Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Способы гашения электрической дуги. В современных электрических аппаратах различают множество способов гашения дуги






 

В современных электрических аппаратах различают множество способов гашения дуги. К ним относятся: воздействие на столб электрической дуги; перемещение дуги под воздействием магнитного поля; гашение дуги с помощью дугогасительной решетки; гашение дуги высоким давлением; гашение в потоке сжатого газа; гашение в трансформаторном масле; гашение электрической дуги с помощью полупроводниковых приборов и др.

 

Воздействие на столб электрической дуги

 

Задача ДУ состоит в том, чтобы обеспечить гашение дуги за малое время с допустимым уровнем перенапряжений, при малом износе частей аппарата, при минимальном объеме раскаленных газов, с минимальным звуковым и световым эффектами.

Для гашения дуги постоянного тока необходимо, чтобы вольт-амперная характеристика (ВАХ) дуги U шла выше прямой U – iR (U – напряжение источника питания, R – сопротивление нагрузки, рис. 4.1).

Рис.4.1. Статическая вольт-амперная характеристика дуги и прямая U-iR

 

Учитывая, что

, (4.2)

где - напряженность электрического поля в столбе дуги;

- околоэлектродное падение напряжения;

- длина дуги,

подъем вольт-амперной характеристики дуги можно получить за счет увеличения длины дуги, увеличения градиента и увеличения околоэлектродного падения напряжения. Увеличение градиента можно получить за счет эффективного охлаждения дуги, и подъема давления среды, в которой она горит.

В электрических аппаратах низкого напряжения наиболее широко применяют ДУ с узкой щелью. Для увеличения эффективности охлаждения ширина щели делается меньше диаметра дуги. Кроме того, по мере втягивания дуги в щель, она приобретает форму зигзага. При этом увеличивается не только длина дуги, но и улучшается ее охлаждение. Перемещение дуги в такой камере осуществляется с помощью магнитного поля. Наиболее характерные формы керамических пластин ДУ изображены на рис. 4.2.

Рис. 4.2. Характерные формы продольных

щелей дугогасительных камер

Перемещение дуги под воздействием магнитного поля

 

Электрическая дуга, являясь своеобразным проводником с электрическим током, может взаимодействовать с магнитным полем. Сила взаимодействия между током дуги и магнитным полем перемещает дугу в пространстве, создавая так называемое магнитное дутье.

Различают системы с последовательным и параллельным магнитным дутьем. На рис. 4.3, а, б показано дугогасительное устройство с системой последовательного магнитного дутья, на рис. 4.3, в - его электрическая схема в совокупности с коммутируемой цепью, а на рис. 4.3, г - электрическая схема коммутируемой цепи с системой параллельного магнитного дутья.

В устройствах дугогашения с магнитным дутьем обмотка 1 размещается на сердечнике 2, который вместе с двумя пластинами 3 образует магнитопровод, охватывающий камеру 4 с обеих сторон и обеспечивающий подведение магнитного потока в зону горения дуги между контактами 5. При взаимодействии магнитного потока с током дуги последняя перемещается по контактам, переходит на дугогасительные рога 6, значительно удлиняется, попадает в щелевую часть камеры и гаснет. Гашение дуги происходит, таким образом, из-за интенсивного охлаждения и быстрого увеличения сопротивления дуги.

При последовательном магнитном дутье (см. рис. 4.3, а-в) обмотка 7 включается в цепь коммутируемого тока, а при параллельном (см. рис. 4.3, г) дутье обмотка 8 включается на полное напряжение сети. Катушка последовательного магнитного дутья обычно имеет от двух до десяти витков и выполняется в виде наматываемой на ребро шины прямоугольного сечения с воздушными промежутками между витками. Обмотка параллельного магнитного дутья рассчитана на напряжение сети и имеет большое число витков. В обоих исполнениях взаимодействие магнитного поля с током дуги приводит к появлению усилия, перемещающего дугу в дугогасительную камеру.

а
г
в
б

Рис. 4.3. Дугогасительное устройство с системой

магнитного дутья

 

 

Достоинствами ДУ с последовательной катушкой являются:

· система хорошо работает в области больших токов;

· система работает при любом направлении тока;

· падение напряжения на катушке составляет доли вольта.

К ее недостаткам можно отнести следующее:

· неэффективно работает в системах с малыми токами;

· большая затрата меди на катушку;

· нагрев контактов за счет тепла в дугогасительной катушке.

Основными недостатками ДУ с параллельной катушкой являются:

· направление электродинамической силы, действующей на дугу, зависит от полярности тока;

· при КЗ в сети возможно снижение напряжения на катушке.

В связи с отмеченными недостатками ДУ с параллельной катушкой применяют только при отключении небольших токов (5-10 А), в основном в цепях постоянного тока при соблюдении правильной полярности включения катушки.

 

Гашение дуги высоким давлением

 

На основании ф-лы (4.1) следует, что степень ионизации Х уменьшается с увеличением давления. На этом принципе работают практически все корпусные предохранители, в замкнутом пространстве которых горение дуги создает повышенное давление, способствующее эффективному ее гашению.

Гашение электрической дуги в потоке сжатого газа

В высоковольтных коммутационных аппаратах для гашения дуги используют потоки сжатого воздуха или других газов.

Сжатый воздух (или газ) обладает высокой плотностью и теплопроводностью. Омывая дугу с большой скоростью, он охлаждает ее и при прохождении тока через нуль обеспечивает деионизацию дугового столба. Воздух (газ) при высоком давлении обладает также высокой электрической прочностью, что создает высокую скорость нарастания электрической прочности промежутка. Конструктивно ДУ выполняют как с поперечным, так и с продольным дутьем (рис. 4.4, а, б).

а б

Рис. 4.4. Камеры ДУ с воздушным дутьём:

а – поперечное дутьё; б – продольное дутьё

 

Гашение дуги с помощью дугогасительной решетки

 

Как отмечалось выше, ВАХ дуги можно поднять за счет увеличения околоэлектродного падения напряжения U . Это достигается в электрических аппаратах путем использования дугогасительных решеток (рис. 4.5).

После размыкания силовых контактов 1 и 2 возникшая между ними дуга 3 под воздействием магнитного поля движется вверх на пластины 5 и разбивается на ряд коротких дуг 4. На каждой пластине образуются катод и анод. Падение напряжения на каждой паре пластин составляет 20-25 .

Таким образом, удается поднять ВАХ дуги и обеспечить условия ее гашения.

Рис. 4.5. Гашение дуги с помощью дугогасительной решетки

 


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.007 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал