1.5.2. Отключение активно-индуктивной нагрузки.

Схема электрической цепи приведена на рис.1.5.4; осциллограммы отключения – на рис.1.5.5. На рисунке, для сравнения, штриховыми линиями нанесены осциллограммы отключения цепи с активной нагрузкой

.

(1.5.3)

У равнение (1.5.1) с учетом индуктивности цепи принимает вид:

Как известно из курса электротехники, наличие индуктивности в цепи вызывает снижение скорости изменения тока в цепи за счет ЭДС самоиндукции . При размыкании контактора ток в цепи должен уменьшится. Следовательно, ЭДС самоиндукции будет задерживать уменьшение тока и в выражении (1.5.3) ЭДС самоиндукции должна быть включена со знаком "+":

Т аким образом, особенности гашения дуги в цепи с индуктивностью состоят в следующем.

1. Напряжение на электрической дуге в момент ее обрыва зависит от индуктивности цепи. По сравнению с отключением цепи с активной нагрузкой, напряжение возрастает на величину ЭДС самоиндукции.

2. Переход от этапа развития дуги к ее погасанию происходит при длине дуги больше критической для цепи с активной нагрузкой.

3. Время гашения дуги определяется конструкцией дугогасительной камеры, током отключения I₀. От индуктивности цепи практически не зависит.

4. Скорость уменьшения тока на этапе развития дуги ниже, а на этапе погасания выше, чем в цепи с активной нагрузкой.

Для силовой цепи ЭПС с коллекторными ТЭД характерно наличие ЭДС вращения, наводимой в обмотках якорей. Рассмотрим, в каких режимах работы ТЭД перенапряжение при разрыве цепи протекания тока будет наибольшим.

В режиме тяги напряжение на электрической дуге при последовательном включении m ТЭД описывается выражением

;

в режиме рекуперативного торможения

.

В приведенных выражениях под индуктивностью L и сопротивлением r подразумевается суммарная индуктивность и суммарное сопротивление цепи ТЭД.

Таким образом, наибольшее перенапряжение в режиме тяги будет иметь место при V = 0, а в режиме рекуперации – при максимальной скорости движения.

1.5.3. Повторные зажигания электрической дуги.

При использовании магнитного растягивания длина дуги в момент её погасания l_дг mах значительно превышает расстояние между контактами отключающего аппарата. Напряжение на дуге U_дг mах в этот момент превышает напряжение сети U_c. Напряжение U_дг mах принято называть восстанавливающимся напряжением. Воздух в пространстве между разомкнутыми контактами отключающегося аппарата в значительной степени ионизирован вследствие того, что между контактами только что горела электрическая дуга, а процесс деионизации требует определенного времени. Если напряжение U_дг mах будет больше диэлектрической прочности воздушного промежутка между контактами аппарата U_эл.пр, то произойдет пробой этого промежутка и повторное зажигание электрической дуги.

Повторные зажигания могут происходить несколько раз до тех пор, пока процесс деионизации не дойдет до такой стадии, когда диэлектрическая прочность воздушного промежутка U_эл.пр. станет больше U_дг mах. Осциллограммы электромагнитных процессов при повторных зажиганиях дуги приведены на рис.1.5.6.

О трицательные последствия повторных зажиганий электрической дуги:

1. Увеличение времени горения дуги и нарушение четкости отключения цепи.

2. Повышенное выделение тепла в электрическом аппарате, обгорание дугогасительной камеры и контактов.

3. Повышенная ионизация окружающего воздуха и возникновение опасности перебросов дуги на заземленные части.

Предотвратить повторные зажигания электрической дуги возможно следующими способами:

1. Обеспечить быстрое расхождение контактов на максимально большое расстояние.

2. Снизить ионизацию воздуха за счет применения воздушного дутья.

3. Снизить перенапряжение на дуге за счёт уменьшения dI/dt в момент обрыва дуги путем использования дугогасительных решёток.

4. Шунтировать дугу активным сопротивлением.