Экранирующий элемент для средневольтных распределительных устройств

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для использования в средневольтных распределительных устройствах с вакуумными прерывателями. Технический результатом является повышение эффективности экранирования путем выполнения экрана с поверхностью, обладающей высоким энергопоглощением. Вакуумный прерыватель имеет по меньшей мере два контакта, выполненных с возможностью перемещения по пути коммутации между замкнутым и разомкнутым состояниями. Экранирующий элемент расположен вокруг зоны нахождения контактов вакуумного прерывателя. По меньшей мере, внутренняя поверхность экрана снабжена рельефной структурой с шероховатой или упорядоченной поверхностью. Для достижения технического результата рельефная структура выполнена так, что при заданном постоянном или приблизительно постоянном объеме (Vi) корпуса экрана отношение площади (S₂) обработанной поверхности с рельефной структурой к площади (S₁) необработанной поверхности без рельефной структуры больше 1, т.е. выполняется условие V₁≈V₂ и S₂/S₁>1. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к экранирующему элементу для использования в средневольтных распределительных устройствах с вакуумными прерывателями, имеющими по меньшей мере два контакта, выполненных с возможностью перемещения по пути коммутации между замкнутым и разомкнутым состояниями, в котором экранирующий элемент расположен вокруг зоны нахождения контактов в вакуумном прерывателе, выполненном в соответствии с пунктом 1 формулы изобретения.

Используемые вакуумные прерыватели имеют экранирующие элементы, окружающие контакты в замкнутом и разомкнутом состояниях.

Как известно из DE 19503347 А1, при использовании в вакуумных прерывателях профилированных экранов удается абсорбировать больше паров металла во время коммутации вакуумных прерывателей, вследствие чего может быть улучшена их отключающая способность.

До настоящего времени при использовании профилированного экрана профиль располагался тангенциально относительно осевого направления экрана и должен был выполняться путем механической обработки, как это указано в упомянутом документе DE 19503347 А1. Тангенциальное расположение профиля относительно экрана обусловливает необходимость использования исключительно механической обработки резанием. Толщина стенок для изготовления экрана должна быть большой, чтобы обеспечивать достаточное количество основного материала для получения профилированного экрана после механической обработки резанием.

Задачей изобретения является улучшение способности экрана поглощать энергию.

Основной особенностью настоящего изобретения является выполнение рельефной структуры таким образом, чтобы при заданном постоянном или приблизительно постоянном объеме (Vi) корпуса экрана отношение площади (S₂) обработанной поверхности с реализованной поверхностной структурой к площади (S₁) необработанной поверхности без рельефной структуры было больше 1, т.е. выполнялось условие V₁≈V₂ и S₂/S₁>1.

Данное условие следует рассматривать в свете преимущества изготовления, а также постоянной высокой эффективности таких серийно изготавливаемых экранов и вакуумных прерывателей различных размеров и различной допустимой нагрузки по току.

Так, настоящее изобретение основывается на понимании того, что объем экрана сам по себе не является объемом внутреннего цилиндрического пространства, охватываемого экраном. Упомянутый выше объем - это объем материала самого экрана. Так, V₁ - это объем экрана с необработанной плоской внутренней поверхностью, а V₂ - это объем экрана с обработанной структурированной внутренней поверхностью.

Частично разупорядоченная поверхность означает в данном случае, что полученные структуры не являются ориентированными в основном в одном направлении.

Тем самым получают максимальное видимое в микроскоп увеличение поверхности, обладающее максимально возможным поглощением в случае возникновения световой дуги.

Предпочтительным вариантом такой рельефной поверхности, обладающей высоким энергопоглощением, является отпескоструенная поверхность, получаемая посредством струйной обработки абразивными частицами. Такая поверхность является шероховатой, имеет упомянутую увеличенную эффективную поверхность и может изготавливаться очень просто, но с очень хорошей воспроизводимостью.

Еще одним предпочтительным вариантом получения такой рельефной поверхности является нанесение пересекающихся канавок, т.н. накатка. Такая структура является регулярно ориентированной, но она не привязана к продольной оси или какому-либо другому направлению. Этот тип очень специфического рельефа, обычно используемого для структурирования поверхности с целью лучшего осязания рукой, применяется для улучшения поглощения энергии возникающей в вакуумном прерывателе световой дуги.

