Высоковольтный вакуумный выключатель

Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт, сеид-ву22) Заявлено 2901 ВО (2) 2878391/24-07с присоединением заявки Мо(5)М. Кл.л ЕЕ 01 Н 33/бб Н 01 Н 50/24 Государстаениый комитет СССР но делам изобретений и открытий(541 ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ НЫИ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ е 20 имеетсостоитвободно аИзобретение относится к высоковольтным вакуумным выключателям,предназначенным для коммутацииэлектрических и радиотехнических цепей и является усовершенствованиемизвестных высоковольтных вакуумныхвыключателей.Вакуумный выключатель может найтиприменение в мощной стационарной,передвижной и бортовой электротехнической и радиотехнической аппаратуре для подключения источников питания и нагрузок, переключения антенных цепей, отводов катушки высокочастотного контура, конденсаторов ввысоковольтных антенно-согласующихустройствах и т.д,Известны высоковольтны вакуумныевыключатели, в которых якорь электромагнита из магнитомягкого металлавращается на оси вращения. ПодвЕскаякоря на оси вращения обеспечиваетдостаточно высокую устойчивость квоздействию ускорений вибрационныхи ударных нагрузок Е 1.Однако такой выключательсущественный недостаток. Онв том, что для обеспечения сго вращения якоря на оси, между поверхностями вращения имеются гаран тированные зазоры. (люфты) в осевом и радиальном направлениях. Имеющиеся допуски на изготовление деталей и узлов ведут к увеличению суммарной величины этих люфтов. При воздействии ускорений механических нагрузок и в момент срабатывания, при подаче напряжения на обмотку управления, якорь электромагнита смещается в осевом и радиальном направлениях на величину имеющихся люфтов, что вызывает изменение величины контактного давления в выключателе в замкнутом положении контактов и величины межконтактного зазора при разомкнутом положении контактов. Эти изменения становятся еще более значительными иэ-за всегда имекщегося отклонения от параллельности оси вращения и плоскости контактирования выводов- контактов и подвижного контакта.Указанные недостатки ведут к нестабильности характеристик выключателя, в частности к нестабильному замыканию цепи между неподвижными контактами Е.-образной контактной пластиной при подаче напряжения пит ния на обмотку управления, т.е. при притянутом к сердечнику якоря электромагнита одна из частей Е.-об 8 бб 602разной контактной пластины из-зазначительного увеличения эазора неконтактирует с соответствующим ейвыводом-контактом. При этом мощностьэлектромагнита идет, в основном, напреодоление упругих сил реакции тойчасти контактной пластины, котораянаиболее близко расположена к соответствующему ей выводу-контакту,.т.е. на ее прогиб. Особенно ощутимоэто проявляется при повышенной температуре окружающей среды, т.екогда из-за 1 КС провода сопротивленияобмотки увеличивается и мощностьэлектромагнита падает. Это ведет ктому, что мощность .обмотки в этомслучае оказывается недостаточной 15для прогиба близко расположенной части контактной пластины до замыканиявторой ее части. Следствием этогоявляется незамыкание цепи даже втех образцах, которые в нормальных 2 Оусловиях работали стабильно (беэсбоев),Кроме того, из-за несоосности отверстий в якоре и корпусе (или егоэлементе) под ось, а также непосредственного контакта магнитомягкогоматериала якоря с материалом осипри вращении якоря между поверхностями оси и отверстий в вакууме возникает очень большая сила трения, которая ведет к появлению микросварок Зфи заклиниванию якоря на оси.Наиболее близкой к предлагаемойявляется конструкция вакуумноговыключателя, в которой указанныйвыключатель содержит вакуумированную З 5камеру, неподвижные контакты, установленные на вводах, подвижный кднтакт,жестко закрепленный на вращающемсяякоре электромагнита, который расположен в корпусе состыкованном с Щкольцом, якорь электромагнита вращается на двух втулках из твердогоматериала, а сами втулки свободновращаются на оси 21.Применение в этом выключателедвух втулок из материала с большойтвердостью, свободно вращающихсяна оси из того же материала, на которых свободно, вращается якорьэлектромагнита, поэврляет значительно повысить надежность работы подвижной системы выключателя за счетдополнительной степени свободы вращения якоря и уменьшения сил трения,Однако й в этом выключателе непринято мер по снижению радиальных Ии продольных люфтов, т.е. ему свойственны описанные выше недостатки.Цель изобретения - снижение радиальных и продольных люфтов и повышение тем самым стабильности замы- Щкания цепи, процента выхода годныхи снижение трудоемкости.Укаэанная цель достигается тем,что в данном вакуумном выключателеподвеска якоря электромагнита выпил- р нена на двух винтовы иническими концами, жестко закрепленных в кольце корпуса электромагнитаи соосно расположенных между собой.Причем конические концы полуосейвыполнены из твердого материала(или имеют покрытие иэ твердого материала) и входят в цилиндрические.