Полюс вакуумного вимикача

Корисна модель відноситься до галузі високовольтного апаратобудування, зокрема до вакуумних високовольтних вимикачів, які призначені для роботи в ша фах комплектних розподільчих пристроях та інших електроустановках високої напруги [1]. Відомі вакуумні вимикачі містять одну і більше вакуумну дугогасильну камеру (далі ВДК) в якій дугогасильні контакти знаходяться у вакуумі, захи щеному від зовнішнього середовища, циліндричним корпусом з ізоляційної кераміки та скла [2]. Рухомий струмопровідний контакт з'єднаний з ізоляційною тягою, яка під’єднується до важіля привода. Такі конструктивні елементи складають полюс вакуумного вимикача і жорстко закріплюються на, переважно, металевих рамах приводів. Всі вакуумні вимикачі повинні відповідати вимогам ГОСТу на високовольтні вимикачі [3]. В згальновідомих конструктивних рішеннях полюсів вакуумних вимикачів, встановлених на металевих рамних конструкціях приводів чи викатних елементах, ВДК полюсів можуть бути відокремлені між собою ізоляційними стійками (пластинами) напр. Авт. свід. №601653 SU, 23.10.90, Бюл.№39, чи розміщатись в прозорих полімерних матеріалах типу LEXAN, як напр. патент Російської Федерації №2020631, 30.09.94, Бюл.№18, чи полікарбонатних та фенолоформальдегідних смол, чи інших, як наприклад Patent US №3,955,167, Ma y 4,1976, Patent US №4,124,790, Nov.7,1978, Patent GB №1,030,798, May 25,1996, Patent DE №196 34 451 С, 29.01.1998, Patent DE №22 40 106 A, 1.03.1973. ВДК можуть встановлюватись в ізолюючому циліндрі з епоксидного компаунда, напр. (поз.10, Фіг.1) Patent DE №195 05 370, 2.11.2000., який за сукупністю ознак може бути прототипом до запропонованої конструкції полюса вакуумного вимикача. Прототип, як і запропонований полюс вакуумного вимикача складається з слідуючих основних частин: циліндричного корпуса з епоксидного компаунда, ВДК з верхнім нерухомим та нижнім рухомими струмопровідними контактами та ізоляційної тяги з механізмом підтиску, яка з’єднує ВДК з приводом вимикача. Недоліком конструкції такого полюса є те, що ВДК встановлена та закріплена болтовим з'єднанням в середині циліндричного корпуса з епоксидного компаунда, а не залита, як в запропонованій корисній моделі. Верхня частина корпуса, після встановлення ВДК, закривається капроновою кришкою. Крім того, в прототипу, нижній рухомий контакт ВДК з'єднаний з нижнім нерухомим струмопровідним контактом, в нижній частині полюса болтовим з'єднанням, які кріплять ВДК до напливів, в вигляді виступів, на внутрішній частині циліндричного корпуса, спеціальним електропровідним гнучким з'єднанням з багатошарової мідної стрічки загальної товщини 4мм. покритої сріблом, і яка утворює замкнуте струмопровідне кільце. Таке кільце рухається одночасно з нижнім контактом ВДК і протікання струму відбувається по витках кільця в радіальному напрямку. В місцях тертя мідних стрічок стирається захисне струмопровідне срібне покриття, яке є причиною окислення в місцях тертя, а при цьому, відповідно збільшується опір і, як причина, нагрівання контакту та необхідність термінового відводу тепла. В запропонованому полюсі такий гнучкий зв’язок виконаний не в виді кільця, а в виді пластини. Вказані недоліки обумовлені конструкцією прототипу. Тому усунути їх в прототипі без застосування нових технічних ознак (технічних рішень) неможливо. В основу запропонованої корисної моделі поставлена задача створення нового полюса вакуумного вимикача в спеціальному конструктивному виконанні з епоксидного компаунда, який би покращив надійність роботи вимикача, мав би кращі технічні результати в умовах підвищеної вібрації та ударів та розширив область його застосування. Кращі технічні результати в запропонованій конструкції полюса вакуумного вимикача досягаються завдяки тому, що з ціллю покращення електричних характеристик, захисту від забруднень і механічних пошкоджень, ізоляційний корпус відлито з епоксидного компаунда в якому згадані верхній та нижній струмопровідні контакти та вакуумна дугогасильна камера є закладними елементами, а для покращенню зчеплення при литві та компенсації відносного руху між внутрішньою ізолюючою поверхнею корпуса з епоксидного компаунда та зовнішнім