic wear resistance. The plates of the movable contact 7 are electrically and mechanically firmly bonded to the terminal 6 of the movable contact, for example, by soldering. To the output 4 of the fixed contact and to the end of the ceramic cylinder 3, transition rings 8 and 9 of copper are vacuum-tightly soldered. To reduce thermal stresses 15 in the junction zone, the soldering of the rings is performed using compensation rings 10 and 11 of molybdenum or Kovar. The adapter ring 8 is vacuum-tightly welded with a plug 12, which is vacuum-tightly soldered to the rod of the rod 13, which is used to pump gas from the volume of the switch during vacuum-heat treatment. The adapter ring 9 is vacuum-tightly welded with a copper cylinder 14 of the electromagnet body. Ϊ5
Корпус электромагнита состоит из цилиндра 14, с которым вакуумно-плотно спаяно основание 15 из магнитномягкого металла, с образованием между их цилиндрическими поверхностями кольцевого зазора. К основанию эо 15 вакуумно-плотно припаяна направляющая втулка 16 из меди, закрытая в нижней части припаянным к ней вакуумно-плотно ограничителем (стопом) 17 из магнитопягкого металла. Ограничитель 17 выступает над торцом втул- jj ки 16, обеспечивая тем самым практически без зазора соединение с основанием корпуса 18 из магнитомягкого металла, входящего в кольцевой зазор между медным цилиндром 14 и основанием 15. Такое исполнение магнитопровода снижает до минимума потери магнитного потока на рассеивание.The body of the electromagnet consists of a cylinder 14, with which the base 15 of magnetically soft metal is vacuum-tightly soldered, with the formation of an annular gap between their cylindrical surfaces. A guide sleeve 16 of copper is closed to the base of eo 15 in a vacuum-tight manner, closed in the lower part by a vacuum-tight stop (17) made of magnetically soft metal soldered to it. The limiter 17 protrudes above the end face of the sleeve jj ki 16, thereby providing, with virtually no gap, a connection to the base of the housing 18 made of magnetically soft metal entering the annular gap between the copper cylinder 14 and the base 15. Such a design of the magnetic circuit minimizes the loss of magnetic flux due to dissipation.
Посередине направляющей втулки 16 расположены два секторных магнита 19 с радиальным намагничиванием. По обе стороны от постоянных магнитов 19 расположены обмотки 20 и 21 управления на каркасах 22 и 23. Система обмоток и постоянные магниты закрыты охранным цилиндром 24 из изоляционного материала. Распайка провода обмоток выполнена на выводы 25 изолятора 26. Сердечник 27 из магнитомягкого металла расположен в направляющей втулке 16, в кольцевом зазоре между поверхностями которых установлена свернутая в трубочку пластина 28 из молибдено-рениевого сплава. Сердечник 27. механически прочно 55 спаян с держателем 29, выполненным из немагнитного металла для исключения шунтирования магнитного зазора, на котором закреп6 лен изолятор 30 с поводком 31. Для ограничения хода сердечника 27 в верхнем положении служит втулка 32 из магнитомягкого металла, механически прочно, например с помощью сварки, прикрепленная к основанию 15.In the middle of the guide sleeve 16 there are two sectorial magnets 19 with radial magnetization. On both sides of the permanent magnets 19 are located the control windings 20 and 21 on the frames 22 and 23. The winding system and the permanent magnets are closed by a guard cylinder 24 of insulating material. The wiring of the winding wire is made to the terminals 25 of the insulator 26. The core of soft magnetic metal 27 is located in the guide sleeve 16, in the annular gap between the surfaces of which a plate 28 made of molybdenum-rhenium alloy is rolled up into a tube. The core 27. is mechanically firmly soldered 55 with a holder 29 made of non-magnetic metal to prevent shunting of the magnetic gap on which the insulator 30 with the lead 31 is fixed. To restrict the stroke of the core 27 in the upper position, a sleeve 32 made of soft magnetic metal is mechanically strong, for example by welding attached to the base 15.
Для исключения выхода поводка из зацепления с подвижным контактом 7, поводок 31 закреплен на пластинах подвижного контакта 7 сверху с помощью шплинта 33.To exclude the leash from engaging with the movable contact 7, the leash 31 is mounted on the plates of the movable contact 7 from above using a cotter pin 33.
Переключатель имеет дистанционное импульсное управление, т.е. он потребляет энергию на управление только в момент переключения. В исходном положении подвижный контакт 7 замкнут на один (любой) из неподвижных контактов, например на нижний неподвижный контакт. В этом случае ток высокой частоты проходит с лепестка вывода 6 подвижного контакта и далее на лепесток вывода 5 неподвижного контакта . В исходном положении магнитный поток постоянного магнита замкнут по следующему пути: постоянные магниты 19, часть сердечника 27, прилегающая к ограничителю 17, ограничитель 17, основание корпуса 18, цилиндрическая часть корпуса 18 и далее постоянные магниты 19. Для обеспечения переключения подвижного контакта 7 на верхний неподвижный контакт 4, на нижнюю обмотку 21 управления подается импульс напряжения питания с полярностью, создающей в обмотке управления магнитный поток, проти-. воположно направленный магнитному потоку постоянного магнита в данной ветви. При достижении в магнитной цени этой ветви равенства поляризующего и управляющего магнитных потоков, за счет магнитного потока второй ветви и мгновенного перераспределения основного- магнитного Потока на вторую ветвь, сердечник 27 перебрасывается во второе устойчи вое состояние — к втулке 32.The switch has a remote pulse control, i.e. it consumes energy to control only at the time of switching. In the initial position, the movable contact 7 is closed to one (any) of the fixed contacts, for example to the lower fixed contact. In this case, a high-frequency current passes from the lobe of the terminal 6 of the movable contact and then to the lobe of the terminal 5 of the fixed contact. In the initial position, the magnetic flux of the permanent magnet is closed in the following way: permanent magnets 19, part of the core 27 adjacent to the limiter 17, limiter 17, the base of the housing 18, the cylindrical part of the housing 18 and then the permanent magnets 19. To ensure the switching of the movable contact 7 to the upper fixed contact 4, a supply voltage pulse with a polarity generating a magnetic flux in the control winding is supplied to the lower control winding 21. oppositely directed to the magnetic flux of a permanent magnet in a given branch. When the polarizing and controlling magnetic fluxes are reached in the magnetic value of this branch, due to the magnetic flux of the second branch and the instant redistribution of the main magnetic flux to the second branch, core 27 is transferred to the second stable state - to the sleeve 32.
