Вакуумная дугогасительная камера

 

ОП И САНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

367475

Союз Ссветскик

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 28.Х11.1970 (№ 1608600!24-7) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 23.1.1973. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 11Х1.1973

М. Кл. Н Olh 33/66

Комитет по делам изобретеиий и открытий ври Совете Министров

СССР

УД К 621.316.542.064.26 (088.8) Авторы изобретения

Г. С. Белкин и В. Н. Тихонов

Заявитель

ВАКУУМНАЯ ДУГОГАСИТЕЛЬНАЯ КАМЕРА

Известны вакуумные дугогасительные камеры, в металлическом корпусе, которых расположены неподвижный контакт и подвижный контакт, электрически связанный с корпусом. Однако их отключающая способность ограничена, так как имеется большая .вероятность повторных пробоев между металлическими частями камер, находящимися под различными потенциалами. В процессе горения и гашения вакуумной дуги на размыкающихся,контактах внутри оболочек камер создаются области повыше нного давления металлических паров и газов, в которых могут развиваться, пробои в условиях, соответствующих переходу с левай ветви; кривой Пашена к ее минимуму.

Как известно, при этих условиях пробои легче развиваются 1по длинным путятам, значительно превосходящим по величине расстояния между контактами в отключенном положении, вследствие увеличения вероятности ионизации электронным ударом.

Указанные вакуумные дугогасительные камеры имеют обычно такую геометрию, при которой полностью,не устраняются длинные силовые линии электрического поля. Относительно малая поверхность дугагасящих электродов также приводит к ограничению их отключающей способности и срока службы.

Это, в первую очередь, относится к подвижному контакту, размеры которого вынужденно ограничиваются мощностью приводного механизма.

Большинство известных вакуумных дугогасительных камер имеют экраны, усложняющие конструкцию и вызывающие нежелательные эффекты. Так, переход опорных пятен дуги на экраны при увеличении отключаемых токов приводит,к выходу камеры из

10 строя. Имеются камеры, в которых дуга перебрасывается на экраны,,но в этих случаях конструкция экранов еще более усложняется.

Цель изобретения — увеличение отключаемого тока и уменьшение эрозии контактов.

15 Для этого предлагается полностью ликвидировать длинные пути, отказаться от экранов и значительно увеличить поверхность электродов за счет того, что рабочей частью неподвижного контакта становится вся поверх20 ность электрода (торцовая, боковая и тыльная), а металлический корпус камеры, потенциально связанный с подвижным контактом, является вторы» электродом.

Внутреннюю поверхность металлического

25 корпуса предложенной вакуумной дугогасительной камеры, являющегося одним из электродов, выполняют таким образом, чтобы она повторяла наружную поверхность неподвижного контакта, была концентрпчна с ним, 30 и между ними оставался равномерный дуго367475 гасящий зазор. Во всех точках величина зазора не должна отличаться более, чем на

50 — 100%. Подвыкный контакт, электрически связанный с корпусом камеры, предлагается вводить через отверстие в кор пусе с зазором между ними, намного меньшим его протяженности. Ход подвижного контакта выбирается ра вным или несколько меньше зазора между неподвижным контактом и корпусом.

Для увеличения скорости спада плотности пара и газа в межэлектродном пространстве и соответственно скорости деионизации неподвижный контакт и корпус камеры могут быть выполнены полыми, с двойными степками и пористыми рабочими поверхностям .

Поры или отверстия в рабочих стенках должны иметь диаметр, значительно меньший толщи ны стенок, чтобы через них не мог проникнуть разряд. В этом случае металлические пары и газы, образующиеся в процессе отключения, будут распространяться от места горения дуги не только вдоль межэлектродного зазора, но и в других направлениях— сквозь стенки. Контакты и корпус камеры могут быть выполнены преимущественно из металла, атомный вес которого не превосходит атомный вес алюминия с целью ускорения деионизации межэлектродного зазора.

Контактирующие поверхности неподвижного и,подвижного контактов могут быть изготовлены из материала, не имеющего тугоплавких составляющих, например из меди или алюминия с целью предотвращения образования на,них центро в термоэлектронной эмиссии. Для уменьшения явлений среза тока, возникающих в особенности при отключении малых токов, в материал контактирующих поверхностей следует вводить легколетучие добавки, такие как сурьма, кадмий, висмут и другие. С целью облегчения выдувания дуги от места контакта на дугогасящие поверхности контактирование может осуществляться по кольцевой поверхности, чем создается первоначальный изгиб линий тока и на дугу начинают действовать электродинамические усилия собственного поля тока. В этом случае подвижный контакт может быть сделан достаточно малым и легким, что облегчает, конструирование и изготовление бь стродействующего привода для камеры.

