Сильноточная контактная система мостикового типа

Авторы патента:

H01H29/16 - приводимые в действие путем погружения твердого контакта в неподвижную контактную жидкость

Устройство относится к электротехнике, в частности, к сильноточному аппаратостроению и может быть использовано при разработке сильноточных выключателей и разъединителей. Целью настоящей полезной модели являются: уменьшение величины потребляемой мощности, уменьшение расхода материала, увеличение срока службы и уменьшение габаритов по высоте. Поставленная цель достигается тем, что верхний и нижний подвижные мостики имеют форму равнобедренных трапеций, меньшими основаниями обращенными друг к другу и углами между большими основаниями и боковыми сторонами равными 50-70 градусов, верхние и нижние контактирующие поверхности неподвижных контактов параллельны, боковым поверхностям соответствующих мостиков, причем через верхний и нижний подвижные мостики и неподвижные контакты проходят четыре электрически изолированных мостиков и неподвижных контактов стержни, расположенные попарно, а прокладки выполнены эластичными. Новым в сильноточной контактной системе мостикового типа является то, что верхний и нижний подвижные мостики имеют форму равнобедренных трапеций, меньшими основаниями обращенными друг к другу и углами между большими основаниями и боковыми сторонами равными 50-70 градусов, верхние и нижние контактирующие поверхности неподвижных контактов параллельны, боковым поверхностям соответствующих мостиков, причем через верхний и нижний подвижные мостики и неподвижные контакты проходят четыре электрически изолированных мостиков и неподвижных контактов стержни, расположенные попарно, а прокладки выполнены эластичными.

Существует сильноточная контактная система (СКС) мостикового типа, содержащая верхний подвижный мостик, нижний подвижный мостик и расположенные между ними неподвижные контакты [1]. Недостатками этой контактной системы являются: необходимость большого усилия на контакты, что требует сложных приводных механизмов, недостаточная электродинамическая устойчивость контактной системы при сквозных токах короткого замыкания, необходимость применения для повышения динамической устойчивости электромагнитных замков, повышающих неравномерность распределения переменных токов между параллельными подвижными контактами и понижающих тем самым номинальный ток, нестабильность температуры и относительно небольшой срок службы.

Известна СКС, содержащая верхний подвижный мостик, нижний подвижный мостик и расположенные между ними неподвижные контакты, имеющие углубления, в которых размещены пористые прокладки, закрепленные на дне углублений кольцами, а на нижних поверхностях неподвижного мостика выполнены контактные выступы, расположенные напротив упомянутых углублений [2].

Недостатками этой конструкции СКС являются большая величина потребляемой мощности, значительный расход материала, сравнительно небольшой срок службы и большие габариты по высоте.

Эта конструкция СКС принята за прототип.

Целью настоящей полезной модели являются: уменьшение величины потребляемой, мощности, уменьшение расхода материала, увеличение срока службы и уменьшение габаритов по высоте.

Поставленная цель достигается тем, что верхний и нижний подвижные мостики имеют форму равнобедренных трапеций, меньшими основаниями обращенными друг к другу и углами между большими основаниями и боковыми сторонами равными 50-70 градусов, верхние и нижние контактирующие поверхности неподвижных контактов параллельны, боковым поверхностям соответствующих мостиков, причем через верхний и нижний подвижные мостики и неподвижные контакты проходят четыре электрически изолированных мостиков и неподвижных контактов стержни, расположенные попарно, а прокладки выполнены эластичными.

Предложенная контактная система изображена на Фиг.1. Неподвижные контакты 1, расположены между верхним 2 и нижним 3 подвижными мостиками. На контактирующих поверхностях неподвижных контактов 1 и нижнего подвижного мостика 3 выполнено углубление 4, в которых размещены эластичные прокладки смоченные жидким металлом

5. Через верхний 2 и нижний 3 подвижные мостики и неподвижные контакты 1 проходят четыре электрически изолированные от мостиков и неподвижных контактов стержни - направляющих 6. Необходимое контактное нажатие создается нажимными пружинами 7.