.При этом подвижный контакт 7, связанный через поводок 31, изолятор 30 и держатель 29 с сердечником 27, перебрасывается на верхний неподвижный контакт 4 и замыкается на него несколько раньше, чем сердечник 27 коснется втулки 32. При дальнейшем движении сердечника до упора на втулку 32, за счет прогиба контактной пластины и упругих свойств ее материала, создается контактное давление. Для возвращения подвижного контакта 7 к нижнему неподвижному контакту напряжение питания соответствующей полярности подается на обмотку 20..Moreover, the movable contact 7, connected through the lead 31, the insulator 30 and the holder 29 with the core 27, is transferred to the upper fixed contact 4 and closes on it a little earlier than the core 27 touches the sleeve 32. With further movement of the core all the way to the sleeve 32 due to the deflection of the contact plate and the elastic properties of its material, contact pressure is created. To return the movable contact 7 to the lower fixed contact, the supply voltage of the corresponding polarity is supplied to the winding 20.
Установление в кольцевом зазоре между цилиндрическими поверхностями направляющей втулки и сердечника свернутой в трубочку по внутреннему диаметру втулки пластины из упругого материала с малой склонностью к диффузионному свариванию снижает трение скольжения, уменьшает нагрев, снижает расход мощ7The installation in the annular gap between the cylindrical surfaces of the guide sleeve and the core rolled into a tube along the inner diameter of the sleeve of a plate of elastic material with a low tendency to diffusion welding reduces sliding friction, reduces heat, and reduces power consumption 7
892504 ности на управление и вероятность диффузионного сваривания и в совокупности повышает надежность работы.892504 control and the likelihood of diffusion welding and together increases the reliability of the work.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU802905896A SU892504A1 (en) | 1980-04-08 | 1980-04-08 | High-voltage vacuum change-over switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU802905896A SU892504A1 (en) | 1980-04-08 | 1980-04-08 | High-voltage vacuum change-over switch |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU892504A1 true SU892504A1 (en) | 1981-12-23 |
Family
ID=20887958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU802905896A SU892504A1 (en) | 1980-04-08 | 1980-04-08 | High-voltage vacuum change-over switch |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU892504A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109870338A (en) * | 2019-03-04 | 2019-06-11 | 武汉大学 | A kind of preparation method of endoprosthetic's defect for increasing material manufacturing non-destructive testing |
-
1980
- 1980-04-08 SU SU802905896A patent/SU892504A1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109870338A (en) * | 2019-03-04 | 2019-06-11 | 武汉大学 | A kind of preparation method of endoprosthetic's defect for increasing material manufacturing non-destructive testing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101677044B (en) | High voltage DC vacuum relay with high reliability and long service life | |
| US5519370A (en) | Sealed relay device | |
| CN102687227B (en) | There is the circuit breaker of common housing | |
| US4272661A (en) | High speed vacuum interrupter | |
| US10923298B1 (en) | Compact pole unit for fast switches and circuit breakers | |
| CN104779119A (en) | High-current power supply relay | |
| CN110828226A (en) | Electromagnetic repulsion device and quick switch | |
| US3244843A (en) | Arc-controlling auxiliary contact assembly for electric switches | |
| US3715694A (en) | Solenoid switch,particularly cryogenic switch | |
| SU892504A1 (en) | High-voltage vacuum change-over switch | |
| CN1018870B (en) | Vacuum circuit breaker | |
| US3711749A (en) | Reed switch | |
| SU938327A1 (en) | High-voltage vacuum switch | |
| RU2230383C2 (en) | Vacuum switch | |
| RU2260868C2 (en) | High-voltage vacuum switch | |
| SU892505A1 (en) | High-voltage vacuum change-over switch | |
| EP2682974A1 (en) | Pushrod assembly for a medium voltage vacuum circuit breaker | |
| RU2076371C1 (en) | High-voltage vacuum switch | |
| CN220856452U (en) | Contactor contact structure and contactor | |
| JPH0569250B2 (en) | ||
| RU2066891C1 (en) | High-voltage vacuum switch | |
| RU2314588C1 (en) | High-voltage vacuum switch | |
| SU311308A1 (en) | VACUUM SWITCH | |
| US20240105409A1 (en) | Switching device | |
| US3247347A (en) | Cable-supported remotely actuable relay |