Умови горіння і погасання дуги постійного струму

В замкненому контурі L, R із струмом із струмом I в індуктивності L накопичується електромагнітна енергія W_м:

(9.1)

При вимиканні струму в контурі магнітна енергія повинна бути розсіяна дуговим (або іскровим) розрядом на контактах комутуючого пристрою. Для такого контуру справедливе рівняння:

, (9.2)

де U_д - спад напруги на дузі.

Графічно розв’язок цього рівняння наведено на рис.9.3. Очевидно, що стійке горіння дуги буде за умови, що тобто в точках перетину реостатної характеристики (U-iR) і вольт-амперної характеристики U_д(i) дугового розряду, причому точка ²В² буде точкою стійкого горіння дуги, а точка ²А² - точкою нестійкого горіння дуги і дуга згасне (при ).

Звідси видно, що для погасання дуги необхідно виконати умову, щоб:

(9.3)

для довільних значень струму. Це можливо лише тоді, коли вольт-амперна характеристика дуги не перетинається з реостатною характеристикою кола.

Рис. 9.3. До визначення умови гасіння дуги постійного струму.

Рис. 9.4. Характеристика процесів від­клю­чення для R-L кола постійного струму

Умову (9.3) можна забезпечити двома способами:

1) збільшити нахил реостатної характеристики кола шляхом введення в коло додаткового активного опору в процесі вимикання електричного кола, тобто здійснювати комутацію кола ступенями (в декілька прийомів);

2) підняти вольт-амперну характеристику дуги над реостатною характе­ристикою кола, що визначає збільшення опору дуги шляхом інтенсифікації деіонізаційних процесів в процесі гасіння електричної дуги (лінія 2 на рис.9.3).

Переважно в дугогасних пристроях використовують другий спосіб. При цьому інтенсифікацію деіонізаційних процесів забезпечують двома шляхами: 1) збільшенням біляелектродного спаду напруги; 2) збільшенням поздовжнього градієнта спаду напруги стовпа дуги.

Збільшення біляелектродного спаду напруг досягають переважно поділом однієї дуги на ряд послідовних коротких дуг за допомогою т. зв. деіонної решітки. Збільшення поздовжнього градієнта спаду напруг стовпа дуги можна досягти за рахунок інтенсивнішого охолодження дуги, що забезпечується такими способами: 1) збільшенням довжини дуги; 2) забезпеченням руху дуги, або обдуванням дуги стиснутим повітрям; 3) забезпеченням контактування дуги з холодними дугостійкими стінками дугогасних камер; 4) підвищенням тиску в зоні горіння дуги. Всі зазначені вище способи переважно взаємопов’язані між собою. Охолодження дуги сприяє також і охолодженню контактів, що, в свою чергу, приводить до збільшення біляелектродних спадів напруг.

У момент погасання дуги, коли струм прямує до 0, у відповідності з рівнянням (9.2) отримаємо:

(9.4)

Звідки напруга на дузі в момент її погасання рівна алгебраїчній сумі е.р.с. самоіндукції і напрузі джерела U і може досягати значних величин (рис. 9.4). Величину напруги, на котру напруга дуги в момент погасання перевищує напругу джерела, називають комутаційною перенапругою при погасанні дуги.

Великі перенапруги можуть пошкодити ізоляцію електроустановок. Зменшити перенапругу можна шляхом збільшення часу горіння дуги. Однак, при цьому буде збільшуватись швидкість зношування як контактів, так і самих дугогасних камер.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 105; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!