ВЫСОКОВОЛЬТНАЯ ДУГОГАСИТЕЛЬНАЯ КАМЕРА
HIGH-VOLTAGE ARC-EXTINGUISHING CHAMBER

Изобретение относится к дугогасительным камерам высоковольтных пневматических и электромагнитных контакторов электроподвижного состава.
Известны высоковольтные дугогасительные камеры, состоящие из двух изоляционных стенок, магнитных полюсов и двух рядов металлических пластин с пламягасительной решеткой.
Электрическая дуга под действием электродинамических сил и магнитного дутья, пройдя узкую щель, образуемую изоляционными стенками, входит в пространство между двумя рядами металлических пластин, а затем в дополнительный ряд параллельных пластин, расположенных напротив пластин решетки, не пересекающих щель на расстоянии не более ширины щели или (как вариант) в пламягасительную решетку, пластины которой расположены поперек щели. (Авторское свидетельство №509905, кл. Н01Н 9/36, H01H 33/10.)
Недостатком известной конструкции дугогасительной камеры является то, что при повышении напряжения резко увеличиваются токи проводимости (утечки), нагрев камеры, которые являются причиной замедления гашения дуги, и большие габариты камеры.
Наиболее близким к заявленному объекту является дугогасительная камера, содержащая спаренные изоляционные стенки, образующие между собой входную щель в зоне предварительного растяжения дуги, дугогасительные устройства в зоне гашения дуги, верхний и нижний рога, два магнитных полюса, охватывающие снаружи изоляционные стенки, и перфорированную изоляционную пластину, вставленную в паз на выходе камеры. Каждая из спаренных стенок отпрессована как единое целое из отдельно расположенных различных дугогасительных материалов, имеющих в районе предварительного растяжения дуги, рогов и полюсов стабильные повышенные механическую и электрическую прочности и низкую степень влагопоглощения и в зоне гашения дуги дугогасительных устройств повышенную стабильную дугостойкость. (Патент №2290711, кл. Н01Н 33/04.)
Недостатком известной конструкции высоковольтной дугогасительной камеры является длительное, устойчивое горение дуги в зигзагообразной щели (лабиринте).
Целью изобретения является сокращение продолжительности горения дуги, повышение отключающей способности контакторов и снижение коммутационных перенапряжений.
Поставленная цель достигается тем, что высоковольтная дугогасительная камера, содержащая спаренные изоляционные стенки, образующие между собой входную щель в зоне предварительного растяжения дуги, дугогасительные устройства в зоне гашения дуги, верхний и нижний рога, два магнитных полюса, охватывающие снаружи изоляционные стенки, и перфорированную изоляционную пластину, вставленную в паз на выходе (лабиринте) камеры, каждая из спаренных стенок отпрессована как единое целое из отдельно расположенных различных дугогасительных материалов, имеющих в районе предварительного растяжения дуги, рогов и полюсов стабильные повышенные механическую и электрическую прочности и низкую степень влагопоглощения и в зоне гашения дуги дугогасительных устройств повышенную стабильную дугостойкость, отличается тем, что дугогасительные устройства выполнены в виде решетки с пластинами, которые имеют клинообразный вырез, начинаются с двух различных уровней и при вхождении в эту решетку дуга разбивается на короткие участки в два приема.
Новые признаки предлагаемой высоковольтной дугогасительной камеры, где дугогасительные устройства выполнены в виде решетки с пластинами, имеющими клинообразный вырез, начинаются с двух различных уровней, позволяют разбивать дугу на короткие участки в два приема, сокращать тем самым время горения дуги и снижать коммутационные перенапряжения.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где
на фиг.1 - высоковольтная дугогасительная камера;
на фиг.2 - сечение А-А высоковольтной дугогасительной камеры;
на фиг.3 - сечение Б-Б высоковольтной дугогасительной камеры;
на фиг.4 - решетка с пластинами высоковольтной дугогасительной камеры;
на фиг.5 - вторая сторона высоковольтной дугогасительной камеры;
на фиг.6 - сечение В-В высоковольтной дугогасительной камеры.