Накатка характеризуется большим коэффициентом увеличения поверхности, так что энергия может поглощаться большей поверхностью.

Преимуществом такого выполнения является возможность получения рельефной структуры посредством машинной обработки. Такую структуру легко изготавливать.

Преимущественно каждый контакт смонтирован на ножке, а по меньшей мере часть областей экрана, расположенных около контактов, дополнительно имеет поверхность с рельефной структурой для поглощения энергии возникающей световой дуги.

Нарезной экран обладает возможностью изменения толщины в широком диапазоне. В случае выбора в качестве материала меди или хромистой меди расплавленный металл выносится возникающей при коротком замыкании дугой из контактной системы и прилипает к поверхности. Медь или хромистая медь смачивает поверхность материала экрана. Это означает, что упомянутый материал остается на поверхности хорошо связанным. При использовании, в частности, стали или нержавеющей стали может случиться, что смачивающий медно-хромистый материал (выбрасываемый расплавленный материала контактов) прилипает недостаточно хорошо к поверхности экрана. Могут возникать выступы, отходящие от каждого витка резьбы в резьбовой области экрана. В данном конкретном случае диэлектрические свойства ухудшаются.

«Накатка» обеспечивает необходимое увеличение площади поверхности, не страдая недостатком наличия «длинных» выступов, которые могут возникать внутри витков в резьбовой области.

Также может легко изготавливаться и отпескоструенная поверхность с очень хорошим качеством воспроизводимости.

Изобретение поясняется чертежом.

На фиг. 1 показан пример осуществления изобретения, в котором по меньшей мере часть внутренней поверхности экрана 1 вакуумного прерывателя 2 структурирована накаткой 3, т.е. пересекающимися линейными канавками.

Накатка 3 наносится на внутреннюю поверхность экрана, по меньшей мере, рядом с контактами 4, 5.

Дополнительно также области, находящиеся по соседству с контактами 4 и 5, например, области, где контакты крепятся к ножкам 6 и 7, могут иметь такую же накатку, чтобы также и в этих областях эффективно поглощать энергию.

Альтернативой описанной поверхности с накаткой может служить отпескоструенная поверхность. Так, отпескоструенные поверхности могут применяться на внутренней поверхности экрана, но также и в других упомянутых областях, что описаны для случая использования накатанных поверхностей.

ССЫЛОЧНЫЕ НОМЕРА ПОЗИЦИЙ

1 Экран

2 Вакуумный прерыватель

3 Поверхностная структура (полученная накаткой, пескоструйной обработкой)

4 Контакт

5 Контакт

6 Ножка

7 Ножка

8 Гофрированная трубка

1. Экранирующий элемент средневольтных распределительных устройств с вакуумными прерывателями, имеющими по меньшей мере два контакта, выполненных с возможностью перемещения по пути коммутации между замкнутым и разомкнутым состояниями, причем экранирующий элемент расположен вокруг зоны нахождения контактов вакуумного прерывателя, а его, по меньшей мере, внутренняя поверхность имеет рельефную структуру с шероховатой или упорядоченной поверхностью, отличающийся тем, что рельефная структура выполнена так, что при заданном постоянном или приблизительно постоянном объеме (Vi) корпуса экранирующего элемента отношение площади (S₂) обработанной поверхности с выполненной на ней рельефной структурой к площади (S₁) необработанной поверхности без рельефной структуры больше 1, т.е. выполнялось условие V₁≈V₂ и S₂/S₁>1.

2. Экранирующий элемент по п. 1, отличающийся тем, что поверхность с рельефной структурой представляет собой отпескоструенную поверхность, полученную путем обработки поверхности струей абразивных частиц.

3. Экранирующий элемент по п. 1, отличающийся тем, что рельефная структура представляет собой пересекающиеся канавки.

4. Экранирующий элемент по п. 1, отличающийся тем, что рельефная структура образована посредством механической обработки.

5. Экранирующий элемент по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что каждый контакт смонтирован на ножке, а по меньшей мере часть областей экрана, расположенных около контактов, дополнительно имеет поверхность с рельефной структурой для поглощения энергии возникающей световой дуги.