Особливості горіння і погасання дуги змінного струму

На змінному струмі при кожному переході струму через нуль дуга погасає, що значно полегшує забезпечення умов, за яких дуга запалиться в наступний період напруги живлення.

У момент погасання дуги діелектрична міцність дугового проміжку стрибкоподібно збільшується до певної величини і вже потім поступово зростає із швидкістю, яка визначається рядом факторів і в першу чергу величиною дугового проміжку і швидкістю розходження контактів. Практично миттєва зміна (зростання) діелектричної міцності дугового проміжку в основному пов’язано з появою позитивного об’ємного заряду біля катода.

Отже, для забезпечення погасання електричної дуги змінного струму необхідно, щоб діелектрична міцність дугового проміжку після переходу струму через 0 зростала швидше, ніж відновлююча напруга на контактах.

Рис. 9.5. Осцилограма процесу відклю­чен­ня кола змінного струму.

Швидкість зростання діелектричної міцності дугового проміжку після проходження струму через нуль, а також зростання відповідної напруги на контактах в певній мірі визначаються характером наван­тажен­ня (cosj), величиною ємності між елементами струмопроводів та величиною індуктивності контуру. Характер протікання процесів при розходженні контактів в колі змінного струму з R-L навантаженням показано на осцилограмі рис.9.5. Після розходження контактів (м.р.к. - рис.9.5) на них запалюється електрична дуга.

Спад напруги на дузі має різко сплощену форму внаслідок нелінійності вольт-амперної характеристики дугового розряду. При цьому спостеріга­ються

Рис. 9.6. Початкове значення для різних контактних матеріалів у функ­ції струму відкритої дуги: 1 – Ag; 2 – латунь; 3 – Ag-Ni (40%); 4 – Cu; 5 – Ag-W (50%); 6 – Ag-CdO (15%); 7 – Ag-C (3%); 8 – Al; 9 – Fe

різні значення спаду напруги на дузі при однакових значеннях струму при його зростанні і спаданні внаслідок теплової інерції дуги. При зменшенні струму до нуля діелектрична міцність проміжку зростає (лінія uвп(t) рис.9.5). Після переходу струму через нуль ця залежність описується емпіричною формулою: де k=(1¸4) В/мкс – швидкість наростання діелектричної міц­но­сті міжкон­тактного про­між­ку, - показано на рис. 9.6.

Різке збільшення діелектричної міцності відбувається головним чином за рахунок зростання діелектричної міцності колокатодного простору. Зростає і від­но­в­лю­юча напруга на дуговому проміжку (лінія u_в(t) рис.9.5). Однак, напру­га на дуговому проміжку миттєво зрости не може внаслідок наявності певних значень ємності (розвиток цих явищ слід розглядати на протязі одиниць мікросекунд після досягнення струмом практично нульового значення). При таких співвідношеннях швидкостей зростання діелектричної міц­нос­ті проміжку і відновлюючої напруги, як показано на рис.9.5, повторного запалювання дуги не відбувається. При оцінці відновлюючої напруги на дуго­вому проміжку необхідно враховувати коливні властивості контуру, в якому здійснюється комутація (наявність розподілених ємностей та індуктивностей).

Варто зазначити, що струм в дузі стає близьким до нуля дещо раніше природного переходу струму через нуль. Це пояснюється тим, що при зменшенні струму енергія, яка підводиться до дуги, зменшується, відповідно зменшується температура дуги і припиняється термоіонізація. Отже підчас безструмової паузи сильно зменшується іонізація дугового проміжку. Хоча тривалість безструмової паузи невелика (від десятків до кількох сотень мікросекунд), але грає важливу роль в гасінні дуги.

У випадку, якщо швидкість зростання відновлюючої напруги на дуговому проміжку буде переважати швидкість зростання діелектричної міцності дугового проміжка, тоді відбудеться повторне запалювання дуги і дуга на контактах буде горіти наступний півперіод. В контактних комутаційних апаратах, призначених для частих комутацій струмів номінального режиму, стараються забезпечити умови для надійного погасання дуги після першого переходу струму через 0 (або, в гіршому випадку, при другому) за допомогою спеціальних дугогасних систем.

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