SU775775A1 - Контактное устройство вакуумной дугогасительной камеры - Google Patents

Description

(54) КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО ВАКУУМНОЙ ДУГОГАСИТЕЛЬНОЯ

1

Изобретение относитс  к мощной коммутационной технике, в конкретнее к вакуумным дугогасительным камерам (ВДК).

Во врем  горени  дуги отключени  5 в ВДК участки электродов в местах соприкосновени  с плазмой дуги нагреваютс  и, если к моменту перехода тока через нуль какой-либо участок электрода окажетс  нагретым свыше 10 определенной температуры, произойдет отказ в гашении дуги.

Температура электродов в момент перехода тока через нуль тем больше, чем больше ток дуги, напр жение на . 5 дуге, врем  горени  дуги, и снижаетс  при увеличении площади электродов, зан тых дугой.

Поскольку ток дуги и врем  ее горени  заданы внешними услови ми, то 20 снизить нагрев можно лишь уменьшив напр жение на дуге и увеличив площадь ее воздействи  на электроды.

Поскольку вначале своего возникновени  дуга имеет очень небольшое 25 сечение, то необходимо заставить ее расширитьс  за врем  горени , т. е. при отключении тока промышленной частоты, за врем  5-10 мс. Практически же необходимо, чтобы расши- 30

КАМЕРЫ

рение произсмило за врем  на пор док меньшее, приблизительно за 1 мс, дл  того, чтобы успели остыть участки контактов, на которых дуга возникла.

Единственным известным сейчас способом управлени  дугой в ВДК гв-.л етс  воздействие на нее магнитньм полем. Необходимую конфигурацию и напр женность магнитного пол  получают, примен   токоподводы определенной . формы. Известно большое количество различных модификаций таких дугогас щих систем.

Эти дугогас щие системы 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 дугогас ща  система, в которой значительно уменьшена напр женность магнитного пол , перпендикул рна  направлению тока в дуге, однако это сделано за счет эначительйого увеличени  диаметра дугогас щей системы.

Наиболее близким техническим решением  вл етс  дугогасжца  система с уменьшенной напр женностью поперечного магнитного пол  в области, зан той дугой.

Одна из модификаций дугогас щей системьа прототипа представл ет собой подвижный и неподвижный токоподвод щие стержни с дисковыми наконечниками на каждом из них. На дисковых наконечниках укреплены стержни, направленные вдоль оси камеры. Контактирование подвижного и неподвижного контактов осуществл етс  между поверхностью дискового наконечника и торцовой поверхностью стержней. При отключениитока дуга вначале возникает между торцами стержней и дисковыми наконечниками, а затем перемещаетс  на поверхность стержней,паралдельных оси камеры, и там гаснет.

Контактна  и дугогас ща  системы Кс1меры в указанном патенте обладают р дом недостатком, а именно:

из-за искривлени  путей тока в данной контактной системе возможно существование значительных составл ющих поперечного магнитного пол , что приводит к увеличению напр жени : на дуге и повышенному износу контактов; контактные и дугогас щие части изготовлены из одного материала, что приводит к затруднени м при работе ВДК из-за различных условий работы этих деталей; стержни  вл ютс  одновременно и токоведущими детал ми, поэтому трудно обеспечить их механическую прочность при больших токах, так как они должны изготавливатьс  из хорошо провод щих материалов, которые , как правило, обладают низкой механической прочностью.

Целью изобретени   вл етс  увеличение отключающей способности, повышение механической прочности и износстойкости контактной системы вакуумной дугогасительной камеры. Указанна цель достигаетс  тем, что контактна  система вакуумной дугогасительной камеры образована стержн ми, укрепленными на токоподводах и расположенными вокруг оси камеры, причем часть каждого стержн  дл  усили  тангенциальной составл ющей магнитного пол  в зазорах между стержн ми и ослаблени  осевой и радиальной составл ющих выполнена из ферромагнитного материала с магнитной проницаемостью М jm Ч 500 j«Q , где / магнитна  проницаемость вакуума, и вдоль стержней проходит слой из материала с высокой электропроводностью, а обращенные друг к другу поверхности стержней , принадлежащих противоположным токоподводам, имеют накладки, обеспечнагиоцие защиту ферромагнитной части стержней от действи  дуги, и основа ни  стерлсней могут быть прикреплены к механически прочному держателю, расположенному со стороны токоподвода.

На фиг. 1 изображен общий вид одного из вариантов предлагаемой кон , тактной системы; на фиг. 2 - сечение. А-А на фиг. 1 ; на фиг. 3 изображен общий вид другого варианта контактной системы; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 3.

