Высоковольтный вакуумный выключатель

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихреспублик(п)748553 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ юлнительноек авт. с ид-ву22) Заявлено 22.05,78 (2с присоединением заявки/66 Государстввнный коми делам изоорете и открытий) Заявител ОЛЬТНЫЙ ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ 54) ВЫС в этом длинны большихзначите и больш магнитличинуудержанкрайнирезколя к в Для вакуумных выключателей со встроенной электромагнитной системой управления наиболее предпочтительной являет ся система с электромагнитом клапанного типа иза малых межконтактных промежутков ( малого хода подвижного контакта) и сравнительно малой массы элементов узла подвижного контакта, требующего поэтому сравнительно небольших усилий для управления.В электромагнитах клапанного типа с поляризующим постоянным магнитом испольЙэобретение относится к высоко.вольтным вакуумным выключателям со .встроенной электромагнитной системой управления с поляриэующим постоянным магнитом, обеспечивающим удержание подвижного контакта в двух крайних положенияхпосле снятия напряжения с обмоток управления.Данный вакуумный выключатель предназначен для коммутации высоковольтных электрических и радиотехнических цепей и может найти применение в различной малогабаритной стационарной, передвижной и бортовой электротехнической и радиотехнической аппаратуре, одним иэ важнейших требований к которой является малое потребление электрической энергии элементами на управление.Известны вакуумные выключатели, в которых поляриэующие постоянные магниты закреплены непосредственно на высоковольтных выводах, а обмотка управления расположена на оболочке из стек-. ла, т.е. поляризуюший магнитный поток выключат:тте замыкается через е воздушные промежутки. Наличие воздушных промежутков приводит льному магнитному сопротивлению им потокам рассеивания энергии ного поля, что сильно снижает веэнергии постоянного магнита по ию подвижного контакта в двух х положениях, а следовательно, снижает устойчивость выключатеоздействию механических нагрузок.748553 1015 20 25 30 35 40 45 5055 3зуются подвески якоря на оси вращения,на шаровых подшипниках и на пружинах.Такая подвеска вызывает необходимость гарантированного зазора междуякорем и постоянным магнитом, т.е.в месте наибольшей напряженности магнитного поля, что вызывает большие потери энергии постоянного магнита на рассеивание. Кроме того, при подвеске якоря на оси или подшипниках в паре осьякорь, подшипник-якорь возникают оченьбольшие силы трения из-за соприкосновения их под большим давлением от непрерывного воздействия силы притяженияпостоянного магнита перпендикулярно осивращения якоря, При работе в вакуумесилы трения увеличиваются в несколько. рвэ из-ав отсутствия воздушной прослойки между деталями, что ведет к холодному диффузионному свариванию ихповерхностей. При пружинной подвескеякоря также повышается инерционностьузла подвижного контакта и снижаетсяустойчивость к воздействию механическихнагрузок из-за упругих сил реакции пружин, стремящихся вернуть подвижныйконтакт в нейтральное (среднее) положение.Наиболее близким техническим решением к изобретению является высоковольтный вакуумный выключатель, содержащий расположенные в вакуумированнойоболочке неподвижные выводы- контактыи средний подвижный контакт, механически жестко связанный с помощью изолятора с якорем, управляемым электромагнитной системой,Бель изобретения - уменьшение силтрения в вакууме и снижение потоков рассеивания в месте наибольшей концентрациисиловых линий магнитного поля.Указанная цель достигается тем, что,в предлагаемом вакуумном выключателеподвеска якоря электромагнита выполнена нв двух винтовых опорах с коническими концами, закрепленных в полюсныхнаконечниках и расположенных перпендикулярно их торцовой поверхности,причем конические концы опор входятв отверстия по краям якоря электромагнита на линии его сгиба, отверстия выполнены с коническими фасками, величина угла которых по крайней мере в двараза превышает угол конуса концов опор,а торцовые поверхности полюсных нако нечников выполнены плоскими и расположены на одном уровне со смежной поверхностью якоря в крайних его положениях. Такое выполнение подвески якоря электромагнита и отверстий с конически.ми фасками с диаметром больше диаметра, образованного пересечением конических поверхностей, позволяет обеспечить перекатывание якоря по торцовой поверхности полюсных наконечников. Замена трения скольжения трением качения позволяет снизить силу трения, а, следовательно, и вероятность диффузионного сваривания соприкасающихся поверхностей якоря и полюсных наконечников, что повышает надежность работы выключателя,Выполнение отверстий с коническими фасками, величина угла которых по крайней мере в двв раза превышает угол конуса концов опор позволяет также обеспечить требуемый ход якоря, необходимый для надежного замыкания контактов и получения межконтактного зазора, необходимого для надежной работы выключателя при разомкнутых контактах.Расположение торцовых поверхностей полюсных наконечников нв одном уровне со смежной поверхностью якоря в двух крайних положениях и выполнение их плоскими позволяет за счет увеличения при этом полезной площади для прохождения магнитного потока существенно снизить потери магнитной энергии в месте наибольшей концентрации силовых линий магнитного поля. Увеличение при этом площади соприкосновения значительно уменьшает удельное давление от притяжения постоянного магнита, что снижает вероятность диффузионного сваривания соприкасающихся поверхностей якоря и полюсны х наконечников.