Вакуумная дугогасительная камера

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.07. 75 (21) 2159780/07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет по п. 2 от 3 l.05.76 (51) М. Кл.

Н 01 H 33/66

Государственный комитет

Совета Миниотроо GCCP оо делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 05,06.78Бюллетень № 21 (53) УДК 62,316.

° 542 (088.8) (45) Дата опубликования описания 05.05.78 (72) Авторы изобретения

С. H. Воскресенский и И. А. Лукацкая (71) Заявитель (54) ВАКУУМНАЯ ЯУГОГАСИТЕЛЬНАЯ КАМЕРА т зобретение относится к коммутационным аппаратам, в частности к вакуумным дугогасительным камерам, имеющим изоляционный корпус из стекла или керамики с металлическим кольцом для крепления металлического экрана.

Известна вакуумная дугогасительная камера, в которой экран крепится на кольце корпуса камеры с помощью металлических полосок, у которых один конец жестко сое- ip динен c ..акраном, а другой продет в отвеостие кольца корпуса и приварен к экрану(1).

Металлические полоски должны изготавливаться из тонкого материала 0,1 -0,2 мм и поатому могут использоваться лишь для та крепления легких экранов, которые находят применение в какуумных дугогасительных камерах с номинальным током отключения до 4кА, 20

В камерах с током отключения 10 кА и выше толщина материала экрана составляет

1 - 2 мм. Отсутствие жесткого крепления приводит к разбалтыванию экранов птзи вибрациях, происходящих во время циклов (вкЛто- .у

2 чено-выключено} и в дальнейшем к отрыву экрана.

Известна вакуумная дугогасительная камера, в которой акран крепится на торцовом фпанце камеры посредством изоляторов )2), Недостатком этого устройства является снижение электропрочности камеры, так как электропрочность изоляторов значительно меньше алектропрочности изоляционного корпуса или секции корпуса, Кроме того, изоляторы необходимо снабжать дополнитель ными акранами для зашиты их от запыления продуктами эррозии контактов и уменьшения напряженности поля в местах соединения изоляторов с металлом, Это приводит к сложности и громоздкости конструкции.

Известно также устройство, в котором на металлическом экране имеется плоское кольцо с двумя видами лепестков, причем лепестки одного вида, которые задают поло жение экрана в корпусе, отогнуты наружу по радиусу, а каждый лепесток другого вида имеет прорезь и прижат к поверхности экрана до тех пор, пока акран не займет своего поцожения в корпусе камеры. Затем

6 10205 лепестки второго вида также отгибаются наружу по радиусу, и кольцо корпуса входит в их прорези )3j. Благодаря етому акран фиксируется в корпусе.

Существенным недостатком этого устройства является то, что между кольцом,корпуса камеры и лепестками экрана неизбежно имеется зазор,, который появляется в реэулыгате нагрева камеры в процессе обезгаживания из-ва снятия внутренних напря- щ жений в соприкасаюшихся деталях.

При вибрациях или многокрагных коммутациях тока происходят удары крепежного о кольца экрана по кольцу корпуса. Так как в камерах с отключаемым током 10 кА и более акран, как правило, имеет массу несколько сотен граммов, то количество дви жения при атих ударах весьма велико. Необходимое число коммутаций для вакуумных дугогасительных камер составляет не менее 20

10 циклов включен-»отключен, Многократ4 ные удары по кольцу корпуса приводят к сня тию лепестков, если они недостаточно жесткие, и, следовательно, к сваливанию экрана с крепежного кольца, или к разрушению.

25 корпуса, если лепестки жесткие.

Для устранения этого недостатка, увеличения прочности крепления экрана и механического срока службы камеры предлагает30 ся в вакуумной дугогасительной камере крепить металлический экран на металли-. ческом кольце корпуса камеры, например, с помошью пайки через полый цилиндр иэ аластичного металла, причем между цилиндром

35 и экраном выполнен зазор. Высота Н цилиндра должна быть в несколько раз больше его толщины Я, при этом должно выполняться условие, (1 ) — р- 1Ч

Величина зазора между цилиндром и акраном должна быть не меньше абсолютного прирашения радиуса экрана за счет его расширения при нагреве от комнатной тем45 пературы до температуры пайки, т.е, должно выполняться условие

h.>îñ (Т - Т ) где h, - величина зазора;

oC. — коэффициент термического рас ширения материала экрана, . Ч вЂ” радиус экрана при комнатной

0 температуре;

Т„- температура пайки;

55 — комнатная температура, о цилиндр, удовлетворяюший условиям (1), (2) > является достаточно гибким и поатому частично поглошает энергию колебаний

60 экрана при многократных циклах и вибрациях.

