Способ повышения механической прочности изоляционной вакуумной оболочки дугогасительной камеры

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11) 6243О9 с ф

Ъ (61) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено28.03.77 (21) 2471348/24-07 г (51) М. Кл.

Н 01 Н ЗЗ/64 с присоединением заявки №(23) Приоритет— (43) Опубликовано15,09.78 Бюллетень №34 (4б) Дауа опубликования описания 04.08.78

Гасударственный комитет

Саввтв Министров СССР

on делам изобретений и втирытий (53) УДК621.316.. 54(0BB. S) В. А. Богомолов, B. A. Воздвиженский, М, Е, Данилов и Н. Г. Яковлев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ

ИЗОЛЯЦИОННОЙ ОБОЛОЧКИ ВАКУУМНОЙ

ДУГОГАСИТЕЛЬНОЙ КАМЕРЫ

При конструировании вакуумных выключателей часто возникает проблема предохранения изоляционной оболочки вакуумных дугогасительных камер от разрушения под действием механических нагрузок, воэникаюших в результате работы привода или под действием электродина-. мических усилий в токоведушем контуре при протекании аварийных токов. Наиболее опасными являются иэгибаюшие или растягиваюшие напряжения в оболочке камеры, так как материал оболочки(стекло или керамика) плохо противостоит растягиваюшим напряжениям.

Во многих конструкциях ;силовых вакуумных выключателей для разгрузки изоляционной оболочки камеры от механических напряжений применяется крепление камеры со стороны неподвижного контакта.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является способ вакуумной дугогасительной кащ меры 12) . Эта камера закреплена со стороны неподвижного контакта в цанговом зажиме, который воспринимает нагрузки, действующие вдоль и поперек оси камеры, но не препятствует повороту ка15, меры вокруг точки закрепления. Со стороны подвижного контакта камера имеет боковую опору, которая воспринимаеттолько нагрузки, действуюшие перпендикулярно оси камеры.

20 Таким образом, это крепление является статически определимым, аналогичным применяюшемуся в машиностроении в опорах валов, что позволяет легко и точно производить сборку аппарата и не допу25 скает возникновения каких-либо неконтИзобретение относится к сильноточной, высоковольтной коммутационной аппаратуре и может быть использовано в конструкциях вакуумных выключателей.

Известны вакуумные дугогасительные камеры fl), в которых удается статически разгрузить изоляционную оболочку от усилий при включении и отключении выключателя.

624309

16-30

Камера сжата с силой 1000 кг

1000 ролируемых статических нагрузок в изоляционной оболочке камеры.

Однако такое решение обладает рядом недостатков. Изоляционные оболочки разгружаются только от медленно действуюших сил, время нарастания которых ве5 лико по сравнению с временем пробега звуковой волны по оболочке камеры; кроме того, изоляционные оболочки являются механически пассивным элементом, не принимающим никакого участия в обеспе о чении прочности и жесткости конструкции выключателя.

В результате этих недостатков неоднократно наблюдалось разрушение изоляционных оболочек камер при больших удар15 ных нагрузках во время включения и отключения мощных быстродействующих вакуумных выключателей.

Белью изобретения является повышение механической прочности и увеличение срока службы вакуумп",3 дугогасительчой камеры путем использования высокой механической прочности материала изоля25 ционных оболочек на сжатие.

- го достигается тем, что изоляционные оболочки камер при установке в выключатель предварительно . сжимают вдоль оси с усилием 50-5000 кГс и оставляют в зв сжатом состоянии весь срок службы выключателя.

Таким, образом, в оболочке. камер во все время эксплуатации выключателя поддерживаются напряжения сжатия, которым

35 она противостоит очень хорошо.

Так, для стекла предел прочности на сжатие измеряется десятками кг/мм

Я г

Крепление за неподвижный контакт на текстолитовой плите

Крепление за неподвижный контакт на стальной плите массой 20 кг

Крепление за неподвижный контакт на стальной плите с демпфированием вибраций камеры в то время как на растяжение всего

0,5-1 кг/мм .

Еще меньшие напряжения растяжения допускают спаи металла со стеклом и керамикой, поэтому разрушение изоляционных ..оболочек происходит в основном по спаям. Примерно такими же прочностными характеристиками обладает и вакуумно-плотная керамика, применяемая для изготовления изоляционных оболочек.

Видно, что по прочности на сжатие стекло и керамика не уступают - корошим сортам сталей, в то время как на растяжение работают очень плохо.

Реальные конструкции вакуумных дугогасительных камер допускают значительные нагрузки на сжатие. Так, при диаметре стеклянной оболочки 150 мм и толщине 3 мм ее сечение равно 1400 мм и камера легко может выдержать сжимающие нагрузки в несколько тысяч килограмм.

Если ее подвергнуть такому предварительному сжатию, то это позволит допустить на нее изгибаюшие и растягивающие условия по меньшей мере в сотни килограмм, то-есть сделать изоляцион« ную оболочку камеры высоконагруженным элементом вакуумного выключателя.

Практическая проверка этого способа повышения механической прочности камеры и увеличения их срока службы показала его высокую эффективность, Опыты проводились с камерами, имеющими стеклянный изоляционный баллон из четырех секций. Длина изоляционного баллона 300 мм

Э сечение стекла 1400 мм, Результаты опытов приведены в таблице.

624309

Составитель B. Попова

Редактор И. Каменская Техред, К. Гаврон Корректор B. Сердюк

Заказ 5197/43 Тираж 960 Подписное

UHHHIIH Государственного комитете Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Реушская наб., д. 4/5

Филиал IlHII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Нз таблицы видно, что все попытки устранить разрушение изоляционной оболочки камеры при креплении ее со стороны неподвижного контакта ничего не дали, в то время кек сжатие с силой

1000 кг полностью разрешило проблему.

Формула изобретения

Способ повышения механической прочности изоляционной оболочки вакуумной дугогасительной .камеры с помощью внешних механических средств, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью увеличения механической прочности и увеличения срока службы., камеры,изоляционные оболочки камер при установке их в выключатель сжимают вдоль оси с уси5 лием 50 5000 кГс и оставляют в сжатом состоянии весь срок службы выключателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США !4 3793494, кл. 200-50АА, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

N. 284090, кл. 21 С 35/09, 1965.