Рубильник

 

Класс 21 с, 35 № 5j196

С CCP

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ„

ВЫДАННОМУ НАРОДНЫМ КОМИССАРИАТОМ ТЯЖЕЛОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Зарегистрировано в Государственном бюро последующей регистрации изобретений при Госплане СССР

О. Б. Брон.

Рубильник.

Заявлено 16 декабря 1935 года за № 182439.

Опубликовано 30 июня 1937 года.

При выключении тока рубильником между ножом и губками рубильника возникает вольтова дуга. Гашение это" дуги обычно достигается тем, что она растягивается механически до размеров, при которых напряжение, приложенное к IcOIIтактам рубил ып1ка, становится неЛостаточным для ес поддержания. Так как с возрастанием выключаемого тока растет длина вольтовой Луги, то для ее надежного гашения приходится удлинять нож рубильника с ростом его номинального тока. Эта особенность имеет место в рубильниках всех известных конструкций.

Нс1ш же рубильники для ряда номинальных токов имеют ножи одинаковой длины. то gëÿ них всех предельный ток принимается по наименьшему из них.

Согласно изобретению, предлагается в многоамперных рубильниках выбирать расстояние между неподвижными контактными стойками по допускаемому нормами расстоянию между находящимися под напряжением частями с тем, чтобы газнсние дуги осуществлялось за счет вызванного укорочсипсм контактного ножа усиления воздсйствIIH магнитного IIO;III 113, gyry.

Возможность выбора, такого расстояния между контактными стойками B рубильнике подтверждается рядом опытов, произведенных автором.

В этих опытах автор выяс11ил влияние

Ллппя ножа на предельньш ток рубильника. Предельным током автор считаст такой ток, при котором Луга на контактах рубильника. либо не гасла, либо переорасыва lBCI между полюсами. Были построены рубильники с разлишой Ллипой ножа и разлгпплш расстояниями между полюсами. Определялся Лля каждого рубильника предельный ток, 11олученныс результаты выражены кривгями, изображеи|пими на прилагаемом чертеже.

На этом чертеже Фиг. 1 и 2 изоора,жают в шгде кривых результаты этих опытов.

На фиг. 1 кривая 1 показывает зависимость усилия к, действующего на. Лугу, от ллипы ножа (при токо 1000 А).

Кривая 2 изображает зависимость силы предельного тока от длины ножа двухполюсного рубильника на ?50 V с расстоянием между полюсами а = 55 мм.

Кривая 3 дает ту жс зависимость, но при расстоянии между полюсами а = 70 мм.

Как видно пз этих кривых, с ростом длины ножа, предсльпьш ток для рубильника не только нс растет, по даже 11е1шого падает. Объяснение этому неожиданному результату автор находит в том, что электродннамичсские усилия k, действующие на ток, протекающий в дуге, — 2 возрастают при уменьшении длины ножа.

В самом деле, если принять, что ток в вольтовой дуге протекает по дуге окружности, описанной из оси вращения ножа руоильника радиусом l, равным его длине (фиг. 1), то !

kЖ вЂ”вЂ” астр dl где — усилие, действующее на единицу длины дуги р — радиус сечения ствола дуги ! — сила тока в дуге

? — коэфициент самоиндукции ! — длина ножа, но с уменьшением gënnû ножа величина

dL — растет. Всв же остальные величины при этом не меняются. Поэтому n k должно возрастать при уменьшении 1, но чем больше усилие, действующее на дугу, теи быстрее она движется через воздух: в пей происходит интенсивный процесс деиопизации п она гаснет на меньшей длине и в меньший промежуток времени, а это ведет к повышению предельного тока для рубильника.

Автором был изготовлен рубильник с очень короткими ножами. Этим имелось в виду усилить действие магнитного поля на вольтову дугу. Определялась длительность горения вольтовой дуги на контактах рубпльниьа при выключении токов разной величины. Испытание производилось на двухполюснои рубильнике, между рядом стоящими полюсами которого были поставлены изоляционные перегородки.

Длительность дуги и величина тока определялись по осциллограммам.

Полученные результаты выражены кривой, изображенной на фиг. 2.

Характер этой кривой показывает, что в начале, при малых относительно токах, длительность горения вольтовой дуги растет с ростом выключаемого тока. Далее эта длительность достигает своего максииума, после чего рост выключаемого тока влечет за собою не возрастание, а, наоборот, уменьшение длительности горения дуги. Автор выключал ток 10 000 А прп 500 V рубильником, . рассчитанным для номинального тока 1000 А и имевшим длину ножа всего 150 мм. При этом дуга на его контактах гасла быстрее, чем при выключении тока 100 †2 А.

Этот результат, равно как и характер кривой фиг. 2, может быть обьяснеп следующим образом. При малых токах 100—

l50 А магнитное поле, создаваемое током в дуге, незначительно, и гашение дуги происходит благодаря механическому растягиванию дуги расходящимися конктактами рубильника., по далее, по мере нарастания тока в дуге, увеличивается и напряженность создаваемого им магнитного поля. Усилия, действующие па дугу, прп этом быстро растут (пропорционально квадрату силы тока). Дуга начинает быстро двигаться через воздух; при этом в ней происходит интенсивный процесс дононпзацпп и она гаснет прп меньшей длине п в иеньшии промежуток времени.

Все описанные опыты показывают, кагуго роль играет магнитное поле прп гашении вольтовой дуги в рубильниках.

Укорочеппе ножа рубильника, повышающее вели шну напряженности магнитного поля дуги, способствует увеличеншо предельных токов для рубильников.

Предмет изобретения.

Рубильник, отиичающийся тем, что, с целью укорочения контактного ножа, расстояние иежду контактнымп стойками неподвижного контакта и контактного ножа выбрано по допускаемому нормами расстояншо между находящимися под напряжением частями, с тем, чтобы гашение дуги осуществлялось за счет вызванного укорочением контактного noma усиления воздействия магнитного поля на дугу.

К авторскому свидетельству О. Б. Брон Ю 51196

Ммьи

1 000 900

00

00 /20 /40 /00 4Ю и: f77

40 00

200

/ОО

Ти п. и и. Урицкого. За к. 2834 — 700

600

= 500

= 400

-: ЭОО

500 /000 /500 2000 8500 9000 9500 0ЮОО А