Выключатель

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советскнк Социалистических Республнк(51)И, Кл.з Н 01 Н 33/02 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изооретений и открытийДата опубликования описания 30. 12, 80(72) Авторы изобретения оИнститут высоких температур АН СССР(54) ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ яние, требуемое по соображениямэлектрической прочности межэлектродного промежутка.Известны выключатели (2) с ис пользованием винтовой спиральнойформы дуги гашения, содержащие рабочую камеру и расположенные внутринее вдоль одной линии электроды,выполненные с возможностью осевого 10 перемещения. Создание в рабочем объеме камеры выключателя винтовойдуги обеспечивает наиболее эффективное использование рабочего объема выключателя и уменьшение его габаритов (и веса) при одних и техже параметрах коммутируемой цепи.Одновременное расширение витков дуговой спирали позволяет увеличитьскорость восстановления нагряженияпропорционально числу ее витков.Использование внешнего продольногомагнитного поля позволяет дополнительно увеличить скорость расширения дуговой спирали в известном 25 выключателе.Однако такой выключатель обладает рядом недостатков: наиболеебыстрое развитие коротковолновыхвозмущений дугового столба, кзторыешунтируются в результате эг:ектрич Изобретение относится к электро-, технике и предназначено для коммутации любых электрических цепей, в частности сильноточных высоковольтных цепей постоянного тока, а также в случаях, когда уменьшение габаритов (или веса) выключателя оказывается существенным, например, в авиации и других видах транспорта.Известны конструкции электрических выключателей Ц, гашение дуги в которых достигается путем увеличения напряжения горения этой дуги до напряжения сети (восстановление напряжения). Это достигается или путем увеличения длины (растяжением) дуги гашения или путем увеличения напряженности электрического поля в столбе луги, или увеличением всего напряжения горения други. Для этого используется газовое дутье, повышение давления, поперечное магнитное поле, выбор сре - ды, ввеление промежуточных электродов и т.д.Время выключения известных электрических выключателей сравнительно велико и обычно ограничивается временем удлинения луги или временем раззп ния электродов на расстоЭ.И.Асиновский, А.А.Афанасьев и Е.П.Пахомов40 45 50 55 60 65 кого пробоя у основания токовойпетли, более быстрое развитие коротковолноных нозмущений также следуеткак из теоретического анализа, таки элементарных рассуждений, Действительно, у таких возмущений большерадиальная составляющая тока, и соответственно, сильнее взаимодействиес собственным магнитным полем токадуги или с внешним продольным магнитным полем В.Вторым ограничивающим факторомявляется пробой между соседними витками образующей дуговой спирали,пока мала электрическая прочностьпромежутка плазма - плазма. Наконец, возможен пробой непосредственно между электродами.Эффективное восстановление напряжения на выключателе начинаетсятолько после сформйрования дуговойспирали с достаточно большим шагом,что ограничивает эффективность использования рабочего объема камерывыключателя и нремя восстановлениянапряжения на выключателе,Целью изобретения является уменьшение габаритов рабочей камеры выключателя и ускорение восстановления напряжения на его электродахи повышение надежности.Цель достигается тем, что в электрическом ныключателе, содержащемрабочую ка.еру и расположенные внутри иее вдоль одной линии электроды, выполненные с возможностью осевого перемещения, рабочая камеравыключателя выполнена в виде вставки, выполненной из электроизоляциоиного материала и имеющей внутреннюю винтовую нарезку с центральнымотверстием, н котсром расположеныэлектроды выключателя. Один из электродов снабжен стержнем из электроизоляционного материала, которыйвходят в соприкосновение с другимэлектродом,На Фиг. 1 представлен выключатель, продольный разрез; на фиг. 2 -пример исполнения выключателя сцентральным подвижным стержнем; нафиг. 