ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние восстанавливающегося напряжения цепи на гашение дуги из "Электрическая дуга отключения " 2 были рассмотрены физические процессы, происходящие в остаточном стволе дуги при переходе тока через нуль. Мы установили два возможных механизма повторного зажигания дуги после перехода тока через нуль, которые можно назвать электрическим и тепловым. В первом играет роль только электрическая прочность быстро рассеивающегося ствола дуги, а во втором существенную роль играют тепловые процессы в остаточном стволе дуги, связанные с существованием остаточного тока. [c.196] При электрическом механизме вопрос о повторном зажигании или окончательном гашении дуги решается тем, будет ли восстанав-ливаю.щаяся электрическая прочность остаточного ствола дуги ниже или выше восстанавливаю.щегося напряжения цепи. Вопрос о восстанавливающейся электрической прочности остаточного ствола дуги не раз исследовался и теоретически и экспериментально. [c.196] При г О второй логарифм и функция Е1 взаимно компенсируются и для температуры получается конечное значение. Рассчитанные по уравнению (8-1) кривые представлены на рис. 8-1. Анализ этих кривых показывает, что температура на оси остаточного ствола дуги падает сначала медленнее, чем по экспоненте, а при больших временах — быстрее. Однако без большой погрешности можно вести приближенные расчеты, заменяя рассчитанную по уравнению (8-1) зависимость температуры на оси дуги от времени экспонентой. Тогда рис. 2-62 должен дать результаты, более или менее близкие к действительности. [c.197] Цифры у кривых — значения диаметра дуги мм-, сплошные линии — водород пунктирные линии — азот. Данные Кессельринга. [c.199] На рис. 8-4 кривые для водорода и азота даны при одинаковых диаметрах дуги (1 2 и 6 мм). Надо иметь в виду, однако, что при равном токе диаметр дуги в водороде в несколько раз меньше диаметра дуги в воздухе или в азоте. Поэтому кривые рис. 8-4 для водорода и азота с равными диаметрами дуги соответствуют разным токам. [c.200] Возвращаясь к рис. 8-3, укажем, что сплошными линиями на нем даны кривые пробивного градиента, полученные в предположении, что пробой осуществляется под действием ударной ионизации. Пунктиром даны кривые, полученные в предположении, что пробой осуществляется под действием термической ионизации. В первом случае пробивной градиент остаточного ствола дуги выше, чем во втором. Однако это справедливо только до некоторого критического диаметра дуги. При меньшем диаметре дуги пробивной градиент, определенный термической ионизацией, становится выше, чем градиент, определенный ударной ионизацией. В этой области восстанавливающаяся электрическая прочность остаточного ствола дуги определяется только ударной ионизацией. [c.200] Авторы сами указывают, что ряд допущений, сделанных ими при расчетах, спорен, а потому абсолютная величина вычисленной ими электрической прочности не может считаться сколько-нибудь точной. Отметим некоторые неточности. Так, например, коэффициент рекомбинации был принят в расчетах равным д = 10 . В гл. 4 мы показали, что коэффициент рекомбинации должен иметь величину порядка 10 Возможно, что в остаточном стволе дуги, имеющем низкую температуру, этот коэффициент будет на порядок выше, т. е. 10 Все же он должен быть значительно меньше принятого авторами. Это приводит к существенному уменьшению вычисленной электрической прочности. [c.200] Все же авторы считают, что характер зависимости = / (й) установлен ими правильно. [c.200] Опытные данные о восстанавливающейся электрической прочности дугового промежутка очень ограниченны и не всегда надежны. Нет систематических исследований, на основе которых можно было бы проводить какие-нибудь расчеты при проектировании новых выключателей. [c.201] Приведем все же некоторые данные опытных исследований этого вопроса. [c.201] На рис. 8-5 показаны результаты одного из первых исследований восстанавливающейся электрической прочности дугового промежутка [Л. 8-1 ]. В начальный момент (доли микросекунды) восстанавливающееся напряжение делает скачок порядка 150—250 в, а затем нарастает сравнительно медленно. Начальный скачок напряжения объясняется быстрым уходом электронов из прикатодного пространства и возникновением около катода значительного объемного заряда, создающего повышенный градиент потенциала. Дальнейшее повышение напряжения является результатом деионизации остаточного ствола дуги, которая происходит сравнительно медленно. [c.201] Цифры у кривых — значения длины дугового промежутка, мм I — 300 а f = 60 гц. Данные Броуна. [c.202] На рис. 8-8 дана зависимость восстанавливающегося пробивного напряжения в воздушном выключателе от времени. Интересно отметить, что в течение 20 мксек восстанавливающаяся прочность дугового промежутка была равна нулю. Это связано с конструкцией дугогасительной камеры выключателя, схематически показанной на том же рис. 8-8. В начале расхождения контактов, когда их торцы еще не подошли к соплам, обдувание остаточного ствола дуги сжатым воздухом очень слабо, и ствол сохраняет достаточно высокую проводимость. После того как торцы контактов подошли к соплам, их обдувание резко усиливается и восстанавливающаяся прочность дугового промежутка быстро нарастает. [c.203] Сравнение рис. 8-7 и 8-8 показывает, что восстанавливающаяся прочность в воздушном выключателе выше, чем в водяном. Поскольку принципы действия водяного и масляного выключателей сходны, можно ожидать, что восстанавливающаяся прочность в воздушном выключателе будет также выше прочности в масляном выключателе. [c.203] В работе [Л. 8-5] описано исследование восстанавливающегося напряжения двух моделей воздушных выключателей. Из рис. 8-10, на котором представлены результаты этого исследования, видно, какую большую роль играет конструкция дугогасительной камеры и характер обтекания дуги сжатым воздухом. При наличии сопла восстанавливающаяся прочность растет гораздо быстрее и достигает больших величин, чем при его отсутствии. [c.204] Р1нтересно отметить, что характер кривых восстанавливающегося пробивного напряжения хорошо сходится с кривыми, приведенными нами на рис. 2-62. [c.204] Авторы указывают, что при одном и том же типе дугогасительной камеры 1 или 2 на рис. 8-10) повторное зажигание дуги может быть вызвано пробоем дугового промежутка при невысокой частоте восстанавливающегося напряжения цепи или тепловым пробоем при высокой частоте. В последнем случае наблюдается появление остаточного тока. [c.204] Новый метод определения восстанавливающейся электрической прочности дугового промежутка в воздушных выключателях предложен в работе [Л. 8-6]. Автор указывает, что часто применяемый метод измерения восстанавливающейся электрической прочности путем приложения импульсных напряжений через малые интервалы времени после перехода тока через нуль неправилен, так как в эти интервалы времени электрическое поле в дуговом промежутке отсутствует. Поэтому автор предлагает воздействовать на выключатель восстанавливающимся напряжением разных частот. Это предложение иллюстрируется рис. 8-11. При данном токе / определяется при некоторой собственной частоте Д цепи наивысшее напряжение, при котором повторное зажигание дуги еще не происходит. Такие же опыты повторяются при других частотах /2, /з, /4. Огибающая линия кривых восстанавливающегося напряжения цепи представит кривую восстанавливающегося пробивного напряжения дугового промежутка. [c.205] Величина /р имеет порядок постоянной времени Вдуги. Постоянная зависит от конструкции выключателя, давления в камере и тока. [c.205] Вернуться к основной статье