3.6.4 Гашение дуги высоким давлением

С ростом давления возрастает плотность газа, при этом увеличивается теплопроводность и отвод тепла от дуги.

На таком принципе основано гашение дуги в предохранителях и других аппаратах низкого напряжения. При перегорании плавкой вставки в предохранители с герметизированной камерой дуга загорается и выделяет энергию, которая расходуется на повышение давления во внутреннем объеме предохранителя.

В некоторых аппаратах стенки дугогасящей камеры делаются из газогенерируюих материалов. При повышении температуры такие стенки выделяют газ, и давление в объеме поднимается за доли полупериода.

3.6.5 Гашение электрической дуги в потоке сжатого газа

Сжатый воздух обладает высокой плотностью и теплопроводностью. Омывая дугу с большой скоростью, он охлаждает ее и при прохождении тока через нуль обеспечивает деионизацию дугового столба. Воздух при высоком давлении обладает также высокой электрической прочностью, что создает высокую скорость нарастания электрической прочности промежутка.

1, 4 – контакты;

2 – перегородки;

3 – дуга;

5 – корпус;

6 – сопло – элемент, в котором электрическая дуга подвергается продольному охлаждению.

а) дугогасящее устройство с поперечным дутьем;

б) – е) дугогасящее устройство с продольным дутьем

Сжатый воздух из компрессоров очищается от механических примесей с помощью фильтров и проходит специальную сушку от влаги.

Применяют специальные дугогасящие газы, например, электротехнический газ – элегаз SF₆. Его достоинства по сравнению с воздухом:

1. Электрическая прочность в 2,5 раза выше, чем у воздуха и при давлении 0,2 МПа близка к электрической прочности трансформаторного масла.

2. В дугогасящем устройстве продольного дутья дугогасящая способность элегаза примерно в 5 раз выше, чем у воздуха.

3. Высокая удельная плотность улучшает теплоотдачу токоведущих систем.

4. Элегаз является инертным газом, не вступающим в реакцию с кислородом и водородом, слабо разлагается дугой. Элегаз не токсичен, хотя некоторые продукты, образующиеся при воздействии дуги, опасны.

Недостатком элегаза является высокая температура сжижения. При давлении 1,31 МПа переход из газообразного состояния в жидкое происходит при 0 °С.

3.6.6 Гашение дуги в трансформаторном масле

Дугогасительная камера 6 выполнена из прочного изоляционного материала и расположена в трансформаторном масле 1. При отключении подвижный контакт 7 перемещается вниз с большой скоростью. Между ним и неподвижным контактом 2 загорается дуга 4. Под действием энергии дуги происходит взрывоподобное разложение масла на водород и газы в виде паров масла. Водород обладает исключительно высокой теплопроводностью и является одной из лучших дугогасящих сред. Образующийся газовый пузырь 5 стремится вырваться из камеры через щель 8. При этом происходит эффективное охлаждение дуги потоками газа, вытекающими из камеры со скоростью звука. Освобождение газов после гашения дуги производится через отверстие 3.

3.6.7 Гашение дуги в вакуумной среде

В вакуумном дугогасящем устройстве контакты расходятся в среде с давлением 10^-4 Па, при котором плотность воздуха мала. Электрический пробой между электродами затруднен из-за отсутствия носителей зарядов.

Даже при небольших токах в момент размыкания контактов из-за выделения большого количества тепла материал контактов плавится и образуется жидкий металлический мостик, который под действием высокой температуры нагревается и испаряется. При разрыве мостика загорается дуга, которая горит в среде паров металлов электродов. После прохождения тока через нуль вакуумная дуга гаснет.