ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЬ
VACUUM SWITCH

Изобретение относится к электроэнергетике и может найти применение, например, в быстродействующих вакуумных выключателях для сверхпроводящих ограничителей тока короткого замыкания.
Уровень техники
Известен вакуумный выключатель, содержащий вакуумную дугогасительную камеру, шток, жестко связанный с ее подвижным контактом, приводы включения и отключения [SU 1396168]. Со штоком кинематически связаны две пары пружинно-рычажных упоров, фиксирующих подвижный контакт во включенном и отключенном положениях.
Недостаток выключателя - низкое быстродействие и малый коммутационный ресурс из-за того, что при включении выключателя помимо подвижного контакта приходится перемещать катушку и другие элементы привода отключения, а пружинно-рычажные упоры создают большие усилия трения.
В качестве прототипа выбран вакуумный выключатель, который содержит вертикально установленную вакуумную дугогасительную камеру, шток, жестко связанный с ее подвижным контактом, импульсно-динамический привод отключения с перемещаемым диском, и закрепленный на опорной плите привод включения с толкателем [патент RU 82930 U1]. В прототипе шток имеет плоский наконечник, которым шток в отключенном положении выключателя опирается в торец толкателя привода включения, а во включенном положении удерживает перемещаемый диск.
Недостаток прототипа состоит в том, что отключение выключателя сопровождается жестким соударением наконечника штока с торцом толкателя привода включения и перемещаемым диском, которое может сопровождаться обратным отскоком. Это снижает износоустойчивость и надежность работы выключателя.
Сущность изобретения
Технический результат изобретения - повышение надежности и износоустойчивости устройства за счет клинового демпфированного останова штока и перемещаемого диска при отключении выключателя.
Предметом изобретения является выключатель, содержащий вертикально установленную вакуумную дугогасительную камеру, шток, жестко связанный с ее подвижным контактом, импульсно-динамический привод отключения с перемещаемым диском и закрепленный на опорной плите привод включения с толкателем, отличающийся тем, что шток снабжен коническим наконечником, а на опорной плите установлен кольцевой упор в виде втулки, внутренняя поверхность которой имеет первую коническую часть, сопрягаемую с указанным коническим наконечником, и вторую коническую часть, сопрягаемую с коническим выступом, которым снабжен перемещаемый диск.
Краткое описание фигур чертежей
На фиг. 1 представлена конструкция выключателя в положении «Выключено», на фиг. 2 - в положении «Включено».
Осуществление полезной модели с учетом ее развития
На фигурах показаны: вертикально установленная вакуумная дугогасительная камера 1, ее подвижный контакт 2, шток 3, жестко связанный с контактом 2 через изоляционную тягу 4. Импульсно-динамический привод отключения включает в себя следующие показанные на фигурах элементы: кулачок 5, установленный на штоке 3, катушку 6 и фиксатор 7 с подпружиненным шариком 8, закрепленные на плите 9, а также перемещаемый диск 10.
На опорной плите 11 закреплен привод включения 12 с толкателем 13.
Шток 3 снабжен коническим наконечником 14, а на опорной плите 11 установлен кольцевой упор 15 в виде втулки, внутренняя поверхность которой имеет коническую часть 16, сопрягаемую с коническим наконечником 14.
Перемещаемый диск 10 снабжен коническим выступом 17, а внутренняя поверхность втулки кольцевого упора 15 имеет вторую коническую часть 18, сопрягаемую с выступом 17.
Кроме того, на фигурах показаны плита 19, на которой вертикально установлена камера 1 и вертикальные стойки 20 и 21.
Выключатель работает следующим образом.
Процесс включения.
Исходное отключенное положение показано на фиг. 1. При подаче питания на привод включения 12 его толкатель 13 через шток 3 и тягу 4 перемещает вверх подвижный контакт 2 в камере 1, преодолевая усилие воздействия подпружиненных шариков 8 на кулачок 5. Наконечник 14 штока 3 поднимает диск 10 до упора в катушку 6. Контакты выключателя в камере 1 замыкаются. После снятия питания с привода 12 толкатель 13 падает в исходное состояние, а шток 3 фиксируется в верхнем положении, показанном на фиг. 2, за счет упругого воздействия шариков 8 на кулачок 5.
Процесс выключения.
Исходное включенное положение показано на фиг. 2. При кратковременной (от емкостного накопителя) подаче питания на катушку 6 привода отключения диск 10 отталкивается от катушки 6 и отбрасывает вниз шток 3 вместе с жестко связанными с ним тягой 4 и подвижным контактом 2 камеры 1. Контакты выключателя в камере 1 размыкаются. Конусный выступ 17 диска 10 плавно упирается в верхнюю коническую часть 18 кольцевого упора 15, и диск 10 плавно останавливается. Шток 3, продолжая движение, плавно упирается коническим наконечником 14 в нижнюю коническую часть 16 кольцевого упора 15 и тоже плавно останавливается.