ВАХ дуги

Процессы при деионизации дугового промежутка.

Одновременно с процессами ионизации в дуге происходят обратные процессы, т.е. воссоединение заряженных частиц и образование нейтральных частиц. Эти процесс называется деионизацией.

При возникновении дуги преобладают процессы ионизации. В устойчиво горящей дуге процессы ионизации и деионизации одинаково интенсивны. При преобладании процессов деионизации дуга гаснет.

Деионизация происходит за счет рекомбинации и диффузии.

Рекомбинация – это процесс, при котором различно заряженные частицы образуют нейтральные частицы. Непосредственное соединение электронов с положительными ионами из-за большой разности скоростей маловероятна. Обычно рекомбинация происходит при помощи нейтральной частицы, которую электрон заряжает. При соударении этой отрицательной частицы с положительным ионом образуется одна или две нейтральные частицы.

Различают рекомбинацию в объеме, когда третьим телом служит нейтральная частица газа, и рекомбинацию на поверхности, когда третьим телом служит поверхность внутри дуги. В последнем случае электроны заряжают стенки ДГК (дугогасительной камеры) до потенциала, при котором положительные ионы притягиваются к этой поверхности и, присоединив электрон, образуют нейтральную частицу.

Диффузия – это процесс выноса заряженных частиц из дугового промежутка в окружающее пространство, что уменьшает проводимость дуги. Диффузия обусловлена и электрическими и тепловыми факторами. Плотность зарядов в стволе дуги убывает от центра к периферии.

В виду этого создается электрическое поле, заставляющее ионы двигаться от центра к периферии и покидать область дуги. В том же направлении изменяется температурное поле. Заряженные частицы вышедшие из области дуги в итоге рекомбинируются вне этой области. В стабилизированной и свободно горящей дуге диффузия играет ничтожно малую роль. В дуге, обдуваемой сжатым воздухом, а так же в быстродвижущейся дуге деионизация за счет диффузии близка по значению к деионизации рекомбинацией.

В дуге горящей в узкой щели или в закрытой камере деионизация происходит главным образом за счет рекомбинации.

Напряжение соответствует напряжению зажигания дуги и называется напряжение зажигания. С ростом тока напряжение уменьшается, следовательно сопротивление дугового промежутка падает быстрее, чем увеличивающийся ток. Для каждого значения тока в какой-то момент времени устанавливается равновесное состояние. Когда ионизация будет равна деионизации.

Электрическое сопротивление дугового промежутка и падение напряжения на нем станут постоянными, не зависящими от времени. Такой режим называется статическим, а кривая 1 – статической характеристикой дуги. При изменении скорости уменьшения тока, в дуге от I₀ до 0 получим ряд кривых 2 – это динамические характеристики. Чем быстрее будет уменьшаться ток, тем ниже будет лежать ВАХ дуги. Это объясняется тем, что при снижении тока такие параметры как сечение ствола дуги, температура газа и степень ее ионизации не успевают быстро измениться.

При мгновенном изменении тока до 0 получим кривую 3.

Напряжение, при котором гаснет дуга называется напряжение гашения .

Для данного дугового промежутка, материала электродов и среды имеется одна статическая и множество динамических характеристик.

Падение напряжения на дуге характеризует дуговой промежуток как проводник.

Под градиентом напряжения понимают падение напряжения на единицу длины дуги.

У электродов в прианодной и в прикатодной областях на длине имеет место резкое падение напряжения: катодное и анодное . Величина этого падения напряжения зависит от материалов электродов и от газа (15В – 30В).

В остальной части дуги, называемой стволом, падение напряжения прямопропорционально длине дуги . Градиент приблизительно постоянен вдоль ствола и достигает от 100 до 200 В/см

Дата добавления: 2014-01-07