Вакуумный выключатель

Союз Советских Социалистических Республик"М 4 Т. ЗАЛА Зависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 09.11.1967 ( 1132081/24-7) Кл. 21 с, 35/09 с присоединением заявкиПриоритет МПК Н 02 сУД К 621.316,542,064.26(088.8) Комитет оо лелем изобретений и открытий лри Совете Министров СССРОпубликовано 12.111.1968. Бюллетень10Дата опубликования описания 28 Х,1968 Авторыизобретения И. А, Лукацкая, В, С, Потокин, В, И. Раховский и Н, Н, Плащенко Заявитель ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЪ Известны вакуумные выключатели, содержащие контактную систему и металлическое экранирующее устройство, помещенное в вакуумноплотную оболочку из диэлектрика, закрытую с торцов металлическими фланцами с укреплептыми на них торцовыми экранами и разделенную на ряд примерно равных секций металлическими уплотнениями, на каждом из которых укреплен симметрично расположенный металлический экран, электрически изолированный от других экранов и от контактов. Применение подобных выключателей,в цепях напряжением выше 10 - 15 кв ограничено их электрической прочностью. Повышение электрической прочности увеличением длины диэлектоической оболочки илн применением нескольких последовательно соединенных выключателей дает незначительные результаты и, кроме того, ведет к усложнению конструкции привода и снижению надежности работы устройства.В предложенном выключателе, с целью повышения электрической прочности, экраны, укрепленные на уплотнениях, разделяют пространство внутри оболочки вдоль ее оси на ряд последовательных промежутков, имеющих близкие по величине электрические емкости. Каждое уплотнение с внешней стороны имеет кольцевое утолщение с закругленной поверхностью, выступающее над оболочкой и закреплтпощее слои диэлектрика с уплотнением. Изо лированные экраны представляют собой за" крытую полость с отверстиями для прохождения вводов, причем средний экран выпол пен в виде открытого с двух сторон цилиндра,а крайние - в виде чаш, обращенных дном к торцам выключателя и имеющих отверстия для прохождения вводов. Средний экран может быть выполнен,в виде полости с отвер стиями для прохождения вводов, а тогда кая.- дый соседний с ним экран представляет собой цилиндр с внутренним кольцевым выступом посередине.На фиг. 1 схематически изображен предло женный вакуумный выключатель; на фиг. 2 -его эквивалентная электрическая схема; на фиг. 3 и 4 - варианты выполнения изолированных экранов.Неподвижный 1 и подвижный 2 контакты 20 выключателя впаяны в вводы 3 и 4. Подвижный контакт совершает возвратно-поступательное движение без нарушения герметичности благодаря наличию сильфона б, вакуум- но-плотно соединенного как с подвижным вво дом, так и с металлическим фланцем б.Неподвижный ввод вакуумно-плотно спаянс плоским металлическим, например медным, фланцем 7. Неподвижный ввод выполнен с отверстием, в которое впаяна тонкая медная 30 трубка со штенгелем 8 для присоединения вы(11)1111) ключателя к откачной установке.,После отпайки штенгель 8 для предохранения его от повреждений закрывается металлическим колпачком 9. Каждый из фланцев б и 7 вакуум- но-плотно соединен с отбортовкой мегаллических, например медных, торцовых уплотнений 10 и 11, которые проложены под компенсаторами температурных расширений 12 и 13. На фланцах б и 7 прочно укреплены торцовые экраны 14 и 15. Диэлектрическая часть оболочки выключателя, выполненная, например, из вакуумно-плотной керамики, разделена на ряд секций в виде цилиндров 1 б, 17, 18 и 19. Наружная поверхность цилиндров может быть как гладкой, так и ребристой, и в случае изготовления цилиндров из керамики может быть покрыта глазурью. Диэлектрические цилиндры вакуумно-плотно соединены между собой через металлические, например медные, уплотнения 20, 21 и 22, на которых закреплены металлические экраны 23, 24 и 25, изолированные друг от друга и от контактов. Экраны могут быть выполнены заодно с уплотнениями, Каждое из уплотнений снаружи имеет кольцевое утолщение 2 б, 27 и 28 с закругленной поверхностью, выступающее над диэлектрическими цилиндрами и закрывающее места соединений диэлектрических цилиндров с металлическим уплотнением. Тем самым в этих соединениях вне вакуумно-плотной оболочки выключателя снижается напряженность электрического поля.