SU775774A1 - Контактное устройство вакуумной дугогасительной камеры - Google Patents

Description

(54) КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО ВАКУУМНОЙ ДУГОГАСИТЕЛЬНОЙ КАМЕРЫ Изобретение относитс  к мощнойкоммутационной технике, а конкретне I к вакуумным дугогасительным камерам (ЙДК). Во врем  горени  дуги отключени  в ВДК участки электродов в местах соприкосновени  с плазмой дуги нагр ваютс  и, если к моменту перехода тока через нуль какой-либо участок электрода окажетс  нагретым свыше определенной температуры, произойде отказ в гашении дуги. Температура электродов в момент перехода тока через нуль тем больше, чем больше ток дуги, напр жение на дуге, врем  горени  дуги, и снижаетс  при увели чении площади электродов, зан тых (угои. Поскольку ток дуги и врем  ее горени  заданы внешними услови ми, то снизить нагрев можно лишь умень шив напр жение на дуге и увеличив площс1Дь ее воздействи  на электроды ПОСКОЛЬКУ вначале своего возникновени  дуга имеет очень небольшое сечение, то необходимо заставить ее расширитьс  за врем  горени , т. е, при отключении тока промыишенной частоты за врем  5-10 мс. Практичес ки же необходимо, чтобы расширение лроизсишо за врем  на пор док мень (Шее, приблизительно за 1 мс дл  того , чтобы успели остыть участки контактов , на которых дуга возникла. Единственным известным сейчас способом управлени  дугой в ВДК  влкетс  воздействие на нее магнитным полем. Необходимую конфигурацию и напр женность магнитного пол  получают , примен   дугогас щие системы с токоподводами определенной формы. Эти дугогас щие системы 1 образуют в области горени  дуги магнитное поле, перпендикул рное направлению тока в дуге, что заставл ет дугу быстро расшир тьс  и занимать :большую поверхность электродов, благодар  чему увеличиваетс  отключающа  способность. Недостатком таких дугогас щих систем  вл етс  большое падение напр жени  на дуге и интенсивный износ контактных и дугогас щих поверхностей. Известна также дугогас ща  система с уменьшенной напр женностью поперечного , магнитного пол  в области, зан той дугой. Одна из модификаций дугогас щей системы 2, прин той за прототип, (Представл ет собой подвижный и неподвижный токоподводшдие стержни с дисковыми наконечниками на каждом из них. На дисковых наконечниках укреплены стержни, направленные вдоль оси ВДК. Контактирование подвижного и не подвижного контактов осуществл етс  мезвду поверхностью дискового наконеч инка и торцовой поверхностью стержней . При отключении тока дуга вначале возникает между торцами стержней и дисковыми наконечниками, а зат перемещаетс  на поверхности стержней параллельные оси ВДК, и там гаснет. Контактна  и дугогас щиес  системы ВДК в указанном патенте обладают р дом недостатков, а именно ввиду большого диаметра контактной поверхнести мало магнитное поле в области возникновени  дуги, а дуга плохо пеперемещаетс ; из-за параллельности дугогас щих стержней с осью ВДК неполностью устран етс  поперечное магнитное поле в области горени  дуги в промежутках между стержн ми, что приводит к росту напр жени  на дуге. Целью изобретени   вл етс  увеличение отклон ющей способности, повышение механической прочности и износостойкости контактной систе У1Ы вакуумной дугогасительной камеры. Указанна  цель достигаетс  тем, что контактное устройство вакуумной дугогасительной камеры образовано стержн ми, укрепленными на подвижном и неподвижном токоподводах и располо женными ВОКРУГ оси ВДК,причем стержни имеют различную длину, так что стерж ни каждого токоподвода чередуютс  между собой по высоте,и длинные стержни одного токоподвода контактируют с короткими стержн ми противоположного токоподвода. При этом поверхности стержней подвижного контакта и обращенные к ним поверхности неподвижного контакта параллельны радиусу , проход щему в центре между ними и наклонены к оси контактной системы на угол -45°6j + 45°, а обращен ные друг к другу поверхности длинных стержней, принадлежащих противо положным токоподводам, могут иметь контактные выступы в тангенциальном направлении. Кроме того, контактирующие поверхности могут быть накло нены к оси камеры на угол 45°4fb l35 На фиг. 1 изображен общий вид од ного из вариантов контактной систем на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. на фиг. 3-6 другие разновидности контактной системы. Контактное устройство, изображен ное на фиг. 1 и 2, содержит неподвижный 1 и подвижный 2 токоподводы, заканчивающиес  контактодержател ми 3, На контактодержател х 3 располож ны контактирующие стержни 4-7, кото рые имеют различную длину, причем длинные стержни 4 подвижного контак контактируют с короткими стержн ми 7 неподвижного контакта, а длинные стержни 6 неподвижного контакта контактируют с короткими стержн ми 5 подвижного контакта. Короткие и длинные стержни 4и5 подвижного контакта чередуютс  между собой, так как и короткие и длинные- стержни би7 неподвижного контакта. Обращенные друг к другу поверхности 8и9 стержней подвижного и .неподвижного контактов параллельны радиусу R, проведенному через середину между ними, инаклонены к оси ВДК на угол d. 0-45. Контактирующие поверхности 10 стержней наклонены к оси ВДК на угол О 45-135 . Стержни 4,5,6,7 могут крепитьс  как к контактодержател м 3, так и непосредственно к токоподводам 1и2. Дл  увеличени  сечени  стержней и их площади среднее сечение А-А контактной системы имеет больший диаметр, чем в области контактировани . Контактна  система работает следующим образом, В замкнутом положении ток протекает от неподвижного токоподвода 1 через контактодержатель 3 по стержн м 6и7 в стержни 4и5 и далее в контактодержатель 3 и токоподвод 2 подвижного контакта. Благодар  тому, что стержней много, после незначительной приработки контактов и достаточном контактном нажатии контактировани  осуществл етс  между каждой парой контактов , вследствие чего уменьшаетс  переходное сопротивление. Малое сопротивление на всем пути прохождени  тока достигаетс  за счет изготовлени  стержней из материала с высокой электропроводностью, лапример из меди. Благодар  этим усовершенствовани м ВДК такой конструкции может примен тьс  при больших номинальных токах и обладать высокой устойчивостью к сквозным токам короткого замыкани . После размыкани  контактов между контактирующими поверхност ми 10 стержней зажигаютс  дуги, причем магнитное поле от токоподводов направлено перпендикул рно к току в дуге, что вызывает быстрый уход дуг с контактирующих поверхностей 10 и в результате их малый нагрев и износ. Интересно, что в данной контактной системе магнитное поле от контактодержател  3 направлено навстречу магнитному полю от токоподводов 1и2 и стержней 5,4,6,7, причем соотношение этих полей мен етс  в зависимости от соотношени  длин длинных и коротких стержней. Таким образом, выбира  соотношение длин коротких стержней, можно регулировать направление и интенсивность перемещени  дуги с контактирующих поверхностей

