ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Способы гашения дуги переменного тока из "Электрическая дуга отключения " Рассмотрим сначала наиболее простой случай — гашение дуги переменного тока на открытом воздухе. Этот вопрос имеет большое практическое значение, так как открытые дуги могут возникать на линиях электропередачи и в распределительных устройствах вследствие повреждения изоляции и разрядов по поверхности изоляции под действием перенапряжений. Кроме того, открытые дуги возникают при отключении разъединителями емкостных или индуктивных токов. Горение дуги в этих условиях может продолжаться доли секунды и даже секунды. Длина дуги может быть очень велика. В некоторых опытах под действием ветра длина дуги доходила до 40 м при напряжении ПО ке и при расстоянии между электродами 4 м. [c.219] Сказанное относится к дуге между горизонтально расположенными электродами в закрытом помещении (в отсутствие ветра). В случае вертикального расположения электродов создаются более благоприятные условия для закорачивания петель дуги, и устойчивая дуга получается при значительно меньших токах и больших расстояниях. [c.220] Весьма важной характеристикой открытой дуги является ее критическая длина. [c.221] По данным работы [Л. 2-3], градиенты гашения дуги в два-три раза выше получаемых по формуле (8-21). Даже градиент установившейся дуги (16 в см) при токах, превышающих 200 а, выше величин, даваемых формулой (8-21). Сравнение градиента гашения дуги по данным исследования [Л. 2-3] и критического градиента по формуле (8-21) дано на рис. 8-27. [c.221] Под действием нагревания окружающего воздуха и электродинамических сил дуга между горизонтальными электродами выдувается вверх и может погаснуть, достигнув критической длины. Вопрос о том, до какого расстояния может быть выброшена дуга до ее самопогасания имеет большое значение для работы разъединителей при отключении ими емкостных или индуктивных токов. Этот вопрос был исследован Андерсоном [Л. 8-10]. Для характеристики поведения дуги при размыкании тока разъединителями введен термин выброс дуги. Так названо расстояние от середины промежутка между разомкнутыми контактами разъединителя до наиболее удаленной точки дуги. [c.222] В работе установлено, что разъединители могут успешно размыкать ток, если их размеры позволяют дуге удлиняться до ее критической длины. Исключение возможно в случае ветра, дующего в направлении линии контактов. Длина и выброс дуги не зависят от типа разъединителя и скорости его действия. Дуга длиннее при размыкании емкостного тока, чем при размыкании равного активного или индуктивного тока. При активном и индуктивном токе ниже 100 а выброс зависит от напряжения и тока. Наибольший выброс в этих условиях достигает 0,6 см/а-кв. При активном и индуктивном токе от 100 до 320 а выброс пропорционален напряжению, но не зависит от тока. Наибольший выброс в этих пределах токов около 0,5 м/кв. Эти результаты иллюстрируются рис. 8-32. Какие выбросы могут получаться при различных напряжениях и токах можно видеть из рис. 8-33. [c.222] Цифры у прямых — значения V, кв. Данные Андерсона. [c.224] Как видно из предыдущего, самопогасание дуги на открытом воздухе требует большого времени, а критическая длина дуги при этих условиях может достигать, особенно при ветре, огромной величины. Такое положение, конечно, неприемлелю для выключателей, которые должны гасить дугу в очень короткие промежутки времени и при весьма малой длине. Поэтому в выключателях приходится применять меры для принудительного гашения дуги. [c.225] В выключателях переменного тока низкого напряжения применяются в большинстве случаев те же способы гашения дуги, что и в выключателях постоянного тока. Поэтому мы остановимся только на некоторых особенностях процесса гашения дуги переменного тока при низких напряжениях. [c.225] Наиболее часто применяемые способы гашения дуги при этих условиях — гашение дуги в узких щелях с электромагнитным дутьем и гашение дуги в дугогасительной решетке. Так как гашение дуги при переменном токе осуществляется при переходе тока через нуль, то все сказанное выше о процессах при переходе тока через нуль и о роли восстанавливающегося напряжения необходимо в данном случае иметь в виду. Изучение этих процессов указывает на то, что основной задачей здесь является не гашение дуги в течение полупериода, а недопущение повторного зажигания ее после перехода тока через нуль. [c.225] При переменном токе гашение дуги очень облегчается при напряжениях 220 и 380 в и становится более трудным при напряжении 500 в и выше. Это связано с очень быстрым восстановлением электрической прочности в прикатодной области. Как было показано на рис. 8-6, в случае медных электродов восстанавливающаяся прочность прикатодной области лежит в пределах 180—230 в в зависимости от тока. Поэтому при напряжении 220 кв уже восстанавливающаяся прочность прикатодной области достаточна для того, чтобы обеспечить невозможность повторного зажигания дуги после первого же перехода тока через нуль, по крайней мере при не слишком малом os ф. При напряжении 380 в восстановление электрической прочности прикатодной области недостаточно для того, чтобы выдержать восстанавливающееся напряжение 380 2 = 537 в. Поэтому при 380 в для гашения дуги за один полупериод необходимо применять те или иные способы принудительного гашения. Тем более это необходимо при напряжении 500 в. [c.225] Это равенство показывает, что в данном случае амплитуда напряжения на контактах выключателя возрастает экспоненциально и не превосходит величины VИзменение восстанавливающегося напряжения показано на рис. 8-36, а. [c.226] Если частоты Wq и со не равны, наложение колебаний дает сильно искаженную форму кривой восстанавливающегося напряжения, например, подобную показанной на рис. 8-36, б, полученной при со = 2Шд. [c.226] Рассмотрение кривых рис. 8-36 показывает, что процесс восстановления напряжения при высокой частоте цепи идет благоприятно для отключения дуги. Начальная скорость восстановления напряжения не превышает скорости нарастания возвращающегося напряжения, а первая амплитуда восстанавливающегося напряжения мала. [c.226] На рис. 8-37 схематически представлено такое дугогасительное устройство [Л. 8-12]. [c.227] Латунные пластины 1 дугогасительной решетки встроены в узкую щель асбоцементной камеры 2. Когда подвижной дугогасительный контакт 3 отходит от неподвижного контакта 4, между ними возникает дуга 5. Магнитное поле катушки 6 через полюсные наконечники /двигает дугу к внутреннему краю пластин решетки. Но при этом дуга закрывает выход из камеры нагретым газам, так как камера закрыта со всех сторон, кроме узкой щели 8. Поэтому в камере возникает повышенное давление, которое заставляет дугу войти в решетку. Попав в решетку, дуга должна быть возможно быстрее погашена. Это достигается правильным выбором числа пластин решетки. Как было показано выше, мгновенно восстанавливающаяся при латунных электродах электрическая прочность одного промежутка равна около 180 в. Поэтому при напряжении 1500 в необходимо применить девять промежутков. Фактически применено значительно больше, учитывая некоторые перенапряжения и неравномерное распределение напряжения между пластинами. [c.227] Говоря об использовании дугогасительной решетки, следует остановиться еще на двух ее применениях для гашения поля генераторов и при высоких напряжениях. Начнем со второго применения, которое исторически было более ранним. [c.227] Вернуться к основной статье