Этот цилиндр также деформируется под действием механических усилий, которые возникают иэ-qa разности в коаффициептах температурного расширения корпуса и этого цилиндра при нагреве до температуры пайки и последуюшем охлаждении, В результате этого в месте крепления экрана не образуется внутренних напряжений, На фиг. 1 - 4 приведены варианты выполнения вакуумной дугогасительной камеры, Корпус камеры состоит иэ стеклянных или керамических изоляторов 1,2 и центрального металлического кольца 3, К коль цу 3 припаивается металлический экран 4 через цилиндр 5. Е илиндр 5 имеет на одном конце внутренний выступ 6, которым он припаивается к экрану, а на другом конценаружный выступ 7, которым цилиндр припаивается к кольцу 3. цилиндр 5 должен быть достаточно гибким, чтобы рассеивать кинетическую энергию, приобретаемую экраном при сотрясениях ка I меры в процессе коммутаций, а также для компенсации напряжений, возникающих в нем при охлаждении после пайки иэ-за различия в коэффициентах температурного расширения цилиндра 5 и изоляторов 1,2, Для обеспечения достаточной гибкости цилиндра 5 отношение его высоты к толшине должно удовлетворять условию (1). Хороший результат можно получить, если цилиндр 5 изготовить иэ пластичного металла„ например из меди или никеля. Зазор 8 между экраном 4 и цилиндром 5 позволяет акр ану 4 при нагреве свободно расширяться.

Это достигается эа счет выполнения условия (2), Кольцо 3 (фиг,2), впаянное между изоляторами 1 и 2, имеет цилиндрический участок

9, который удовлетворяет всем требованиям предъявляемым к цилиндру 5, Внутренним выступом 10 кольцо 3 припаивается к экрану

4.

Экран (фиг, 3) состоит из двух чангой

11 и 12, Часть 12 имеет цилиндрический участок 9 большего диаметра, чем экран в целом, Участок 9 выполняет роль цилиндра

5.

Экран (фиг, 4) состоит из частей l 1 и

12 и припаивается к изоляционному корпусу

13 из керамики через металлизированный поясок 14, нанесенный на внутренней стороне корпуса, Когда в качестве изоляционного материала корпуса вакуумной дугогасителыюй камеры используется стекло,. для припаивания акрана могут применяться припоя, имеюшие температуру плавления выше темпера610205

ЮГЕ У

1ЛНИИПИ Заказ 3027/43 Тираж 960 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 туры отжига камеры в электрической печи в процессе откачки и ниже температуры размягчения стекла, Если стекло боросиликатное (например, С-49-2), камера отжигается в процессе откачки при температуре 450, темпеоатура размягчения стекла составляет

* о

580 . В этом случае могут применяться припои, например, следующего состава: серебро 49 вес. %, медь - 15%, олово36%, температура плавления 491-478 С; 1а серебро 51 вес. %, медь - 15%, олово34%, температура плавления 508-482 С.

Припаивание экрана к корпусу может осуществляться в атмосфере инертных газов или водорода, а также в вакууме, В последнем случае припаивание можно совмешать с отжигом камеры в процессе откачки. Зля этой цели в процессе отжига камеры ее температура на короткое время повышается до расплавления припоя. 20

Формула изобретения

l. Вакуумная дугогасительная камера, содержащая изоляционный корпус с металлическим кольцом, к которому жестко при6 креплен экран, отличающаяся тем, что, с целью увеличения механического срока службы и технологичности сборки камеры, экран прикреплен, например припаян, к указанному кольцу через цилиндр из пластичного металла, причем между цилиндром и экраном обрадован зазор.

2. Камера по п. 1, о т л и ч а ю ш а яс я тем, что отношение высоты Н указанного цилиндра к толшине его стенки и нахолитеи в преиелви 2 Вфн ВИ, а величина зазора Ь. удовлетворяет условию

ЕЪ СКа (т„- т,), где A - коэффйциент термического рас» ширения материала экрана;

Я.а- радиус экрана при комнатной температуре;

Тп- температура пайки;

Т - комнатная температура. а

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

N> 4.45082, кл, Н 01 К 33/36, 1974.

2, Патент Англии М 1 197886, кп, Н 1 Я, 1970.

3. Авторское свидетелытво Ме 203022, кл, 21 с. 35/09, 1967,