Другие способы гашения дуги в аппаратах на напряжение выше 1 кВ
К
роме
указанных выше способов гашения дуги,
используют также: сжатый воздух, потоком
которого вдоль или поперек обдувается
дуга, обеспечивая ее интенсивное
охлаждение (вместо воздуха применяются
и другие газы, часто получаемые из
твердых газогенерирующих материалов
— фибры, винипласта и т. п. — за счет их
разложения самой горящей дугой), элегаз
(шестифтористая сера),
обладающий более высокой электрической
прочностью, чем воздух и водород, в
результате чего дуга, горящая в этом
газе, даже при атмосферном давлении
достаточно быстро гасится, высокоразреженный
газ (вакуум), при размыкании контактов
в котором дуга не загорается вновь
(гаснет) после первого прохождения тока
через нуль.
17---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
В
контактном аппарате отключение
электрической цепи (размыкание контактов)
физически представляет собой процесс
перехода межконтактного промежутка
аппарата из состояния проводника
электрического тока в состояние
диэлектрика (изолятора).
Каждая
электрическая цепь обладает определенной
индуктивностью L и емкостью С. Переход
из одного состояния в другое занимает
определенное время, так как каждому
установившемуся состоянию цепи
соответствует определенный запас
энергии электрических и магнитных
полей
(
, 
).
Эти энергии могут изменяться непрерывно.
Отсюда вытекают следующие законы
коммутации:
в начальный момент коммутации ток в индуктивной цепи остается таким же, каким он был непосредственно перед коммутацией, а затем плавно изменяется.
в начальный момент после коммутации напряжение емкостной цепи остается таким же, каким он был непосредственно перед коммутацией, а затем плавно изменяется.
Отключения цепей переменного тока, как правило, производится выключателями. Они являются одним из самых важных аппаратов, от которых зависит надежная работа распредустройства, а иногда и всей энергосистемы. Самая ответственная операция для выключателя – отключение больших токов короткого замыкания (“неуда ленные” к.з.). Выключатель также должен надежно отключать малые индуктивные токи, емкостные токи, а также токи х.х. протяженных электрических линий без возникновения опасных коммутационных перенапряжений. Условия возникновения и характеристики дуги в выключателе. При расхождении контактов выключателя высокого напряжения в процессе отключения цепи контактное нажатие между ними постепенно снижается и, следовательно, уменьшается фактическая площадь их соприкосновения. В результате увеличивается плотность тока на ней и ее температура. По мере дальнейшего движения контактов температура в точке их соприкосновения возрастает и к моменту фактического расхождения достигает температуры плавления металла контактов. Когда контакты разойдутся на расстояние, измеряемое микрометрами, между ними образуется мостик жидкого металла контактов. По мере расхождения контактов мостик вытягивается и его сечение уменьшается. В мостике есть участки с наименьшим сечением (седловины). Сечение седловины интенсивно разогревается и температура в нем достигает температуры кипения металла. По мере расхождения контактов дуга удлиняется. Электрическая дуга (дуговой разряд) представляет собой разрядный ток через мост из раскаленных ионизированных газов между контактами, который характеризуется большой плотностью тока, высокой проводимостью, высокой температурой, относительно небольшим падением напряжения у катода. В дуге происходят одновременно как электрические, так и тепловые процессы. Это разряд протекает без внешнего ионизатора. Электрическая дуга визуально представляет собой светящийся канал, заполненный плазмой. Плазма это газ, состоящий из электронов, положительных ионов и нейтральных молекул и атомов, равномерно перемешанных между собой, но неодинаково нагретых. Кинетическая энергия этих частиц разная. В плазме нет разницы между плотностями положительно и отрицательно заряженных частиц в условиях их непрерывного возникновения и исчезновения. Дуга возникает при больших мощностях отключения. Требуются специальные устройства для ее гашения. При малых мощностях отключения между контактами возникает лишь искра. При малых токах отключения межконтактный промежуток мало насыщен парами металла и поэтому является слабо проводящим. В этом случае размыкание цепи завершается без осложнений после полного расхождения контактов. Таким образом, чтобы отключить электрическую цепь, недостаточно разомкнуть контакты выключателя, необходимо еще погасить возникшую на его контактах электрическую дугу. Дуга должна быть погашена как можно быстрее не только в целях сохранности выключателя и его контактов, но и для обеспечения надежности и бесперебойности работы всей электрической системы в случае отключения токов короткого замыкания.
19,20 ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Масляные выключатели
В дугогасительных устройствах масляных выключателей гашение дуги осуществляется путем эффективного ее охлаждения в потоке газопаровой смеси, вырабатываемой дугой в результате разложения и испарения масла.
В зависимости от назначения масла можно выделить 2 основные группы масляных выключателей:
1. Баковые (многообъемные), в которых масло используется для гашения и изоляции токоведущих частей от заземленного бака.
2. Маломасляные (малообъемные), в которых масло используется только для гашения дуги и изоляции между разомкнутыми контактами одного полюса.
В состав газопаровой смеси, возникающей в результате разложения масла под действем дуги входит до 70% водорода, обладающего по сравнению с воздухом в 8 раз более высокой теплопроводностью, но меньшей предельной электрической прочностью.
21---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------