Вакуумный выключатель

2I3I23

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик "- б1 ><Т- ЗАЛА .,-.

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 09.11.1967 (№ 1132081/24-7) Кл. 21с, 35/09 с присоединением заявки №

Приоритет

МПК Н 02с

УД К 621.316.542.064.26 (088.8) Комитет оо делам изобретений и открытий лри Совете Министров

СССР

Опубликовано 12.ill.1968. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 28Х,1968

Авторы изобретения И. А, Лукацкая, В. С. Потокин, В. И. Раховский и Н. Н. Плащенко

Заявитель

ВАКУУМНЫЙ ВЫКЛЮЧАТЕЛЪ

Известны вакуумные выключатели, содержащие контактную систему и металлическое экранирующее устройство, помещенное в вакуумноплотную оболочку из д иэлектрика, закрытую с торцов металлическими фланцами с укрепленными на них торцовыми экранами и разделенную на ряд примерно равных секций металлическими уплотнениями, на каждом из которых укреплен симметрично расположенный металлический экран, электрически изолированный от других экранов и от контактов.

Применение подобных выключателей,в цепях напряжением выше 10 — 15 кв ограничено их электрической прочностью. Повышение электрической прочности увеличением длины диэлектрической оболочки илн применением .нескольких последовательно соединенных выключателей дает незначительные результаты и, кроме того, ведет к усложнению конструкции привода и снижению надежности работы устройства.

В предложенном выключателе, с целью позышения электрической прочности, экраны, укрепленные на уплотнениях, разделяют пространство внутри оболочки вдоль ее оси на ряд последовательных промежутков, имеющих близкие по величине электрические емкости.

Каждое уплотнение с внешней стороны имеет кольцевое утолщение с закругленной поверхностью, выступающее над оболочкой и закреплтнощее слои диэлектрика с уплотнением. Изо лированные экраны представляют собой за" крытую полость с отверстиями для прохождения вводов, причем средний экран выпол-5 нен в виде открытого с двух сторон цилиндра, а крайние — в виде чаш, обращенных дном к торцам выключателя и имеющих отверстия для прохождения вводов. Средний экран может быть выполнен,в виде полости с отвер10 стиями для прохождения вводов, а тогда кал.дый соседний с ним экран представляет собой цилиндр с внутренним кольцевым выступом посередине.

На фиг. 1 схематически изображен предло15 женный вакуумный выключатель; на фиг. 2— его эквивалентная электрическая схема; rI3 фиг. 3 .и 4 — варианты выполнения изолированных экранов.

Неподвижный 1 и подвижный 2 контакты

20 выключателя впаяны в вводы 3 и 4. Подвижный контакт совершает возвратно-поступательное движение без нарушения герметичности благодаря наличию сильфона б, вакуумно-плотно соединенного как с подвижным вво25 дом, так и с металлическим фланцем б.

Неподвижный ввод вакуумно-плотно спаян с плоским металлическим, например медным, фланцем 7. Неподвижный ввод выполнен с отверстием, в которое впаяна тонкая медная

30 трубка со штенгелем 8 для присоединения вы213123 (11) (1П) ключателя к откачной установке.,После отпайки штенгель 8 для предохранения его оТ повреждений закрывается металлическим колпачком 9. Каждый из фланцев б и 7 вакуумно-плотно соединен с отбортовкой мегаллических, например медных, торцовых уплотнений

10 и 11, которые проложены под компенсаторами температурных расширений 12 и 18. На фланцах б и 7 прочно укреплены торцовые экраны 14 и 15. Диэлектрическая часть оболочки выключателя, выполненная, например, из вакуумно-плотной керамики, разделена на ряд секций в виде цилиндров 1б, 17, 18 и 19. Наружная поверхность цилиндров может быть как гладкой, так и ребристой, и в случае изготовления цилиндров из керамики может быть покрыта глазурью. Диэлектрические цилиндры вакуумно-плотно соединены между собой через металлические, например медные, уплотнения 20, 21 и 22, на которых закреплены металлические экраны 28, 24 и 25, изолированные друг от друга и .от контактов. Экраны могут быть выполнены заодно " уплотнениями, Каждое из уплотнений снаружи имеет кольцевое утолщение 2б, 27 .и 28 с закругленной поверхностью, выступающее над диэлектрическими цилиндрами и закрывающее места соединений диэлектрических цилиндров с металлическим уплотнением. Тем самым в этих соединениях вне вакуумно-плотной оболочки выключателя снижается .напряженность электрического поля.

