RU2149475C1

RU2149475C1 - Arc-control member

Info

Publication number: RU2149475C1
Application number: RU99111941A
Authority: RU
Inventors: Ю.К. Стешин
Original assignee: Закрытое акционерное общество "ЗЭТА"
Priority date: 1999-06-01
Filing date: 1999-06-01
Publication date: 2000-05-20

Abstract

FIELD: electrical engineering; hand- operated and automatic circuit-opening devices. SUBSTANCE: arc- control member in the form of arcing clamp has upper effective part built up of two narrow side strips with opening in-between, rear wall, lower supporting part, and shield; the latter is essentially extension of upper-part side strips facing upward and formed from central part of rear wall pre- notched and bent up; side components on non-shield end are joined together through connecting strap. Arc-control member is joined with contact holder of U-shaped fixed contact carrying contact member on its upper smaller flange; when the latter is placed with its loose end onto connecting strap, it occurs in opening between side strips of upper effective part of arc-control clamp and supporting part of the latter is mounted on lower greater longitudinal flange of contact holder. EFFECT: improved electrical endurance of circuit-opening device, reduced material input. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к элетроаппаратостроению, и может быть использовано, например, в конструкциях контакторов, ручных и автоматических выключателей и других аппаратов постоянного и переменного тока с подвижными контактами мостикового типа. The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to electrical engineering, and can be used, for example, in the design of contactors, manual and circuit breakers and other devices of direct and alternating current with movable contacts of the bridge type.

Известно дугогасительное устройство по авт. св. N 339978, кл. H 01 H 9/32, которое содержит дугогасительную камеру и контакты, в месте расхождения которых помещен изоляционный дугогасительный элемент, выполненный в виде призмы, острая грань которого направлена в сторону дугогасительной камеры. После возникновения дуги между контактами возникают потоки плазмы, которые ударяются о грани призмы и отклоняются перпендикулярно к оси дугового промежутка, сливаясь в один общий поток, направленный в дугогасительную решетку. Недостатком такого дугогасительного устройства является недостаточная эффективность дугогашения. Known interrupter device by ed. St. N 339978, cl. H 01 H 9/32, which contains an arcing chamber and contacts, at the point of divergence of which an insulating arcing element is made, made in the form of a prism, the sharp edge of which is directed towards the arcing chamber. After the appearance of an arc between the contacts, plasma flows arise that hit the prism face and deviate perpendicular to the axis of the arc gap, merging into one common stream directed into the arcing lattice. The disadvantage of such an arcing device is the lack of efficiency of extinguishing.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату является дугогасительный элемент по патенту Франции N 2378344, кл. H 01 H 9/30, который выполнен в виде скобы замкнутого контура с выступающим экраном и состоит из верхней части, нижней опорной части и задней стенки, переходящей в экран. Верхняя рабочая часть выполнена в виде узких боковых полос, соединенных в единую плоскость с одного края, и разделенных проемом с другого края. Единая плоскость верхней рабочей части состыкована с экраном, являющимся продолжением задней стенки скобы. Верхняя рабочая часть соединена с нижней опорной частью продолжениями боковых полос, загнутых дважды под прямым углом. Дугогасительный элемент состыкован с неподвижным контактом, который содержит U-образный контактодержатель, на нижней продольной удлиненной полке которого установлена опорная часть дугогасительной скобы, а верхняя его полка расположена под верхней рабочей частью дугогасительной скобы, причем у основания верхней полки контактодержателя закреплена контакт-деталь неподвижного контакта, которая расположена в проеме между боковыми полосами верхней рабочей части дугогасительной скобы. The closest in technical essence and the achieved result is an extinguishing element according to the patent of France N 2378344, cl. H 01 H 9/30, which is made in the form of a closed-circuit bracket with a protruding screen and consists of an upper part, a lower supporting part and a rear wall passing into the screen. The upper working part is made in the form of narrow side strips connected in a single plane from one edge and separated by an opening from the other edge. The single plane of the upper working part is docked with the screen, which is a continuation of the rear wall of the bracket. The upper working part is connected to the lower supporting part by extensions of the side strips, bent twice at right angles. The arcing element is docked with a fixed contact, which contains a U-shaped contact holder, on the lower longitudinal elongated shelf of which the supporting part of the arcing bracket is installed, and its upper shelf is located under the upper working part of the arcing bracket, and at the base of the upper shelf of the contact holder the fixed contact part is fixed , which is located in the aperture between the side strips of the upper working part of the extinguishing bracket.

