ДУГОГАСИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
ARC-EXTINGUISHING SYSTEM

Изобретение 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. Голубев А.И. Быстродействующие автоматические выключатели. - М. - Л.: Энергия, 1964, стр.125-150;
2. Брон О.Б. Электрическая дуга в аппаратах управления. Ч.2. - М.: Госэнергоиздат, 1954, стр.298-307;
3. Патент RU №66114 Н01Н 73/18, 2007 г.;
4. Патент RU №2028683 Н01Н 9/30, 1991 г.;
5. Брон О.Б. Электрическая дуга в аппаратах управления. Ч.2. - М.: Госэнергоиздат, 1954, стр.269, фиг.IX-28.
Наиболее близким аналогом может служить дугогасительная система выключателя по пятому источнику. Эта дугогасительная система содержит корпус с продольными параллельными щелями, выполненный из электроизоляционного материала, и систему магнитного дутья. Недостатком этой дугогасительной системы являются большие массогабаритные показатели устройства, что соответственно повышает стоимость устройства. Наличие мощной системы магнитного дутья для затягивания электрической дуги в область щели ухудшает технологичность конструкции и усложняет процесс ее изготовления. Большое количество деталей снижает надежность работы устройства.
Задачей изобретения является создание дугогасительной системы с эффективным охлаждением дуги и, вследствие чего, надежным ее гашением, а следовательно, надежной в эксплуатации и технологичной при изготовлении конструкции.
Технический результат изобретения состоит в повышении падения напряжения на дуге, увеличении теплоотдачи от электрической дуги к окружающей среде за счет ее вращения между пазами корпуса и уменьшении воздействия выхлопных газов на внутренние поверхности корпуса.
Сущность изобретения состоит в том, что изоляционный корпус дугогасительной системы выполнен в виде полой трубы с пазами на внутренней поверхности, расположенными через промежутки вдоль всего корпуса. В каждом пазу выполнены металлические магнитные вставки. Магнитные металлические вставки увеличивают падение напряжения на дуге за счет разделения ее на короткие дуги. Как только падение напряжения на дуге становится больше напряжения на контактах, дуга гаснет. Поэтому увеличение напряжения на дуге повышает эффективность и надежность гашения ее в области камеры. Кроме того, дуга в изоляционном корпусе совершает вращательное движение и закручивается в спираль за счет магнитного поля дуги. При этом длина дуги увеличивается, что также способствует ее эффективному и надежному гашению.
Дугогасительная система заявленного изобретения состоит из изоляционного корпуса 1, форма которого выполнена в виде полой трубы. С одной стороны корпуса расположен подвижный контакт 2, а с другой - неподвижный контакт 3. В пазах корпуса 1 выполнены металлические магнитные вставки 4. На неподвижном контакте 3 установлена катушка 5 для создания продольного магнитного поля дуги.
Дугогасительная система поясняется примером выполнения. Корпус дугогасительной системы приведен на фиг.1. На фиг.2 изображена схема дугогасительной системы с разомкнутыми контактами.
Для пояснения работы дугогасительной системы на фиг.2 изображена катушка 5, создающая продольное магнитное поле (направление вектора магнитной индукции В магнитного поля сонаправлено с направлением электрического тока в дуге). Эта катушка 5 является элементом конструкции выключателя, на который устанавливается дугогасительная система и может быть как катушкой параллельного, так и последовательного магнитного дутья. Создавать продольное магнитное поле можно и с помощью постоянных магнитов.
Работа дугогасительной системы при отключении тока короткого замыкания происходит следующим образом.
При размыкании контактов 2 и 3 между ними возникает электрическая дуга, которая под действием магнитного поля катушки 5 магнитного дутья выключателя, направленного вдоль направления тока в электрической дуге, и магнитного поля самой дуги начинает совершать вращательное движение и закручиваться в спираль. Диаметр спирали увеличивается до тех пор, пока электрическая дуга не войдет в пазы внутри корпуса 1. Достигая металлических пластин 4 в пазах корпуса 1, дуга разбивается на короткие дуги. При этом электрическая дуга, касаясь внутренних стенок корпуса 1, интенсивно охлаждается и полностью гаснет.
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 5 магнитного дутья выключателя, направленного вдоль направления тока в дуге, начинает совершать вращательное движение и закручиваться в спираль. При малых токах сила, стремящаяся увеличить диаметр спирали, будет недостаточна для достижения электрической дугой пазов корпуса 1. Гашение дуги в данном случае будет происходить за счет растягивания электрической дуги (увеличения длины дуги) 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 изоляционного корпуса с пазами на внутренней поверхности трубы, расположенными через промежутки вдоль всего корпуса, и металлическими магнитными вставками в этих пазах, повышается падение напряжения на дуге, увеличивается теплоотдача от электрической дуги к окружающей среде за счет ее вращения между кольцевыми пазами и уменьшается воздействие выхлопных газов на внутренние поверхности корпуса, что увеличивает эксплуатационный ресурс дугогасительной системы, повышает надежность и эффективность гашения электрической дуги. Для предотвращения возгорания от горячих выхлопов, выходящих из отверстий корпуса, с наружных сторон корпуса можно установить блоки жалюзи, что на порядок повысит надежность работы всей системы.