Гашение дуги в продольных щелях

Продольной называется щель – ось которой совпадает с осью ствола дуги. Такая щель образуется двумя изоляционными пластинами.

Характерные формы продольных щелей:

I: Верхние части камеры между точками 1 и 2 имеется одна прямая продольная щель 3 с плоскопараллельными стенками.

II: В камере несколько прямых параллельных щелей, применяется при отключении больших токов.

III: Камера с одной продольной щелью, имеющей извилистую форму. Гасит длинную дугу.

IV: В камере продольная щель с рядом ребер и уширений, за счет которых растет продольный градиент напряжения.

С точки зрения особенностей движения дуги, различают узкие и широкие щели. Широкая шель – ее ширина значительно больше диаметра дуги, более 6 мм. В широких щелях движение дуги мало стеснено стенками, сечение ее ствола не деформируется. В узких щелях условия охлаждения резко изменены.

Зависимость скорости движения дуги -1- и дуги в широких щелях -2- от тока:

Зависимость скорости дуги от тока в узких щелях:

Вначале, с ростом тока, скорость движения дуги растет, далее движение дуги носит неустойчивый характер, дуга либо движется с какой-то скоростью, либо ее скорость падает до нуля. В более узких щелях и при меньших напряжениях магнитное поле неустойчиво, что приводит вплоть до остановки дуги, так же это наблюдается и при меньших токах. Величину тока, при которой наступает неустойчивое движение дуги и ее остановка называют критической. Кривая -5- отделяет области где дуга не останавливается, от тех областей где имеется ее остановка. Причина остановки дуги в узкой щели – это тепловые явления в стенках камеры.

С ростом тока энергия выделяемая в дуге примерно ~ I², а скорость движения дуги , следовательно, при H=const с ростом тока происходит возрастающее разогревание стенок камеры и появление на них проводящих мостиков из металла, дуга может остановиться. Остановке дуги способствует так же газогенерация из стенок камеры. Выделение газа и испарение влаги из стенок происходит под действием высокой температуры дуги и создает местное повышение давления в щели и возрастание сопротивления движению дуги. А это приводит к еще большему разогреву стенок и к еще большему торможению дуги. Вывод: гигроскопичность материала, наличие в нем легко испаряющихся компонентов, а так же шероховатость поверхности не позволяет использовать в камере с узкими щелями до 4мм.

Зависимость скорости от ширины:

В очень широких щелях область I – скорость дуги практически не зависит от ширины щели. При уменьшении щели и при I и H=const скорость движения дуги увеличивается. Оставаясь широкой щель все же ограничивает возможность сворачивания дуги в спираль и расщеплении ее в параллельные волокна. Это и приводит к некоторому возрастанию скорости дуги.

В узких щелях II дуга выталкивает столб воздуха находящийся впереди, и засасывает столб воздуха находящийся позади дуги. Скорость движения дуги увеличивается с уменьшением ширины щели.

Одновременно с уменьшением увеличивается сила трения дуги о стенки камеры и тепловые явления у стенок. При скорости больше критической, скорость дуги падает вплоть до ее остановки III и начальная часть кривых характеризует уже не дугу, а проводящий мостик из металла. Наименьший градиент напряжения получается в открытой неподвижной дуге.

Дата добавления: 2014-01-07