Недостатком такого дугогасительного элемента является недостаточная эффективность дугогашения, так как электрическая дуга сходит с контакт-детали неподвижного контакта, но задерживается на верхней рабочей плоскости дугогасительного элемента в зоне соединения боковых полос и практически не переходит на экран, а продолжает некоторое время поддерживаться между этой зоной и контакт-деталью подвижного контакта, вынося контактный материал контакт-детали подвижного контакта (что прослеживается при стендовых испытаниях). Кроме того, изготовление дугогасительной скобы является технологически сложным и материалоемким, так как полосу материала скобы необходимо согнуть в замкнутый контур с выступающим экраном - это требует большого расхода материала на ее изготовление с низким коэффициентом его использования в связи с тем, что проемы скобы имеют значительную величину, а материал их высечки идет в отход. The disadvantage of such an arcing element is the insufficient efficiency of extinguishing, since the electric arc leaves the contact part of the fixed contact, but lingers on the upper working plane of the arcing element in the zone of connection of the side strips and practically does not go to the screen, but continues to be maintained between this zone for some time and contact detail of the movable contact, taking out the contact material of the contact details of the movable contact (which can be traced during bench tests). In addition, the manufacture of an interrupter bracket is technologically complex and material-intensive, since the strip of the bracket material must be bent into a closed loop with a protruding screen - this requires a large consumption of material for its manufacture with a low coefficient of its use due to the fact that the bracket openings are significant , and the material of their die cutting goes to waste.

Задачей предлагаемого изобретения является увеличение коммутационной износостойкости электрического аппарата за счет повышения эффективности дугогашения, а также снижение расхода материала. The objective of the invention is to increase the switching wear resistance of an electric apparatus by increasing the efficiency of the extinguishing, as well as reducing the consumption of material.