3 - схема развития дуговойспирали.Электрический выключатель содержит электроды 1 и 2, расположенныевдоль одной линии и выполненныес воэможностью осевого перемещенияв отверстии 3 по оси рабочей камеры,находящейся внутри вставки 4 изэлектроизоляционного материала.Вставка 4 имеет внутреннюю нинтонуюнарезку 5, которая вместе с отверстием 3 образует рабочую камерувыключателя. На фиг. 2 показан выключатель, электрод 1 которого выполнен в виде трубки со скругЛЬннойторцовой поверхностью с внутреннимдиаметром, ранным диаметру подвижного электрода 2. Внутренний диа 5 О 15 20 25 ЗО 35 метр центрального отверстия ьо вставке 4 выбирается равным диаметру подвижного электрода 2. Около неподвижного электрода 1 имеется небольшая камера б с диаметром, равным или большим диаметра этого электрода. Изоляционный стержень 7, исключающий прямой пробой между электродами, имеет диаметр подвижного электрода 2, с которым контактирует и двигается. Глубина винтовой нарезки 5 и ширина паза (а тем самым и шаг дуговой спирали) уменьшаются по мере удаления от неподвижного электрода.Использование вставки приводит к принудительному заданию шага дуговой спирали, образующейся при разведении электродов. Наличие перегородок между витками дуги гашения, предотвращает пробой между ними, что позволяет уменьшить шаг дуговой спирали.Так как расстояние между электродами по-прежнему задается электрической прочностью промежутка, то это позволяет при том же напряжеР онии сети уменьшить диаметр камеры.Для уменьшения осевого размера выключателя (расстояние разведения электродов) непосредственно за подвижным электродом в центральный канал вставки вводят стержень из электроизоляционного материала. Это позволит исключить прямой пробой между электродами по центральному отверстию вставки с винтовой нарезкой. При этом неподвижный электрод может быть выполнен, например, в виде трубки. Увеличение числа витков дуговойспирали при уменьшении шага винтовой нарезки вставки увеличиваетскорость восстановления напряженияна выключателе пропорционально числу витков. При этом также увеличивается радиальная скорость движениястолба дуги гашения,Выбор размеров и Формы канавкивинтовой нарезки вставки определяется выбором требуемой величины напряженности электрического поля встолбе дуги гашения и условием поддержания ее на определенном уровнепо мере удлинения дуги и соответствующего уменьшения величины тока.Толщина перегородок определяетсятребуемым ресурсом работы вставки,Использование вставки с меньшимшагом винтовой нарезки обеспечиваетдостижение требуемой длины дуги вменьшем объеме рабочей камеры выключателя.Использование описанной вставкипозволит уменьшить габариты выключателей, что особенно важно длясильноточных высоковольтных цепейили для специальных областей техни792348 Фиг.г ки (авиация, косметическая техника,транспорт и т.д.). Формула изобретения1. Выключатель, содержащий рабочую камеру и расположенные внутри нее вдоль одной линии электроды, выполненные с воэможностью осевого перемещения, о т л и ч а ю щ и. йс я тем, что, с целью уменьшения габаритов рабочей камеры выключателя и ускорения восстановления напряжения на электродах, рабочая камера выполнена в виде вставки из электроиэоляционного материала, в которой выполнены внутренняя винтовая нарезка с центральным отверстием, в котором расположены указанные электроды,2. Выключатель по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности путем исключения электрического пробоя междуэлектродами, он снабжен стержнем изэлектроизоляционного материала, который укреплен в одном из электродов и входит в соприкосновение сдругим электродом,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Германии Р 330268,кл. 21 с 35/05, 1938.2. М 1 уасЫ 1. и др. Труды 1 псег 15 паС 1 опа 1 Сопгегепсе сгоь ОьсЬагце,1.опс 1 оп, 1974, с, 521.В ан,П "Патент", г. Уж Ъсект Тираж 844 НИИПИ Государствепо делам изобре 13035, Москва, Жнного комит тений и отк 35, Раушска Подписноеа СССРтии