Контактная система для вакуумной дугогасительной камеры

 

Использование: в высоковольтной коммутационной технике, а более конкретно в контактных системах для вакуумных дугогасительных камер на номинальный ток отключения не менее 5 кА при восстанавливающемся напряжении более 5 кВ. Сущность } изобретения: контактная система для вакуумной.дугогасительной камеры cor- держит контакты, каждый из которых включает индуктор, состоящий из дугообразных элементов, условное начало которых соединено электрически с токоподводящим стержнем, и диск. Индуктор содержит два или три выполненных ступенчатыми дугообразных элемента, начальный участок каждого из которых расположен под концевым .участком смежного дугообразного элемента, а длина их взаимного перекрытия составляет от половины до трех высот индуктора, при этом диск охвачен индуктором, отделен от последнего радиальным зазором и электрически соединен с индуктором мостика : ми, расположенными в радиальном зазоре, а поверхность диско.,, «обращенная в сторонупротивоположного контакта, заглублена относительно поверхности контактирования. Кроме того, диск соединен мостиками с каждым из ступенчатых элементов, при этом электрическое Соединение мостика со ступенчатым элементом осуществлено на среднем или концевом участках последнего. Диск, мостики и накладки индуктора могут быть выполнены как единая деталь, 3 з.п. ф-лы, k ил. Ј я««ж --. ЬЭ сл О5 оо

, (51)," Н О1 Н 33/66

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕИИЛ

Н А ОТОРСИОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГмацуатГе в.„ф * З@ .Д ба@ ф С:аОа СОВЕТСНИХ .-,, 4ф ф:: сОЦИАЛиСтИЧЕСНих

Ресг.у дмн

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТКЯМ

ПРИ ГННТ ССа, .(21) 4838062/07 (22.) 13.04.90 (46) 23.06.93, Бюл. 8 23 (71) Всесоюзный электротехнический ,институт им. В.И.Ленина (72) A,А.Перцев и С,П.Чистяков (56) Фудзи. Инструкция по эксплуатации вакуумного выключателя Н123 .ОРА-123H, 1981 r.

Акц. заявка Японии ff 54-22813, кл. Н 01 Н 33/66, 1979. ,(54) КОНТАКТНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ВАКУУМНОЙ ДУГОГАСИТЕЛЬНОИ КАМЕРЫ (57) Использование: в высоковольтной коммутационной технике, а более конкретно в контактных системах для вакуумных дугогасительных камер. на номинальный ток отключения не менее 5 кА при восстанавливающемся напряжении более 5 кВ. Сущность изобретения: контактная система для вакуумной,дугогасительной камеры со-.: держит контакты, каждый из которых включает инлуктор, состоящий из ду: гообразных элементов, условное начало которых соединено электрически

Изобретение относится к области высоковольтной коммутационной техники, а более конкретно - к контакт" ным системам для вакуумных дугогасительных камер (BllK) на номиналь" ный ток отключения не менее 5 кА при восстанавливающемся напряжении более 5 кВ.

Вель изобретения - увеличение отключаемого тока и увеличение ресур-!

2 с токоподводящим стержнем, и диск..

Индуктор содержит два или три выполненных ступенчатыми дугообразных элемента, начальный участок каждого из которых расположен под концевым участком смежного дугообразного эле- мента, а длина их взаимного перекрытия составляет от половины до трех высот индуктора, при этом диск ох-.: вачен индуктором, отделен от последнего радиальным зазором и электрически соединен с индуктором мостика- ми, расположенными в радиальном зазоре, а поверхность диска,. обращенная в сторону. противоположного . контакта, заглублена относительно поверхности контактирования. Кро- Ж ме того, диск соединен мостиками с каждым из ступенчатых алементов, при этом электрическое соединение ( мостика со ступенчатым элементом осуществлено на среднем или концевом участках последнего. Диск, мостики и накладки индуктора могут быть выполнены как единая деталь, 3 з.п. Ф-лы, 4 ил. С »

:са путем уменьшения скорости разведения контактов.