Эта задача решается за счет того, что дугогасительный элемент в виде дугогасительной скобы содержит верхнюю рабочую часть, выполненную в виде узких боковых полос с проемом между ними, заднюю стенку, нижнюю опорную часть и экран, причем экран выполнен в виде единого продолжения боковых полос верхней рабочей части, направленных вверх, и образован из центральной части задней стенки, предварительно высеченной и загнутой вверх, при этом со стороны, противоположной экрану, боковые элементы соединены между собой перемычкой. Дугогасительная скоба состыкована с контактодержателем неподвижного контакта U-образной формы с закрепленной на его верхней укороченной полке контакт-деталью, которая при установке верхней полки контактодержателя свободным концом на соединительную перемычку оказывается распложенной в проеме между боковыми полосами верхней рабочей части дугогасительной скобы, а опорная часть дугогасительной скобы установлена на нижнюю удлиненную продольную полку контактодержателя. При размыкании подвижного и неподвижного контактов электрического аппарата между контакт-деталью подвижного контакта, расположенного на контактом мостике, и контакт-деталью неподвижного контакта, расположенного в проеме дугогасительной скобы, возникает электрическая дуга, которая под действием повышенного давления внутри нее и за счет того, что разность потенциалов между контакт-деталью подвижного контакта и экраном больше, чем разность потенциалов между контакт-дателью подвижного контакта и боковыми полосами верхней рабочей части дугогасительной скобы, и тем более больше, чем разность потенциалов между контакт-деталями подвижного и неподвижного контактов, дуга сходит с контакт-деталей и нижнее пятно вначале продвигается по боковым полосам верхней рабочей части дугогасительной скобы и далее без задержки переходит на вертикальный экран, так как боковые полосы соединены в единое целое не в области верхней рабочей части дугогасительной скобы, как в прототипе, а в области экрана, и между экраном и рабочей частью нет никаких зазоров, при этом и другой конец дуги переходит с контакт-детали подвижного контакта на "рога" контактного мостика. Далее дуга затягивается в дугогасительные пластины, где она охлаждается и окончательно гаснет. Следовательно, предлагаемая конструкция дугогасительного элемента повышает эффективность дугогашения, а именно позволяет сократить время горения дуги и увеличить скорость схода ее с контакт-детали подвижного контакта, что ведет к снижению выноса контактного материала с поверхности контакт-деталей и повышению их долговечности, что обеспечивает увеличение коммутационной износостойкости электрического аппарата. This problem is solved due to the fact that the arcing element in the form of an arcing staple contains an upper working part made in the form of narrow side strips with an aperture between them, a rear wall, a lower supporting part and a screen, the screen being made as a single extension of the side strips of the upper working the part directed upwards and is formed from the central part of the rear wall, previously carved and bent upward, while on the side opposite the screen, the side elements are connected by a jumper. The interrupter bracket is connected to the contact holder of a fixed U-shaped contact with a contact part fixed on its upper shortened shelf, which, when the upper holder of the contact carrier is installed with its free end on the connecting jumper, is located in the opening between the side strips of the upper working part of the arcing bracket, and the supporting part of the arcing the brackets are mounted on the lower elongated longitudinal shelf of the contact carrier. When the movable and fixed contacts of the electrical apparatus open, between the contact part of the movable contact located on the contact bridge and the contact part of the fixed contact located in the opening of the shock absorber, an electric arc arises, which under the action of increased pressure inside it and due to the fact that the potential difference between the contact part of the movable contact and the screen is greater than the potential difference between the contact part of the movable contact and the side strips of the upper working part of the interrupter bracket, and even more so, as the potential difference between the contact parts of the movable and fixed contacts, the arc leaves the contact parts and the lower spot first moves along the side strips of the upper working part of the arcing bracket and then goes on without delay to the vertical screen, since the side strips are connected as a whole not in the region of the upper working part of the interrupter bracket, as in the prototype, but in the screen area and between the screen and the working part there are no gaps, while the other end of the arc um with the contact piece of the movable contact on the "horns" of the contact bridge. Further, the arc is pulled into the arcing plates, where it is cooled and finally extinguished. Therefore, the proposed design of the arcing element increases the efficiency of extinguishing, namely, it allows to reduce the burning time of the arc and increase its speed of descent from the contact parts of the movable contact, which leads to a decrease in the removal of contact material from the surface of the contact parts and increase their durability, which ensures an increase in switching wear resistance of the electrical apparatus.

Кроме увеличения коммутационной износостойкости, предлагаемая конструкция дугогасительной скобы позволяет снизить расход материала, так как, во-первых, экран выполнен не из продолжения материала скобы как в прототипе, а из высеченной части задней стенки, а также предлагаемая конструкция позволяет изготавливать контактодержатель из материала меньшей толщины по сравнению с прототипом, так как в прототипе жесткость U-образного контактодержателя обеспечивается выполнением его из материала значительной толщины, а в предлагаемой конструкции жесткость обеспечивается установлением верхней укороченной полки контактодержателя на соединительную перемычку дугогасительной скобы, которая в свою очередь опирается непосредственно на колодку, за счет чего и появляется возможность использования материала меньшей толщины. In addition to increasing the switching wear resistance, the proposed design of the interrupter bracket allows you to reduce the consumption of material, since, firstly, the screen is made not from the continuation of the bracket material as in the prototype, but from the cut-out part of the back wall, and the proposed design allows the contact holder to be made of a material of smaller thickness compared with the prototype, since in the prototype the rigidity of the U-shaped contact carrier is provided by making it from a material of significant thickness, and in the proposed design stiffness is ensured by the installation of the upper shortened shelf of the contact holder on the connecting jumper of the arcing bracket, which in turn rests directly on the block, due to which it becomes possible to use a material of smaller thickness.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид контактной системы с предлагаемым дугогасительным элементом в виде дугогасительной скобы, на фиг. 2 - дугогасительный элемент, на фиг. 3 - контактная система с дугогасительным элементом в момент размыкания контактов. The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a General view of the contact system with the proposed arcing element in the form of an extinguishing bracket, in Fig. 2 - arcing element, in FIG. 3 - contact system with an arcing element at the moment of opening of contacts.

