Контактное устройство для разрыва электрической дуги

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Ия Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет(31) Р 2209388,5 188205 1/24-728.02.72 осударстаенныи комитетСовета Министроа СССРоо делам нзооретенийн открытий Г Бюллетень 15 621.316.54(088.8) 45) Дата опубликования описания 30 09 76 Т 2) Авторы изобретени Иностранцы, Юрген Ментель и Ян Штро (ФР альтер Иностранная фирма фСименс АГ" (ФРГ)) КОНТАКТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗР ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ДУГИ ные устрой дуги, содер а для разие два Известны контак рыва .электрической электрода, располож друга на фиксирован ней мере один из ко мер, в виде трубы, сегменты и заканчи тельно друг ии, по край ен, напри 5 а торце .на енные относи ном расстоян орых выпол зрезанной юшийся со ом, ввы чтоа 10 ышение надеж оемом 1 Ь мы мапо ос образуют спираль что ее начало и ив друг друга и ин полный поворосопла сечении ентирована та тельно оскотораяконец р асположены напро по крайней мере о им 3) Опубликовано 25.04 ходном отверстии которого имеется ком тациснный элемент, расположенный так направление тока во входной части сопл противоположно направлению тока в его внешней части.Цель изобретения повсти дугогашения,Это достигается тем, что в описыва устройстве наружная и торцевая поверхн сти и часть внутренней поверхности, пр каюшей к торцевой поверхности соплово трубы, покрыты слоем из изоляционного териала. Сегменты трубы образованы с мощью пазов так, что в поперечном отн Направление врашения спирали одного алеет 4рода противоположно направлению вращенияспирали другого, Пазы, образуюшие сегмен"ты, заходят на поверхность сопла, прилегающую к торцевой поверхности трубы, изаполнены материалом с низкой электропроводностью.На фиг, 1 изображено контактное устройство с двумя коммутационными эЛектродами, выполненными в виде сопел; на фиг,2, 3 - коммутационный электрод (варианты выполнения); на фиг. 4контактноеустройство, у которого в виде сопла выполнен только один электрод,Контактное устройство содержит два обращенных друг к другу электрода 1 и 2трубчатой формы, концы которых образуютсопло для дугогасительного потока. Каждоесопло содержит входные части 3 и 4 дляоснования электрической дуги и выходныечасти 5 и 6. Электрод 1 (или 2) покрытслоем 7 (или 8) из изоляционного материала, Внутренняя поверхность электрода1 (или 2) также покрыта слоем 9 (или10) из изоляционного материала (по край ней мере вблизи выходного отверстия сопла),Оба трубчатых электрода 1, 2, в частности их торцевые поверхности, и части 3,4, 5 и 6 сопел с помощью разрезов разделены на отдельные сегменты (на черте;жах не показаны). Разрезы могут выпол-,няться на внешней оболочке электродов 12, прилегающей к торцевым поверхностямЧисло разрезов может быть две, три или 1 Оболее, Изолирующие слои 7 и 8 покрывающие также торцевые поверхности соответствуюших электродов, проникают в сопло настолько, что траектория тока вблизи основания электрической дуги во входных частях 3и 4 сопла образует шлейф (на чертежахпоказано штриховой линией), цля достижния положительного эффекта достаточно, что-,бы изолирующие слои 7 и 8 проникали всопло настолько, что глубина 1 изолиро.ванной внутренней части электрода по меньшей мере равна толщине Ь электрода наего торцевой стороне. Таким .обрезом, должно соблюдаться условие) . . Внутришлейфа находится другой изолирующий слой9 (или 10), который препятствует образованию электрической дуги между внутреннейстенкой электродов 1, 2, При коммутационном процессе от коммутационного элемента011, который может быть выполнен трубчатой формы, между трубчатыми эпектродами,1, 2 вытягивается электрическая дуга 12.