На фиг.1 показана контактная сис-:тема с контактами в соответствии с данным техническим решением, на фиг.2:вид на контакт со стороны поверх- ности контактирования, сверху, на фиг.3 и 4 изображен индуктор, В состав контакта (фиг. 1 и 2), входит. индуктор .1, имеющий форму

3, 1725681 кругового кольца и распо сположенный на 14, мостики 5, 6 и диск 3 могут быть периферии контакта. Ращ

06 енная в сто единой деталью. Второй контакт 22 рону противоположного .контак а та по- для улучшения дугогашения целесообраз верхность 2 индуктора является ся по-, но выполнить оринаковь:мс первым, но в верхностью контактиро ирования. Индуктором охватывается диск 3, диаметр ко лан в виде диска и не содержать в торого меньше внут нутреннего Диаметра своем составе индуктора, 6 верхней части индуктора, о поэтому Работу контактной системы раз е между диском и верхнеи ча стью инхук 10 рем на примере пары одинаковых контора образуется кольцевой. л цевой. зазор 4 тактов (Фиг ° 1) . Путь тока через эам1

s котором раэ раэмещенй мостики 5 и 6> кнутые контакты проходит» пределах .соединяющие электриче рически диск с ин- каждого иэ них по двум параллельным дуктором. Диск

Д 3 несколько заглублен . ветвям r!o обеим перемычкам 19, 20, 1

: относительно поверхно верхности 2 контакти- 15 по дугообразным элементам 10 и 9, по

Рова ния ° В состав контакта входит мостикам 5, 6 и диску 3 ° Благодаря колпак 7. Контакт .в целом крепится параллельным ветвям и контактирована токоподводящем стержне 8. Устрой . нию контактов друг с другом не через ство индуктора более подробно иэобра" 20 диски, а через дугообразные элементы жено на фиг.3 и 4. Он образован дву сопротивление контактной системы .мя или тремя дугообразными элемента" протеканию через нее тока снижается ми .9 и дляс у .9 . 10 ля ступенчатой Формы пт и оказывается в .приемлемых границах. деленными один о дин от другого щелями 11 Сопротивление контактной системы, в и 12„Каждый из дугообразных элемен-. 2д которой индукторы контактов образуют тов можно у н словно разбить на р ся тремя дугообразными элементами, .участка: нача "й начальн и участок КЬ сред- имеют более низкое электрическое соУ ний участок ЬМ, высота которого H противление, поскольку в контактах соте индуктора и концевой имеют место по три параллельные участок, Начальный и концевои Участ 30 ветви тока и уменьшается длина кажки смежных дугообразных элементoa . дого иэ дугообразных элементов, При взаимно перек в рекрываются на некоторой разведении контактов между ними воэ" е Р. Ве хние стороны дугообраз" . никает электрическая дуга. Благодаря .ных элементов Расположены в одной согласному направлению магнитных поплоскости и и образуют круговую поверх- лей индукторов обоих контактов в

35 ность 2 контактирования. Лугообраз межконтактном промежутке возникает ные элементы BblhoilHH@TcR в основном аксиальное магнитное поле, стабили иэ меди, но накладки 13 и 14 o6pa- эирующее дугу и предотвращающее ее

:эующие поверхность контактирования контрагирование, Напряжение на дуге .лучше выполнить из дугостойкого ма- 40 е.òàêoé контактной системе не превытериала, например из хромамедной ком- шает 50-70 В при амплитуде тока 50позиции. Поскольку щели 11, 12 вы 100 кА (диаметр контактов 100 мм). ходят на поверхность контактирования для увеличения отключаемого тока на последней образуются кромки 15"18 важно, чтобы наряду с аксиальным (фиг.2) имеющие преимуществе Ра" магнитным полем в межконтактном про° ф

45 ч диальное направление. Каждый » дуго" межутке была бы в непосредственнои е образных элементов перемычками 19 близости от контактирующей поверхно20 соединяется электрически с коль . сти индуктора достаточная радиальцом 21 и через него с токоподводящим ная составляющая магнитного поля. стержнем 8. Колпак 7 обеспечивает ме" M Это условие необходимо особенно тщаханическую прочность контакта, он из тельно соблюдать в ближайших окрестноготавливается из прочного неферромаг стях кромок 15-18. При недостаточно- нитного материала с повышенным в сти радиальной составляющей наблюсравнении с медью электрическим со дается фиксация дуги на кромках, их противлением, например из немагнитной оплавление, отказ в отключении тока, 55 нержавеющей стали, диск 3 и мостики, выдувание дуги на экран или корпус с

5 6 могут быть изготовлены кФк из разрушением (оплавлением) последних

5 ° меди, так и и так и из дугостойкого матерна-. и полным отказом в работе камеры. Эксла . В последнем случае накладки 13, периментально установлено, что радиа"

25681

5 17 альная составляющая магнитного поля оказывается оптимальной для предот-. вращения фиксации дуги на кромках

