Лукацкая И.А., Перцев А.А., Воскресенский С.Н., Гусева Л.Г., Потокин B.C., Рыльская Л.А., Селикатова С.М.
Вакуумная дугогасительная камера (ВДК) представляет собой отпаянный электровакуумный прибор с давлением 10'2 Па и ниже, содержащий контактную и экранную системы, помещенные в изоляционный вакуумно-плотный корпус. Все детали камеры соединяются пайкой и дуговой сваркой, в редких случаях допускается точечная сварка. Материалы, из которых изготавливается ВДК, должны обладать малым газосодержанием. Камеру в сборе следует тщательно обезгаживать перед отпайкой для удаления адсорбированных газов. В ВДК принята торцовая конструкция контактов. Один из контактов неподвижный, другой подвижный, который соединяется с корпусом через сильфон из нержавеющей стали.
Исследования показали, что с отключением тока до 6 кА справляются контакты в виде цилиндрических стержней диаметром до 30 мм.
Для ВДК класса 10 кВ с током отключения 10 кА и более разработана контактная система, состоящая из контактов и дугогасящих электродов, задающая такой путь тока, при котором возникают электродинамические усилия, заставляющие дугу перемещаться с контактов на дугогасящие электроды и вращаться там до погасания при переходе тока через нуль. Контакты изготавливаются из мевибора* (сплава меди, висмута и бора), обладающего высокой электропроводностью. Применение этого материала позволило разработать серию камер с номинальными токами 630- 3200 А. Дугогасящие электроды изготавливаются из меди. В ВДК на рабочие напряжения 35 и 60 кВ применена контактная система с мощным продольным магнитным полем. Контакты камер выполнены из материала* на основе хрома и меди.
*Контактные материалы разработаны Г.С. Белкиным и др.
Экранная система должна защищать внутренние изолирующие поверхности корпуса от металлизации продуктами эрозии контактов и задавать необходимое распределение потенциалов внутри камеры, в частности уменьшать напряженность электрического поля на спаях диэлектрика с металлом и на краях дугогасящих электродов. Исследования показали, что эта задача решается системой из нескольких экранов, из которых два имеют потенциалы контактов, а остальные изолированы от вводов. При токах отключения до 4 кА экраны могут изготавливаться из тонкого листа, например никеля, железа или нержавеющей стали. При токах более 10 кА необходимо применение материалов с высокой теплопроводностью. Расчет и испытания показали, что хорошие результаты дает применение для экранов листовой бескислородной меди толщиной 2 мм.
Корпуса** ВДК изготавливаются из керамики 22ХС, обеспечивающей высокую механическую прочность, термостойкость и требуемую электрическую прочность.
Параметры разработанных ВДК приведены в таблице. Камеры предназначены для использования в условиях не только холодного и умеренного климата, но и тропического, при этом несколько снижается величина номинального тока. Разработанные ВДК применяются в силовых выключателях, выключателях нагрузки, контакторах, переключающих устройствах РПН трансформаторов и других коммутационных аппаратах.
** Корпуса разработаны Л.И. Лугиным, Л.М. Цурканом, А.С. Заворотним и др.
