SU943897A1 - Вакуумна дугогасительна камера - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электро технике, в частности к вакуумным дугогасительным камерам, и может быть использовано в вакуумных высоковольтных выключател х.

Известны вакуумные дугогасительные камеры, в которых управление положением электрической дуги производитс  путем применени  особой конструкции контактов, а также посредством маг-, ю нитного пол , пропорционального отключаемому току 1 J.

Однако дл  уменьшени  времени восстановлени  электрической прочности контактных промежутков требуетс  is применение хорошо обезгаженных элект родов из тугоплавких материалов.

В вакуумной дугогасительной камере в первый момент расхождени  контактов между ними образуетс  мостик 20 из расплавленного металла, который за очень короткое врем  нагреваетс  проход щим током до температуры кипени  и испар етс , образу  вокруг

контактов облако паров металла. С электрода, который в данный момент  вл етс  катодом, выдел ютс  электроны и струи пара, а также выбрасываютс  капли расплавленного металла. При прохождении тока через нуль дуга гаснет. Если скорость нарастани  электрической прочности промежутка между контактами происходит медленнее восстановлени  на нем напр жени , происходит ее возобновление вследствие пробо  облака металлических паров . Пробой промежутка при испытани х происходит даже через (0-60). Причиной возникновени  дуги  вл етс  медленное протекание процессов деионизации в промежутке. Диффузи  электронов и положительных ионов из межконтактного промежутка происходит под вли нием градиента их концентрации и может иметь амбипол рную форму . В этом установившемс  режиме восполнение убыли электронов и ионов происходит путем столкновений наиболее быстрых электронов с нейтральными частицами и ионизации последних. Кроме того, имеет место выделение электронов из катода за счет.бомбардировки его положительными ионами. В результате создаютс  услови  самосто тельности разр да. Известно,что в сильных электрических пол х ионы и электроны способны приобрести энергию , достаточную дл  их удалени  из разр дного промежутка.

Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  камера, в которой протеканию процессов в контактном промежутке

способствует потенциал металлического is щим экраном. .собирающего экрана. В данном устройстве центральный металлический собирающий экран, окружающий подвижный и неподвижный контакты, электрически соединен с ними через резисторы определенной величины (резистивные пок рыти , нанесенные на наружные и внут ренние стенки полости), тем самым поддерживаетс  посто нный потенциал экрана относительно контактов, что позвол ет использовать силы взаимодействи  электрического пол  и элект рических зар дов дл  управлени  процессами , протекающими в разр дном промежутке таким образом, чтобы электрическа  дуга не перебрасывалась на экран Г Т Однако после погасани  дуги потенциал контакта камеры, соединенного с источником питани , всегда боль ше потенциала экрана и значительно больше потенциала контакта камеры, соединенного с нагрузкой. В св зи с этим напр женность электрического пол  между контактам и дугогасительиой камеры всегда больше напр женности электрического пол  между контактами и экраном, поэтому силы электрического пол , действующие на зар женные частицы, тормоз т их выход из межконтактного промежутка и способствуют их ускорению между контактами камеры. Это приводит к замед ленному возрастанию электрической прочности межконтактного промежутка, а ускорение электронов и ионов между контактами за счет сил электрического пол  способствует ударной ионизации и восполнению потерь зар женных частиц, чем создаютс  услови  самосто тельности разр да между контакта мидугогасительной камеры. Целью изобретени   вл етс  повыше . ние скорости восстановлени  электрической прочности межконтактных промежутков вакуумных дугогасительных камер.

