Контакт вакуумной дугогасительной камеры

Полезная модель относится к области электротехники, в частности к контактам для вакуумных дугогасительных камер. Его сущность: в контакте вакуумной дугогасительной камеры с дугогасительным участоком, выполненным из напыленного способом электровзрывного напыления на контактирующий центральный участок композиционного дугостойкого покрытия TiB₂-Cu толщиной до 2 мм. 4 ил.

Полезная модель относится к области электротехники, в частности к контактам для вакуумных дугогасительных камер.

Известен контакт для вакуумной дугогасительной камеры [1], выполненный из одного материала в форме ветрового колеса, содержащего круглый центральный плоский участок, который окружен выполненным с ним заодно конусообразным участком с дугообразными пазами.

Недостатком контакта для вакуумной дугогасительной камеры, являются низкая стабильность гашения дуги в режиме короткого замыкания на токах 2535 кА, а также большой расход дорогостоящего дугостойкого материала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому устройству является выбранный в качестве прототипа контакт вакуумной дугогасительной камеры [2]. Контакт вакуумной дугогасительной камеры с дугообразными пазами, содержащий расположенный на одном уровне плоский контактирующий центральный участок и выполненный с ним за одно целое расположенный на другом уровне плоский или конусообразный дугогасительный участок, указанный контакт выполнен медным и снабжен жестко соединенной с ним фигурной накладкой из дугостойкого материала, толщина которой в 1,23,0 раза превышает величину износа контактов, выполненной пайкой или диффузионной сваркой диска из дугостойкого материала к медному основанию с последующей формовкой контакта.

Недостатком прототипа является низкая адгезия дугостойкого материала к медному основанию. Низкая адгезия вызвана применением пайки или диффузионной сварки, что в процессе эксплуатации может вызвать отслоение дугостойкого материала и медного основания.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение адгезии на границе дугостойкий материал-медный контактирующий центральный участок, снижение числа технологических операций изготовления контакта вакуумной дугогасительной камеры и снижение себестоимости.

Задача решается следующим образом. Контакт вакуумной дугогасительной камеры, содержит расположенный на одном уровне плоский медный контактирующий центральный участок и выполненный с ним за одно целое расположенный на другом уровне плоский или конусообразный дугогасительный участок, который выполнен из напыленного способом электровзрывного напыления на контактирующий центральный участок композиционного дугостойкого покрытия TiB₂ -Cu толщиной до 2 мм.

При этом формирование импульсной многофазной плазменной струи продуктов электрического взрыва двухслойной фольги из меди с размещенной внутри порошковой навеской из диборида титана с использованием плазменного ускорителя и воздействие ею на медный контактирующий центральный участок осуществляется в пороговом режиме, вызывающим нагрев облучаемой поверхности до температуры плавления при значении поглощаемой плотности мощности 4,55,0 ГВт/м² и насыщение оплавленного слоя контактирующего центрального участка компонентами плазменной струи, с последующей самозакалкой и формированием композитного покрытия, содержащего диборид титана и медь.

Облучаемую поверхность контактирующего центрального участка располагают перпендикулярно оси плазменной струи. В результате на контактирующем центральном участке контакта вакуумной дугогасительной камеры получают беспористое покрыте, обладающие высокой дугостойкостью и адгезией с материалом контактирующего центрального участка.

При нанесении композитного покрытий системы TiB₂-Cu на контактные поверхности электровзрывным способом обработка проводится в вакууме, поэтому возникновение газовых пор исключено.

Исследования методом сканирующей электронной микроскопии показали, что после обработки поверхности контактирующего центрального участка плазменной струей, сформированной из продуктов электрического взрыва двухслойной медной фольги с размещенной в ней порошковой навеской диборида титана в режиме, при котором поглощаемая плотность мощности составляет 4,55,0 ГВт/м², происходит формирование однородного по глубине слоя композитного покрытия системы TiB₂ -Cu, максимальная толщина которого за один импульс обработки составляет 180190 мкм. Слой имеет когезионно-адгезионную связь с материалом контактной поверхности.

На фиг.1 представлен разрез контакта с плоским дугогасящим участком; на фиг.2 - разрез контакта с конусообразным дугогасящим участком; на фиг.3 - общий вид контакта с дугообразными пазами. На фиг.4 представлена схема электровзрывного ускорителя.

Контакт вакуумной дугогасительной камеры выполнен цельнометаллическим. Контактирующий центральный участок 1 выполнен из электротехнической меди марки М00, дугогасительный участок 2 выполнен из напыленного на контактирующий центральный участок композиционного дугостойкого покрытия системы TiB ₂-Cu.

Нанесение композиционного дугостойкого покрытия системы TiB₂-Cu на медный контактирующий центральный участок осуществляли на электровзрывной установке ЭВУ 60/10, в которой используется электровзрывной ускоритель [3]. Электровзрывной ускоритель состоит из коаксиально-торцевых электродов - внутреннего цилиндрического электрода 3, внешнего кольцевого электрода 4, разделенных изолятором 5, и разрядной камеры 6, локализующей продукты взрыва и переходящей в сопло. Электровзрыв происходит в результате пропускания через проводник 7 тока большой плотности при разряде конденсаторной батареи. Продукты взрыва истекают в вакуумируемую технологическую камеру 8 с остаточным давлением 100 Па. Держатели образцов 9 обеспечивают фиксированное на определенном расстоянии от сопла положение облучаемого наконечника 10.

Таким образом, заявляемый контакт вакуумной дугогасительной камеры более эффективен по сравнению с известными, имеет экономичную конструкцию, обладает высокой дугостойкостью и адгезией, обеспечивает максимальное удобство в эксплуатации и надежность в работе. Применение предлагаемых контактов обеспечивает не только высокую дугостойкость, качество контактных соединений, но и высокую электрическую проводимость за счет отсутствия пор в покрытии.

Источники информации

1. Windmill-shaped electrode for vacuum circuit interrupter: пат. 4324960 США. 13.04.82 г.

2. Контакт вакуумной дугогасительной камеры: пат. 2105373 Рос. Федерация. 94010714/09; заявл. 25.03.1994; опубл. 20.02.1998.

3. Физические основы электровзрывного легирования металлов и сплавов / А.Я.Багаутдинов, Е.А.Будовских, Ю.Ф.Иванов, В.Е.Громов - Новокузнецк: Изд-во СибГИУ, 2007. С.14.

Контакт вакуумной дугогасительной камеры, содержащий расположенный на одном уровне плоский медный контактирующий центральный участок и выполненный с ним за одно целое расположенный на другом уровне плоский или конусообразный дугогасительный участок, отличающийся тем, что дугогасительный участок выполнен из напыленного способом электровзрывного напыления на контактирующий центральный участок композиционного дугостойкого покрытия TiB₂-Cu толщиной до 2 мм.