Условия стабильного горения и гашения дуги

Рассмотрим баланс напряжений в цепи при дуге неизменной длины

. В стационарном режиме ток в цепи не меняется и

В точках 1 и 2 возможен стационарный режим. Точка 2 является точкой устойчивого равновесия горения дуги. Точка 1 является точкой неустойчивого равновесия. При выходе из нее ток становится или равным i₂ или нулю и дуга гаснет. В электрических аппаратах принимаются все меры к тому, чтобы дуга гасла в минимально короткое вре-

мя, для этого необходимо условие .

Для выполнения этого условия необходимо, чтобы

- условие гашения.

Это возможно за счет либо подъема ВАХ, либо увеличения сопротивления цепи.

Если длина дуги и напряжения источника неизменны, то при увеличении сопротивления ток в цепи будет уменьшаться.

Токи и сопротивление, при которых наступают условия для гашения дуги называются критическими.

С ростом отключаемого тока и напряжения источника условия отключения дуги утяжеляются.

R₃ > R₂ > R₁

Анализ рисунка показывает, чтобы снять ВАХ за счет изменения сопротивления R можно только при токе i ³ I_кр. Чтобы снять эту ВАХ при меньших токах, необходимо увеличивать напряжение источника питания.

Длительность горения дуги , где .

Чем больше DU, тем меньше длительность горения дуги, но больше напряжение на контактах в момент гашения.

В реальных условиях ток меняется довольно быстро. Вследствие тепловой инерции дугового столба изменение сопротивления дуги отстает от изменения тока.

ВАХ при быстром изменении тока называется динамической. При возрастании тока динамическая ВАХ идет выше статической (кривая В), так как при быстром изменении тока сопротивление дуги падает медленнее, чем растет ток.

При уменьшении тока – лежит ниже статической, поскольку в этом режиме сопротивление дуги меньше, чем при медленном изменении тока (кривая С).

Динамические ВАХ в значительной степени зависит от скорости изменения тока в дуге. При введении в цепь сопротивления бесконечно большое за бесконечно малое время, по сравнению с постоянной времени дуги, то во время спада тока до нуля сопротивление дуги остается неизменным.

В этом случае динамическая ВАХ изображается прямой, проходящий через начала координат (кривая Д), т.е. дуга ведет себя как металлический проводник на напряжение на дуге пропорционально току.

В реальных условиях в аппаратах при размыкании контактов расстояние между ними меняется, и длина дуги имеет переменное значение.

Длина дуги, при которой статическая ВАХ касается прямой U-iR называется критической. При дальнейшем увеличении длины дуги наступают условия ее гашения.

Дуга постоянного тока при активной нагрузке гасится легче, чем при индуктивной. При этом возникают большие перенапряжения. Чем больше L и скорость спадения тока в момент гашения (

), тем больше перенапряжение.


Рис. Дуговой разряд между контактами аппарата	Рис. Вольт-амперная характеристика электрической дуги постоянного тока

Рис. Вольт-ампер-ная характеристика электрической дуги переменного тока	Рис. Диаграмма изменения тока и напря-жения дуги во времени при переменном токе	Рис. Схематическое устройство дугогаситель-ной системы с роговыми разрядниками

Рис. Принцип дейст-вия электромагнитного дугогасительного устройства	Рис. Гашение дуги при помощи поперечного воздушного дутья	Рис. Гашение дуги в предохранителях высокого напряжения

Рис. 9.37. Гашение дуги в масле	Рис. 9.38. Гашение дуги при помощи продольного воздушного дутья

Рис. Принцип действия устройства с деионным гашением дуги	Рис. Схема дугогасительного устройства при помощи магнитного дутья и деионной решетки

Дугогасящая среда	Свойства к дугогашению
Воздух
Азот
Кислород	1,8
Углекислый газ	2,6
Водяной пар	3,8
Водород	7,5

⇐ Предыдущая 1 23