Контактная система содержит дугогасительное устройство, состоящее из дугогасительного элемента в виде дугогасительной скобы 1 и неподвижного контакта 2, и подвижный контакт - контактный мостик 3. The contact system comprises an arcing device consisting of an arcing element in the form of an arcing bracket 1 and a fixed contact 2, and a movable contact — a contact bridge 3.

В свою очередь дугогасительная скоба 1 состоит из верхней рабочей части 4, вертикального экрана 5, нижней опорной части 6, задней стенки 7 и соединительной перемычки 8. In turn, the arcing bracket 1 consists of an upper working part 4, a vertical screen 5, a lower supporting part 6, a rear wall 7 and a connecting jumper 8.

Верхняя рабочая часть 4 выполнена в виде двух узких боковых полос 9 с проемом 10 между ними. Полосы 9 с одной стороны верхней рабочей части 4 объединены вертикальным экраном 5, а с другой стороны - соединительной перемычкой 8, отогнутой вниз. Нижняя опорная часть 6 выполнена с отбортованным резьбовым отверстием 11. The upper working part 4 is made in the form of two narrow side strips 9 with an opening 10 between them. The strips 9 on one side of the upper working part 4 are connected by a vertical screen 5, and on the other hand, by a connecting jumper 8, bent down. The lower supporting part 6 is made with a flanged threaded hole 11.

Неподвижный контакт 2 состоит из контактодержателя 12 U-образной формы с более короткой верхней полкой 13, на которой закреплена контакт-деталь 14. На нижней более длинной полке 15 контактодержателя 12 установлена дугогасительная скоба 1 своей нижней опорной частью 6, а верхняя полка 13 своим концом установлена на перемычку 8 скобы 1, которая в свою очередь установлена на выемку в колодке. The fixed contact 2 consists of a U-shaped contact carrier 12 with a shorter upper shelf 13, on which the contact piece 14 is fixed. An arc arrestor 1 is mounted on its lower longer shelf 15 on the contact holder 12, and its upper shelf 13 has its end installed on the jumper 8 of the bracket 1, which in turn is installed on the recess in the block.

Подвижный контакт (контактный мостик) 3 изготовлен с отгибом вверх концов в виде "рогов" 16, а на нижней его поверхности по краям симметрично прикреплены контакт-детали 17. The movable contact (contact bridge) 3 is made with bending upwards of the ends in the form of "horns" 16, and on the lower surface of the contact parts 17 are symmetrically attached to the edges.

Предлагаемое дугогасительное устройство работает следующим образом. The proposed interrupter device operates as follows.

