Гашение дуги на переменном токе.

Условие гашения дуги на переменном токе.

Векторная диаграмма:

Внешняя (резистивная) характеристика - это зависимость напряжения на выходе источника питания от тока нагрузки.

Любое отклонение вправо из точки а приводит в точку b. Любое отклонение влево из точки а приводит к погасанию дуги.

Перенапряжение при гашении дуги постоянного тока.

Напряжение на контактах в момент нуля тока называется напряжением гашения дуги.

Рассмотрим второй закон Кирхгофа: U = Ug + iR + L ; в момент нуля тока при i = 0 :

U = L + U г.д. Þ напряжение гашения дуги : Uг.д. = U - L .

Так как при гашении дуги идёт уменьшение тока : L < 0 (отрицательная величина). и отсюда

Uг.д. = U +

Данное увеличение напряжения на контактах относительно источника называется перенапряжением. Оно тем больше, чем больше индуктивность электрической цепи и чем больше скорость изменения тока.

Для количественной характеристики перенапряжения вводят понятие коэффициент перенапряжения :

К = Uг.д. / U = 1 + , K > 1 .

Напряжение на контактах может в десятки раз превысить напряжение сети. Это опасно для изоляции. Если гашение дуги происходит быстро, то перенапряжения не возникает.

Гашение дуги на переменном токе.

На переменном токе напряжение сети периодически изменяется.

а) Активная нагрузка cos j_н = 1.

Осциллограмма:

При растягивании дуги вольт-амперная характеристика дуги поднимется вверх. Увеличится диэлектрическая прочность промежутка, и увеличится напряжение зажигания и гашения дуги. Возникает ситуация, что напряжение источника питания будет недостаточным для электрического пробоя промежутка. При совпадении момента прохождения тока через ноль и момента начала расхождения контактов дуга вообще может не возникнуть. Это явление называется безискровая коммутация:

1. Ток дуги при гашении становится прерывистым, т.е. протекает не полный полупериод.

2. Дуга с частотой сети гаснет и зажигается. В момент погасания дуги активно идут процессы рекомбинации.

3. Процесс дугогашения легче, чем на постоянном токе.

б) Индуктивная нагрузка.

Контакт моделируется как ёмкость, возникает колебательный контур:

U3 - напряжение, достаточное для зажигания дуги.

В момент расхождения контактов напряжение сети будет больше напряжения зажигания дуги и ток не прервётся (точка 1). Когда ток снизится до нуля (точка 3) напряжение на контактах будет достаточным для повторного зажигания дуги, т.е. ток будет непрерывен, дуга зажигается вновь лишь изменив свой знак. Когда напряжение сети будет уменьшаться и будет переходить через “ноль” (точка 2) , ток в сети будет существовать за счет энергии, накопленной в индуктивности. Если следующий полупериод напряжения сети будет недостаточным для повторного зажигания дуги, то ток дуги оборвется, то при этом на концах возникает перенапряжение и колебательный процесс, так как индуктивность будет стремиться разрядиться через колебательный контур, образуемый емкостью контактов. Перенапряжение может достигать двойного напряжения сети. Отключение индуктивной нагрузки сложнее, чем активной. Здесь нет обрыва тока.

в)Гашение дуги переменного тока повышенной частоты (до 10 кГц ). В моменты времени безтоковых пауз температура дуги не успевает снизиться и процесс ионизации идёт хуже. Условие гашения дуги повышенной частоты приближается к условиям гашения дуги постоянного тока.