30. Горение и гашение дуги переменного тока при отключении индуктивной нагрузки.

Рассмотрим процесс гашения дуги в цепи с большой индуктивностью сosf<=0,1. В момент расхождения контак­тов (МРК) загорается. В мо­мент времени t = 0 дуга гаснет. Благодаря процессу деионизации в ДУ электрическая прочность промежутка увеличивается. К промежутку прикладывается вос­станавливающееся напряжение на контактах и_в, создавае­мое источником. В момент погасания дуги ЭДС источника близка к амплитуде. При этом напряжение на про­межутке восстанавливается с большой скоростью. В точке с прочность промежутка ниже восстанавливающегося на нем напряжения и происходит пробой. Дуга горит еще пол­периода и снова гаснет в точке О. В точке с' снова проис­ходит пробой междуконтактного промежутка, так как после момента времени b' кривая электрической прочности ниже кривой восстанавливающегося напряжения и_в’. При этом загорается дуга, которая гаснет в точке О", и снова начинается процесс нарастания электрической прочности и восстановления напряжения и_в.. После' точки О" благодаря эффективному действию ДУ кривая восстанавливающейся электрической прочности идет выше кривой восстанавливающегося напряжения и_в и происходит окончательное гашение дуги.

31. Условия гашения дуги постоянного тока.

Чтобы погасить дугу постоянного тока, необходимо создать такие условия, при которых в дуговом промежутке при всех значениях тока, от начального до нулевого, процесс деионизации превосходил ионизацию.

, т.к. , то

1 – представляет собой напряжение источника

2 – падение напряжения на сопротивлении

3 – ВАХ дугового промежутка

Заключенные между кривыми отрезки представляют собой соответственно:

В точках «а» и «б» выполняется условие , т.е. . В этих точках имеет место равновесное состояние. Однако в точке «а» это равновесие неустойчиво, а в точке «б» - устойчивое.

При токах , но если ток устремится к 0, то дуга погаснет.

Если же . В цепи окажется избыточное напряжение, которое приведет к возрастанию тока до .

Между «а» и «б» , рост тока в цепи сопровождает накопление электромагнитной энергии. При токе большем , т.е. для поддержания такой величины тока напряжения недостаточно и дуга гаснет.

32. Гашение открытой дуги в магнитном поле, способы возбуждения магнитного поля дугогашения.

Гашение открытой дуги в магнитном поле:

Главным ионизирующим фактором поддержания горящей дуги является термическая ионизация, следовательно гашение должно осуществляться за счет охлаждения ее охлаждения. Можно охлаждать дугу обдувая ее, можно не обдувать, а двигать через неподвижный воздух. С ростом скорости движения дуги охлаждение усиливается и продольный градиент напряжения в дуге резко возрастает.

За движущейся дугой можно наблюдать хвост светящихся ионизированных газов. В открытой, неподвижной и искусственно неохлаждаемой дуге плотность тока мала, диаметр такой дуги велик. Как только дуга начинает двигаться, то плотность тока в ней и температура возрастают.

Если в неподвижной дуге , то в движущейся дуге до десятков тысяч А/см² . Электромагнитные силы взаимодействия тока дуги и собственного магнитного поля направлены к центру дуги и они сжимают ее. На поверхности дуги это давление равно 0, а на оси дуги это давление достигает максимального значения: . Повышение давления приводит к усилению деионизации в стволе дуги и возрастанию E_Д.

Способы возбуждения магнитного поля дугогашения.

Внешнее магнитное поле для перемещения электрической дуги может быть получено:

1) При помощи катушки, включенной последовательно с контактами, между которыми возникает дуга.

2) При помощи катушки включенной параллельно на напряжение сети.

3) При помощи постоянных магнитов.

Катушки или постоянные магниты снабжаются магнитопроводом, охватывающим контакты и рога, между которыми возникает дуга. Внешнее поле катушки взаимодействует с полем дуги и заставляет ее быстро перемещаться. Наибольшее распространение получила последовательная дугогасительная катушка.

Основные достоинства этого способа:

-надежность

-независимость направления силы, действующей на дугу, от направления тока.

Такие аппараты являются неполяризованными. Изменение направления тока в цепи вызывает изменение направления магнитного поля, создаваемого катушкой. Направление силы действующей на дугу остается неизменным, но последовательное магнитное дутье имеет недостатки:

- сила действующая на единицу длины дуги в магнитном поле . При последовательной катушке и токах не вызывающих насыщение магнитопровода

При малых токах эта сила мала, а время гашения малых токов велико – это и есть недостаток.

Для получения силы, достаточной для гашения малых токов, приходиться выбирать большое число витков катушки и увеличивать раствор контактов. Сечение ее витков соответствует номинальному току аппарата, это приводит к большому расходу меди. Увеличение числа витков приводит к существенным перенапряжениям при отключении номинального тока.

Параллельная катушка, ток в которой не зависит от тока в отключаемой цепи, создает неизменное по величине магнитное поле. Сила, действующая на дугу пропорциональна отключаемому току. При малых токах сила оказывается большей, чем при последовательной катушке, а время гашения малых токов меньше. Но дугогашение при помощи параллельной катушки имеет недостатки:

- Напряжение сети может упасть, при этом резко снизится магнитное поле дугогашения.

- Электрические аппараты, меняющие полярность, при изменении направления тока либо в главной цепи, либо в цепи катушки изменяется направление силы действующей на дугу. Дуга загоняется внутрь аппарата.

- Катушку необходимо изолировать от главной цепи на полное напряжение.

Применение постоянных магнитов позволяет сохранить положительные характеристики параллельного возбуждения, устраняются первый и третий недостатки, не требуется медь на катушку и на изоляцию. Снижаются потери энергии в аппаратах, возможно уменьшить раствор контактов и магнитную систему, т.е. уменьшить вес и габариты.

Недостатки:

-аппарат становится поляризованным и неправильное его включение приведет к аварии.