При размыкании подвижных контактов (контактного мостика) 3 и неподвижных контактов 2 между контакт-деталями 14 и 17 возникает электрическая дуга 18, которая под действием повышенного давления (тепловое расширение газа) в зоне дуги 18 и за счет того, что разность потенциалов между контакт-деталью 17 подвижного контакта 3 и экраном 5 больше, чем разность потенциалов между контакт-деталью 17 подвижного контакта 3 и боковыми полосами 9 верхней рабочей части дугогасительной скобы, и тем более больше, чем разность потенциалов между контакт-деталями 17 и 14, дуга сходит с контакт-детали 14 неподвижного контакта 2 и ее нижнее пятно вначале продвигается по боковым полосам 9 верхней рабочей части 4 дугогасительной скобы 1 и далее без задержки переходит на вертикальный экран 5, при этом другой конец дуги 19 (катодное пятно) под действием сил, растягивающих дугу с контакт-детали 17 контактного мостика 3, переходит на его "рога" 16, так как разность потенциалов между "рогами" 16 и экраном 5 больше, чем между контакт-деталью 17 подвижного контакта 3 и контакт-деталью 14 неподвижного контакта 2. Далее дуга затягивается в дугогасительные пластины при их наличии (на чертежах не показаны), там разбивается на части, охлаждается и окончательно гаснет. Таким образом, за счет перехода электрической дуги 18 без задержки с боковых полос 9 верхней рабочей части дугогасительной скобы 1 на экран 5 и с контакт-детали 17 на "рога" 16 и далее в дугогасительную камеру повышается эффективность дугогашения, а именно, снижается вынос контактного материала с поверхности контакт-детали 17, долговечность ее повышается и тем самым увеличивается коммутационная износостойкость электрического аппарата в целом. Кроме этого, за счет предлагаемой конструкции дугогасительной скобы снижается расход материала для ее изготовления, так как скоба имеет только верхнюю рабочую часть 4, нижнюю опорную часть 6, заднюю стенку 7 и короткую соединительную перемычку 8, а экран 5 скобы изготовлен из материала, высеченного из задней ее стенки 7. Эта экономия существенна, так как в конструкцию каждого электрического аппарата входит шесть таких дугогасительных элементов. When the movable contacts (contact bridge) 3 and the fixed contacts 2 open, an electric arc 18 arises between the contact parts 14 and 17, which under the action of increased pressure (thermal expansion of the gas) in the arc zone 18 and due to the fact that the potential difference between the contact detail 17 of the movable contact 3 and the screen 5 is greater than the potential difference between the contact part 17 of the movable contact 3 and the side strips 9 of the upper working part of the arcing bracket, and even more so than the potential difference between the contact parts 17 and 14, the arc leaves the contact part 14 of the fixed contact 2 and its lower spot first moves along the side strips 9 of the upper working part 4 of the extinguishing bracket 1 and then without delay passes to the vertical screen 5, while the other end of the arc 19 (cathode spot) under the action of forces stretching the arc from the contact part 17 of the contact bridge 3, goes to its "horns" 16, since the potential difference between the "horns" 16 and the screen 5 is greater than between the contact part 17 of the movable contact 3 and the contact part 14 of the fixed contact 2. Next, the arc drags If they are inserted into the arcing plates, if they are present (not shown in the drawings), it is divided into parts, cooled and finally extinguished. Thus, due to the transition of the electric arc 18 without delay from the side strips 9 of the upper working part of the arcing bracket 1 to the screen 5 and from the contact part 17 to the “horns” 16 and further into the arcing chamber, the efficiency of arcing is increased, namely, the removal of the contact material from the surface of the contact part 17, its durability is increased and thereby the switching wear resistance of the electrical apparatus as a whole is increased. In addition, due to the proposed design of the interrupter bracket, the material consumption for its manufacture is reduced, since the bracket has only the upper working part 4, the lower supporting part 6, the rear wall 7 and the short connecting jumper 8, and the bracket screen 5 is made of material carved from its back wall 7. This savings is significant, since six such arcing elements are included in the design of each electric apparatus.

Claims

An extinguishing element of an electric apparatus in the form of an extinguishing bracket containing an upper working part made in the form of two narrow side strips with an aperture between them, a lower supporting part, a rear wall and a screen, characterized in that the screen of the arcing element is made as a single continuation of the upper side strips the working part directed upward, while on the side opposite the screen, the side strips are interconnected by a jumper.