RU2016437C1 - Vacuum switch - Google Patents
Vacuum switch Download PDFInfo
- Publication number
- RU2016437C1 RU2016437C1 SU4942339A RU2016437C1 RU 2016437 C1 RU2016437 C1 RU 2016437C1 SU 4942339 A SU4942339 A SU 4942339A RU 2016437 C1 RU2016437 C1 RU 2016437C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- contact
- chamber
- vacuum
- fixed
- membrane
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электрическим коммутационным аппаратам, в частности, к вакуумным автоматическим выключателям. The invention relates to electrical switching devices, in particular, to vacuum circuit breakers.
Известна конструкция вакуумного выключателя, содержащего корпус из дугостойкого диэлектрика, в который встроены неподвижный контакт с входным электродом и подвижный контакт с токопроводящим стержнем, движение которого осуществляется с помощью сильфона, а контакт с сетевым электродом осуществляется с помощью тороидальной пружины из материала с высокой электропроводностью, прикрепленной одним концом к подвижному контакту, а вторым концом - к сетевому электроду. Подвижный контакт отжимается с помощью тороидальной катушки. A known design of a vacuum circuit breaker comprising an enclosure made of an arc-resistant dielectric, which has fixed contact with the input electrode and movable contact with the conductive rod, which is moved by means of a bellows, and the contact with the network electrode is carried out using a toroidal spring of material with high electrical conductivity, attached one end to the movable contact, and the other end to the network electrode. The movable contact is squeezed out using a toroidal coil.
Однако неразборность выключателя осложняет его обслуживание. Снижается надежность из-за невозможности возобновления вакуума, а также ресурс выключателя. Электрическая связь подвижного и сетевого контактов увеличивает потери в выключателе. Прижимной сильфон трудоемок в изготовлении и не позволяет обеспечить высоких и стабильных прижимных усилий. Тороидальная катушка при значительных временных паузах в разомкнутом состоянии потребляет значительное количество электроэнергии. However, the inseparability of the switch complicates its maintenance. Reliability is reduced due to the impossibility of renewing the vacuum, as well as the resource of the switch. The electrical connection of the mobile and network contacts increases the loss in the circuit breaker. The pressure bellows is laborious to manufacture and does not provide high and stable clamping forces. A toroidal coil with significant temporary pauses in the open state consumes a significant amount of electricity.
Целью изобретения являются повышение надежности выключателя путем увеличения площади контакта неподвижного и подвижного контактов в замкнутом положении за счет выполнения контактной поверхности неподвижного контакта в виде упругой мембраны, контактирующей через жидкий металл с камерой неподвижного контакта, выполненной по форме подвижного контакта; повышение надежности выключателя за счет снижения электрического контактного сопротивления и потерь в контакте между подвижным и сетевым контактами, путем выполнения подвижного контакта с развитой поверхностью соприкосновения с жидким металлом, заполняющим контактную камеру; выполнение контактной камеры с встроенной мембраной для повышения надежности, которая рассчитана на определенное давление паров жидкого металла, который при ее прорыве вытекает в герметичную расширительную камеру, закрепленную за мембраной. The aim of the invention is to increase the reliability of the circuit breaker by increasing the contact area of the fixed and movable contacts in the closed position by making the contact surface of the fixed contact in the form of an elastic membrane in contact with the fixed contact chamber through molten metal in the form of a movable contact; increasing the reliability of the circuit breaker by reducing the electrical contact resistance and losses in contact between the movable and network contacts, by making movable contact with the developed contact surface with liquid metal filling the contact chamber; the implementation of the contact chamber with a built-in membrane to increase reliability, which is designed for a certain vapor pressure of liquid metal, which when it breaks out flows into a sealed expansion chamber attached to the membrane.
Сущностью изобретения является следующее. The invention is as follows.
Выполнение неподвижного входного контакта в виде упругой мембраны, закрепленной герметично над камерой с жидким металлом, расположенной на контактной поверхности неподвижного контакта и заполненной через герметичный клапан и аксиальный канал жидким металлом, причем форма камеры повторяет форму контактной поверхности подвижного контакта. Контактная камера выполнена заполненной жидким металлом, который соприкасается с развитой поверхностью штока подвижного контакта и с сетевым неподвижным контактом. Контактная камера оснащена расширительной герметичной камерой с предвключенной тарированной на критическое давление паров жидкого металла мембраной. The implementation of the fixed input contact in the form of an elastic membrane mounted hermetically above the chamber with liquid metal, located on the contact surface of the fixed contact and filled through the sealed valve and axial channel with liquid metal, the shape of the chamber repeating the shape of the contact surface of the movable contact. The contact chamber is made filled with liquid metal, which is in contact with the developed surface of the rod of the movable contact and with the stationary network contact. The contact chamber is equipped with an expansion hermetic chamber with an upstream membrane calibrated for critical vapor pressure of liquid metal.
