Вакуумно-дуговой прерыватель тока

(21) (22) (46) (71) 3892697/ 06,0585 30.11.86 Киевский ческий и кой Октяб еволюции 24-2 а Ленина поли им. 50-лети социалистиче р ен стит техн Вели на до кои (72) ский В. М и А. (53) И, Крижановв, В, А. Лапш Худякова зд, В зьмич Е, Е, ов 88.8) Др КРтищеИ. Шен 1.38 У(1 ця 1 Мазепе ццш Агс Гог 1)СКес. 13 Рц 1 з ВцНа 1 о, И,У(56) ОегЬ 1 ойзеп К.,г 1 са 11 у Мос 1 ц 1 агей ЧаЗю 1 йсМп 8 - 1 ЕЕЕ СопРоюег Модц 1 аТог Яушр1978, р. 222-226,, Язеп У., С 15 поцгР 1 цх Сопсепгаг.опп а Часццш Агс ЯидКес. 13-сЬ Рц 1 ве РоЯушр., ВцНа 1 о, Я.-г212,А. Я. Мадпег 1 с. мдГЬ СЬе Апогее сЬ. - 1 ЕЕЕ Сопй чег МойцГаГог1978, р. 208 Й ПРЕРЫВАТЕЛ 54) ВАКУУМНООКА ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(57) Изобретение относится к обл сти газоразрядной техники. Цель изобретения - повышение эффективности управления, Вакуумно-дуговой прерыватель содержит катод 3, размещенныйодной оси с осесимметричным аном (А) 2, А 2 представляет собой первый ближайший к катоду (К) 3 кольцевой виток катушки управления (КУ), состоящей иэ нескольких витков. Размещение витков КУ в оптической тени, полученной проекцией К 3 на первый виток А 2, предотвращает исключение замыкания дуги, минуя . первый виток, и исключает замыкание витков КУ из-за осаждения на них продуктов эрозии К 3, Таким образом А 2 выполняет функцию парового экрана для КУ, Благодаря тому, что КУ размещена в непосредственной близости от межэлектродного промежутка, а поверхность первого витка КУ выполняет функцию анода, снижается мощность управления, увеличивается крутизна нарастания импульса гасящего магнитного поля, образующегося вокруг КУ и снижается время гашенчя дуги. 2 ил.Изобретение относится к газоразрядной технике, а более конкретно кустройствам для прерывания тока вразрядных цепях импульсных генераторов и защиты от короткого замыкания,Цель изобретения - повышение эффективности управления,На фиг. 1 и 2 изображены конструктивные схемы вариантов прерывателя.Вакуумно-дуговой прерыватель токасодержит оболочку 1, внутри которойподдерживается давление остаточных-3газов не более 10. Па, Осесимметричный анод 2 представляет собой первыйближайший к катоду 3 кольцевой витоккатушки 4 управления, Катод 3 размещен на одной оси с анодом 2Катушка4 управления состоит из несколькихвитков, поверхности которых параллельны друг другу и сформированывращением параллельно направленныхобразующих вокруг анодной оси, Каждый последующий виток катушки 4,начиная со второго ближайшего к катоду витка, размещен в оптическойтени, полученной проекцией катода 3на первый ближайший к катоду витокНаправление проекции катода 3на первый виток 2 показано на фиг, 1и 2 штриховой линией. Для управлениямоментом зажигания вакуумно в дугового разряда на катоде 3 размещенасистема 5 поджига, Подключение электродов и катушки управления к внешней цепи осуществляется с помощьюизолированных от оболочки токовводов 6Все витки катушки 4 размещены воптической тени, полученной проекцией катода 3 на первый виток-анод2, для предотвращения исключения замыкания дуги, минуя первый виток,и исключения короткого замыкания витков катушки 4 из-за осаждения на нихпродуктов эрозии катода 3, Таким образом в предложенном прерывателетока анод 2 выполняет функцию парового экрана для катушки 4 управления Применять законы геометрическойоптики для определения траекторийчастиц пара (продуктов эрозии катода) допустимо вследствие того, чтовнутри оболочки поддерживается высокий вакуум, поэтому разлет частиц пара от поверхности катода происходит по прямым линиям,Так как осаждение продуктов эрозии катода на аноде нежелательно,угоп д, выбирают таким, чтобы уголпадения частиц пара на поверхностьанода относительно нормали к поверхности был больше нуля, поскольку с увеличением угла падения возрастает коэффициент отражения паровыхчастиц от поверхности анода, Нафиг, 1 представлена конструкция прерывателя, у которого угол Ы между 1 О осью и образующими поверхностями витков катушки 4 составляет около 90.