Поставленна  цель достигаетс  тем,

что вакуумна  дугогасительна  камера , содержаща  центральный металлический собирающий экран, окружающий подвижный и неподвижный контакты и электрически соединенный с ними через

Claims (2)

1. резисторы определенной величины, снабжена дополнительными управл емыми вентил ми с источником посто нного высокого напр жени , соединенными с центральным металлическим собираюВ качестве источника посто нного высокого напр жени  может быть использован выпр митель, который подключен к контакту камеры со стороны источника питани . Предпочтительной  вл етс  отрицательна  пол рность напр жени , так как при этом пробивное напр жение значительно выше, чем при полоЖительной пол рности, что позвол ет поддержать максимально возможную напр женность электрического пол  между экраном и контактами .после погасани  дуги. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства. Устройство содержит металлический собирающий экран 1, закрепленный в центре цилиндрического изол ционного корпуса 2 и соединенный с подвижным 3 и неподвижным 4 контактами через резисторы 5 и 6 и управл емые вентили 7 и 8 (тиристоры, пролетные пентоды , тиратроны и т.д.). В предлагаемом устройстве также осуществл етс  св зь экрана 1.с контактом камеры, который подключен к источнику питани  через управл емый вентиль 9, диод 10 и резистор 11. Диод 10, резистор 11 и конденсатор 12 образуют схему однополупериодного выпр мител . Вакуумна  дугогасительна  камера работает следующим образом. При размыкании контактов 3 и 4 по вл етс  кратковременна  дуга.Когда дугогасительные контакты замкнуты непосредственно или через дугу на управл ющие электроды управл емых вентилей 7 и 8, через диоды 13 и подаютс  сигналы управлени  от вторичных обмоток трансформаторов тока 15 и 16. Управл емый вентиль 8 проводит отрицательный полупериод напр жени , a вентиль 7 положительный, Таким образом на экране в период горени  дуги поддерживаетс  потенциал относительно контактов, при этом силы взаимодействи  электрического пол  и зар женных частиц электрической дуги преп тствуют переброске дуги на экран. При прохождении тока через нуль дуга гаснет, сигналы на управл ющие электроды вентилей 7 и 8 не подаютс  и они закрываютс . Дл  защиты управл емых вентилей от сквозных токов короткого замыкани  служат защитные устройства 17 и 18, Конденсатор 12 зар жен через резис-, тор 11 и диод 10 до напр жени , практически равного амплитуде напр жени  источника питани . При погасании дуги на управл ющий электрод вентил  9 подаетс  импульс тока от блока управлени  19. в который вход т диоды 20 и 21, резисторы 22 и 23- Блок управлени  представл ет типовую схему совпадени , в которой импульс тока на управл ющий электрод вентил  9 подаетс  только при одновременном исчезновении тока и напр жени  на контакте камеры, соединенного с нагрузкой. При открытии вентил  9 на экран подаетс  высокое посто нное напр жение, от конденсатора 12, Напр женность электрического пол  между контактами и экраном камеры резко возрастает и направлена к экрану . Силы неоднородного электрического пол  воздействуют с зар женными частицами таким образом,что они удал ютс  из межконтактного промежутка , а это способствует ускорению деионизации промежутка и увеличению скорости восстановлени  его электрической прочности. Сопротивление ре9 7 зисторов в этой схеме , пр мое сопротивление диодов и управл емых вентилей 100-200 Ом, а обратное (1-5) -10 Ом. Врем  открыти  управл емых вентилей (3-5)-Ю с. Использование новых элементов управл емых вентилей выгодно отличает предлагаемую вакуумную дугогасительную камеру от известной, так как после погасани  дуги на зар женные частицы в межконтактном промежутке воздействуют силы неоднородного электрического пол , напр женность которого в момент погасани  дуги резко возрастает и направлена к экрану. В результате увеличиваетс  скорость восстановлени  электрической прочности межконтактного промежутка. Формула изобретени  Вакуумна  дугогасительна  камера, содержаща  центральный металлический собирающий экран, окружающий подвижный и неподвижный контакты и электрически соединенный с ними через резисторы определенной величины, о тличающа с  тем, что, с целью повышени  скорости восстановлени  электрической прочности, она снабжена дополнительными управл емыми вентил ми с источником посто нного высокого напр жени , соединенными с центральным металлическим ссбмрающим экраном. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Афанасьев В.В. Конструкции выключающих аппаратов. Энерги , 1969, с. 386-387.
2. 2.Патент США № 002867, . кл. Н 01 Н 33/66, 1977.