Гашение электрической дуги в потоке сжатого газа

При переменном токе

После расхожде­ния контактов дуга 1 за счет электромагнитных сил затягивается на решетку 2 и делится на ряд коротких дуг. Введение в цепь(m—1) коротких дуг уменьшает ток в цепи из-за падения напряжения на них. В результате ток проходит через нуль раньше своего есте­ственного нуля. Длительность горения дуги t д умень­шается. Т.о. решётка является своеобразным радиатором, интенсивно охлаждающем дугу.

на постоянном токе электромагнитные силы, действующие на дугу, втяги­вают ее в ферромагнитную решетку. В высокочастотных аппаратах на токи частотой 5—10 кГц в ферромагнитных пластинах наводятся вихревые токи, которые отталкивают дугу от решетки. Такая сила отталкивания возникает и при использовании латунных пластин. Поэтому для перемеще­ния дуги в решетку необходимы специальные электромаг­нитные системы.

5) Гашение дуги высоким давлением. Степень ионизации уменьшается обратно пропор­ционально квадратному корню из давления. С ростом дав­ления возрастает плотность газа, при этом увеличиваются теплопроводность и отвод тепла от дуги. Если при данном токе в дуге увеличить давление окружающей среды, то увеличится отвод тепла. Для того чтобы сохранить тот же ток, необходимо к дуге подвести большую мощность, что при неизменном токе требует повышения напряжения на ду­ге

Из-за резкого подъёма напряжения на дуге ток обрывается до нуля. В таких аппаратах проявляется эффект токоограничения.

Сжатый воздух обладает высокой плотностью, теплопроводностью и высокой электрической проч­ностью. Омывая дугу с большой скоростью, он охлаждает ее и при прохождении тока через нуль обес­печивает деионизацию дугового столба.

Воздух при высо­ком давлении обладает также высокой электрической проч­ностью, что создает высокую скорость нарастания эл. прочности промежутка.

После прохождения тока через нуль междуконтактный промежуток заполнен плазмой, нагретой до 12000— 15000 К. При охлаждении плазмы дуги воздухом эл. прочность промежутка восстанавливается но, чем больше отключаемый ток, тем труднее ох­ладить плазму и тем медленнее идёт процесс восстановления эл. прочности. Поэтому для ДУ с продоль­ным дутьем характерно уменьшение отключаемого тока с ростом скорости восстановления напряжения. При боль­ших значениях отключаемого тока необходимо снижать скорость восстановления напряжения сети с помощью шун­тирующих резисторов

7) Элегазом. элегаз обладает следующими преимуществами

1. Эл. прочность элегаза в 2,5 раза выше, чем у воздуха, и при давлении 0,2 МПа близка к эл. прочности трансформаторного масла.

2. дугогасящая способность элегаза примерно в 5 раз выше, чем у воздуха.

3. Высокая удельная плотность улучшает теплоотдачу токоведущих систем, что позволяет увеличить допустимую плотность тока и уменьшить массу меди в выключателе.

5. Элегаз является инертным газом, не вступающим в ре­акцию с кислородом и водородом, слабо разлагается дугой. Элегаз нетоксичен, хотя некоторые продукты, образующие­ся при воздействии дуги, опасны.

Недостатком элегаза является высокая температура сжижения. Так, например, при давлении 1,31 МПа переход из газообразного состояния в жидкое происходит при 0°С. Это заставляет при высоком давлении прибегать к подогре­вающим устройствам.

8) Гашение дуги в трансформаторном масле. Камера расположе­на в трансформаторном масле Под действием энергии дуги происходит взрывоподобное разложение масла на водород и газы в виде паров масла.

Образующийся газовый пузырь стремится вырваться из камеры. При этом происходит эффективное охлаждение ду­ги потоками газа, вытекающими из камеры со скоростью звука.Кроме того, водород обладает исключительно высокой теплопроводно­стью и является одной из лучших дугогасящих сред.

Поскольку давление и эффективность гашения дуги зависят от ее энергии, то чем больше отключаемый ток, тем быстрее происходит гашение.

9) Гашение дуги в вакуумной среде. В вакуумном ДУ контакты расходятся в среде с давлением 10^~4 Па, при котором плотность воздуха мала. Длина сво­бодного пробега молекулы достигает 50, а длина свобод­ного пролета электрона 300 м. При таких условиях элек­трический пробой между электродами затруднен из-за отсутствия носителей зарядов. Пробивное напряжение про­межутка длиной 1 мм в вакууме достигает 100 кВ. Гашение дуги происходит при первом прохождении тока через нуль. Боль­шим достоинством этого ДУ является высокая скорость восстановления эл. прочности промежутка.

Вакуумные ДУ могут применяться и для отключения постоянного тока. Для этого используются спец схемы,. На отключаемый вакуум­ным выключателем Q1 постоянный ток i накладывается переменный ток i2 контура LС, который начинает протекать после замыкания выключателя Q2. В результате

суммирования токов i 1 и i2 в один из моментов времени результирующий ток

проходит через нуль и дуга гаснет. После этого выключатель Q2 отключается. Вследствие сложности схемы вакуумные выключатели постоянного тока применяются редко.

10) Гашение электрической дуги с помощью полупровод­никовых приборов. Бесконтактная коммутация. Для повышения износо­стойкости контактов используются полупроводниковые приборы — тиристоры, транзисторы и диоды.

При отсутствии тока управле­ния тиристор ведет себя как очень большое активное сопротивление, при наличии поминального тока управле­ния как очень малое сопротивление. После прохождения переменного тока через нуль тиристор восстанавливает свои вентильные свойства, тиристор закрывается, цепь тока обрывается.

Если контакты расходятся в отрицательный полупериод, то подобным образом ведёт себя второй тиристор.

Дата добавления: 2014-01-20