27. Условие погасания дуги постоянного тока.

Условия стабильного горения и гашения дуги постоянного тока

5.4. УСЛОВИЯ ГАШЕНИЯ ДУГИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Схема цепи постоянного тока с дугой отключения представлена на рис. 5-5, а. Цепь содержит индуктивность L, сопротивление R и дугу U_л, включенные после­довательно. Емкостью цепи (включенной параллельно) ввиду весьма малых токов утечки можно пренебречь при расчете условий гашения дуги. Для любого момента времени для такой цепи справедливо уравнение

U = U_a + iR + L ~, ' (5-2)

здесь L --падение напряжения на индуктивности при изменении тока.

at

При устойчиво горящей дуге dijdt = 0 и

U = U„ + iR. . (5-3)

Для погасания дуги необходимо, чтобы ток в ней все время уменьшался.

Это означает, что dijdt < 0, а

U_a> U - iR,

(5-4)

т. е. напряжение, подводимое к дуге, недостаточно для ее горения.

Графическое решение уравнения (5-2) приведено на рис. 5-5, б. Прямая / представляет собой напряжение источника U, прямая 2 — падение напряжения на сопротивлении (реостатная характеристика цепи), отсчитываемое от U, кривая 3 — вольт-амперную характеристику дугового промежутка U_a. Заключенные между кривыми отрезки представляют собой соответственно: iR — между кривыми 1 и 2;

±L~— между 2 и 3; U — iR — между 2 и осью абсцисс; 11_я — между 3 и осью

абсцисс.

В точках а и б выполняется условие U = U„ — iR; L 4- = 0. В этих точках

dt

имеет место равновесное состояние. Одна­ко в точке а это равновесие неустойчивое, а в точке б — устойчивое.

При токах ( < /„ напряжение U_:i > di

> и — iR, a имеет отрицательное зна­чение, и если по какой-либо причине ток станет меньше /„, то он упадет до нуля — дуга погаснет.

Если же по какой-либо причине ток станет несколько больше /„, то будет U_:i < U — iR, т. е. в цепи как бы окажется - «избыточное» напряжение, которое приве­дет' к возрастанию тока до значения /д.

Рис. 5-5. Условия гашения дуги постоянного тока

При любом значении /„ < i < / ток в дуге будет возрастать до значения /,_;.

, di

Между точками а и о величина L— является положительной — рост тока

_в цепи сопровождается накоплением электромагнитной энергии.

di

При токе i > If, снова оказывается U_a>U — iR, a —величиной отрица­тельной, т. е. для поддержания такого значения тока напряжение U недостаточно. Ток в цепи будет падать до значения /₆. Дуга в этой точке будет гореть устойчиво.

Для погасания дуги необходимо, чтобы при любом значении тока соблюда­лось условие (5-4). Это значит, что вольт-амперная характеристика дуги должна на всем своем протяжении лежать выше характеристики U — iR (как это показано на рис. 5-5, в) и не иметь с этой характеристикой ни одной точки соприкосновения. Следует иметь в виду, что под вольт-амперными характеристиками дуги здесь надо понимать динамические характеристики. Иными словами, напряжение, необ­ходимое для поддержания горения дуги на всем протяжении ее динамической характеристики, должно быть больше подводимого, т. е. напряжения сети.

с