На фиг, 2 представлена система электродов прерывателя тока, у которойугол о между осью и образующими нао15 много меньше 90 . Соответственно, впервом случае угол падения частиц наповерхность анода намного большенуля, во втором случае угол паденияблизок к нулю. В итоге в первом слу чае толщина напыленных на поверхностьанода 2 продуктов эрозии катода будет меньше.Отраженные от поверхности первого витка частицы могут попадать на 25 диаметрально противоположные участкипоследующих витков катушки, Подобныйэффект полностью исключен в прерывателе, показанном на фиг, 1, у которого угол оЕ между образующимио 30 витков и осью составляет около 90а отраженные частицы рассеиваютсявниз.Принцип работы прерывателя заключается в следующем,Прерыватель последовательно включают в разрядный контур импульсногогенератора, При подаче на систему5 поджига импульса достаточной амплитуды на рабочей поверхности като да 3 под действием вакуумной искрывозникает катодное пятно, Из катодного пятна. истекает пароваяструя, создающая среду, в которойразвивается дуговой разряд между 45 катодом 3 и анодом 2, Амплитуда токадугового разряда определяется параметрами внешней цепи. При подачеимпульса тока в катушку 4 управления вокруг нее образуется магнитноеполе, силовые линии которого параллельны поверхности анода 2, т,е.ортогональны силовым линиям электрического поля, Под действием скрещенных полей траектория электроновприобретает циклоидальный характер,. уменьшается подвижность электронов в направлении к аноду 2, Вблизи анода 2 образуется оболочка электронно1274026 4ги 2 мкс, Энергия управляющего импульса прототипа составляла 18 Дж,1а предлагаемого - 8 Дж. Таким образом, предложенная конструкция вакуумно-дугового прерывателя токахарактеризуется более высокой эффективностью по управлению,го пространственного заряда и увеличивается падение напряжения на дуге, При достижении критического значения напряженности магнитного полям 2 кГс) падение напряжения на дуге становится равным напряжению источника питания и дуга гаснет. Время гашения дуги обратно пропорционально крутизне нарастания магнитного поля и составляет единицы микро О секунд при амплитуде прерываемого тока 100 А, напряжении с 3 Кв.Благодаря тому; что в прерывателе катушка управления размещена в непосредственной близости от междуэлек тродного промежутка, а поверхность первого витка катушки выполняетфункцию анода, снижается мощность управления, увеличивается крутизна нарастания импульса гасящего магнит- щ ного поля, снижается время гашения дуги, а в целом повышается эффективность управления вакуумно-дуговым пр рывателем токаРежим работы прерывателей: пре рываемый ток 100 А, коммутируемое напряжение 3 кВ, время гашения дуставитель В. Александровхред И.Верес Корректор.Е. Сирохма Редак олинич Заказ 6484/5 ВТ Подписимитета СССРоткрытийая наб., д, 4/5 раж 643 ственного обретенийЖ, Рауш ПИ Госуд о делам 1303 к сква,роектная,приятие, г. Ужгород ск Производственно-полигра Формула изобретения Вакуумно-дуговой прерыватель тока, содержащий оболочку, осесимметричный анод с осевым отверстием, катод, расположенный на одной оси с анодом, систему поджига и катушку управления, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности управления, анод совмещен с катушкой управления и выполнен в форме спирали, поверхность витков которой сформирована вращением параллельно направленных образующих вокруг анодной оси, а каждый последующий виток, начиная с второго ближайшего к катоду, размещен в оптической тени, полученной проекцией катода на первый ближайший к катоду виток.