ізолюючим відрізком керамічної поверхні ВДК, мідних та сталеви х деталей і ливарної смоли запропоновано еластичний амортизуючий прошарок з селіконової гуми, чи етилен-пропилен-дин-каучука, чи пропілен-мастиксу, чи сітча того поліетилену. Нижня частина полюса має хвилеподібні зубці, які призначені для підвищення ізоляційної міцності та збільшенню шляху електричної ізоляції, а рухомий струмопровідний гнучкий зв’язок виконаний в виді багатошарової пластини з мідної стрічки. Поставлена задача досягається тим, що перед залиттям епоксидним компаундом (в складі якого є епоксидна смола, наповнювач, затверджувач та прискорювач затвердіння) зовнішня керамічна ізоляційна поверхня ВДК обгортаєтся спеціальним еластичним прошарком, який в вигляді рукава щільно облягає зовнішню поверхню ВДК. Еластичний амортизуючий прошарок, ще до процесу лиття, щільно утримується на поверхні вакуумної камери завдяки пластмасової спіральної нитки, яка до установки в пресформу ВДК видаляється. Попередньо прогріта ВДК, щільно обтягнута згаданим еластичним амортизуючим прошарком, знаходиться в пресформі, в яку з допомогою спеціального технологічного процесу автоматично проводиться вприск компаунда. Контроль за часом заповнення пресформи та часом кришталізації компаунда з поверхнями ВДК та запресованих деталей верхнього та нижнього струмопровідних контактів, відбувається строго з вимогами техпроцесу. Після розмикання пресформи, отриманий полюс вакуумного вимикача, кладеться на стіл для охолодження, розбирання та зачистки облою. Звільнена від вставок відпресована деталь проходить повторну кришталізацію в печі згідно вимог техпроцесу. Охолоджений вузел полюса випробовується на механічну та електричну міцність відповідно до вимог нормативно-технічної документації. Вищезгаданий, гнучкий струмопровідний контакт одним кінцем під’єднується до нерухомого нижнього струмопровідного контакту влитого в епоксидний компаунд, а інший кінець одягається на струмопровідний стержень і щільно притискається верхньою різьбовою частиною механізму підтиску ізоляційної тяги до мідної втулки нижнього рухомого контакту ВДК. На Фіг. зображено січення полюса вакуумного вимикача. Полюс вакуумного вимикача складається з слідуючих основних вузлів та деталей. Ізолюючий корпус полюса з епоксидного компаунда з хвилеподібними зубцями в нижній частині 1 (Фіг.), запресований нижній струмопровідний контакт 2 еластичний амортизуючий прошарок 3, вакуумна дугогасильна камера (ВДК), 4, запресований верхній струмопровідний контакт 5, гвинт 6, для кріплення ВДК з запресованим верхнім струмопровідним контактом, мідна втулка 7, стр умопровідний стержень 8, мідна втулка 9, гнучкий струмопровідний зв’язок в виді пластини 10, ізоляційна тяга з механізмом підтиску, з різьбовим отвором в своїй верхній частині, 11. Робота полюсу вакуумного вимикача основана на вакуумному принципі гасіння електричної дуги у вакуумній дугогасильній камері (ВДК) 4. Основний принцип гасіння електричної дуги залежить від багатьох чинників, основні з яких, це спеціальна рецептура та технологія виготовлення контактних матеріалів (на фіг. ці контакти не показані). Робота полюсу базується на принципі замикання і розмикання, згаданих контактів ВДК, при осьовому переміщенні ізоляційної тяги 11 в яку вмонтовано пружини підтиску для забезпечення необхідного підтиску контактів ВДК в замкнутому положенні. Ізолюючий корпус полюса 1 служить для кріплення ВДК, струмопровідних контактів, захисту поверхонь ВДК і ізоляційної тяги від забруднень, а також для забезпечення ізоляції струмопровідних частин полюса від рами вимикача на якій кріпиться сам полюс. Вакуумний вимикач з запропонованим полюсом, може мати триполюсне чи однополюсне (щодо кількості полюсів) виконання. Джерела інформації 1. МЭК 298 «Комплектные распределительные устройства переменного тока в металлической оболочке на напряжение от 1 до 72,5 кВ». М. 1981г. 2. Евдокунин Г.А., Тилер Г. Современная вакуумная коммутационная техника для сетей среднего напряжения. СПб: Изд-во Сизова С.П., 2002, - 148с., с илл. 3. ГОСТ 687-78. «Выключатели переменного тока на напряжение свыше 1000В. Общие технические условия». Издательство стандартов. 1981г.