15-18 при условии, что длина вэаим" ного перекрытия P .начального и концевого участков дугообразных элементов составляет от половины до трех высот и Н индуктора. Длина P опреде-, ляется длиной части окружности радиуса R, равного среднему радиусу иидуктора В = 0,5(R+r), заключенной между точками пересечения укаэанной окружности с прямой, проходящей через центр 0 и касающейся обращенной к "ceoeMy" дугообразному элементу границы перемычки 20, с одной стороны, и точки пересечения той же окружности с границей 1. между начальным и средним участками дугообразного элемента 9. Аналогично определяются длины P в других областях взаимного перекрытия дугообразных элементов. При P 0,5Н наблюдается уменьшение отключаемого тока иэ"за оплавления кромок 15-18 и фиксации на них дуги; .при Р; .3Н существенного увеличения отключаемого тока не наблюдается, но повышается значение сопротивления контактной системы в замкнутом состонии по причине роста длины дугообразных элементов. Выше указывалось, что сопротивление контакта уменьшается с увеличением числа дугообразных элементов, поскольку возрастает число параллельных ветвей для тока и уменьшается длина каждой из них, но при этом наблюда- ется некоторое уменьшение отключаемого тока, Поэтому увеличение числа дугообразных элементов сверх трех нецелесообразно.

Назначение диска 3 состоит и в предотвращении концентрации дуги в зоне геометрической оси контактной системы. Это достигается за счет аксиальной составляющей магнитного поля, которая пронизывает диск и рассредоточивает дугу по всей era поверхности. Диск 3 мостиками 5, 6 соединен электрически с дугообраз-. ными элементами 9, 10, лричем каждый из них имеет непосредственное электрическое соединение с диском, выполненное на участках среднем или(и) концевом. Поэтому число мостиков равно числу дугообразных эчементов.

Электрическое соединение всех дугообразных элементов с диском сччметрирует токораспределенио «-.:нду дугообразными элементами, что птими ирует

5 распределение магнитного поля н промежутке и у поверхности контактов, увеличивает отключаемый ток, уменьшает электрическое .сопротивление контакта и тем самым снижает тепповыде10 ление при протекании тока через замкнутые контакты. Заглублен ние обращенной в сторону противоположного контакта поверхности диска 3 на 13 мм ниже уровня поверхности контактирования приводит к взаимному кон" тактиронанию пары контактов индук" торами несмотря на их эрозию в ходе эксплуатации ВДК. Наличие, в отличие

20 от прототипа, радиальной составляющей магнитного поля у поверхности контактирования приводит к уменьшению эрозии контактов под действием дуги на начальной стадии размыкания, когда расстояние между контактами не превышает 1-3 мм и дуга еще не занимает значительной площади контакта, или под действием дуги предвключения, возникающей при сближении контактов, 30 и при их отскоках прй взаимном ссуда" рении. Кроме того, радиальная составляющая магнитного поля обеспечивает более равномерное распределение дуги по поверхности индуктора, что увеличивает отключающую способность пред35 лагаемой контактнои системы при налич чии в токе апериодической составляющей и препятствует выдуванию дуги на экран или корпус вакуумной дугогаси4(тельной камеры.

Формула изобретения

1. Контактная система для вакуумной дугогасительной камеры, включающая контакты, каждый из которых содержит индуктор, состоящий из дугообразных элементов, условное начало которых соединено электрически с токоподводящим стержнем, и диск, отличающаяся тем, что, с целью увеличения отключаемого тока и увеличения ресурса путем уменьшения скорости разведения контактов, индуктор содержит два или три вы" полненных ступенчатыми дугообразных элемента, начальный участок каждого из которых расположен под концевым участком смежного дугообразного эле"

7 1725681 8 йента, а длина их взаимного нерекры- диск соединен мостиками с каждым из тия составляет от половины до трех ступенчатых элементов. высот . йндуктора, при этом диск ох- Контактная система no nn.1 и 2 зачен индуктором, отделен от послед- > отличающаяся тем, что .него радиальным зазором и электри- электрическое соединение мостика со чески соединен с индуктором мостика- . ступенчатым элементом осуществлено ми, расположенными в радиальном за- на среднем или концевом участках позоре, а поверхность диска, обращен- следнего. най в сторону противоположного кон" 10 4. Контактная система по пп.1-3, такта, заглублена относительно по- отличающаяся тем, что, верхйости контактирования.. диск, мостики и накладки индуктора

2. Контактная система по и. 1, выполнены в виде еЛиной детали, отличающаяся тем, что

Редактор И.Шубина

Составитель В.Попова

Техред М,Дидык Корректор Л.Пилипенко

««е ° ««««

« ««

Закаэ 2379 Тиран Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета до изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, .Раушская наб., д. 4/5

«

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101