При этом во внутренних частях 3, 4 входных зон возникают основания электрической35дуги,Это вытягивание электрической дуги вовнутреннюю часть сопел имеет то преимушество, что на электрическую дугу непосредственно после ее возникновения действу40ют собственные магнитные силы, Как только поджигается электрическая дуга, поотекает ток на том сегменте электродов 1 и 2,на котором во входных частях 3, 4 соплаоказывается основание электрической дуги,Ток после прохождения проводниковогошлейфа 13 протекает к торцевой сторонеэлектрода 2 через электрическую дугу 12и основание электрической дуги во входнуючасть 3 сопла, а также в проводниковыйвшлейф 14 напротив расположенного электрода. Собственные магнитные силы, обуслабленные током 1, вызывают расширениеэлектрической дуги 12 и шлейфов 13, 14,обраэованньФ контуром тока. Следовательно 5эти силы всякий раз обуслйвливают отталкивающие силы, которые вталкивают соответствующее основание электрической дугидальше в более узкую часть входных частей3 и 4 сопла. ВО Таким образом, столб электрической дуги смешается к направлению осей электродов 1 и 2, т. е. в направлении, указанном стрелкой А. После возникновения электрической дуги на ее основание и столб действуют магнитные силы, которые препятст вуют выходу дуги из соплообразных труб. Эти магнитные силы не зависят от дугогасительного потока, который направлен иэ" вестным образом между торцевыми поверхностями электродов 1 и 2 в направлении ихосей, Эти силы, в частности, эффективны тогда, когда при очень больших токах дугога сительному потоку препятствует явление обратного подпора.Особое действие токовых шлейфов 13 и 14 состоит в тсм, что ток в окрестности этих участков создает магнитное по(е, которое у торцевых- поверхностей электродов 1 и 2 направлено но касательной составляю шей, Если, например, электрическая дуга вследствие токового возмущении перемещается к этой зоне или находится вблизи нее, то тогда на дугу действует сила, направленная к оси электродов 1 2 и смешаюшая ду- гу во внутреннее пространство электродов,Наружные участки 15, 16 траекторий тока вызывают в месте появления электри" ческой дуги 12 магнитное поле и этим самым составляющую силы в противополож. ном направлении. Однако эта сила соответ ственнс меньше силы, возникающей в ре эультате взаимодействия участков тока: шлейфов 13, 14 и электрической дуги 12.Изолирующие слои 7 и 8, а также 9 и 10 могут, например, состоять из теплостойких искусственных материалов, керамики или литьевой смолы. Изолирующие по крытия препятствуют образованию ду 1 и на участках электродов 1 и 2, которые не принадлежат к входным частям 3 и 4 соп ла и в которых не действуют магнитные силы.Ослабление силы практически может быть исключено благодаря особой форме выполнения электродов (см. фиг. 2 и 3). На фиг. 2 видно, что торцевая сторона электрода 1 имеет плоскую форму и снаб жена вырезами 17-20, заполненными изолирующим слоем 7. Эти вырезы образуют на торцевой стороне электрода 1 спирали, Вырезы 17 20 образуют сегменты 21 и 22 электрода 1. Подлежащий прерыванию ток 1, который поступает через токовый участок 23 в сегменте 24 сопла, протекает черезтоковый участок 25 к противо лежащей стороне сопла и образует там то: ковый участок 26. Следовательно, токо" вые участки 23 и 26 при такой форме(электродов (см, фиг. 2) расположены нерядом, а смещены на торцевой поверхно,сти электрода 1 на определенный угол, который достигает 180 о,Таким образом, ток течет определеннымобразом со стороны оболочки электрода 1к противолежащей внутренней части соплаи оттуда к противоположному электроду,Благодаря магнитной отталкивающей силемежду токовым участком 26 и алектричеОской дугой 12 возрастает притягивающаясила между токовым участком 23 и указанной дугой,В результате поворота контура тока покрайней мере на угол, близкий 180 о (см. 15фиг. 2, 3), возникает магнитное поле, проходящее в осевом направлении электродов 1и 2, При таком поле электрическая дуга 12может быть неустойчивой. Это нежелательное явление можно устранить за счет того, Очто направление вращения спирали одногоэлектрода противоположно направлению вращения спирали другого,Благодаря этому магнитные поля, возникающие на обоих электродах, противополож 25ны друг другу, и в промежуточном пространстве образуется результирующее поле спреимущественно радиальной составляющей.1.