ВДК

Основой вакуумного выключателя является вакуумная дугогасительная камера (ВДК). Для примера, ВДК типа КДВ-10-1600-20УХЛ2 расшифровывается следующим образом: камера дугогасительная вакуумная на номинальное напряжение 10 кВ, номинальный ток — 1600 А, номинальный ток отключения — 20 кА, для умеренного и холодного климата и эксплуатации в закрытых шкафах. ВДК имеет стеклокерамическую оболочку 1, состоящую из двух секций изоляторов, соединенных между собой металлической прокладкой 2 и вакуумно-плотно приваренных к фланцам 6.

Вакуумная дугогасительная камера

Внутри камеры создается вакуум порядка 1,33104 Па (106 мм р.ст). Контактная система торцевого типа состоит из контактов 11 и дугогасящих электродов 10, спаянных с медными стержнями вводов, один из которых — неподвижный 12, второй — подвижный 3 и соединен с фланцем 6 через сильфон 5 — гофрированную трубку из нержавеющей стали. Контакты имеют вид полых усеченных конусов с радиальными прорезями. Дугогасящие электроды 10 представляют собой диски, разрезанные спиральными прорезями на три сектора каждый. Направление спиралей в противолежащих электродах встречно. Между контактами и дугогасящими электродами имеется зазор 9. Форма контактов задает такой путь тока, при котором на лугу, возникающую при размыкании цепи действует радиальное электродинамическое усилие, заставляющее дугу перемещаться на дугогасящие электроды. Радиальные прорези в контактах и зазор между контактами и дугогасящими электродами увеличивают плотность тока в контактах и, следовательно, радиальное электродинамическое усилие, действующее на дугу. Вместе с тем контакты имеют небольшое активное сопротивление и способны пропускать большие рабочие токи. Секторы в противолежащих дугогасящих электродах образуют три пары рельсов, по которым дуга перемещается, переходя с одной пары рельсов на другую, до погасания при переходе тока через нуль. Перемещение дуги на периферию обеспечивает защиту контактной поверхности от износа и потери формы.

Нормальное контакты под действием атмосферного давления на подвижный контакт через сильфон 5 замкнуты. Для размыкания их к стержню 3 прикладывается усилие отключающей пружины выключателя, под действием которого гофры сильфона сжимаются и подвижный контакт отрывается от неподвижного, перемещаясь вверх. При этом на месте последней контактной точки образуется расплавленный металлический мостик, из которого идет интенсивное испарение металла. Давление внутри дуги существенно выше, чем в разряженном окружающем ее пространстве, поэтому пары металла распространяются по всему объему камеры. Это приводит к резкому уменьшению проводимости канала дуги и ее гашению.

Для защиты оболочки 1 камеры от частичек металла, распыляемых дугой при отключении, применяется экранная система. Экраны 7 приварены к фланцам и находятся под их потенциалами. Экран 8 закреплен на прокладке 2, изолирован от фланцев и является беспотенциальным. На нем и осаждается основная часть паров металла, а изоляционная поверхность оболочки остается чистой. Внешняя поверхность оболочки имеет ребра дня увеличения пути тока утечки по изоляции при попадании паров влаги ("выпадении росы"). Камера снабжена направляющей 4 из силумина, внутри которой перемещается контактный стержень 3. Из-за высоких изоляционных свойств вакуума ход подвижного контакта невелик и составляет 12 мм.