Секционирование значительно повышает электрическую прочность диэлектрика в целом при равномерном делении приложенного напряжения по секциям. В настоящем изобретении равномерное деление напряжения по секциям достигается за счет того, что электрические емкости промежутков, образованных соседнпми экранами, и емкости самих секций диэлектрика близки по величине. (Емкости промежутков и секций диэлектрика на схеме обозначены теми же номерами, что и сами промежутки и секции).

С„з — емкость между разомкнутыми KQHтактами 1, 2. Таким образом, условием равномерного деления напряжения является выполнение соотношений:

Сзз+ Сы Сзз+ Сп С31+ С в Сзз+ Си С

I: "" (1) C3-.— — C36

Сзз+ Сз — Cx+ Сза ((С.

Удобно секции диэлектрика 1б, 17, 18 и 19 выполнять примерно одинаковыми, примерно одинаковыми должны быть и промежутки 29, 80, 81 и 82. Длина этих промежутков должна быть невелика, но они должны обладагь достаточной электрической прочностью. Присоединение экранов 28, 24, 25 к уплотнениям

20, 21, 22 позволяет разделить длинный промежуток между вводами на ряд последовательных промежутков 29, 80, 81, 82. Это значительно повышает электрическую прочность

l0

Зо

65 выключателя в целом в условиях высокого вакуума и тем более в условиях, соответствующих левой ветви кривой Пашена.

На фиг. 3 экраны 28, 24, 25 образуют полость, причем средний экран 24 выполнен в виде открытого с двух сторон цилиндра, а экраны 28, 25 — в виде чаш, обращенных дном к торцам выключателя. В дне чаш имеются отверстия для прохождения вводов.

В вакуумном выключателе, приведенном на фиг. 4, экраны 28, 25 выполнены B виде цилиндров с внутренними кольцевыми выступами 89, 40 посередине.

Во всех конструкциях выдержаны вышеприведенные соотношения I, О, III.

Для всех описанных конструкций характерна и следующая особенность. В местах крепления экранов 28, 24, 25 к уплотнениям 20, 21, 22 наружные стенки каждого из экранов образуют цилиндры, симметрично расположенные по отношению к соответствующему уплотнению. Между указанными цилиндрами и диэлектриком оболочки зазор невелик: он примерно в 5 — 10,раз меньше радиуса оболочки прибора. Эти особенности конструкции обеспечивают снижение напряженности электрического поля в местах соединения диэлектрика с,металлом внутри оболочки выключателя.

Предмет изобретения

1. Вакуумный выключатель, содержащий контактную систему и металлическое экранирующее устройство, помещенные в вакуумноплотную оболочку из диэлектрика, закрытую с торцов металлическими фланцами с укрепленными на них торцовыми экранами, и разделенную на,ряд примерно равных секций металл ическими уплотнениями, на каждом из которых укреплен симметрично расположенный металлический экран, электрически изолированный от других экранов и от контактов, отличающийся тем, что, с целью повышения электрической прочности выключателя, изолированные экраны, укрепленные на уплотнениях, разделяют пространство внутри ооолочки вдоль ее оои на ряд последовательных промежутков, имеющих близкие по величине электрические емкости, и каждое из указанных уплотнений с внешней стороны имеет кольцевое утолщение с закругленной поверхностью, выступающее над оболочкой и скрепляющее слои диэлектрика с уплотнением.

2. Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что каждый .из изолированных экранов выполнен в виде закрытой полости с отверстиями для прохождения вводов.

3. Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что изолированные экраны в совокупности образуют полость, причем средний экран выполнен в виде открытого с двух сторон ци-1 линдра, а крайние — в виде чаш, обращенных своим дном к торцам выключателя и имеющих отверстие для прохождения вводов, 213123!

27

Фиг. 3 юг !

4. Выключатель по п. 1, отличающийся тем, что средний экран выполнен в виде полости с отверстиями для прохождения вводов, а б

А каждый из сос"днях с ним экранов — в виде цилиндра с внутренним кольцевым выступом посередине. 1

213123

zo

17

24

21

Z

22

2В

4О

Zc

Составитель Н. Карасева

Редактор Т. Г. Горшкова Техред Т, П. Курилко Корректоры: А. П. Татаринцева и Г. И. Плешакова

Заказ 1046/7 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2

1 !

7 г4

Е

Z7 г я

2б