Методические указания

Изучение электрической дуги следует начать с физики дугового разряда, процессов ионизации и деионизации. Деление всей дуги на три области обусловлено их особыми свойствами: без знания этих свойств трудно понять некоторые методы гашения дуги, которые будут рассмотрены в последующих темах. Статическая вольтамперная характеристика дуги постоянного тока – это ее основная характеристика. Каждый студент должен уметь нарисовать ее по памяти. Необходимо также знать как влияет на положение характеристики длина дуги, давление газов, интенсивность охлаждения. Следует разобраться в условиях стабильного горения и гашения дуги; знать что существуют точки устойчивого и неустойчивого равновесия; знать условия возникновения критического режима, при котором дуга гаснет.

Студент должен понять что такое перенапряжение при отключении дуги постоянного тока, коэффициент перенапряжения, чем отличается динамическая характеристика дуги от статической.

При изучении дуги переменного тока следует объяснить физику процесса возникновения дуги и ее гашения в чисто активной цепи, где изображены кривые изменения тока в цепи, напряжения на контактах и ЭДС генератора в функции времени. В сильно индуктивной цепи переменного тока восстановление напряжения на контактах после гашения дуги происходит по апериодическому или колебательному законам. Студенту не обязательно запоминать кривые тока и напряжения в сильноиндуктивной цепи, но он должен уметь объяснить их.

Вопросы для самопроверки и примеры

1. Опишите характерные области дуги. Приведите кривую изменения напряжения и градиента напряжения вдоль дуги ([1], c. 123-129).

2. Приведите семейство статистических вольтамперных характеристик дуги постоянного тока в зависимости от ее длины и давления ([1], c. 130-134).

3. Укажите точки устойчивости и неустойчивости горения дуги постоянного тока. Покажите как влияет изменение активного сопротивления цепи на положение этих точек ([1], c. 130-132).

4. Рассчитайте коэффициент перенапряжения при отклонении дуги постоянного тока. Напряжение источника питания 110 В, индуктивность цепи 0,01 Гн, скорость изменения тока в момент исчезновения тока 1х10⁴ А/с ([1], c. 133-134).

5. Опишите динамическую вольтамперную характеристику дуги постоянного тока ([1], c. 136).

6. Покажите в координатах напряжение-ток процесс гашения дуги постоянного тока в малоиндуктивной цепи при простом расхождении контактов ([1], c. 130-132). Объясните этот процесс.

7. Нарисуйте и объясните осциллограммы изменения напряжения на контактах с начала их расхождения до момента гашения дуги в чисто активной цепи ([1], c. 137-139).

8. Приведите и объясните осциллограммы восстановления напряжения на дуговом промежутке в чисто индуктивной цепи переменного тока при колебательном или апериодическом процессах ([1], c. 140-143).

9. Рассчитайте среднюю скорость восстановления напряжения на дуговом промежутке выключателя и коэффициент пика при индуктивности цепи 0,01 Гн, эквивалентной емкости 2х10^-8 Ф, активном сопротивлении 400 Ом и ЭДС генератора промышленной частоты 220 В ([1], рис. 4-8, c. 143-144).

10. Определите сопротивление шунта в схеме ([1] рис. 4-15), имеющей параметры, приведенные в вопросе 9, для перевода колебательного процесса восстановления напряжения в апериодический. Найти наибольшую скорость восстановления напряжения. Изобразить кривую восстановления напряжения ([1], c. 147-148).