Дугогасительная камера

Изобретение предназначено для использования в автоматических выключателях. Камера содержит два изолированных друг от друга, левый и правый, набора металлических пластин с воздушными зазорами между ними, а также первую группу левого и правого наборов изоляционных пластин с воздушными зазорами между ними, при этом металлические пластины расположены симметрично относительно оси, проходящей между левым и правым наборами металлических пластин, при этом верхние левая и правая металлические пластины соединены между собой токоведущей шиной. Введена вторая группа левого и правого наборов изоляционных пластин, при этом левые и правые наборы изоляционных пластин первой и второй групп с обеих сторон состыкованы соответственно с левым и правым наборами металлических пластин таким образом, чтобы воздушные зазоры металлических и изоляционных пластин совпадали между собой и обеспечивали в левом и правом наборах пластин образование перпендикулярных электрической дуге двухсторонних сквозных каналов охлаждения, что обеспечивает интенсивное двухстороннее охлаждение электрической дуги, уменьшение теплового сопротивления теплоотвода ионизированных дугой газов и увеличение эффективности гашения малых постоянных индуктивных токов. 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике, в частности к автоматическим выключателям постоянного тока. В автоматических выключателях постоянного тока дугогасительные камеры применяются для повышения отключающей способности (А.И.Голубев. Быстродействующие автоматические выключатели. М.-Л., издательство «Энергия», 1964 г., с.142, рис.58). Приведенная камера, имеющая клинообразные, расходящиеся от центра по радиусу перемежающиеся перегородки, повышает отключающую способность автоматического выключателя, но имеет большие габаритные размеры.

Более близкой по конструкции является дугогасительная камера с левым и правым наборами параллельно расположенных металлических пластин и блоком жалюзи, который подсоединен к левому и правому наборам металлических пластин через изоляцию (Мурадов Э.Ш., Шипицын В.В., Середко Р.Е. Автоматические быстродействующие выключатели для троллейбусов. Екатеринбург: Полиграфист, 2005 г., с.118, рис.41). Эта камера, выбранная в качестве прототипа, обеспечивает надежное отключение токов короткого замыкания, но не обеспечивает стопроцентное отключение малых постоянных индуктивных токов, которые могут вызывать перекрытие межконтактного пространства. Это объясняется тем, что в прототипе теплоотвод от дуги, от которого зависит надежное отключение малых постоянных индуктивных токов, затруднен, так как ионизированные газы должны пройти через деионизационную решетку (изоляцию) и достичь левого и правого наборов металлических пластин, то есть путь движения ионизированных газов оказывается большим.

Предлагаемое изобретение позволяет уменьшить тепловое сопротивление в цепи охлаждения ионизированных газов.

Технический результат изобретения состоит в том, что уменьшается тепловое сопротивление теплоотвода от ионизированных дугой газов, увеличивается интенсивность охлаждения дуги и увеличивается эффективность гашения малых постоянных индуктивных токов.

Сущность изобретения заключается в следующем. Введена дополнительно вторая группа левого и правого наборов изоляционных пластин, при этом левые и правые наборы изоляционных пластин первой и второй групп с двух сторон состыкованы соответственно с левым и правым наборами металлических пластин так, что воздушные зазоры металлических и изоляционных пластин совпадают между собой и обеспечивают в левом и правом наборах изоляционных пластин перпендикулярные электрической дуге двухсторонние сквозные каналы охлаждения, что также уменьшает его тепловое сопротивление. В результате увеличивается интенсивность охлаждения дуги и увеличивается эффективность гашения малых постоянных индуктивных токов, то есть обеспечивается заявленный технический результат.

Дугогасительная камера приведена на фиг.1 и состоит из двух, левого и правого, симметрично расположенных наборов металлических пластин 1, установленных в пазах торцевых стенок 2, 3. Металлические пластины разделены воздушным зазором с помощью щек 4, установленных на днище 5. В верхней части камеры в пазах расположена токопроводящая шина 6, соединяющая верхнюю левую и правую металлические пластины. Камера закрыта крышкой 7.

По обе стороны от каждого, левого и правого, набора металлических пластин расположены изоляционные пластины 8, также установленные в пазах торцевых стенок 2, 3, при этом воздушные зазоры изоляционных пластин совпадают с воздушными зазорами металлических пластин.

Работа камеры при отключении тока короткого замыкания происходит следующим образом.

При размыкании контактов 9 выключателя дуга под действием магнитного дутья, электродинамической и аэродинамической сил, образованных самой дугой, перемещается сначала по контактам, а затем по дугогасительным рогам 10, которые расположены под металлическими пластинами 1 и на фиг.1 показаны пунктиром. Далее дуга последовательно переходит на металлические пластины до замыкания на токопроводящую шину 6, при этом за счет тепловых каналов охлаждения, образованных расположением изоляционных пластин, происходит эффективный теплоотвод нагретых газов, после чего дуга, охлаждаясь, гаснет.

Расположение тепловых сопротивлений каналов охлаждения показано схематично на фиг.2 при виде сверху на камеру, при этом на фиг.2, а) показаны тепловые сопротивления теплоотвода R_{t лев} и R_{t прав} для левого и правого наборов металлических пластин в прототипе, а на фиг.2, б) - тепловые сопротивления теплоотвода R_{t1 лев}, R_{t2 лев} и R_{t1 прав}, R_{t2 прав} также для левого и правого наборов металлических пластин в предлагаемом изобретении, откуда видно, что тепловое сопротивление теплоотвода от ионизированных дугой газов во втором случае существенно меньше.

Работа камеры при отключении малых постоянных индуктивных токов отличается тем, что при их гашении, в особенности если эти токи обратного направления, дуга растягивается и охлаждается в основном за счет аэродинамической силы, так как при малых токах электродинамическая сила мала и магнитное дутье действует слабо. При этом важно облегчить вхождение дуги малого тока в камеру. Этому способствует уменьшение размеров металлических пластин камеры за счет применения изоляционных пластин и повышение эффективности охлаждения за счет образования дополнительных сквозных каналов теплоотвода.

Таким образом, за счет применения изоляционных пластин по обе стороны от металлических платан и уменьшения металлоемкости камеры уменьшается тепловое сопротивление теплоотвода от ионизированных дугой газов, увеличивается интенсивность охлаждения дуги и увеличивается эффективность гашения малых постоянных индуктивных токов.

Дугогасительная камера, состоящая из двух изолированных друг от друга левого и правого наборов металлических пластин с воздушными зазорами между ними, а также первой группы левого и правого наборов изоляционных пластин с воздушными зазорами между ними, причем указанные наборы металлических пластин расположены симметрично относительно оси симметрии, проходящей между левым и правым наборами металлических пластин, а верхние левая и правая металлические пластины соединены между собой токоведущей шиной, отличающаяся тем, что введена вторая группа левого и правого наборов изоляционных пластин, при этом левые и правые наборы изоляционных пластин первой и второй групп с двух сторон состыкованы соответственно с левым и правым наборами металлических пластин так, что воздушные зазоры металлических и изоляционных пластин совпадают между собой и обеспечивают в левом и правом наборах изоляционных пластин перпендикулярные электрической дуге двухсторонние сквозные каналы охлаждения.