Гашение электрической дуги в узких щелях и каналах

Воздействие на столб электрической дуги

Задача дугогасительных устройств (ДУ) состоит в том, чтобы обеспечить гашение дуги за малое время с допустимым уровнем пере­напряжений при малом износе частей аппарата, при минимальном объ­еме выбрасываемых раскаленных газов, с минимальными звуковыми и световыми эффектами. Ранее были рассмотрены условия го­рения и гашения дуги постоянного тока. Для гашения дуги постоян­ного тока необходимо, чтобы ВАХ дуги шла выше прямой U-i∙R. Так как, Uд =Е∙l+Uэ, то подъем характеристики можно по­лучить за счет увеличения длины дуги, напряженности электрическо­го поля в столбе дуги (градиента) Е и использования околоэлект­родного падения напряжения Uэ. Увеличить градиент Е можно путем эффективного охлаждения дуги и подъема давления среды, в которой она горит. Охлаждение дуги можно создать за счет перемещения ду­ги в воздухе или газе, либо наоборот за счет перемещения воздуха или газа относительно дуги, либо размещения дуги в узкой щели, стенки которой имеют высокую теплопроводность и дугостойкость.

Аналогично происходит воздействие на столб дуги переменного тока. В отличие от постоянного тока для эффективного гашения электрической дуги либо повышают скорость восстановления электрической прочности межконтактного промежутка с помощью дугогасительных устройств, повышая давление в пространстве горения дуги, используя инертный газ, вакуум, либо понижают скорость восстановления напряжения на контактах, применяя шунтирующие резисторы и увеличивая количества разрывов на полюс.

В коммутационных аппаратах низкого напряжения (ниже 1000 В) и высокого напряжения до 6 кВ на большие токи применяют дугогаси­тельные устройства, в которых используются практически все спосо­бы гашения дуги постоянного тока.

Кроме того, в таких дугогасительных устройствах для увеличе­ния скорости движения дуги и усиления интенсивности ее охлаждения применяют специальное магнитное дутье, а при малых токах, когда магнитное дутье малоэффективно, применяют воздушное дутье.

В коммутационных аппаратах на напряжение более 6 кВ для эффективного воздействия на столб дуги применяют воздух высокого давления, трансформаторное масло, инертный газ, вакуум. Рассмот­рим способы гашения дуги в электрических аппаратах переменного тока.

В современных коммутационных аппаратах широкое распростране­ние получили дугогасительные камеры с продольными щелями. Про­дольной называют щель, ось которой совпадает по направлению с осью ствола дуги. Такая щель образуется между двумя изоляцион­ными пласти­нами. На (рисунке 3.1) схематично изображены характерные формы продольных щелей дугогасительных камер.

Рисунок 3.1 – Характерные щели продольных щелей дугогасительных камер

В камере (рисунок 3.1 а) применено несколько прямых параллельных щелей 3. Такие камеры применяют при отключении больших токов. При этом горят несколько параллельных дуг, кото­рые интенсивно охлаж­даются, что способствует более интенсивному процессу деионизации. Однако параллельные дуги существуют недолго и быстро гаснут, кро­ме одной, которая также при интенсивном охлаждении гаснет.

На (рисунок 3.1 б) приведена камера с одной продольной щелью 3, которой придана извилистая форма. При такой форме щели происходит удлинение дуги и при движении дуги она интен­сивно охлаждается встречным потоком воздуха.

В дугогасительных устройствах помимо щелей с плоскопараллель­ными стенками приме­няют щели с ребрами, выступами, уширениями (рисунок 3.1 в,г).

Наличие ребер и уширений мало влияет на скорость движения дуги. Значение же продольного градиента напряжения зависит от числа ребер и формы уширений. Наличие ребер повышает напряжение на ду­ге по сравнению с тем, что имеет место в щели с плоскопараллель­ными стенками. Зажатая и деформированная в узкой щели дуга будет давить на стенки и при наличии уширения в щели вдавливается в промежуток, образованный уширением. Деформация ствола дуги, выз­ванная наличием прорези, приводит, во-первых, к увеличению площа­ди соприкосновения дуги с холодными стенками камеры; во-вторых, ребра, образующие уширение проникают внутрь дуги и способствуют ее интенсивному охлаждению.

Дата добавления: 2014-01-20