Динамическая вольт-амперная характеристика дуги

Перенапряжения при отключении дуги постоянного тока

Дуга постоянного тока

Статическая вольт-амперная характеристика.

ВАХ представляет собой зависимость напряжения на дуге от тока. С ростом тока увеличивается температура дуги, усиливается термическая ионизация, возрастает число ионизированных частиц в разряде и падает электрическое сопротивление дуги.

Напряжение на дуге. При увеличении тока сопротивление дуги уменьшается так резко, что напряжение на ней падает, несмотря на рост тока.

При переходе от одного значения тока к другому тепловое состояние дуги не изменяется мгновенно. Электрическая дуга обладает тепловой инерцией. ВАХ дуги снятая при медленном измени тока, называется статической.

Статическая характеристика дуги зависит от расстояния между электродами (длины дуги), материала электродов, параметров среды и условий охлаждения.

Чем больше длина дуги, тем выше лежит ее статическая ВАХ. С ростом давления среды, в которой горит дуга ВАХ также поднимается. Охлаждение дуги существенно влияет на ВАХ. Чем интенсивнее охлаждение дуги, тем большая мощность от нее отводится. При этом должна возрасти мощность, выделяемая дугой. Поскольку при заданном токе это возможно за счет увеличения напряжения на дуге, то ВАХ поднимается, что широко используется в дугогасительных устройствах.

Для быстрого гашения дуги необходимо либо поднять ВАХ дуги (увеличить длину дуги, охлаждение дуги, повышение давления), либо увеличить сопротивление цепи.

При замкнутых контактах дуга отсутствует, и ток в цепи равен I_к. При разведении контактов между ними возникает дуга с током I ₂. Если длина дуги и напряжение источника неизменны, то при увеличении сопротивления ток в цепи будет уменьшаться. Токи и напряжение, при которых происходит гашение дуги, называются критическими.

В момент гашения дуги напряжение на контактах равно сумме напряжения источника и модуля напряжения на индуктивности. Увеличение напряжения на контактах относительно напряжения источника питания называется перенапряжением. Чем больше индуктивность и скорость спада тока в момент гашения, тем больше перенапряжение. Скорость спада тока зависит от скорости роста сопротивления дугового промежутка и скорости его деионизации. Поэтому в быстродействующих аппаратах, отключающих цепь постоянного тока за сотые доли секунды, возможны большие перенапряжения.

В реальных установках ток может меняться довольно быстро. Вследствие тепловой инерции дугового столба изменение сопротивления дуги отстает от изменения тока. Вольт-амперная характеристика дуги при быстром изменении тока называется динамической.

При возрастании тока динамическая ВАХ идет выше статической, т.к. при быстром росте тока сопротивление дуги падает медленнее, чем растет ток. При уменьшении – ниже.

При частоте 50 Гц ток в дуге меняется достаточно быстро, и происходящие в ней процессы необходимо рассматривать с помощью динамической ВАХ.

Дата добавления: 2014-01-20