ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Особенности дуги переменного тока из "Электрическая дуга отключения " При малоиндуктивной цепи ток имеет искаженную, отличную от синусоиды форму (рис. 2-52, б). Перед переходом тока через нуль он спадает быстрее, чем требует синусоидальный закон непосредственно около перехода через нуль ток изменяется медленно, а затем возрастает быстро. [c.46] Таким образом, возникает некоторый промежуток времени, в течение которого ток близок к нулю—так называемая пауза тока. При малоиндуктивной цепи эта пауза тока настолько велика, что ясно различима на рис. 2-52, б. Однако она существует и при сильноиндуктивной цепи, но в этом случае она столь мала (порядка 10 сек), что на рис. 2-52, а она не заметна. [c.46] Эта формула хорошо выражает зависимость градиента дуги от амплитуды тока при не очень больших токах. При токах свыше 4 ка градиент дуги начинает возрастать, как показано на рис. 2-53. [c.46] Из него видно, что градиент падает при возрастании тока примерно до 200 а, затем остается неизменным примерно до 2500 а и далее возрастает. [c.46] По данным разных авторов. [c.47] При очень больших токах (порядка десятков килоампер), с которыми приходится иметь дело в дуговых электропечах, напряжение дуги теряет свою характерную форму, показанную на рис. 2-52 и 2-54, и становится практически синусоидальным. Это видно из рис. 2-55, где амплитуда тока равна 24 ка. Причина такого положения заключается в том, что при таких больших токах тепловая инерция дуги велика, и температура дуги не успевает следовать за изменением тока. Поскольку температура дуги остается в течение всего полупериода неизменной, неизменной остается и проводимость ствола дуги, а потому падение напряжения изменяется пропорционально току. Значит, если ток синусоидален, синусоидальным оказывается и напряжение дуги. [c.48] Так же ведет себя напряжение дуги при высокой частоте (порядка десятков килогерц и более). В этом случае даже при не очень больших токах тепловая инерция дуги достаточна для того, чтобы за очень небольшую длительность полупериода поддержать температуру ее неизменной. А отсюда вытекает постоянство проводимости ствола дуги и пропорциональность напряжения току. [c.48] При промышленной частоте и не очень больших токах температура дуги успевает измениться за время полупериода более или менее значительно. Это можно видеть из рис. 2-56 [Л. 2-22]. [c.48] Как сказано выше, процессы, происходящие в стволе дуги при переходе тока через нуль (во время паузы тока), имеют большое значение для поддержания устойчивого горения дуги, или, наоборот, для ее успешного гашения. Поэтому необходимо подробно на них остановиться. [c.48] В тот момент, когда ток дуги обращается в нуль, иа ее электродах восстанавливается напряжение цепи, питающей дугу. Процесс восстановления напряжения обычно является колебательным, вследствие наличия в цепи самоиндукции и емкости, но в некоторых случаях может быть и апериодическим, если имеются достаточные демпфирующие сопротивления. Рассмотрим простейшую схему цепи, питающей дугу, представленную на рис. 2-57. Активное сопротивление R может быть включено в цепь последовательно (сопротивление генератора, трансформаторов, соединительных проводов), но, кроме него, может существовать еще и параллельное сопротивление г, представляющее, например, активное сопротивление нагрузки. Ограничимся пока случаем, когда сопротивление г в цепи отсутствует. [c.48] На рис. 2-58, в показан случай апериодического восстановления напрял ения после прекращения тока дуги. [c.49] Поясним, чем вызывается резкое падение тока перед началом паузы тока. На рис. 2-59 линия I представляет линию синусоидального изменения тока. Действительный ток 1 падает быстрее вследствие того, что возрастание напряжения дуги вызывает соответствующее возрастание тока г, через емкость С (рис. 2-57). Так как эта емкость шунтирует дугу, ток начинает ответвляться в нее, причем соответственно уменьшается ток через дугу. В некоторый момент А ток через дугу падает до нуля и с этого момента кривая напряжения дуги в точке В переходит в кривую восстанавливающегося напряжения Ыд. Через обозначена часть паузы тока от начала ее до фиктивного нуля тока 0. [c.50] Напомним еще раз, что при большой индуктивности цепи пауза тока обычно весьма мала. Она больше при малых токах и меньше при больших. Она больше в свободно горящей дуге и меньше при усиленном ее охлаждении. [c.50] После перехода тока через нуль ионизация, существовавшая в стволе дуги (плазма дуги) исчезает не сразу. Температура этого, так называемого остаточного ствола дуги падает быстро, а с падением температуры возрастает электрическая прочность дугового промежутка. Для того чтобы дуга восстановилась, необходимо, чтобы электрическая прочность возрастала медленнее, чем растет восстанавливающееся напряжение цепи для ее погасания — наоборот. Эти соотношения показаны на ркс. 2-60. [c.50] Если кривая I возрастания электрической прочности дугового промежутка идет выше кривой 2 восстанавливающегося напряжения, дуга гаснет и более не зажигается. Если же кривая 3 восстанавливающейся прочности пересекает кривую 2 (точка А), дуга зажигается вновь, и напряжение падает по кривой 4. [c.50] Описанный процесс повторного зажигания дуги считался до последнего времени обычным. Однако возможен и другой тип этого процесса, который мы опишем в дальнейшем. [c.50] Ео — пробивной градиент ири роИ О о-Если мы положим, что дуга горит при атмосферном давлении, то можно принять р = Ро = 1 ama. [c.51] Зная изменение температуры во времени, мы можем рассчитать соответствующее изменение во времени электрической прочности, а при неизменной длине дугового промежутка — также и пробивное напряжение его, которое в этом случае пропорционально электрической прочности (пробивному градиенту). Из рис. 2-62, где приведены результаты такого расчета для случаев 0 = 10 сек и () =10 сек, видно, какое большое значение для скорости восстановления электрической прочности дугового промежутка имеет постоянная времени охлаждения дуги. [c.51] Приведем пример для иллюстрации этого положения. Пусть частота восстанавливающегося напряжения будет равна 1000 гц. Полу-период колебаний при этой частоте будет равен 0,5-10 сек, и за это время восстанавливающееся напряжение достигнет амплитуды. [c.51] Вернуться к основной статье