ДУГОГАСИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к защитной коммутационной аппаратуре, и может применяться в составе защитных контактных коммутационных аппаратов. В автоматических выключателях постоянного тока дугогасительные системы применяются для повышения отключающей способности. Такие устройства известны из следующих источников:
1. А.И.Голубев. Быстродействующие автоматические выключатели. - М. - Л.: Энергия, 1964, стр.125-150;
2. О.Б.Брон Электрическая дуга в аппаратах управления ч.2. - М.: Госэнергоиздат, 1954, стр.298-307;
3. Мурадов Э.Ш., Шипицын В.В., Середко Р.Е., Автоматические быстродействующие выключатели для троллейбусов, Екатеринбург: Полиграфист, 2005, стр.118, рис.41.
4. Патент RU №2028683 Н01Н 9/30, 1991 г.;
5. Патент RU №73540 Н01Н 9/30, 2008 г.
Наиболее близким аналогом может служить дугогасительная камера выключателя по третьему источнику (см. Приложение). Эта камера содержит набор дугогасительных пластин. Подвижный и неподвижный контакты входят в устройство выключателя. Такая камера обеспечивает надежное отключение токов короткого замыкания, но не обеспечивает стопроцентное отключение малых постоянных индуктивных токов, которые могут вызывать перекрытие межконтактного промежутка. Это объясняется тем, что контакты расположены на значительном расстоянии от набора дугогасительных пластин, что затрудняет теплоотвод от дуги, от которого зависит надежное отключение малых постоянных индуктивных токов, так как путь движения ионизированных газов оказывается большим.
Предлагаемая полезная модель позволяет повысить надежность и эффективность дугогашения за счет интенсивного охлаждения электрической дуги в результате ее вращения в продольном магнитном поле (направление вектора магнитной индукции В параллельно с направлением электрического тока в дуге). Кроме того, за счет расположения дугогасительных пластин в межконтактном промежутке уменьшаются габариты автоматических выключателей.
Технический результат полезной модели состоит в том, что увеличивается теплоотдача от дуги к окружающей среде за счет ее вращения между дугогасительными пластинами выполненными в виде колец.
Сущность полезной модели заключается в следующем. Дугогасительные пластины, выполнены в форме колец с отверстиями в центре, а материал дугогасительных пластин - проводящий и немагнитный. При отключении выключателя возникает электрическая дуга, которая под действием продольного магнитного поля совершает вращательное движение и закручивается в спираль, диаметр спирали будет увеличиваться до тех пор, пока электрическая дуга не войдет в промежуток между дугогасительными пластинами. После перехода дуги на дугогасительные пластины электрическая дуга разобьется на несколько коротких дуг, которые будут совершать вращательное движение до полного погасания дуги. Ускоренное погасание произойдет за счет интенсивного отвода тепла на дугогасительные пластины и в окружающую среду, а также отводу ионизированных газов от столба дуги и притоку неионизированного воздуха, что также уменьшает время горения электрической дуги. Кроме того, за счет увеличения теплоотдачи дуги, вследствие высокой скорости ее вращения и интенсивного отвода ионизированных газов габариты патентуемой дугогасительной системы можно существенно сократить.
Дугогасительная система приведена на фиг.1 и состоит из блока дугогасительных пластин 1, неподвижного контакта 2 и подвижного
контакта 3 (контакты показаны схематично). На фиг.2 изображена дугогасительная система с разомкнутыми контактами.
Для пояснения работы дугогасительной системы на фиг.3 изображены дугогасительные пластины после перехода на них электрической дуги и ее направление движения по дугогасительным пластинам.
Работа дугогасительной системы при отключении тока короткого замыкания происходит следующим образом.
При размыкании контактов 2, 3 возникает электрическая дуга, которая под действием магнитного поля катушки магнитного дутья выключателя, направленного параллельно направлению тока в электрической дуге (на фигурах не показана) начинает совершать вращательное движение и закручиваться в спираль. Диаметр спирали увеличивается до тех пор, пока дуга не войдет в промежуток между дугогасительными пластинами 1. После перехода электрической дуги на дугогасительные пластины 1 дуга разобьется на несколько коротких дуг, которые будут совершать вращательное движение. Электрическая дуга при этом интенсивно охлаждается и полностью гаснет. Траектория движения электрической дуги по дугогасительной пластине 1 приведена на фиг 4.
Работа дугогасительной системы при отключении малых индуктивных токов происходит следующим образом:
При размыкании контактов 2, 3 возникает электрическая дуга, которая под действием магнитного поля катушки магнитного дутья выключателя, направленного параллельно направлению тока в дуге (на фигурах не показана) начинает совершать вращательное движение и закручиваться в спираль. При малых токах сила, стремящаяся увеличить диаметр спирали, будет недостаточна для достижения электрической дугой дугогасительных пластин 1. Гашение дуги в данном случае будет происходить за счет растягивания электрической дуги (закручивание в спираль фиг.5) и ее вращения.
При смене направления электрического тока размыкаемой цепи изменится лишь направление вращения электрической дуги, что никаким образом не отразится на отключении токов короткого замыкания и малых индуктивных токов.
Таким образом, за счет применения дугогасительных пластин выполненных в форме колец с отверстием в центре каждой дугогасительной пластины, из проводящего немагнитного материала и расположенных в межконтактном промежутке с возможностью движения подвижного контакта через отверстия дугогасительных пластин происходит надежное и эффективное гашение электрической дуги в малом объеме, за счет вращения дуги и интенсивного ее охлаждения, так же эффективность гашения не зависит от направления тока размыкаемой цепи. Кроме того возникает возможность уменьшить габариты выключателя.