Предлагаемая высоковольтная дугогасительная камера содержит спаренные изоляционные стенки 1, 2, образующие широкую щель δ1 с поперечными изоляционными перегородками 3, 4, 5, 15, 16, 17, ориентированными радиально. Крайние перегородки 3, 5, 15, 16 выполнены с изгибом относительно своей оси во внешнюю сторону. Стенки камеры 1, 2 из отдельно расположенных различных дугогасительных материалов имеют прямоугольные выступы 6, 7, 8, 9, которые, чередуясь на стенках между собой, образуют дополнительную дугогасительную щель δ. Дугогасительные рога 10, 11 установлены между спаренными стенками 1, 2 и магнитными полюсами 12, 13, охватывающими камеру с внешней стороны и перекрывающими примерно половину площади щели 51 с поперечными изоляционными перегородками 3, 4, 5, 15, 16, 17 с двух сторон. Перфорированная изоляционная пластина 14 вставлена в паз на выходе камеры с возможностью снятия ее сдвигом вверх без разбора камеры. Решетка с пластинами 18, 19, имеющими клинообразный вырез, расположена на спаренных изоляционных стенках 1, 2 перед перфорированной пластиной 14 и образует дугогасительную щель 52 таким образом, что дуга при вхождении в эту решетку разбивается на короткие участки в два приема.
Работает предлагаемая высоковольтная дугогасительная камера следующим образом.
При размыкании контактов аппарата возникающая электрическая дуга под действием собственных электродинамических сил и внешних электромагнитных сил, создаваемых дугогасительной катушкой и магнитными полюсами 12, 13, удлиняясь, сходит с контактов на дугогасительные рога 10, 11 и перебрасывается в высоковольтную дугогасительную камеру, свободно заходит в широкую щель 51 дугогасительного устройства с изоляционными перегородками 3, 4, 5, 15, 16, 17, образованную дугогасительными спаренными стенками 1, 2. Достигнув концов рогов 10, 11, дуга продвигается по изоляционным поперечным прямоугольным выступам 6, 7, 8, 9, огибая их, дополнительно удлиняется, касаясь стенок 1, 2 в узкой щели 5, и при этом предварительно охлаждается. Дуга, предварительно удлиненная и охлажденная, под действием собственных электродинамических сил и внешних электромагнитных сил, создаваемых дугогасительной катушкой и магнитными полюсами 12, 13, заходит в основное дугогасительное устройство, выполненное в виде решетки с пластинами 18, 19, которые имеют клинообразный вырез, образуют щель 52 и начинаются с двух различных уровней, разбивается на короткие участки в два приема, охлаждается и гаснет внутри камеры. При этом ни дуга, ни ее пламя не выходят за пределы камеры, закрытой перфорированной изоляционной пластиной 14, и не нагревают спаренные изоляционные стенки 1, 2, выполненные из различных дугогасительных материалов.
Предложенная конструкция камеры позволяет при номинальных и предельных токах иметь насыщение электромагнитных полюсов 12, 13, чтобы обеспечить стабильное по величине магнитное поле в зоне горения дуги, скорость движения дуги в широкой щели 51, интенсивность гашения и незначительные коммутационные перенапряжения. При небольших токах полюсы 12, 13 не насыщены и основное падение магнитного потенциала приходится на воздушный зазор в зоне горения дуги между полюсами 12, 13, что позволяет расширить диапазон отключаемых токов в сторону малых величин. В обоих случаях обеспеченно надежное плавное вхождение дуги в широкую щель 51, в ступенчатый прямоугольный лабиринт 6, 7, 8, 9 с щелью 5 и решетки с пластинами 18, 19, имеющими клинообразный вырез, начинающимися с двух различных уровней с щелью 52, гашение дуги на выходе камеры проходит без резких хлопков и опасных перенапряжений.
Следует отметить еще и то, что в самом начале дуга, огибая средние перегородки 4, 17, не останавливается в начале средних перегородок 4, 17, а продолжает движение от контактов по рогам 10, 11 и в районе полюсов 12, 13, не успевает прожигать стенки 1, 2 камеры, нагревать их, перебрасывается к дугогасительным устройствам, выйдя из зоны действия внешнего электромагнитного поля дугогашения, где удлиняется электродинамическими силами и силами, создаваемыми генерируемыми газами в узкой щели, и полностью гасится внутри решетки с пластинами, которые имеют клинообразный вырез и начинаются с двух различных уровней.
Тем самым достигается сокращение времени горения дуги, повышение отключающей способности контакторов и снижение коммутационных перенапряжений.