На фиг.1 изображен продольный разрез вакуумного выключателя; на фиг.2 - частичный разрез герметичного клапана; на фиг.3 - половина поперечного сечения штока подвижного контакта. Figure 1 shows a longitudinal section of a vacuum circuit breaker; figure 2 is a partial section of a sealed valve; figure 3 - half of the cross section of the rod of the movable contact.
На фиг. 1 изображен вакуумный выключатель 1 в разрезе, содержащий вакуумную камеру 2, контактную камеру 3 и электромагнитный привод 4. В вакуумную камеру 2 встроены неподвижный контакт 5, покрытый диэлектриком 6 и имеющий гидравлический канал 7 с запорным клапаном 8 и камеру 9, закрытую герметично мембраной 10 с помощью гайки 11. Неподвижный контакт 5 уплотнен упругой втулкой 12 и гайкой 13, навинченной на крышку 14, а также уплотнительными кольцами 15, уложенными в канавки в дугостокой облицовке 16. Корпус 17 камеры 2 по внутренней поверхности облицован дугостойким диэлектриком 16, к нему прикреплена монтажная пластина 18 и встроен клапан 19, а также закреплен немагнитный корпус 20 электромагнитного привода 4, облицованный дугостойким диэлектриком 16, на котором закреплен экран 21 из дугостойкого диэлектрика в виде цилиндра. В отверстие 22 корпуса привода 20 встроен шток 23 подвижного контакта 24, на котором закреплена его головка 25, прижимаемая к неподвижному контакту 5 пружиной 26. На корпусе 20 закреплена катушка 27 электромагнитного привода 4 с диэлектрическим каркасом 28 и выводами 29 и 30, закрепленными на панели 31. Шток 23 состоит из центрального высокоэлектропроводящего стержня 32 и ферромагнитной оболочки 33, имеющей впадину 34. Шток 23 выполнен с контактным элементом 35 с развитой поверхностью за счет ребер 36 и отверстия 37 (см.фиг.3), а также диска 38. Корпус 39 контактной камеры 3 закреплен на корпусе 20 и уплотнен элементами 40 и облицован диэлектриком 41 по внутренней поверхности. К нижней крышке 42 прикреплен сетевой неподвижный контакт 43, который герметизирован упругой втулкой 44 и гайкой 45 и изолирован диэлектриком 46. В корпус 39 встроена расширительная камера 47, отделенная контактной камеры 3, заполненной жидким металлом 48, мембраной 49, не рассчитанной на критическое давление паров, причем расширительная камера 47 имеет смотровое стекло 50, встроенное в ее корпус 51. В нижней крышке 42 встроен спускной герметичный клапан 52. В камере 3 закреплена защелка 59 с пружиной 60 и колодкой 61 и штоком 62. На фиг.3 представлен продольный разрез клапанов 8,19 и 52, состоящих из корпуса 53 штока 54, прижимаемого пружиной 55 к герметизирующим прокладкам 56 и 57, размещенным в навинчиваемой крышке 58. In FIG. 1 shows a sectional view of a vacuum circuit breaker 1 comprising a
Вакуумный выключатель работает следующим образом. The vacuum switch operates as follows.
Подвижный контакт 24 в замкнутом состоянии прижат пружиной 26 к мембране 10 так, что она прогибается и принимает форму головки 25, а контакт осуществляется через камеру 9, заполненную жидким металлом 48. Электрический ток входит через неподвижный контакт 5 проходит через камеру 9 с жидким металлом 48 и мембрану 10 в головку 25 подвижного контакта 24 и его стержень 32 и через ребра 36 и отверстие 37 и диск 38 переходит в жидкий металл 48 камеры 3, а через него в сетевой контакт 43. Описанная электрическая цепь имеет малое переходное сопротивление, что обусловливает низкие потери и нагревы. При подаче потенциала управления на выводные зажимы 29 и 30 катушка 27 втягивает магнитный сердечник 33 в виде оболочки и, преодолевая усилие пружины 26, разрывает контакт: мембрана 10 и головка 25, развитию дуги препятствует вакуум в камере 2, возобновляемый через клапан 19 после его разгерметизации снятием крышки 58 и подключением к вакуумному насосу с отжатием штока 54. Для уменьшения потерь при длительном разомкнутом состоянии с обтеканием катушки 27 током расцепления защелка 59 фиксирует шток 23 с помощью колодки 61, прижимаемой к впадине 34 пружиной 60. Для замыкания контактов неподвижного 5 и подвижного 24 на вывода 29 и 30 подается управляющий потенциал обратной полярности, который выталкивает шток 23, преодолевая силу трения колодки 61. При превышении давления паров жидкого металла 48 в контактной камере 3 свыше критического мембрана 49 разрывается и полость камеры 47 попадают избыточные пары жидкого металла 48, чем давление в контактной камере 3 снижается и предотвращается авария выключателя 1. The movable contact 24 in the closed state is pressed by a
Предполагаемое изобретение по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества. The alleged invention in comparison with the prototype has the following advantages.