Секциониров ание значительно повышает электрическую прочность диэлектрика в целом при равномерном делении приложенного напряжения по секциям. В настоящем изобретении равномерное деление напряжения по секциям достигается за счет того, что электрические емкости промежутков, образованных соседнпми экранами, и емкости самих секций диэлектрика близки по величине. (Емкости промежутков и секций диэлектрика на схеме обозначены теми же номерами, что и сами промежутки и секции).С. - емкость между разомкнутыми контактами 1, 2. Таким образом, условием равномерного деления напряжения является выполнение соотношений:Сз,+Сз = Сзз+С С+Сз . Сзз+Сз,= С(1) Сзз= СзвСзз+Сзд- Сз,+Сзз С Удобно секции диэлектрика 1 б, 17, 18 и 19 выполнять примерно одинаковыми, примерно одинаковыми должны быть и промежутки 29, 30, 31 и 32. Длина этих промежутков должна быть невелика, но они должны обладагь достаточной электрической прочностью. Присоединение экранов 23, 24, 25 к уплотнениям 20, 21, 22 позволяет разделить длинный промежуток между вводами на ряд последовательных промежутков 29, 30, 31, 32. Это значительно повышает электрическую прочность 5 Ьо 15 20 25 Зо 35 40 45 50 55 60 65 выключателя в целом в условиях высокого вакуума и тем более в условиях, соответствующих левой ветви кривой Пашена.На фиг. 3 экраны 23, 24, 25 образуют полость, причем средний экран 24 выполнен в виде открытого с двух сторон цилиндра, а экраны 23, 25 - в виде чаш, обращенных дном к торцам выключателя. В дне чаш имеются отверстия для прохождения вводов.В вакуумном выключателе, приведенном на фиг. 4, экраны 23, 25 выполнены в виде цилиндров с внутренними кольцевыми выступами 39, 40 посередине.Во всех конструкциях выдержаны вышеприведенные соотношения 1, П, 1 П.Для всех описанных конструкций характерна и следующая особенность. В местах крепления экранов 23, 24, 25 к уплотнениям 20, 21, 22 наружные стенки каждого из экранов образуют цилиндры, симметрично расположенные по отношению к соответствующему уплотнению. Между указанными цилиндрами и диэлектриком оболочки зазор невелик: он примерно в 5 - 10,раз меньше радиуса оболочки прибора. Эти особенности конструкции обеспечивают снижение напряженности электрического поля в местах соединения диэлектрика с,металлом внутрен оболочки выключателя. Предмет изобретения 1. Вакуумный выключатель, содержащий контактную систему и металлическое экранирующее устройство, помещенные в вакуумноплотную оболочку из диэлектрика, закрытую с торцов металлическими фланцами с укрепленными на них торцовыми экранами, и разделенную на,ряд примерно равных секций металлическими уплотнениями, на каждом из которых укреплен симметрично расположенный металлический экран, электрически изолированный от других экранов и от контактов, отличающийся тем, что, с целью повышения электрической прочности выключателя, изолированные экраны, укрепленные на уплотнениях, разделяют пространство внутри оболочки вдоль ее оои на ряд последовательных промежутков, имеющих близкие по величине электрические емкости, и каждое из указанных уплотнений с внешней стороны имеет кольцевое утолщение с закругленной поверхностью, выступающее над оболочкой и скрепляющее слои диэлектрика с уплотнением,2. Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что каждый,из изолированных экранов выполнен в виде закрытой полости с отверстиями для прохождения вводов.3. Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что изолированные экраны в совокупности образуют полость, причем средний экран выполнен в виде открытого с двух сторон ци линдра, а крайние - в виде чаш, обращенных своим дном к торцам выключателя и имеющих отверстие для прохождения вводов,213123 7 ю 4 4. Выключатель по п, 1, отличающийся тем, что средний экран выполнен в виде полости с отверстиями для прохождения вводов, а бкаждый из сос."днях с ним экранов - в видецилиндра с внутренним кольцевым выступомпосередине,213123 го гю г 77 Составитель Н. Карасев гор Т. Г. Горшкова Техред Т, П, Курилко Корректоры; А, П, Татаринцеваи Г, И. Плешакова Заказ 1046/7 Тираж 530 Подписное ЦНИИПг 4 Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Центр, пр. Серова, д. 4и ографня, нр. Сапунова, 2