отверстия якоря электромагнита.Выполнение подвески якоря электромагнита на двух винтовых полуосяхс коническими концами, жестко закрепленных в кольце ко 1 пуса электромагнита и соосно расположенных между собой, причем конические концы опорвходят в отверстия якоря электромагнита, позволяет исключить наличиепродольных и осевых люфтов в подвижной системе выключателя. Исключениеукаэанных люфтов стабилизирует контактный зазор, а следовательно, повышает стабильность срабатываниявыключателя и надежность его работы.Выполнение конических концов изтвердого материала (или с покрытиемиз твердого материала) снижает силутрения и вероятность диффузионногосваривания трущихся поверхностейполуосей и якоря, что также способствует повышению стабильности срабатывания и надежности работы выключателя.Выполнение полуосей с коническимиконцами, входящими в цилиндрическиеотверстия якоря электромагнита,позволяет резко снизить трение засчет значительного уменьшения площади соприкосновения трущихся поверхностей, т.е. соприкосновение поверхности отверстия якоря с коническойповерхностью полуосей в предлагаемомвыключателе происходит по линии.Это снижает вероятность диффузионного сваривания и повышает надежностьработы выключателя.На фиг. 1 изображен предлагаемыйвыключатель при разомкнутом положении контактов; на фиг, 2 - разрезА-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрезБ-Б на фиг. 1,Вакуумный выключатель имеет цилиндрическую стеклянную оболочку 1,вакуумноплотно спаянную с молибденовыми .выводами-контактами 2 и переходным кольцом 3 из ковара, с которым вакуумноплотно с помощью сваркисоединен диамагнитный цилиндр 4, вакуумноплотно спаянный с сердечником5 иэ магнитомягкого металла и механически прочно с кольцом 6 иэ магнитомягкого металла, являкщимся частью корпуса электромагнита, расположенной в вакууме.Вторым элементом корпуса электромагнита является корпус 7 из магнитомягкого металла, расположенныйвне вакуумной оболочки и состыкованный с кольцом б через дно диамагнитного цилиндра 4. К внутренней ловерхности кольца 6 через никелевую пластину 8 жестко прикреплен нераспыляемый газопоглотитель 9. В кольце б с помощью резьбы и накладок 10, приваренных к кольцу, жестко закреплены две винтовые полуоси 11 с коническими концами и соосно расположенные друг относительно друга, на которых вращается якорь 12 электромагнита иэ магнитомягкого металла. Свобода поворота якоря 12 беэ радиального и продольного люфтов обеспечивается до закрепления регулировкой зазора между поверхностями отверстий в якоре и коническими поверхностями полуосей 11 путем ввйнчиваиия или вывинчивания их в кольцо 6.На якоре 12 элеКтромагнита через изолятор 13 жестко закреплен подвижный контакт 14 и дополнительная пластина 15. РбзоМкиутое положение . контактов обеспечивается пружиной 16 возврата, а требуемюй зазор между неподвижными контактами 2 и подвижным контактом 14 обеспечивается уступом, выполненным йа кольце б. для управления подвижным. контактом 14, закрепленным иа якоре, имеется катушка 17 управления.При подаче напряжения питания на эту катушку под воздействием созданного ею магнитного потока якорь 12 притягивается к сердечнику 5 и кольцу корпуса электромагнита 6, сжимая возвратную пружину 16. Контактная пластина подвижного контакта 14, жестко связанная через изолятор с якорем 12, завлекает контакты 2 несколько раньше, чем якорь приткнется к кольцу бПри снятии напряжения питания якорь электромагнита отжимается возвратной пружиной 16, а подвижный контакт 14 размыкает электрическую цепь между контактами 2. Выключатель может быть выполненн в металлокерамическом исполнении,Использование подвески якоря надвух винтовых полуосях повышает стабильность работы, увеличивает процент выхода годных, снижает расход металла, уменьшает трудоемкость изготовления и экономит электроэнергию.формула изобретения1. Высоковольтный вакуумный выключатель, содержащий вакуумированную камеру, неподвижные контакты,1установленные на вводах подвижныйФ5 контакт, жестко закрепленный на вращающемся якоре электромагнита, который расположен в корпусе, состыкованном с кольцом, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышеЩ ния стабильности срабатывания, надежности работы и снижения трудоемкости, подвеска якоря электромагнитавыполнена в ниде двух винтовых полуосей с коническими концами, которыежестко закреплены в кольце корпусаэлектромагнита и расположены соосномежду собой, причем конические концыполуосей входят в отверстия, которыевыполнены в якоре.2. Выключатель по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что коническиеконцы полуосей выполнены из твердого материала,3. Выключатель по п.1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что отверстияв якоре выполнены с цилиндрическойповерхностью.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР866602 Фиа иа.8 Составитель В,Попова Техред М.Рейвес КорректорА. ференц андо дакто тираж 787 И Государственного делам изобретений и осква, Ж, Раушск е ПодпСР 8085/73 ВНИ