Благодаря магнитным силам этого поляэлектрическая,дуга приводится во вращение, 55но не может быть выведена наружу, С такой конфигурацией магнитных сил получают1 стабилизированную в осевом направленииэлектродов 1 и 2 электрическую дугу с вращающимся основанием. Благодаря вращениюоснования дуги выгорание электродов соответственно уменьшается,Это действие магнитной силы можетбыть усилено еше и тем, что участки токовых траекторий на торцевой стороне алект40родов 1 и 2 и во входных частях 3 и 4сопла могут быть повернуты не только на(180, а еше дополнительно на угол Яоравный 360 оС, причем 1 - целое число,1 45Выходная часть сопла может быть снабжена обгора.юшими кулачками 27, которыелегко заменяются и удерживаются в нейпри помощи пружин 28 и 29. В зависимостиот ширины сегмента в выходной части сопла можно устанавливать одиночный обгорающий кулачок 27. Можно применить несколько обгораюших кулачков для одного сегмента.Если дуга во входных частях 3 и 4 дви 55жется через наименьший диаметр сопла кего выходной части, то при известных обестоятельствах дуга может попадать на приемный электрод 30, установленный на осиалектрода 1 или 2 . 60 6Предложенное устройство может содержать электроды, из которых только один, имеет соплообразную форму (см. фиг, 4).При таком несимметричном или одностороннем расположении имеется то;ько один соплообразующий электрод, например электрод 1,(временно служат как коммутационные кон.,такты для вытягивания электрической ду:ги 12. Электрическая дуга горит как под.действием магнитных сил, так и под действием дугогасящей среды, направлениедвижения которой показано стрелками БЕ(см, фиг, 4). Коммутационный электрод 31пемешается в отверстии промежуточнойстенки 32, при этом зажигается электрическая дуга 12. Отверстие промежуточной, стенки, которое может быть выполнено из.также из металла, действует как отдель ,ное сопло для потока ц в . данном случаеможет иметь определенный профиль, например, цилиндрической или конической формыили формы сопла Лаваля,Профиль сопел трубчатых электродов 1и 2 в зависимости от используемых условий может быть различным, например цилиндрическим, подобным форме сопла Лава( ля, расходящимся или сходящимся,Формула изобретения1. Контактное устройство для разрывеэлектрической дуги, содержащее два алек,трода, расположенные относительно другдруга на фиксированном расстоянии, покрайней мере один из которых выполнен,например, в виде трубы, разрезанной наторце на сегменты и заканчивающейся соплом в выходном отверстии которого имеетея коммутационный элемент, расположенный так, что направление тока во входнойчасти сопла противоположно направлейиютока в его внешней части, о т л и ч а ю(ш е е с я тем, что, с целью повышениянадежности дугогашения, наружная и торцевая поверхности и часть внутренней поверхности, примыкающей к торцевой поверх 1 ности сопловой трубы, покрыты слоем из1 изоляционного материала.2, Устройство по п, 1, о т л и ч е ющ е е с я тем, что сегменты трубы обра.зованы с помощью пазов так, что в поперечном сечении относительно оси соплаобразуют спираль.3. Устройство по и. 2, о т л и ч а юш е е с я тем, что спираль ориентирована так что ее начало и конец расположены напротив друг друга и имеют по край-.ней мере один полный поворот./3 ЯЯ Тираж 96 3 Подписное Заказ Я 72 11 НИИ 11 И осуларствениого комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, 113035, Раушская наб., 4 ФилиллПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 4. Устройство по п, 3, о т л и ч а ющ е е с я тем, что направление врашенчя спирали одного епектрода противоположно направлению вращения спирали другого.5. Устройство по и. 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что пазы, образующие сег.8менты, заходят на поверхность сопла, прилегающую х торпевой поверхности трубы,А6. Устройство по пп. 2 и 5, .о т,личавщее си тем что паза заб, полнены материалом с низкой элехтропроводностью.