Все это повышает надежность работы выключателя при .снижении массы, габаритов и потребления энергии нв упрввление.На фиг. 1 изображен предлагаемыйвыключатель,при разомкнутом положенииконтактов; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1;на фиг. 3 - сечение Б-Б фиг. 2; нафиг. 4 - разрез В-В фиг, 1; Вакуумный выключатель состоит из комбинирс ванного метвллостеклянного баллона и узлв электромагнитной системы управления.Комбинированный метвллостеклянный баллон состоит из стеклянной оболочки 1, ввкуумно-плотно спаянной с молибденовыми выводами-контактами 2 и медным переходным кольцом Э.Узел электромагнитной системы управления состоит из корпуса электро45 50 55 магнита, катушек управления и системы поляризующего постоянного магнита.Корпус электромагнита состоит из диамагнитного основания 4 с которым ва куумно-плотно спаяны четыре сердечника 5, полюсные наконечники 6 и 7 из магнитомягкого и механически прочного материала в тремя крепежными лапками, 8, расположенными через 120. Прорезь в двух крайних полюсных наконечниках 6 служит для установки якоря 9 электромагнита, закрепляемого с помощью двух винтовых опор 10 при их ввинчивании в резьбовые отверстия полосных наконечников 6. Степень свободы перекатывания якоря 9 по поверхности полюсных наконечников 6 и 7 обеспечиваетсярегулировкой зазора между поверхностями отверстий в якоре и коническими поверхностями винтов при их ввинчивании.После регулировки степени свободы перекатывания якоря винтовые опоры 10 жестко крепят к полюсным наконечником 6, а к торцовой поверхности их с помощью точечной сварки через никелевые шайбы 11 жестко крепят нераспыляемые газо- поглотители 12. Симметрично изогнутый под углом якорь 9 из;магнитомягкого материала спаян с втулкой 13, с которой жестко скреплена шпилька 14 изолятора 15, На верхней шпильке 16 изолятора 15 с помощью гайки 17 и сварки жестко закреплена упругая контактная пластина 18 и ограничительная пластина 19 из немагнитного материала. Контакты 20 из молибдена через никелевую пластинку жестко закреплены точечной сваркой на контактной пластине 18,Собранный корпус электромагнита соединен с комбинированным металло-. стеклянным баллоном с помощью сварки в среде аргона.Через штангель 21 производится откачка газов выделяющихся в процессе проведения вакуумно-технологической обработки.На каждом сердечнике 5 жестко закреплены катушки управления, которые включают в себя каркас 22 цилиндр 23, обмотку 24 и выводы 25 обмоток.Обмотки катушек управления попарно- параллельно соединены одна с другой, Между катушками управления плотно к торцам полюсных наконечников 6 и 7 установлен постоянный магнит 26, жестко скрепленный с основанием 27 из магнитомягкого металла. В основании 27 ижщированно от него закреплены четыре 5 0 5 20 25 30 35 вывода 28, служащие для соединения кагушек со схемой управления. Крепление, основания 27 к сердечникам 5 выполнено с помощью гаект 29 из магнитомягкого металла. Сверху обмотки и магнит закрыты цилиндром 30.Предлагаемый выключатель не нуждается в потреблении электрической энергии для удержания подвижного контактаи двух крайних положениях, так как после снятия напряжения с обмоток управления удержание подвижного контакта обеспечивается полем постоянного магнита.Замыкание или размыканиецепи между неподвижнымиконтактами обеспечивается короткими импульсами постоянного тока определенной величины и полярности, подаваемыми на ту или иную пару обмоток управления, при этом происходит компенсация магнитного потока постоянного магнита в замкнутой цепи магнитопровода и переброс якоря электромагнита с закрепленным на нем подвижным контактом магнитным потоком постоянного магнита незамкнутой цепи магнитопровода ко второй паре сердечников.При этом происходит замыкание или размыкание цепи между неподвижными выводами - контактами.Данный выключатель может быть выполнен в металлокерамическом варианте.Снижение сил трения в вакууме и потоков рассеивания магнитного поля уменьшает расход материала на изготовление постоянного магнита и потребление электроэнергии на управление. формула изобретения 1. Высоковольтный вакуумный выключатель, содержащий расположенные в вакуумированной оболочке неподвижные выводы-контакты и средний подвижныйк контакт, механически жестко связанный с помощью изолятора с якорем, с системой подвески в виде электромагнитной системы с поляризующим постоянным магнитом с полюсным наконечником, о т л и ч а ю щ и й с я тем что, с целью уменьшения сил трения в вакууме и снижения потоков рассеивания в месте наибольшей концентрации силовых линий магнитного поля, подвеска якоря электромагнита выполнена на двух винтовых опорах с коническими концами, которые закреплены в полюсных наконечниках и расположены перпендикулярно их торцо-И гу Пойписно 84 ИИПИ Заказ 4250 ая, 4 илиал ППП Патент", г. Ужгород,7 748583 8 вой поверхности, причем конические кон- в два раза превышает угол конуса кониы опор входят в отверстия, которые вы лов опор.полнены по краям якоря электромагнита 3, Выключатель по и. 1, о т л и - на линии его сгиба.ч а ю щ и й с я тем, что торцовые2. Выключатель по и. 1, о т л и - 5 поверхности полюсных наконечников выч а ю щ и й с я гам, что отверстия полнены плоскими и расположены на одвыполнены с коническими фасками, ве- нам уровне с поверхностью якоря в край- личина угла которых по крайней мере них его положениях.4-4