Контактна  система содержит неподвижный 1 и подвижный 2 токоподводы, заканчивающиес  контактодержател ми 3. На контактодержател х 3 расположены стержни 4 и 5,контактирующие с выступами б и 7, Стержни и выступы заканчиваютс  наконечниками 8. Стержни 4 и 5 содержат ферромагнитную часть 9, котора  может быть расположена как внутри стержней, так и снаружи, и выполн ет роль магнитопровода, усиливающего тангенциальную составл ющую магнитного пол  в промежутках между стержн ми. Вдоль оси стержней снаружи ферромагнитных частей 9 или внутри их проходит слой 10 из хорошо

c провод щего материала, например из

меди, соедин ющий токоподводы 1 и 2 с контактными наконечниками 8. Боковые поверхности 11 и 12 стержней, обрсоден-. ные друг к другу и подверженные воздействию дуги, могут быть защищены

0 накладками 13 из дугостойкого материала , которые дл  лучшего теплоотвода наход тс  в непосредственном контакте с хорошо провод щим слоем

10 C Стержни 4 и 5 и выступы б и 7 мотут крепитс  как к контактодержател м 3,так и непосредственно к токоподводам 1 и 2,Основани  стержней и выступов на контакте одной пол рности могут быть соединены между собой держателем 14,воспринимающим механическую нагрузку.

Возможно выполнение контактной системы и без выступов б и 7.

Контактна  система работает следующим образом.

В замкнутом положении ток протекает от неподвижного токоподвода 1 через контактодержатель 3 по стержн м 5 и, при наличии выступов, по

Q выступам 7 к контактным наконечникам 8 и через них по стержн м 4 и выстуnajvi 6 в подвижный токоподвод 2. Малое сопротивление на всем пути прохождени  тока обеспечиваетс  благодар  нали- чиш во всех стержн х хорошо провод щего сло  10.

Вследствие того, что стержней много , после незначительной приработки контактов и достаточном контактном нажатии контактирование осуществл етс  между парой контактных наконечников 8.

Благодар  этим усовершенствовани м камера такой конструкции может примен тьс  при больших номингшьных

Claims (3)

1. S токах и обладать высокой устойчивостью к сквозным токам короткого замыкани . После перемещени  подвижного кон такта в сторону размыкани  между ко тактными наконечниками 8 или между контактодержател ми 3 и стержн ми з жигаютс  параллельные дуги, причем магнитное поле от токоподводов направлено перпендикул рно к току в дугах. Благодар  этому обсто тельст ву, а также наличию тангенциального магнитного пол  в промежутках между стержн ми, к тому же усиленного фер ромагнитными част ми 9, происходит перемещение дуг на боковые поверхности 11 и 12 стержней 4 и 5,где они гор т в продольном магнитном поле В снижающем напр жение горени  дуг. Поперечные магнитные пол  с составл ющими Bf, и В которые возникают вследствие :искривлений пути то ка, ослабл ютс  из-за того, что эти составл ющие магнитного пол  направ лены вдоль поверхности ферромагнитных частей 9. Поскольку у наиболее распростране ных и недифицитных ферромагнитных матеоиалов величина jw OOjvtg (где д- магнитна  проницаемость вакуума эффект усилени  тангенциальной компоненты В магнитного пол  в зазорах между стержн ми, а также ослаблени  поперечных компонент В и В будет достигатьс , если JH будет лежать в пределах jHp J«65UO /to Ферромагнитные части стержней мо гут быть защищены от действи  дуги дугостойкими накладками 13, например из сплавов или композиционных материалов на основе меди с железе, хро мом или другими .добавками. Возможно однако, применение данной контактной системы и без дугостойких накладок 13, если материал ферромагнитных частей, кроме необходимых магнитных свойств,обладает еще и нужными дугогас щими свойствами. К таким материалам могут относитьс  различные марки сталей, композиционные материа лы или сплавы с высоким процентом содержани  железа, никел  или кобальта . С применением дугостойких накладок 13 мaтepиaLrIOм ферромагнитных частей могут служить также магнитом гкие ферриты. Поскольку ток по всем стержн м течет в одном направлении, электродинамические силы стрем тс  сжать стержни к центральной оси контактной системы. Цл  лучшего противодействи  этим силам в конструкцию контактной системы вводитс  механически прочный держатель 14, к которому креп тс  основани  стержней и выступов. Таким образом, держатель 14 вместе с ферромагнитными част ми 9 образуют жесткий механический каркас контактной системы, хорошо противосто щий сжимающим нагрузкам. Формула изобретени  1.Контактное устройство вакуумной дугогасительной камеры, содержащее укрепленные на токоподводах стержни, расположенные вокруг оси камеры, отличающееес  тем, что, с целью увеличени  отключакмцей способности, повышени  износостойкости и механической прочности, часть каждого из указанных контактных стержней вьатолнена из ферромагнитного материала с магнитной проницаемостью , где /(.о - магнитна  проницаемость вакуума, причем вдоль стержней расположен слой из материала с высокой электропроводностью,
2. 2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что обращенные друг к другу поверхности стержней , принадлежащих противоположным токоподводам, снабжены защитными накладками ферромагнитной части стержней от дуги. V
3. 3. Контактное устройство по пп. 1 и 2, отличающеес  тем, что оно снабжено механически прочным держателем, расположеннь со стороны токоподвода, к которому прикреплены основани  стержней.