Так как в области зажигани  на контактирующих поверхност х 10 действует поперечное к току дуги магнитное поле, дуга нечнет смещатьс  на поверхности 8и9 длинных стержней 4и6, где она горит в продольном , магнитном поле.

Поскольку величина отключаемого тока увеличиваетс  с увеличением площади дугогас щих поверхностей, поверхности 8и9 длинных стержней 4и6 могут иметь наклон к оси ВДК. В этом случае при тех же габаритах контактной системы увеличиваютс  поверхности 8и9. Наибольша  приемлема  величина угла наклона поверхностей 8 9 к оси контактной системы заключена в пределах 0. oL 45. С той же целью контактна  система может иметь расширение в экваториальной плоскости А-А по отношению к ее диаметру по широте контактирующих поверхностей 10.

На фиг. 3 приведена разновидность контактного устройства, в которой длинные и короткие контактные стержни 4,5,6,7 креп тс  не к контакто-держателю 3, а непосредственно к токоподводам 1и2. Это может упростить и удешевить контактную систему.

На фиг. 4 приведено контактное устройство, в которой дл  уменьшени  скручивающих усилий, действующих на контактную систему при протекании больших токов, угол наклона сС поверхностей 8и9 длинных стержней 4и6 мен етс  по высоте контактной системы . Изменение угла наклона поверхностей 8и9 к оси контактной системы может происходить в пределах. -45° i dL + 45°.

Дсшьнейшее увеличение или уменьшение угла наклона нецелесообразно, так как контактна  система потер ет механическую прочность.

На фиг. 5 приведено контактное устройство, в котором дл  уменьшени  скручивооощих усилий угол наклона одной поверхности длинных стержней 4и6 равен + flL , а угол наклона другой поверхности того же стержн  равен -dL

На фиг. 6 приведено контактное устройство, в котором дл  увеличени  числа точек, контактировани  и более равномерного распределени  их по высоте контактной системы, поверхности 8и9 длинных стержней 4иб имеют выступы 11и12.

Контактные поверхности 10 всех приведенных модификаций контактного устройства могут иметь наклон к оси ВДК на угол Р) 45-135°, что увеличивает контактирующую поверхность и снижает износ контактов, а также улучшает механическую устойчивость контактной системы при включении и протекании больших сквозных токов 5 короткого замыкани . Если же контактные поверхности 10 наклонить к оси ВДК на угол f, менее 45° или более 135° то .это приведет к необходимости чрезмерного увеличени  хода подвижQ ного контакта и габаритов ВДК.

Claims (4)

1.Контактное устройство вакуум5 ной дугогасительной камеры, содержащее укрепленные на подвижном и неподвижном токоподводах стержни, расположенные вокруг оси дугогасительной камеры, отличающеес 

0 тем, что, с целью увеличени  отключающей способности, повышени  износостойкости и механической прочности, указанные стержни выполнены различной длины, причем стержни каждого

5 токоподвода чередуютс  между собой по высоте, и длинные стержни одного токоподвода контактируют с короткими стержн ми противоположного токоподвода .

0

2.Устройство по п. 1, о т л и чающеес  тем, что обращенные друг к другу поверхности длинных стержней, принадлежащих противопое ЛОЖНЫМ токоподводс1м, параллельны пр мой, перпендикул рной оси контактной системы и проведенной через среди.нную плоскость между указанными поверхност ми, и наклонены к оси сийтемы на угол -45° dL i 45

3.Устройство по п. п. 1и2, о тличающеес  тем, что обращенные друг к другу поверхности длинных стержней, прингщлежащих противоположным токоподводам, имеют контактные выступы в тангенциальном направлении.

4.Устройство по п.п. 1,2иЗ, отличающеес  тем, что

0 контактирующие поверхности наклонены к оси камеры на угол 45°6П|6 135°.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 5- 1. Патент США 3462572, кл. 200-144, 1972.

2. Патент США 3814880, кл. 200-144 В, 1974.

W

.J

Vut.if ffut.S put.f