Данная СКС работает следующим образом. При замыкании верхний 2 и нижний подвижные мостики прижимаются к неподвижным контактам 1 под действием пружин 7 и значительных электродинамических сил F1 и F2 (Фиг.1), возникающих при прохождении параллельных токов I1 и I2 в одном направлении, причем поскольку движение мостиков осуществляется по стержням - направляющим 6, то исключается возможность даже незначительного перекоса при замыкании, благодаря этому, Пружинам 7 и большим электродинамическим силам F1 и F2 обеспечивается надежный контакт и минимальное контактное сопротивление по всей поверхности контактов. При этом эластичные прокладки, в момент замыкания сжимаются, заполняя форму углубления, равномерно распределяясь по нему, а в момент размыкания вновь принимают исходную форму, вбирая в себя весь жидкий металл под действием сил давления.

Данная конструкция обладает следующими достоинствами: меньшая величина потребляемой мощности, меньший расход материала, меньшие габариты по высоте - по сравнению с прототипом. Это объясняется тем, что благодаря трапециидальной форме подвижных мостиков при углах трапеции 50-70 градусов обеспечивается их нахождение во время замыкания в месте расположения у прототипа неподвижных контактов (Фиг.3), что и приводит к меньшему, чем у прототипа расходу материала, потребляемой мощности и габаритам по высоте, поэтому расстояние между подвижными мостиками уменьшается и, следовательно, увеличиваются электродинамические силы, обеспечивается минимальное контактное сопротивление по всей площади контакта. Обеспечивается относительная температурная стабильность, вследствии одинаковой плотности тока, возникающей в результате минимального искривления линий тока при прохождении его через контактные соединения

В результате этих факторов увеличивается и срок службы СКС, так как одна из основных причин, приводящих к уменьшению срока службы, является перегрев, а в нашем случае перегрев значительно меньше, чем у прототипа.

При достижении величины угла менее 50 градусов резко увеличивается длина между торцевыми частями неподвижных контактов, увеличивается величина потребляемой мощности, расход материала, возникает значительное искривление линий тока, следовательно, увеличивается и температура, также влияющая на величину потребляемой мощности, сокращается срок службы СКС. При величине угла более 70 градусов во время коммутаций происходит проскальзывание контактных поверхностей подвижных мостиков по контактирующим поверхностям неподвижных контактов, без захвата эластичной прокладки, в результате чего не будет обеспечиваться минимального переходного контактного сопротивления и надежного контакта. Достаточно усложняется технология крепления четырех электрически изолированных стержней - направляющих от подвижных мостиков и неподвижных контактов.

Кроме того, так как контактирующие поверхности нижнего мостика и верхние контактирующие поверхности неподвижных контактов имеют углубления, в которых расположены эластичные прокладки, смоченные жидким металлом, фиксированные по дну углубления, значительно упрощается технология изготовления СКС, так как на контактирующих поверхностях верхнего мостика и неподвижных контактах отсутствуют выступы и для фиксации эластичных прокладок не нужно применять специальные крепежные приспособления, например, в виде колец, используемые в прототипе.

Благодаря применению направляющих 6 обеспечивается надежное соединение, исключаются малейшие перекосы при замыкании и при проскальзывании контактных частей (исключая эластичную прокладку). Использование данной конструкции СКС позволит уменьшить: величину потребляемой мощности и расход материала на 15-20%, уменьшить по высоте СКС на 40-50%, увеличить срок службы.

Сильноточная контактная система (СКС) мостикового типа, содержащая верхний подвижный мостик, нижний подвижный мостик и неподвижные контакты, причем контактирующие поверхности нижнего мостика и неподвижных контактов имеют углубления, в которых размещены прокладки, смоченные жидким металлом, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения величины потребляемой мощности, расхода материала, габаритов по высоте СКС и увеличения срока службы, верхний и нижний подвижные мостики имеют форму равнобедренных трапеций, меньшими основаниями обращенных друг к другу и углами между большими основаниями и боковыми сторонами, равными 50-70º, верхние и нижние контактирующие поверхности неподвижных контактов параллельны контактирующим поверхностям соответствующих мостиков, причем через верхний и нижний подвижные мостики и неподвижные контакты проходят четыре электрически изолированных от мостиков и неподвижных контактов стержни - направляющие, расположенные попарно, а прокладки выполнены эластичными.