На фиг. 1 изображен один и з возможных вариантов предлагаемой дугогасительной камеры; на фиг. 2 — другой вариант с полыми неподвижным контактом и корпусом, В металлическом сварном корпусе 1 располо кены подвижный 2 и неподвижный 8 контакты. Подвижный контакт 2 перемещается в отверстии 4 корпуса 1 камеры и через сильфон 5 связан c,êoðïóñîì. Кроме того, корпус и токоподвод б подвижного контакта

2 связанны друг с другом гибким токопроводом 7, рассчитанным на полный отключаемый ток. Расстояние между неподвижным контактом и корпусом равно межконтактному промежутку в отключенном положении.

В верхней части камеры находятся герметично припаянный к корпусу изолятор 8 и изоляционная втулка 9. Изолятор h может быть выполнен из стекла или керамики и рассчитан на рабочее напряжение камеры. К изолятору 8 в верхней части через фла нец 10 герметично припаивается токоввод 11 неподвижного контакта 8. Назначение втулки 9— перекрыть дли нные пути во вводе и не дать возможности пробою развиваться вдоль них.

За счет создания длинных узких зазоров между втулкой 9 и корпусом 1 с одной стороны и токовводом 11 неподвижного контакта с другой исключается воздействие па изоляцию плазмы дуги и развитие пробоев с возможных центров автоэлектронной эмиссии в местах касания металла и диэлектрика.

Корпус 1 камеры и неподвижный контакт

3 кроме своего основного назначения — гасить дугу при переходе тока через, ноль,— выполняют функции экранов. Пары, выброшенные в промежуток во время горения дуги, полностью конденсируются на контактах и корпусе.

Следует отметить, что форма неподвижного контакта может быть любой (например, сферической, элли псоидальной и IIp.) с одним условием: образующие разрядный промежуток внутренняя поверхность 12 корпуса камеры и наружная поверхность И неподвижного контакта подобны по конфигурации.

В месте контактирования форма неподвижного конта кта может отступать от сферической, элли псоидальной и пр.

Корпус 1 камеры и неподвижный контакт 8 изготавливаются из алюми ния или металла с атомным весом не более, чем у алюминия.

В качестве материалов подвижного контакта и контактирующей поверхности неподвижного контакта могут быть использованы, напри мер, медь или алюминий с добавками сурьмы, кадмия или висмута. Контактирование может осуществляться по кольцевой поверхности 14 для создания изгиба линий тока.

Изображенная на фиг. 2 вакуумная дугогасительная камера отличается от приведенной на фиг. 1 тем, что неподвижный контакт 8 выполнен полым, а корпус 1 камеры делается с двойными стенками. Дугогасящи е поверхности 12 и И выполнены пористыми, сетчатыми, или с отверстиями 15. Таким образом, нейтральные частицы пара и газов и заряженные частицы, образующиеся в процессе горения дуги, имеют возможность разлетаться не только вдоль разрядного зазора, но и через отверстия 15 внутрь полостей 1б и 17. Это способствует быстрому уменьшению плотности пара и заряженных частиц и увеличению скорости роста электрической прочности межконтактного промежутка камеры.

Предмет изобретения

1. Вакуумная дугогасительная камера, в металлическом корпусе которой расположены неподвижный контакт и подвижный контакт, 367475 электрически связанный с корпусом, orëè÷àющаяся тем, что, с целью повышения отключаемого тока и срока службы камеры, корпус со всех сторон охватывает,неподвижный контакт, и зазор между ними одинаков ла всем их протяжении, причем площадь поверхности неподвижного контакта значительно, по крайней мере на два порядка, больше площади поверхности подвижного контакта.

2. Камера по п. 1, отличающаяся тем, что, расстояние между корпусом камеры и неподвижным контактом на всем их протяжении равно расстоянию между неподвижным и подвижным контактами в отключенном положении.

3. Камера по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что, с целью быстрого уменьшения плотности пара и концентрации заряженных частиц вследствие диффузии, неподвижный контакт и стенки корпуса камеры выполнены полыми, а разрядные поверхности имеют отверстия, соединяющие их с полостями, причем диаметр отверстий меньше толщины разрядных стенок неподвижного контакта и камеры.

4. Камера по пп. 1 — 3, отличающаяся тем, что корпус и неподвижный контакт выполнены из металла с атомным весом, не превосходящим атомный вес алюминия.

5. Камера по пп. 1 — 4, отличающаяся тем, что контактирующие поверхности неподвижного и подвижного контактов выполнены из меди или алюминия с добавками. легколетучих металлов, например сурьмы. б. Камера по пп. 1 — 5, отличающаяся тем, что, контактирующая поверхность подвижного контакта выполнена в виде кольца.

367475

Составитель Н. Карасева

Техр ед Е. Борисова

Редактор В. Девятов

Корректор Е. Сапунова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1802у7 Изд. Xv 1161 Тираж 780 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров ССС

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5