Снижаются потери в контактной зоне главных подвижного и неподвижного контактов за счет увеличения контактной поверхности, что увеличивает КПД выключателя. Снижаются потери в контактной камере выключателя за счет использования жидкого металла и развитой поверхности контакта штока, что повышает КПД выключателя при нагрузке. Применение защелки для стопорения штока в разомкнутом режиме позволяет снизить энергопотребление выключателем при холостом ходе электроэнергосистемы. Разборная конструкция выключателя позволяет уменьшить трудоемкость его изготовления и обслуживания, ремонта. Клапан поддержания вакуума позволяет его возобновлять с помощью подключаемого вакуумного насоса, что продлевает ресурс выключателя и повышает его надежность. Расширительная камера с предельной мембраной позволяет повысить надежность аппарата за счет исключения взрыва паров жидкого металла при размыкании коротких замыканий. Losses in the contact zone of the main movable and fixed contacts are reduced by increasing the contact surface, which increases the efficiency of the circuit breaker. The losses in the contact chamber of the circuit breaker are reduced due to the use of liquid metal and a developed contact surface of the rod, which increases the efficiency of the circuit breaker under load. The use of a latch for locking the rod in open mode allows to reduce the power consumption of the circuit breaker during idling of the power system. The collapsible design of the circuit breaker allows you to reduce the complexity of its manufacture and maintenance, repair. The vacuum maintenance valve allows it to be renewed using a plug-in vacuum pump, which extends the life of the switch and increases its reliability. An expansion chamber with a limiting membrane allows to increase the reliability of the apparatus by eliminating the explosion of liquid metal vapors when short circuits are opened.
Изобретение может быть использовано в сетях переменного тока низкого и среднего напряжения и в сетях постоянного тока. The invention can be used in AC networks of low and medium voltage and in DC networks.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4942339 RU2016437C1 (en) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | Vacuum switch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4942339 RU2016437C1 (en) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | Vacuum switch |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016437C1 true RU2016437C1 (en) | 1994-07-15 |
Family
ID=21577702
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4942339 RU2016437C1 (en) | 1991-04-01 | 1991-04-01 | Vacuum switch |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2016437C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2556881C2 (en) * | 2012-09-18 | 2015-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Contact system of vacuum circuit breaker |
-
1991
- 1991-04-01 RU SU4942339 patent/RU2016437C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 473221, кл. H 01H 33/66, 1975. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2556881C2 (en) * | 2012-09-18 | 2015-07-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Самарский государственный технический университет | Contact system of vacuum circuit breaker |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8575509B2 (en) | Vacuum switching apparatus including first and second movable contact assemblies, and vacuum electrical switching apparatus including the same | |
US10600593B2 (en) | Vacuum switching devices | |
CN101677044B (en) | High voltage DC vacuum relay with high reliability and long service life | |
RU2668562C1 (en) | Double-contact switch with vacuum switching chambers | |
Slade | The vacuum interrupter contact | |
WO2020151464A1 (en) | Vacuum arc extinguishing chamber and vacuum circuit breaker | |
US20140048514A1 (en) | Contact assembly and vacuum switch including the same | |
KR910002261B1 (en) | Sealed contact device | |
EE200100583A (en) | Electrical switchgear and controlgear and method of fast closing and quick disconnection of high-voltage circuits and their use in medium-voltage switchgear | |
RU2016437C1 (en) | Vacuum switch | |
CN105551876A (en) | All-insulated outdoor vacuum switch based on dual-cavity vacuum arc extinguishing chamber | |
CN203351490U (en) | Permanent magnet drive oil immersion vacuum circuit breaker arranged in 10 kV oil immersion transformer | |
CN109256300B (en) | Bipolar direct current contactor of nonpolar ceramic seal | |
CN210429658U (en) | Switch tube | |
CN219457516U (en) | DC switching-on and switching-off arc extinguishing chamber | |
SU938327A1 (en) | High-voltage vacuum switch | |
CN221352640U (en) | Environment-friendly gas-insulated miniaturized solid-sealed polar pole | |
US3165610A (en) | Electrical circuit interrupter having exterior positioned actuating means | |
CN214588649U (en) | Multistage pressure triggers formula bypass switch | |
SU904009A1 (en) | Switching device | |
JPH0569250B2 (en) | ||
JP2866428B2 (en) | Puffer type gas circuit breaker | |
CN113053699A (en) | Multistage pressure triggers formula bypass switch | |
CN107170633B (en) | Solid-sealed polar pole | |
CN116435132A (en) | Longitudinal magnetic contact structure of vacuum arc-extinguishing chamber of on-load tap-changer and working method |